【正文】 時間的積分。2簡述裂解氣深冷分離法的原理？答：其原理是利用裂解氣中各種烴的相對揮發(fā)度不同，在低溫下除了氫和甲烷以外把其余的烴都冷凝下來，然后在精餾塔內(nèi)進行多組分精餾分離，利用不同的精餾塔，把各種烴逐個分離出來。其實質(zhì)是冷凝精餾過程。2試回答裂解氣的深冷分離流程分為哪幾大的部分？答：裂解氣的深冷分離流程分為：氣體凈化系統(tǒng)；壓縮和冷凍系統(tǒng)；精餾分離系統(tǒng)。2簡述前加氫與后加氫的各自的優(yōu)缺點？答：前加氫氫氣自給，流程有利，但是氫氣分壓高，會降低加氫選擇性，增大乙烯損失。后加氫氫氣從外部安需加入，餾分的組分簡單，雜質(zhì)少，選擇性高，催化劑使用壽命長。但能量利用和流程較繁。2試回答深冷分離裂解氣流程中，乙烯的損失有哪幾處？答：（1）冷箱尾氣中帶出損失；（2）乙烯塔釜液乙烷中帶出損失；（3）脫乙烷塔釜液碳三餾分中帶出損失；（4）壓縮段間凝液帶出損失。2試回答裂解分離系統(tǒng)的能量回收的三個主要途徑？答：（1）急冷換熱器回收高能位的能量；（2）初餾塔及其附屬系統(tǒng)回收的是低能位能量；（3）煙道氣熱量預熱原料、鍋爐水等。2試回答除用石油烴生產(chǎn)乙烯的方法外，制取乙烯的其它方法有哪些？答：（1）乙醇催化脫水制乙烯；（2）以甲烷或合成氣為原料制取乙烯。2簡述芳烴的來源？答：目前工業(yè)上芳烴主要來自煤高溫干餾副產(chǎn)粗笨和煤焦油；烴類裂解制乙烯副產(chǎn)裂解氣油和催化重整產(chǎn)物重整汽油三個途徑。2芳烴轉(zhuǎn)化反應主要有哪些反應？答：芳烴轉(zhuǎn)化反應主要有：異構化反應；歧化反應；烷基化反應；烷基轉(zhuǎn)移反應；脫烷基化反應。芳烴正烴離子能進一步能發(fā)生哪些反應？答：芳烴正烴離子能進一步能發(fā)生：異構化反應；歧化與烷基轉(zhuǎn)移反應；烷基化反應。3芳烴轉(zhuǎn)化反應所采用的催化劑主要有哪幾類？答：（1）無機酸；（2）酸性鹵化物；（3）固體酸。3目前工業(yè)上分離對、間二甲苯的方法主要有哪些？答：（1）低溫結(jié)晶分離法；（2）絡合分離法；（3）模擬移動床吸附分離法。3目前，工業(yè)上主要的烷基化劑有哪些？答：目前，工業(yè)上主要的烷基化劑有烯烴、鹵代烷烴、醇類、酯類、醚類等。3苯烷基化反應的化學過程中，發(fā)生的副反應主要有哪些？答：苯烷基化反應的化學過程中，發(fā)生的副反應主要有：（1）多烷基苯的生成；（2）異構化反應；（3）烷基轉(zhuǎn)移（反烴化）反應；（4）芳烴縮合和烯烴的聚合反應。3工業(yè)上已用于苯烷基化工藝的酸性催化劑主要有哪些？答：工業(yè)上已用于苯烷基化工藝的酸性催化劑主要有：（1）酸性鹵化物的絡合物；（2）磷酸／硅藻土；（3）BF3／γAl2O3；（4）ZSM－5分子篩催化劑。3工業(yè)中應用的重要催化加氫反應，主要有哪些類型？答：（1）不飽和鍵的加氫；（2）芳環(huán)加氫；（3）含氧化合物加氫；（4）含氮化合物加氫；（5）氫解。3試回答工業(yè)上氫的來源？答：（1）水蒸氣轉(zhuǎn)化法；（2）甲烷部分氧化法；（3）變壓吸附分離法。3試回答就催化劑形態(tài)來說，加氫催化劑有哪幾類？答：（1）金屬催化劑；（2）骨架催化劑；（3）金屬氧化物催化劑；（4）金屬硫化物催化劑；（5）金屬絡合物催化劑。3在脫氫反應過程中，采用水作為稀釋劑的作用是什么？答：（1）降低烴的分壓，改善化學平衡，使能到達較高的平衡轉(zhuǎn)化率；（2）通過與催化劑表面的焦發(fā)生水煤氣反應達到清焦的作用；（3）提供反應所需熱量。試回答，近年來苯乙烯的新的合成方法有哪些？ 答：（１）乙苯氧化脫氫法；（2）以甲苯為原料的合成法；（3）乙烯和苯直接合成法；（4）以丁二烯為原料的方法。4目前工業(yè)上，乙苯催化脫氫合成苯乙烯的反應器型式有哪兩種？其主要區(qū)別是什么？答：反應器型式有:多管等溫型反應器和絕熱型反應器。二者的主要差別是:脫氫部分的水蒸氣用量不同,熱量的供給和回收利用不同。4什么叫氧化脫氫反應？