【正文】 o公司近年來開發(fā)的新型反應器（如本教科書圖3142所示），以及國內(nèi)開發(fā)的UL反應器（如圖3143所示），都采用分段式（或兩個反應區(qū)域）布局。車間設置安全通道，配置滅火等消防設施。各工段之間的間距也符合國家安全要求。34 簡述環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中車間的安全問題。氧化爐的圓柱體部分，設置鉑催化基層，氣流方向與鉑網(wǎng)重力方向一致，以減少鉑網(wǎng)的振動，降低鉑的損失。下錐體通過熱量反射，讓鉑網(wǎng)受熱均勻，并用耐火磚襯里保溫，使催化區(qū)域保持足夠高的溫度，并有利反應熱的回收和利用。75176。但若追求高轉(zhuǎn)化率（%），反應需在更低的溫度下進行，花費時間長，將嚴重影響到企業(yè)的生產(chǎn)能力，此時需采用本教科書上介紹的“二轉(zhuǎn)二吸”工藝才行。由于提升幅度不大，花費的時間也不會很多。在較低溫度下快速將反應轉(zhuǎn)化率提升至70%75%，然后快速升溫至較高反應溫度，在此利用反應動力學優(yōu)勢，快速將反應轉(zhuǎn)化率提升至85%90%。為加快反應速率，希望反應在較高溫度下進行，在實際生產(chǎn)中，為兼顧資源利用、環(huán)境保護及企業(yè)生產(chǎn)能力，常將反應分段進行。為減少CO2和水的生成，選擇氧化劑和氧化催化劑相當重要，并在工藝流程組織重要考慮氧化劑和氧化催化劑的循環(huán)及回收利用問題，為減少深度氧化反應的發(fā)生，適時中止氧化反應相當重要，為此，在工藝流程中須設置中止氧化反應的設備，如急冷器等。由于生成的主、副產(chǎn)物品種多，含量不高（或集中度差），在工藝流程中須考慮產(chǎn)物的分離次序。第三章 通用反應單元工藝31 氧化反應有哪些特點？這些特點與工藝流程的組織有什么 具體的聯(lián)系？答： 氧化反應的共同特點有：1屬強放熱反應；2反映途徑多樣化，副產(chǎn)品品種多；3生成CO2和水的傾向性（即深度氧化）大。 提示：如利用家畜糞便生產(chǎn)沼氣；由雷火藤經(jīng)抽提制取中成藥；由茉莉 花經(jīng)抽提制取茉莉花香精等。 天然氣目前大量用作燃料和化工原料，合成發(fā)動機燃料的工業(yè) 也得到快速發(fā)展，天然氣化工在國民經(jīng)濟中的作用日益突出。提示：（1）關鍵詞：天然氣：產(chǎn)量和儲量；目前市場消費量及消費方向；今 后消費趨勢 （2）文獻資料：美國(CA)。優(yōu)良的抽提工藝，可減少工藝的能耗和抽提劑消耗量。 最后是選擇適宜的抽提劑和抽提工藝。 2為多產(chǎn)芳烴，在催化重整中要控制哪些工藝參數(shù)？答： 首先要選取合適的重整原料油的族的組成，即餾分油中環(huán)烷烴含量要高。由煙煤演變成的無煙煤，分子疊合程度進一步加深，H、O含量進一步減少，凝膠化組份和穩(wěn)定組分明顯減少，這種煤適合做民用燃料和煤氣化燃料，在化工上的應用也不如煙煤重要。如長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。由于成煤原料（植物）和成煤條件的差異，形成的上述組分的含量各不相同，所得的煙煤品質(zhì)也不同。 在煤化階段，形成的泥炭在地熱、地壓的長期作用下，開始進一步演變，首先有無定形的物質(zhì)轉(zhuǎn)換為巖石狀的褐煤，腐植酸大為減少，并發(fā)生脫水，增石炭作用（由縮合和疊合作用得到）氫和氧含量降低，褐煤水含量仍高，發(fā)熱量亦不高，由于縮合和疊合作用處于初級階段，用作民用燃料、煤氣化原料尚可，用作煉焦原料則不宜。答： 在泥炭化階段，經(jīng)好養(yǎng)細菌和厭氧細菌 分解，植物開始腐敗，植物中的蛋白質(zhì)開始消失，木質(zhì)素、纖維素等大為減少，產(chǎn)生大量腐蝕酸。今后，天然氣化工和煤化工一樣，將逐步取代石化工，成為化學工業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)。天然氣目前大量用作民用燃料。大多數(shù)的化工產(chǎn)品都由石化行業(yè)生產(chǎn)出來。人們指望在不久的將來，由煤化工和天然氣逐步取代石油化工，成為獲取化工產(chǎn)品的主要途徑。隨著石油資源日益枯竭，由煤合成液體燃料已引起世界各國的重視，并得到迅速發(fā)展，繼而帶動煤化工工業(yè)的發(fā)展。因此，由石油和天然氣加工制得的化工產(chǎn)品，比煤多得多，生產(chǎn)成本也比煤低。石油和天然氣是由許多小分子量有機物組成的混合物，一般采用物理方法將混合物分離和提純。 （2）運輸：煤用鐵路或輪船運輸，運力受限制，石油和天然氣一般采用管道輸送，初期投資似乎較大，但從長期看還是劃算的，管道輸送成本低、方便，也不受運力限制。為運送物資和人員，還需要建造豎井，裝上升降機。