【導(dǎo)讀】；有機(jī)物化學(xué)工業(yè)。；汽油；煤油；柴油；催化裂化原料或潤滑油原料。8．烴類；非烴類。9．直餾汽油；石腦油。；高辛烷值汽油組分。14．原料預(yù)處理；化學(xué)反應(yīng)；產(chǎn)品精制。15．乙烯；丙烯；丁二烯；苯；甲苯；二甲苯；甲醇。16氫；一氧化碳。1．答：把多種設(shè)備、機(jī)器和儀表適當(dāng)組合起來的加工過程稱為生產(chǎn)裝置。這一系列加工處理步驟，總稱為化工過程。如氧化過程、加氫過程等。方法和過程,包括實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施。8．答：轉(zhuǎn)化率是表示進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)的原料與參加反應(yīng)的原料之間的數(shù)量關(guān)系。進(jìn)入反應(yīng)器的原料中，消耗在生產(chǎn)目的產(chǎn)物上的數(shù)量越多。煤焦油中可獲得萘，在粗苯中可得到苯、甲苯、二甲苯等。途廣泛的有機(jī)化工產(chǎn)品。裂解和縮合反應(yīng)的熱加工過程。延遲焦化只是在加熱爐管中控制原料油基本上不發(fā)生裂化反。應(yīng)，而延緩到專設(shè)的焦炭塔中進(jìn)行裂化反應(yīng)，故稱“延遲焦化”。后五章則是介紹以這些產(chǎn)品為原料進(jìn)一步生產(chǎn)其它有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。

　　

【正文】 適應(yīng)性強(qiáng)，丁二烯含量在 15%60%范圍內(nèi)都可生產(chǎn)出合格的丁二烯產(chǎn)品； (2)生產(chǎn)能力大，成本低，工藝成熟，安全性好、節(jié)能效果較好，產(chǎn)品、副產(chǎn)品回收率高達(dá) 97%； (3)由于 DMF 對丁二烯的溶解 能力及選擇性比其他溶劑高，所以循環(huán)溶劑量較小，溶劑消耗量低； (4)無水 DMF 可與任何比例的 C4 餾分互溶，因而避免了萃取塔中的分層現(xiàn)象；(5)DMF 與任何 C4 餾分都不會形成共沸物，有利于烴和溶劑的分離，但由于其沸點較高，溶劑損失??； (6)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性良好； (7)由于其沸點高，萃取塔及解吸塔的操作溫度都較高，易引起雙烯烴和炔烴的聚合； (8)無水情況下對碳鋼無腐蝕性，但在水分存在下會分解生成甲酸和二甲胺，因而有一定的腐蝕性。 5． 5．答： NMP 法生產(chǎn)丁二烯的特點有： (1)溶劑性能優(yōu)良，毒性低，可生物降解，腐 蝕性低； (2)原料范圍較廣，可得到高質(zhì)量的丁二烯，產(chǎn)品純度可達(dá) %%； (3)C4 炔烴無需加氫處理，流程簡單，投資低，操作方便，經(jīng)濟(jì)效益高； (4)NMP 具有優(yōu)良的選擇性和溶解能力，沸點高、蒸汽壓低，因而運(yùn)轉(zhuǎn)中溶劑損失小； (5)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性極好，即使發(fā)生微量水解，其產(chǎn)物也無腐蝕性，因此裝置可全部采用普通碳鋼。 6． 6．答：萃取精餾的基本原理是： 萃取精餾法與一般精餾不同之處，在于萃取精餾是在精餾塔中，加入某種選擇性溶劑（萃取劑），這種溶劑對精餾系統(tǒng)中的某一組分具有較大的溶解能力，而對其它組分 溶解能力較小。這樣，使分子間的距離加大，分子間作用力發(fā)生改變，被分離組分之間的相對揮發(fā)度差值增大，使精餾分離變的容易進(jìn)行。其結(jié)果使易溶的組分隨溶劑一起由塔釜排出，未被萃取下來的組分由塔頂逸出，以達(dá)到分離的目的。 7． 7． 答： 影響萃取精餾操作的因素有： 溶劑比 —— 溶劑比指溶劑量與加料量之比，通常情況下，溶劑比增大，選擇性明顯提高，分離越容易進(jìn)行。但是，過大的溶劑比將導(dǎo)致設(shè)備與操作費用增加，經(jīng)濟(jì)效果差。過小則會破壞正常操作，使其產(chǎn)品不合格。在實際操作中，隨溶劑的不同其溶劑比也不同。 