答：在反應過程中氫接受體能奪取烴類分子中的氫,使烴類轉(zhuǎn)換為不飽和烴,而氫則被氧化的反應過程稱為氧化脫氫反應。4氧化脫氫主要有哪些類型？答：（1）以氣態(tài)氧為氫接受體的氧化脫氫；（2）以鹵素為氫接受體的氧化脫氫反應；（3）已硫化物為氫接受體的氧化脫氫反應。4工業(yè)上獲取丁二烯的主要方法有哪三種？答：（1）從烴類裂解制乙烯的聯(lián)產(chǎn)物碳四餾分分離得到；（2）由丁烷或丁烯催化脫氫法制取；（3）由丁烯氧化脫氫法制取。4什么叫自氧化反應？答：能自動加速且具有自由基鏈反應特征的氧化反應稱為自氧化反應.4試寫出自氧化的基本步驟？答：自氧化的基本步驟包括:鏈的引發(fā),鏈的傳遞和鏈的終止。4醋酸的主要合成方法主要有哪三種？答：醋酸的主要合成方法有:乙醛氧化法,丁烷和輕油氧化法和甲醇羰化法。4目前工業(yè)上生產(chǎn)乙醛的主要方法有哪幾種？答：工業(yè)上生產(chǎn)乙醛的方法主要有：（1）乙炔在汞鹽催化下液相水合法；（2）乙醇氧化脫氫法；（3）丙烷－丁烷直接氧化法；（4）乙烯在鈀鹽催化下均相絡合催化氧化法。4重要的非均相催化氧化反應有哪六種？答：重要的非均相催化氧化法主要有：（1）烷烴的催化氧化；（2）烯烴的直接環(huán)氧化；（3）烯丙基氧化反應；（4）乙烯的乙酰氧基化反應；（5）芳烴的催化氧化；（6）醇的氧化。50、試寫出丙烯腈的工業(yè)合成方法？答：丙烯腈的工業(yè)合成方法是丙烯氨氧化合成法。六、計算題： 原料乙烷進料量100kg／h，反應掉乙烷量為600kg／h，得乙烯340kg／h，求反應轉(zhuǎn)化率及選擇性。解：按反應 　轉(zhuǎn)化率＝又目的產(chǎn)物摩爾數(shù)＝ 故選擇性＝裂解溫度為827度，進裂解爐的原料氣組成為％（V），，裂解產(chǎn)物組成為％（V），H2――，C2H4――，C4――，CH4――，C2H6――，C5――，C2H2――，C3――，求乙烷單程轉(zhuǎn)化率和乙烷轉(zhuǎn)化為乙稀的收率。解：反應完后混合氣體中乙烷的量為：乙烯單程轉(zhuǎn)化率＝ 乙烯收率＝100kg乙烷（純度100％）裂解，單程轉(zhuǎn)化率為60％，乙烯產(chǎn)量為46kg，分離后將未反應的乙烷全部返回裂解，求乙烯收率、乙烯總收率？解：乙烷循環(huán)量＝１００－６０＝４０ｋｇ 新鮮原料補充量＝１００－４０＝６０ｋｇ乙烯收率＝ 乙烯總收率＝乙烯總質(zhì)量收率＝裂解氣自20℃，，計算單段壓縮得排氣溫度。（）解：根據(jù) 所以 　推導裂解深度函數(shù)與轉(zhuǎn)化率的關系？（按一級反應動力學方程式）解：由定義 　　　?。ǎ保? 按一級反應動力學 積分為 代入（１）式 設為轉(zhuǎn)化率 試推導烴類熱裂解中，烴類轉(zhuǎn)化率與反應速度常數(shù)的積分表達式。（按一級反應動力學處理）解：當反應物濃度由，反應時間由時，上式積分得：?。ǎ保┮晦D(zhuǎn)化率表示時，因裂解反應是分子數(shù)增加的反應，故 代入（１）式得 ， 其中為體積增大率丙烷充分燃燒時要供入空氣量為125％，問每100mol丙烷燃燒需空氣量為多少。（空氣中氧氣為21％）解：反應方程式 基準１００摩爾丙烷根據(jù)反應方程式燃燒需氧為 總需氧 折算為空氣鄰二甲苯氧化制苯酐，反應式為，設鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為60％，空氣用量為理論量的150％，每小時投料100kg，作物料衡算？（空氣中氧氣為21％）解：取鄰二甲苯進料１００ｋｇ計算進料　　鄰二甲苯＝ 　　　　出料　　苯酐　　 氮未參加反應，數(shù)量不變，剩余鄰二甲苯＝ 剩余氧＝乙烷裂解制乙烯，原料工業(yè)乙烷含98％，乙烯1％，丙烯1％（均為體積百分含量），裂解反應方程式如下： 計算體積增大率。解：原料１ｍｏｌ得反應氣量為 為ｉ組份的化學計量系數(shù)，反應體積增大率＝由一苯汽化器，每小時把１００ｋｇ，２９３Ｋ液體苯加熱為353Ｋ氣體苯，求所需熱量。