【文章內(nèi)容簡介】 很低一般酸值不高于1mg KOH/g油；%皂化產(chǎn)物無無有產(chǎn)物分離方法靜置分層過濾中和、離心、水洗反應器結(jié)構(gòu)可逆放熱反應過程中采用的反應器設計中，工業(yè)上有什么方法控制反應溫度與最優(yōu)操作溫度接近？ 答：可逆放熱過程：隨反應進行溫度不斷提高，而過程的平衡收率隨溫度上升而降低。工業(yè)上采用分步冷卻的方法使反應溫度與最優(yōu)操作溫度接近，冷卻方式包括：直接冷卻和間接冷卻。一、 簡答題1. 化學工業(yè)按生產(chǎn)的產(chǎn)品分類可分為那幾大類？答：化學工業(yè)按產(chǎn)品分類可分為如下幾大類：（1） 無機化學工業(yè)。（2） 有機化學工業(yè)（3） 精細化學品工業(yè)（4） 高分子化學工業(yè)（5） 生物化工工業(yè)。2. 化學工業(yè)的主要資源包括那些？答：化學工業(yè)的主要資源包括：無機化學礦，石油，煤，天然氣，生物質(zhì)，再生資源，空氣和水等。3. 烴類熱裂解產(chǎn)物中的有害物質(zhì)有哪些？存在哪些危害？如何脫除？答：烴類熱裂解產(chǎn)物中的有害物質(zhì)包括：硫化氫等硫化物，二氧化碳，炔烴和水。硫化氫的危害：硫化氫會腐蝕設備和管道，使干燥的分子篩的壽命縮短，使脫炔用的加氫催化劑中毒并使烯烴聚合催化劑中毒。二氧化碳的危害：在深冷分離裂解氣時，二氧化碳會結(jié)成干冰，堵塞管道及設備，影響正常生產(chǎn)；對于烯烴聚合來說，是烯烴聚合過程的惰性組分，在烯烴循環(huán)時造成積累，使烯烴的分壓下降，從而影響聚合反應速度和聚合物的分子量。炔烴的危害：炔烴使乙烯和丙烯聚合的催化劑中毒。水的危害：在深冷分離時，溫度可達100℃，水在此時會結(jié)冰，并與甲烷，乙烷等形成結(jié)晶化合物（CH46H2O，C2H67H2O，C4H107H2O），這些結(jié)晶會堵塞管道和設備。脫除方法：硫化氫和二氧化碳用氫氧化鈉堿液吸收來脫除；炔烴采用選擇性加氫法來脫除。水采用分子篩干燥法脫除。4. 簡述芳烴的主要來源。答：芳烴的主要來源有：（1） 從煤焦化副產(chǎn)煤氣所得粗苯和煤焦油中提??；（2） 從催化重整汽油中提??；（3） 從烴類熱裂解制乙烯所得裂解汽油中提取；（4） 輕烴芳構(gòu)化和重芳烴輕質(zhì)化制芳烴。5. 舉例說明芳烴轉(zhuǎn)化催化劑有哪些？答：芳烴轉(zhuǎn)化所用催化劑包括：（1） 酸性鹵化物，如：AlClAlBrBF3等路易斯酸。（2） 浸漬在載體上的質(zhì)子酸，如：載于硅藻土或硅膠等載體上的硫酸、磷酸及氫氟酸等。（3） 浸漬在載體上的路易斯酸，如載于γAl2O3上的AlClAlBrBFFeClZnClTiCl4等。（4） 混合氧化物催化劑，如SiO2Al2O3等。（5） 貴金屬氧化硅氧化鋁催化劑，如Pt/ SiO2Al2O3等。（6） 分子篩催化劑，如經(jīng)過改性的Y型分子篩、絲光沸石和ZSM系列分子篩等。6. 工業(yè)上生產(chǎn)合成氣的方法有哪些？其中哪種方法投資和成本最低？答：工業(yè)上生產(chǎn)合成氣的方法有：（1） 以煤為原料的煤氣化法。（2） 以天然氣為原料的天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法。（3） 以重油或渣油為原料的部分氧化法。其中以天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法的投資和成本最低。7. 合成氣主要工業(yè)化用途有哪些？合成氣的主要工業(yè)化用途包括：（1） 合成氨；（2） 合成甲醇；（3） 合成醋酸；（4） 烯烴的羰基合成；（5） 合成天然氣、汽油和柴油。8. 在乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷過程中，與空氣氧化法相比較，氧氣氧化法有哪些優(yōu)點？答：與空氣氧化法相比，用氧氣氧化乙烯制環(huán)氧乙烷具有如下優(yōu)點：（1） 空氣氧化法反應部分的工藝流程較為復雜，需要空氣凈化系統(tǒng)、排放氣氧化和吸收系統(tǒng)及催化燃燒系統(tǒng)，2~3臺氧化反應器。而氧氣氧化法只需要一臺反應器，不需要上述系統(tǒng)，僅多了一套脫碳系統(tǒng)，不包括空氣分離裝置時，氧氣氧化法的建廠費用和固定資產(chǎn)投資比空氣氧化法省。（2） 氧氣氧化法的催化劑不會受空氣污染，且氧化反應溫度低，因此催化劑的壽命長。（3） 氧氣氧化法可采用濃度較高的乙烯，反應器的生產(chǎn)能力比空氣氧化法高。（4） 氧氣氧化法的乙烯消耗定額和電力消耗比空氣氧化法低。9. 丁二烯的生產(chǎn)方法有哪些？答：丁二烯的工業(yè)生產(chǎn)方法包括：（1） 從烴類熱裂解制乙烯副產(chǎn)的C4餾分得到。（2） 乙醇和成丁二烯。（3） 由正丁烷和正丁烯脫氫得到。（4） 正丁烯氧化脫氫制丁二烯。10. 在丁二烯的生產(chǎn)過程中，加入水蒸氣具有哪些作用？答：水蒸汽的作用包括：（1） 加入水蒸汽可以提高反應的選擇性。（2） 加入水蒸汽可以提高反應速率。（3） 加入水蒸汽可以控制反應溫度。（4） 加入水蒸汽可以利用水煤氣反應達到清焦的作用。（5） 加入水蒸汽可以降低爆炸極限，達到防止爆炸的目的。11. 說明氨合成催化劑的組成及其作用。答：氨合成催化劑的組成包括α—Fe，Al2O3，K2O，CaO，MgO，SiO2等。（1） 氨氧化催化劑的活性組分是α—Fe，未還原時為FeO +Fe2O3，其中FeO占24~38%，F(xiàn)e2+/Fe3+=，~，可視為Fe3O4，具有尖晶石結(jié)構(gòu)。（2） Al2O3的作用：Al2O3與Fe3O4作用可形成FeAl2O4，具有尖晶石結(jié)構(gòu)，當催化劑還原后，F(xiàn)e3O4被還原為α—Fe，而未被還原的Al2O3仍保持著尖晶石結(jié)構(gòu)，起到骨架作用，從而防止鐵細晶的長大，使催化劑的比表面積增加，活性增加。因此，Al2O3為結(jié)構(gòu)型助催化劑，氧化鎂的作用與Al2O3的作用相似，也是結(jié)構(gòu)型助催化劑。（3） K2O的作用：氧化鉀是電子型助催化劑，在Fe—Al2O3催化劑中添加氧化鉀后，可以使金屬的電子逸出功下降，有助于氮的活性吸附。（4） CaO的作用：CaO的作用與K2O相似，也是電子型助催化劑，同時，氧化鈣能降低固熔體的熔點和粘度，有利于三氧化二鋁和四氧化三鐵固熔體的形成，提高催化劑的熱穩(wěn)定性。（5） Si2O的作用：二氧化硅是磁鐵礦中的雜質(zhì)，具有中和K2O和CaO的作用，此外，Si2O還具有提高催化劑抗水毒害和耐燒結(jié)的性能。12. 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應是體積增大的可逆反應，加壓對化學平衡不利，為什么還要加壓操作？答：從烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應的平衡考慮，反應宜在低壓下進行，但從20世紀50年代開始，~，現(xiàn)在的最高壓力可達5MPa。其原因如下：（1） 可以節(jié)省壓縮功耗。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化為體積增大的反應，而氣體的壓縮功與被壓縮氣體的體積成正比，所以壓縮含烴原料和二段轉(zhuǎn)化所需的空氣的功耗要比壓縮轉(zhuǎn)化氣節(jié)省。