溶劑的物理性質(zhì) —— 溶劑的物理 性質(zhì)對萃取蒸餾過程有很大的影響，溶劑的沸點低，可在較低溫度下操作，降低能量損耗，但塔頂餾出物中溶劑夾帶量增加，導(dǎo)致溶劑損耗量上升，溶劑粘度對萃取精餾塔板效率有較大的影響，粘度大板效率低，粘度小則板效率大。 溶劑的進(jìn)塔溫度 —— 在萃取精餾操作過程中，由于溶劑量很大，所以溶劑的進(jìn)料溫度的微小變化對分離效果都有很大的影響。 生產(chǎn)中溫度一般比塔頂溫度高 3～ 5℃。 溶劑含水量 —— 溶劑中加入適量的水可提高組分間的相對揮發(fā)度， 使溶劑選擇性大大提高。 在工業(yè)生產(chǎn)中，以乙腈為溶劑，加水量以 8～ 12%為宜。 回流比 —— 這一點不同 于普通精餾，萃取精餾塔的回流比一般非常接近最小回流比，操作過程一定要仔細(xì)地控制、精心調(diào)節(jié)?；亓鞅冗^大不會提高產(chǎn)品質(zhì)量，反而會降低產(chǎn)品質(zhì)量。因為增加回流量就直接降低了每層塔板上溶劑的濃度，不利于萃取精餾操作，使分離變得困難。 8．答：萃取精餾塔的回流比一般非常接近最小回流比，操作過程一定要仔細(xì)地控制、精心調(diào)節(jié)?；亓鞅冗^大不會提高產(chǎn)品質(zhì)量，反而會降低產(chǎn)品質(zhì)量。因為增加回流量就直接降低了每層塔板上溶劑的濃度，不利于萃取精餾操作，使分離變得困難。 9．答： DMF 法從 C4餾分中分離丁二烯的基本流程如下： NMP 法 從 C4餾分中分離丁二烯的基本流程與 DMF 法相同。其不同之處在于，溶劑中含有 5%～10%的水，使其沸點降低，有利于防止自聚反應(yīng)。 10．答：從教材 59 頁表《丁二烯萃取精餾塔（乙腈法）生產(chǎn)中的異常現(xiàn)象舉例》來說明。（具體實例略） 11．答：從教材 54 頁由表 3－ 2 可以看出：碳四各組分的沸點非常接近，相對揮發(fā)度差別也非常小，所以普通精餾不能分離得到高純度的丁二烯。 （可舉數(shù)據(jù)說明） 12．答：溶劑比指溶劑量與加料量之比，通常情況下，溶劑比增大，選擇性明顯提高，分離越容易進(jìn)行。但是，過大的溶劑比將導(dǎo)致設(shè)備與操作費用增加 ，經(jīng)濟(jì)效果差。過小則會破壞正常操作，使其產(chǎn)品不合格。在實際操作中，隨溶劑的不同其溶劑比也不同。 13．答：溶劑的物理性質(zhì)對萃取蒸餾過程有很大的影響，溶劑的沸點低，可在較低溫度下操作，降低能量損耗，但塔頂餾出物中溶劑夾帶量增加，導(dǎo)致溶劑損耗量上升，溶劑粘度對萃取精餾塔板效率有較大的影響，粘度大板效率低，粘度小則板效率大。 14．答：在萃取精餾操作過程中，由于溶劑量很大，所以溶劑的進(jìn)料溫度的微小變化對分離效果都有很大的影響。溶劑進(jìn)料溫度主要影響塔內(nèi)每層塔板上的各組分的濃度和汽液相平衡。若萃取溫度低，會使塔內(nèi)回流 量增加，反而會使“恒定濃度”降低，不利于分離正常進(jìn)行，導(dǎo)致塔釜產(chǎn)品不合格；如果溶劑溫度過高，使塔底溶劑損失量增加，塔頂產(chǎn)品不合格。生產(chǎn)中溫度一般比塔頂溫度高 3～ 5℃。 15．答： 溶劑中加入適量的水可提高組分間的相對揮發(fā)度， 使溶劑選擇性大大提高。另外，含水溶劑可降低溶液的沸點，使操作溫度降低，減少蒸汽消耗， 避免二烯烴自聚。但是，隨著溶劑中含水量不斷增加，烴類在溶劑中的溶解度降低。為避免萃取精餾塔內(nèi)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，則需要提高溶劑比，從而增加了蒸汽和動力消耗。在工業(yè)生產(chǎn)中，以乙腈為溶劑，加水量以 8～ 12%為宜。 五、綜合題 1． 1． 答： ACN 法生產(chǎn)丁二烯的流程圖如下： 乙腈法分離丁二烯工藝流程圖 1脫 C3塔； 2脫 C5塔； 3丁二烯萃取精餾塔； 4丁二烯蒸出塔； 5炔烴萃取精餾塔； 6炔烴蒸出塔； 7丁烷、丁烯水洗塔； 8丁二烯水洗塔； 9乙腈回收塔； 10脫輕組分塔； 11脫重組分塔； 12乙腈中間貯槽 2． 2． 答： NMP 法生產(chǎn)丁二烯的流程圖如下： NMP 法丁二烯抽提裝置工藝流程 1－脫 C5塔； 2－汽化塔； 3－第一萃取精餾塔； 4－解吸塔； 5－第二萃取精餾塔； 6－脫氣塔； 7－水洗塔； 8－丁二烯精餾 塔； 9－壓縮機(jī) 3．