已知：解：所需熱量由兩部分組成：一為293K的液體轉(zhuǎn)化為同溫度下的氣體，二為293K的氣體吸熱轉(zhuǎn)化為353ｋ的氣體。而 所以　。1乙烷裂解制乙烯，原料工業(yè)乙烷含98％，乙烯1％，丙烯1％（均為體積百分含量），計算裂解氣組成。解：原料１ｍｏｌ得反應氣量為 為ｉ組份的化學計量系數(shù)，反應體積增大率＝ 裂解氣組成為，例如：氫氣 ／＝甲烷——，乙稀——，乙烷—－，丙稀——， 丙烷——，丁烯——，正戊烷——1乙烷裂解制乙烯，原料工業(yè)乙烷含98％，乙烯1％，丙烯1％（均為體積百分含量），裂解反應按下式。，求裂解氣量。解：原料１ｍｏｌ得反應氣量為 為ｉ組份的化學計量系數(shù)，反應體積增大率＝ 裂解氣中經(jīng)過冷卻后冷凝為液體，則裂解氣量V＝－＝ 每小時乙稀產(chǎn)量4600ｋｇ＝原料用量＝ 裂解氣量V＝1乙烷裂解制乙烯，原料工業(yè)乙烷含98％，乙烯1％，丙烯1％（均為體積百分含量），裂解反應按下式，稀釋蒸汽用量為20％（質(zhì)量），／h。計算每小時水蒸氣用量。解：原料１ｍｏｌ得反應氣量為 為ｉ組份的化學計量系數(shù)，反應體積增大率＝ 每小時乙稀產(chǎn)量4600ｋｇ＝原料用量＝ 裂解氣量V＝原料氣重量，每立方米有　　　 　　　　 原料氣重 稀釋水蒸汽用量＝1乙烷裂解制乙烯，原料工業(yè)乙烷含98％，乙烯1％，丙烯1％（均為體積百分含量），裂解反應按下式， 計算乙烷轉(zhuǎn)化率及乙烯收率。解：按原料中乙烷計 乙烯收率Ｙ（按乙烷計） Ｙ＝1某氧化過程排出的尾氣體積組成已知為氧氣10％，氮氣85％，二氧化碳5％，計算空氣用量及氧耗量。解：以氮為聯(lián)系物，計算基準為尾氣１００ｍｏｌ。 尾氣中氮氣＝空氣耗量＝ 進料空氣含氧氣＝ 氧耗量＝－10＝1甲烷和氫混合氣用空氣完全燃燒來加熱鍋爐，％、％、％、％，問燃料中甲烷含量、空氣量？解：反應式為 （１）氣１００摩爾作為計算標準，。（２） 以煙道氣中二氧化碳量計算甲烷及耗氧量。，燃燒需氧為（３） 聯(lián)系物計算進料中空氣量空氣：1甲烷和氫混合氣用空氣完全燃燒來加熱鍋爐，％、％、％、％，問燃料中氫含量？解：反應式為 以煙道氣１００摩爾作為計算標準，。由二氧化碳計算甲烷量及耗氧量。，燃燒需氧為以氮氣為聯(lián)系物計算進料中空氣量和氧量 空氣： 氧氣＝氫燃燒耗氧量＝－－＝ 氫含量＝1正已烷在管式爐裂解，爐出口溫度760度，為簡化計算，近似求其轉(zhuǎn)化率。（）解：因為反應速度常數(shù)ｋ是隨轉(zhuǎn)化率如下： 代入上式 解之，1某工廠用烴類氣體制合成氣生產(chǎn)甲醇，合成氣體量2321Nm3／h，CO／H2＝1／（mol）。％，％，不符合要求，為此，需將部分轉(zhuǎn)化氣送去CO變換反應器，％，％，氣體體積減少2％。用此變換氣去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化氣，以便達到CO／H2＝1／。求轉(zhuǎn)化氣、變換氣各為多少。解：按題意繪流程簡圖。從Ａ點分流，在Ｂ點合并，合并時無化學及體積變化。令為組份的摩爾百分數(shù)。結(jié)點B：　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）衡算：　　　　　　?。ǎ玻錃夂馑悖?（３）變化脫除 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 轉(zhuǎn)化氣　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合成氣　　　　?。痢　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。隆　　　　?聯(lián)立上三式解方程得： ，結(jié)點A： 　　　　試計算在甲醇生產(chǎn)甲醛溶液工業(yè)中，氧化劑為空氣。反應耗氧量？（尾氣組成：％，％，％，％，氫氣21％）解：取尾氣為計算標準，氮作為聯(lián)系物，則進料空氣量 其中氧量 換算為摩爾數(shù) 　　　　　 　　　　 反應耗氧量為