【文章內(nèi)容簡介】 裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體，其沸點很低，常壓下進行各組分精餾分離，則分離溫度很低，需要大量冷量。為了使分離溫度不太低，可通過壓縮氣體適當提高壓力。裂解氣的制冷是為了在深冷分離過程中，利用制冷劑壓縮和冷凝得到制冷劑液體，再于不同壓力下蒸發(fā)以獲得不同溫度級位的冷凍過程。10. 什么是裂解氣的前加氫和后加氫工藝？答：裂解氣的前加氫是指在裂解氣中氫氣未分離出來之前，利用裂解氣中H2進行選擇性加氫，以脫除其中的炔烴；后加氫是指裂解氣分離出C2餾分、C3餾分后，再分別對C2和C3餾分進行催化加氫，以脫除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。11. 裂解氣分離流程中能耗最大的兩個是什么？答：裂解氣分離流程中能耗最大的兩個分別是“脫甲烷”和“乙烯精餾”。脫甲烷塔是脫除裂解氣中的氫和甲烷，是裂解氣分離裝置中投資最大、能耗最多的環(huán)節(jié)，其冷凍功耗約占全裝置冷凍功耗的50%以上。由于乙烯塔溫度僅次于脫甲烷塔，所以冷量消耗占總制冷量的比例也較大，約為38%～44%。補充習題：1根據(jù)熱力學反應標準自由焓和化學鍵如何判斷不同烴類的裂解反應難易程度、可能發(fā)生的裂解位置及裂解產(chǎn)物；解釋烷烴、環(huán)烷烴及芳烴裂解反應規(guī)律，造成裂解過程結(jié)焦生炭的主要反應是哪些？2試以丙烷裂解為例，闡述烴類裂解的自由基反應機理，計算600℃，700℃，800℃，900℃，1000℃下，丙烷裂解生成物中乙烯和丙烯比例（假設(shè)無其它副反應發(fā)生）。并繪出裂解溫度—乙烯（丙烯）組成的曲線。3在原料確定的情況下，從裂解過程的熱力學和動力學出發(fā)，為了獲取最佳裂解效果，應選擇什么樣的工藝參數(shù)（停留時間、溫度、壓力…），為什么？4提高反應溫度的技術(shù)關(guān)鍵在何處，應解決什么問題才能最大限度提高裂解溫度？5為了降低烴分壓通常加入稀釋劑，試分析稀釋劑加入量確定的原則是什么？6試討論影響熱裂解的主要因素有哪些？評價裂解過程優(yōu)劣的目標函數(shù)（指標）是什么？7Lummus公司的SRT型裂解爐由I型發(fā)展到VI型，它的主要改進是什么？采取的措施是什么？遵循的原則是什么？你大膽的設(shè)想下一步將怎么改？8裂解氣出口的急冷操作目的是什么？可采取的方法有幾種，你認為哪種好，為什么？若設(shè)計一個間接急冷換熱器其關(guān)鍵指標是什么？如何評價一個急冷換熱器的優(yōu)劣？9裂解氣進行預分離的目的和任務是什么？裂解氣中要嚴格控制的雜質(zhì)有哪些？這些雜質(zhì)存在的害處？用什么方法除掉這些雜質(zhì)，這些處理方法的原理是什么？10壓縮氣的壓縮為什么采用多級壓縮，確定段數(shù)的依據(jù)是什么？11某乙烯裝置采用低壓法分離甲烷，整個裝置中需要的最低冷凍溫度為115℃，根據(jù)乙烯裝置中出現(xiàn)的原料、產(chǎn)品，設(shè)計一個能夠提供這樣低溫的制冷系統(tǒng)，繪出制冷循環(huán)示意圖。并標以各蒸發(fā)器和冷凝器的溫度（第一級冷凝器溫度，為冷卻水上水溫度25～30℃）。12裂解氣分離流程各有不同，其共同點是什么？試繪出順序分離流程、前脫乙烷后加氫流程，前脫丙烷后加氫流程簡圖，指出各流程特點，適用范圍和優(yōu)缺點。13甲烷塔操作壓力的不同，對甲烷塔的操作參數(shù)（溫度、回流比…）、塔設(shè)計（理論板數(shù)，材質(zhì)…），即未來的操作費用和投資有什么影響？14對于一已有的甲烷塔H2/CH4對乙烯回收率有何影響？采用前冷工藝對甲烷塔分離有何好處？15何為非絕熱精餾，何種情況下采用中間冷凝器或中間再沸器，分析其利弊。16根據(jù)本章所學知識，試設(shè)計一個簡單的流程表述烴類熱裂解從原料到產(chǎn)品所經(jīng)歷的主要工序及彼此的關(guān)系。17近年來乙烯工業(yè)的主要發(fā)展方向和研究開發(fā)的熱點是什么？5※習題四第4章課后習題1. 芳烴中的“三苯”及“三烯”分別指什么？