同時由于氨是在高壓下合成的，氫氮混和氣壓縮的功耗與壓縮前后壓力比的對數(shù)成正比，這就是說，合成壓縮機的吸入壓力越高，壓縮功耗越低。盡管轉(zhuǎn)化反應壓力提高后，原料氣壓縮和二段轉(zhuǎn)化所用的空氣壓縮機的功耗要增加，但單位產(chǎn)品氨的總功耗還是減少的。（2） 可以提高過量蒸汽余熱的利用價值。由于轉(zhuǎn)化是在過量水蒸氣條件下進行的，經(jīng)一氧化碳變換冷卻后，可以回收原料氣中大量余熱。其中水蒸氣的冷凝熱占有相當大的比重，這部分熱量與水蒸氣的分壓有直接關系，壓力越高，水蒸汽的分壓也越高，因此其冷凝溫度（即露點）越高，在同一汽氣比條件下，低變爐出口氣體的露點隨壓力的升高而增加，蒸汽冷凝液利用價值也就越高，溫度相同，壓力越高，熱效率越高，即回收的熱量越多。（3） 可以減少原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設備投資。轉(zhuǎn)化壓力提高，變換、凈化以至到氫氮混和氣壓縮機前的全部設備的操作壓力都隨著提高，對于同樣的生產(chǎn)規(guī)模，在一定程度上，可以減少設備投資，而且在加壓條件下操作，可提高轉(zhuǎn)化和變換的反應速率，可以減少催化劑用量。13. 在烴類熱裂解的過程中，加入水蒸氣作為稀釋劑具有哪些優(yōu)點？答：在烴類熱裂解的過程中，加入水蒸汽作為稀釋劑具有如下優(yōu)點：（1） 水蒸汽的熱容較大，能對爐管溫度起穩(wěn)定作用，因而保護了爐管。（2） 水蒸汽價廉易得，且容易與裂解產(chǎn)物分離。（3） 水蒸汽可以抑制原料中的硫化物對合金鋼裂解爐管的腐蝕。（4） 水蒸汽可以與裂解管中的焦炭發(fā)生水煤氣反應而清焦。（5） 水蒸汽對金屬表面起一定的氧化作用，使金屬表面的鐵鎳形成氧化膜，從而減輕了鐵、鎳對烴類氣體分解生炭的催化作用。14. 裂解氣的壓縮為什么采用多級壓縮？確定壓縮段數(shù)的依據(jù)是什么？答：；裂解氣的采用多級壓縮的優(yōu)點：（1） 節(jié)約壓縮功耗，壓縮機壓縮氣體的過程接近絕熱壓縮，功耗大于等溫壓縮，如果把壓縮分為若干段進行，段間冷卻移熱，則可節(jié)省部分壓縮功，段數(shù)越多，越接近等溫壓縮。（2） 裂解氣中的二烯烴易發(fā)生聚合反應，生成的聚合物沉積在壓縮機內(nèi)，嚴重危及操作的正常進行。而二烯烴的聚合速度與溫度有關，溫度越高，聚合速度越快，為了避免聚合現(xiàn)象的發(fā)生，必須控制每段壓縮后氣體溫度不高于100℃ 。（3） 減少分離凈化負荷，裂解氣經(jīng)過壓縮后段間冷凝，可除去大部分的水，減少干燥器的體積和干燥劑的用量，延長干燥器的再生周期；同時還可以從裂解氣中分凝出部分C3及C3以上的重組分，減少進入深冷系統(tǒng)的負荷，從而節(jié)約了冷量。根據(jù)每段壓縮后氣體溫度不高于100℃，避免二烯烴在壓縮機內(nèi)發(fā)生聚合反應，壓縮機的壓縮比為2左右，并依據(jù)氣體的最初進口壓力和最終出口壓力來確定壓縮機的段數(shù)。15. 說明在裂解氣的分離過程中，設置冷箱的作用及其特點。答：在烴類熱裂解的裂解氣分離的過程中，設置冷箱的作用提高乙烯的回收率。冷箱的特點：（1） 用冷箱分出氫氣（%），使脫甲烷塔的CH4/H2增加，從而使乙烯的回收率增加。（2） 冷箱分出的富氫可作為炔烴加氫的原料。（3） 冷箱采用逐級冷凝，分股進料，從而減輕脫甲烷塔的負荷。（4） 流程通過節(jié)流閥A、B、C的節(jié)流制冷作為低溫冷量的來源。 冷箱適用于生產(chǎn)規(guī)模大，自動化水平高，原料氣組成穩(wěn)定的流程。16. 工業(yè)上氫氣的來源有哪些？答：工業(yè)上氫氣的來源包括：（1） 水電解制氫。（2） 焦爐煤氣、油品鉑重整和烴類熱裂解等副產(chǎn)氫氣，經(jīng)過變壓吸附可制得純氫。