答： DMF 法生產(chǎn)丁二烯流程圖如下： 二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程圖 1第一萃取精餾塔； 2第一解吸塔； 3第二萃取精餾塔； 4丁二烯回收塔； 5第二解吸塔； 6脫輕組分塔； 7脫重組分塔； 8丁二烯壓縮機(jī) 第四章 第四章 石油芳烴的生產(chǎn) 一、填空題 1．石腦油催化重整法；裂解汽油加氫法。 2．化工型；燃料型；綜合型。 3．芳烴；高辛烷值汽油 4．六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)；五員環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)；烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)。 5．脫氫（芳構(gòu)化）反應(yīng)；裂化、異構(gòu)化反應(yīng)。 6．活性組分（ 如鉑、鈀、銥、銠）；助催化劑（如錸、錫）；酸性載體。 7．預(yù)分餾；預(yù)加氫；預(yù)脫砷；脫水。 切取適宜餾程的重整原料。 8． 對催化劑有害的雜質(zhì)；烯烴。 9．重整催化劑永久性中毒。 10．軸向反應(yīng)器；二是徑向反應(yīng)器。 11．預(yù)處理；催化重整反應(yīng)；溶劑抽提；芳烴精餾。 12． 二烯烴、單烯烴、少量直鏈烷烴和環(huán)烷烴；硫、氧、氮、氯；重金屬。 13．放熱反應(yīng)；降低。 14．歧化；烷基轉(zhuǎn)移；可。 15．加壓臨氫氣相法；常壓不臨氫氣相法。 16．裂化異構(gòu)化；加氫脫氫。 17．二甲苯；鄰二甲苯、間二甲苯；乙苯。 二、解釋概 念 1．答：催化重整是以 C6～ C11 石腦油為原料，在一定的操作條件和催化劑的作用下，使輕質(zhì)原料油（石腦油）的烴類分子結(jié)構(gòu)重新排列整理，轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程。 2 ．答：液相抽提就是利用某些有機(jī)溶劑對芳烴和非芳烴具有不同的溶解能力，即利用各組分在溶劑中溶解度的差異，經(jīng)逆流連續(xù)抽提過程而使芳烴和非芳烴得以分離。 3．答：在溶劑與重整生成油混合后生成的兩相中，一個是溶劑和溶于溶劑的芳烴，稱為提取液，另一個是在溶劑中具有極小溶解能力的非芳烴，稱為提余液。 4．答：由 溶劑抽提所得的混合芳烴中含有苯、甲苯、二甲苯、乙苯及少量較重的芳烴，而有機(jī)合成工業(yè)所需的原料有很高的純度要求，為此必須將混合芳烴通過精餾的方法分離成高純度的單體芳烴。這一過程稱為芳烴精餾。 5．答：芳烴潛含量是假設(shè)所有的碳六、碳七、碳八環(huán)烷烴完全轉(zhuǎn)化為同碳數(shù)的芳烴時，能得到的芳烴的量占原料量的百分?jǐn)?shù)。 芳烴潛含量 =苯潛含量＋甲苯潛含量＋碳八芳烴潛含量 （ %） 6．答： 重整轉(zhuǎn)化率＝ 芳烴潛含量 芳烴收率 100% 三、判斷正誤 1．√ 2． 3． 4． 5．√ 6． 7． 8． 9．√ 10．√ 11．√ 四、回答問題 1． 答：（要點）催化重整主要是分子重排，由非芳烴（環(huán)烷烴、烷烴）生成芳烴，以生產(chǎn)芳烴；裂解汽油加氫實際是一個精制過程，是將裂解汽油中的含 S、含 N、含 O 化合物和金屬化合物出去的過程。 2．答：（要點）以生產(chǎn)芳烴為目的的催化重整過程必須包括預(yù)處理、重整反應(yīng)、芳烴抽提、芳烴精餾等四個部分，見 64 頁圖 4—— 1。同時原料的餾分組成一般在 60～ 130℃（或 60～145℃， 見 64 頁表 4—— 1）。 3．答：（要點）催化重整中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有： 六員環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)、五員環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)、烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、加 氫裂化反應(yīng)、縮合生焦反應(yīng)等反應(yīng)。 