答：芳烴中的“三苯”指苯、甲苯、二甲苯；“三烯”指乙烯、丙烯、丁二烯。2. 芳烴的兩種原料是什么？石油芳烴主要來源哪2種原料？答：芳烴的2種原料是煤、石油；石油芳烴主要來源于石腦油重整生成油、烴裂解生產(chǎn)乙烯副產(chǎn)的裂解汽油。3. 芳烴餾分的分離主要有哪2種方法？原理是什么？答：芳烴餾分的分離方法主要有溶劑萃取法和萃取蒸餾法2種。其原理分別如下：溶劑萃取分離芳烴是利用一種或兩種以上的溶劑（萃取劑）對芳烴和非芳烴選擇溶解分離出芳烴。對溶劑性能的基本要求：對芳烴的溶解選擇性好、溶解度高；與萃取原料密度差大；蒸發(fā)潛熱與熱容小、蒸汽壓??；有良好的化學穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性、腐蝕性小。萃取蒸餾是利用極性溶劑與烴類混合時，能降低烴類蒸汽壓使混合物初沸點提高的原理而設(shè)計的工藝過程，由于此種效應對芳烴的影響最大，對環(huán)烷烴的影響次之，對烷烴的影響最小，這樣就有助于芳烴和非芳烴的分離。4. C8芳烴（4種）分別是如何分離的？答：4種C8芳烴的分離方法如下：① 鄰二甲苯的分離沸點最高，℃ 精餾法分離。② 乙苯的分離沸點最低，℃ 精餾分離耗能大，在異構(gòu)化裝置中轉(zhuǎn)化回收。③ 對、間二甲苯的分離℃，難于采用精餾方法進行分離。目前工業(yè)上采用的方法主要有深冷結(jié)晶分離法、絡合萃取分離法、模擬移動床吸附分離法。5. 工業(yè)分離對二甲苯的方法有哪3種？答：工業(yè)分離對二甲苯的方法有深冷結(jié)晶分離法、絡合萃取分離法、模擬移動床吸附分離法3種。Ⅰ.深冷結(jié)晶分離法：工業(yè)上多采用二段結(jié)晶工藝。第一段結(jié)晶，對二甲苯純度約為85%～90%；%～%。Ⅱ.絡合萃取分離法：利用一些化合物與二甲苯異構(gòu)體形成絡合物的特性可以達到分離各異構(gòu)體的目的。Ⅲ.模擬移動床吸附分離法：利用固體吸附劑吸附二甲苯異構(gòu)體的能力不同進行的一種分離方法。補充習題：1簡述芳烴的主要來源及主要生產(chǎn)過程。2芳烴的主要產(chǎn)品有哪些？各有何用途？3試論芳烴轉(zhuǎn)化的必要性與意義，主要的芳烴轉(zhuǎn)化反應有哪些？4試分析我國與美國、日本的芳烴生產(chǎn)各有何特點及其原因。5簡述苯、甲苯和各種二甲苯單體的主要生產(chǎn)過程，并說明各自的特點。6簡述芳烴生產(chǎn)技術(shù)的新進展及其主要特征。7如何理解芳烴生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化與分離過程之間的關(guān)系，試組織兩種不同的芳烴生產(chǎn)方案。5※習題五課后習題：1. 有哪些原料可生產(chǎn)合成氣？合成氣的生產(chǎn)方法有哪些？近年來出現(xiàn)哪些生產(chǎn)合成氣的新方法？ 答：制造合成氣的原料是多種多樣的，許多含碳資源如煤、天然氣、石油餾分、農(nóng)林廢料、城市垃圾等均可用來制造合成氣。合成氣的生產(chǎn)方法如下：① 以煤為原料的生產(chǎn)方法 有間歇和連續(xù)兩種操作方式。煤制合成氣中H2/ CO比值較低，適于合成有機化合物。 ② 以天然氣為原料的生產(chǎn)方法 主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。目前工業(yè)上多采用水蒸氣轉(zhuǎn)化法，該法制得的合成氣中H2/CO比值理論上是3，有利于用來制造合成氨或氫氣。 ③ 以重油或渣油為原料的生產(chǎn)方法 主要采用部分氧化法。生產(chǎn)合成氣的新方法：近年來，部分氧化法的工藝因其熱效率較高。H2/CO比值易于調(diào)節(jié)，故逐漸收到重視和應用，但需要有廉價的氧源，才能有滿意的經(jīng)濟性。最近開展了二氧化碳轉(zhuǎn)化法的研究，有些公司和研究者已進行了中間規(guī)模和工業(yè)化的擴大試驗。2．為什么天然氣—水蒸氣轉(zhuǎn)化過程中需要供熱？供熱形式是什么？一段轉(zhuǎn)化爐有哪些型式？答：從熱力學角度看，高溫下甲烷濃度低，從動力學看，高