（3） 煤氣化制氫，工業(yè)煤經(jīng)過水煤氣反應或半水煤氣反應可制得氫氣。（4） 氣態(tài)烴或輕油（石腦油）經(jīng)水蒸汽轉(zhuǎn)化反應可制氫。二、 寫出下列過程的主要化學反應，催化劑，反應壓力和反應溫度。1. 二氧化硫接觸氧化制三氧化硫。（1）化學反應：SO2 + 1/2O2 SO3 （2）催化劑：活性組分：V2O5。載體：硅膠、硅藻土及其混合物。助催化劑：K2O、K2SOTiOMoO3等。（3）反應壓力：常壓。（4）反應溫度：400~600℃2. 雙加壓法氨接觸氧化制一氧化氮。（1）化學反應：4NH3 + 5O2 4 NO + 6H2O（2）催化劑：Pt網(wǎng)。（3）反應壓力：~。（4）反應溫度：850~860℃3. 氧氣氧化法乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷。（1）化學反應：C2H4 + 1/2O2 C2H4O （2）催化劑：活性組分：Ag。載體：碳化硅，α—Al2O3和含有少量SiO2的α—Al2O3，助催化劑：碳酸鉀、碳酸鋇和稀土元素化合物。（3）反應壓力：~ MPa。（4）反應溫度：204~270℃4. 丙烯氨氧化制丙烯腈。（1）化學反應：CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CHCN + 3H2O （2）催化劑：①鉬酸鉍系：PMoBiFeCoNiKO/Si2O；②銻系：SbFeO。（3）反應壓力：常壓。（4）反應溫度：最佳溫度：440℃。5. 氫氮氣合成氨（1）化學反應：N2 + 3H2 2NH3 （2）催化劑：α—FeAl2O3MgOK2OCaOSiO2（3）反應壓力：15MPa。（4）反應溫度：390~520℃。6. 一氧化碳、氫氣合成甲醇（1）化學反應：CO + 2H2 2CH3OH （2）催化劑：CuOZnOAl2O3 。（3）反應壓力：5~10MPa。（4）反應溫度：230~270℃。7. 乙苯脫氫制苯乙烯（1）化學反應： C2H5 CH=CH2 + H2 （2）催化劑：Fe2O3Cr2O3K2O（3）反應壓力：常壓。（4）反應溫度：600~630℃8. 正丁烯氧化脫氫制丁二烯（1）化學反應：nC4H8 + 1/2O2 CH2=CH—CH=CH2 + H2O（2）催化劑：鐵酸鹽尖晶石催化劑。（3）反應壓力：常壓（4）反應溫度：327~547℃ 9. 乙烯液相氯化制1，2—二氯乙烷（1）化學反應：CH2=CH2 + Cl2 ClCH2CH2Cl （2）催化劑：FeCl3（3）反應壓力：常壓。（4）反應溫度：50℃。10. 電石乙炔法制氯乙烯。（1）化學反應：C2H2 + HCl CH2=CHCl（2）催化劑：HgCl2/活性碳。（3）反應壓力：常壓。（4）反應溫度：160~180℃。 三、 根據(jù)所給流程回答下列問題：1. 乙烯配位催化氧化制乙醛：回答問題：（1） 為什么催化劑溶液可以在反應器與除沫分離器之間自動循環(huán)？（2） 寫出三個基本化學反應。（3） 反應熱是如何移出的？（4） 反應器的進料組成是多少？（5） 寫出反應所用的催化劑溶液的組成。（6） 寫出催化劑再生的方法和再生的化學反應。（7） 反應溫度和壓力各是多少？乙烯的轉(zhuǎn)化率是多少？（8） 自吸收塔頂部出來的氣體在循環(huán)時為什么將部分氣體排放而不全部作為循環(huán)氣返回到反應器？答：（1） 新鮮乙烯和循環(huán)乙烯的混合物與氧氣分別自反應器的底部送入，催化劑溶液也從底部送入反應器，乙烯和氧氣以鼓泡的形式通過反應器，在液相內(nèi)進行化學反應轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰Ｓ捎诜磻艧?，將產(chǎn)物乙醛和部分水汽化，因此反應器內(nèi)被密度較低的氣液混合物所充滿，該氣