CH3 CH3 4．答：（要點）催化重整原料預(yù)處理的幾個關(guān)鍵步驟是：預(yù)分餾；預(yù)加氫；預(yù)脫砷；脫水。 5．答：（要點）芳烴抽提的目的是分離芳烴和非芳烴。工業(yè)上多采用液相抽提的方法。 6．答：（要點）在裂解汽油加氫工藝過程中，采用兩段加氫可以達(dá)到：第一段加氫將易于聚合的二烯烴轉(zhuǎn)化為單烯烴，包括烯基芳烴轉(zhuǎn)化為芳烴；第二段加氫使單烯烴進(jìn)一步飽和，而氧、硫、氮等雜質(zhì)被破壞而除去，從而得到高質(zhì)量的芳烴原料。 7．答：（要點）本書內(nèi)容講的制取對二甲苯實際是指芳烴品種數(shù)量的調(diào)整，以最大程度地生產(chǎn)對二甲苯， 其經(jīng)濟(jì)意義在于：進(jìn)一步由對二甲苯生產(chǎn)市場精確的衍生產(chǎn)品。如對本二甲酸，滌綸等。 8．答：（要點）由甲苯制取對二甲苯主要是基于如下的反應(yīng)： 歧化： 烷基轉(zhuǎn)移： 9．答：（要點）由碳八混合芳烴制取對二甲苯是通過 C8 混合芳烴異構(gòu)化來實現(xiàn)的。其反應(yīng)如下 : 10．答：（要點）碳八混合芳烴的分離方法有： ①深冷分步結(jié)晶分離法 —— 利用 它們的熔點相差較大，其中以對二甲苯的熔點為最高的特點，將 C8 芳烴逐步冷凝，首先 對二甲苯被結(jié)晶出來，然后濾除液態(tài)的鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯，則得晶體對二甲苯。 ②模擬移動床吸附分離法 —— 利用某種固體吸附劑，有選擇地吸附混合物中某一組分，隨后使之從吸附劑上解吸出來，從而達(dá)到分離的目的。吸附分離 C8混合芳烴是采用液相操作。其原理是選擇分于篩作為吸附劑，它對于對二甲苯吸附能力較強(qiáng)，而對其它的二甲苯異構(gòu)體吸附能力較弱，從而使對二甲苯可以從混合二甲苯中被分子篩吸附；然后用一種液體脫附劑沖洗，使對二甲苯從分子篩吸附劑上脫附；最后用精餾的方法分離對二甲苯和脫附劑，從而達(dá)到分離對二甲苯與其它異構(gòu)體的目 的。 五、綜合題 1． 答：（略） CH3 —— CH3 CH3 —— （ CH3） 2 CH3 —— CH3 CH3 — CH3 CH3 — CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 2． 答：（略） 3． 答：（略） C8芳烴異構(gòu)化工藝流程 1－進(jìn)料加熱爐； 2－反應(yīng)器； 3－冷凝器； 4－循環(huán)氫氣壓縮機(jī)； 5－產(chǎn)品分離器； 6— 白土塔； 7— 脫庚烷塔； 8－分離器 第五章 甲醇的生產(chǎn) 一、填空題 1． 木醇；木精。 2． 甲醇；二甲醚。 3． 高壓（ 30～ 50MPa）下；中壓法 10～ 27Mpa；低壓法 5MPa。 4． 鋅 鉻氧化物；銅基；銅基。 5． 水蒸氣轉(zhuǎn)化法；部分氧化法等。 6． ZnO 基； CuO 基。 7．摩爾數(shù)；最小。 8． 降低；下降。 9． 選擇性；轉(zhuǎn)化率。 10．原料氣的制備；凈化；壓縮；合成；精餾。 11． 乙烯；丙烯；苯。 二、解釋概念 1． 1． 答： （在基本有機(jī)化工中）合成氣主要是指主要成分為氫和一氧化碳的氣體混合物。 2．答：在 低、中壓法合成甲醇的過程中， 可逆放熱反應(yīng)的總速度的變化有一個最大值，此最大值對應(yīng)的溫度即為“最適宜溫度”，它可以從反應(yīng)速度方程式計算出來。 三、判斷正誤 1． 2． √ 3．√ 6． 7． 四、回答問題 1． 1．答： 幾種生產(chǎn)甲醇方法的優(yōu)缺點如下： ①氯甲烷水解法 —— 在 350℃，于流動系統(tǒng)中進(jìn)行這一過程時，所得到的甲醇產(chǎn) 率為 67%，二甲醚為 33%。氯甲烷的轉(zhuǎn)化率達(dá) 98%。 盡管反應(yīng)指標(biāo)尚好，又是在常壓下進(jìn)行反應(yīng)，工藝簡單，但反應(yīng)過程中氯以氯化鈣的形式消失，因此水解法價格昂貴，沒有在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。 ②甲烷部分氧化法 —— 這種制甲醇的方法工藝流程簡單，節(jié)省建設(shè)