習題及解答第二章 化工資源及初步加工2 煤、石油和天然氣在開采、運輸、加工和應用諸方面有哪些不同？ 答：（1）開采：一個煤礦往往有多層煤層。每煤層的厚度也不同，為此需建造長長的坑道，鋪上鐵軌，才能從各層將煤運出。石油和天然氣，用鉆機鉆道并建立油井（或氣井）后，借用自身的壓力（開采后期需抽汲），石油及天燃氣即可大量從地下噴出，因此開采比煤方便得多。 （3）加工：煤是高分子量縮聚物，一般用熱化學方法處理，將煤裂解，可得到氣體、液體和固體產(chǎn)物，由于成分復雜，從中制取純物質(zhì)難度較大。為增加某一組分（或餾分）的產(chǎn)量，也常采用化學方法（如化學合成或化學熱裂解）。（4）應用：煤主要用作一次性能源。煤化工產(chǎn)品的品種、品質(zhì)和數(shù)量不斷增加。石油大量用作發(fā)動機燃料，由石油為原料形成的石油化工目前仍為世界各發(fā)達國家的支柱產(chǎn)業(yè)。但隨著石油資源的枯竭，石油化工將逐步縮，并被煤化工和天然氣化工取代。但以天然氣為原料的C1化學工業(yè)發(fā)展迅速，天然氣資源豐富，開采和運輸方便，以它為原料合成發(fā)動機液體燃料，投資和生產(chǎn)本也比較低廉。2試敘述煤化程度與煤的性質(zhì)及應用的關系。但植物殘體清晰可見，水分含量很高，這一階段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工業(yè)價值甚小。在地壓和地熱的繼續(xù)作用下，褐煤中的有機質(zhì)進一步反應，逐步形成凝膠化組份、絲炭組分和穩(wěn)定組份。 隨著縮合和疊合作用持續(xù)地進行下去，結果形成不同煤化程度的煙煤。處于焦煤階段的煤，由于縮合和疊合程度適宜，煤的粘結性好，適合用作煉焦原料。 煤化程度演變到石墨階段，煤分子中H、O已消失，分子排列正規(guī)，用加熱的方法已不能將其分解，物理、化學性質(zhì)已同普通煤有相當大的區(qū)別，似乎已是另類物質(zhì)，故不將它列為煤的一個品種。因它經(jīng)芳構化反應，生成的芳烴產(chǎn)率亦高； 其次是選擇優(yōu)良催化劑，它不僅能減少貴金屬Pt的用量，延長催化劑使用壽命，而且還可增加芳烴產(chǎn)率和緩和反應工藝條件； 再次shirt選擇合適的工藝，如采用移動床連續(xù)式再生工藝，因它不僅生產(chǎn)能力大，效率高，而且可使催化劑的活性和選擇性一直處于良好狀態(tài)，從而可得到高效率、高質(zhì)量的芳烴產(chǎn)品。優(yōu)良的抽提劑可減少因混入余油中的芳烴量，從而增加芳烴的收率。 24 、查閱有關文獻資料，寫一篇“21世紀的天然化工”小論文。中國《化學文摘》；《中國化工信息》《石 油和天然氣化工》《天然氣工業(yè)》 （3）撰寫大綱舉例： 世界和中國天然氣儲量豐富，開采量增長勢頭猛烈。 天然氣化工和煤化工一起，將取代石油化工成為化學工業(yè)的支 柱產(chǎn)業(yè)，具體表現(xiàn)在以下方面…. 結論：21世紀的天然氣化工大有作為25 、除課文已敘述的外，試舉兩個以農(nóng)副產(chǎn)品為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的例子，簡單的描述一下他們的生產(chǎn)過程?？筛鶕?jù)各自經(jīng)歷，自由選擇。 在工藝流程中須考慮熱量的回收和合理利用，在設備的選用時，須考慮反應熱的及時攜出問題。分離設備的選用或設計時要考慮是否能達到分離要求的問題。32 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，為什么要在不同溫度條件下分段進行？ 答: 在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反應中，反應熱力學和反應動力學之間存在矛盾，即為達到高轉(zhuǎn)化率，希望反應在較低溫度下進行。首先利用SO2初始濃度高，傳質(zhì)推動力大的優(yōu)勢。進入第三階段后，反應又在較低溫度下進行，利用反應熱力學優(yōu)勢，將轉(zhuǎn)化率再次提升至97%98%。這種反應順序的安排，既照顧了反應轉(zhuǎn)化率，又兼顧了反應速率。33 硝酸生產(chǎn)中，氧化爐的哪些構件是為滿足工藝要求而設置的？ 答： 氧化爐的上下錐體的角度在65176。上錐體設有錐形分布器使氨空氣混合氣氣流分布均勻。下錐體的花板上，還設置消音環(huán)，以消除反應中產(chǎn)生的嘯叫聲。為開工點火、測溫和取樣分析，在上圓柱體開設了視孔、取樣孔，在下圓柱上開設了點火孔，通過上述構件，保證氨空氣混合氣均勻流過鉑網(wǎng)整個截面，滿足反應溫度均勻，鉑網(wǎng)損失最小，以及熱損失較小等工藝要求。答： 環(huán)氧乙烷生產(chǎn)車間采用的原料（以西）和產(chǎn)品（EO）都是易燃易爆物料，運輸和儲存中，管路、容器和反應器都不準有溢流現(xiàn)象發(fā)生；車間動力線路采用暗線埋設，設備采用防爆電機驅(qū)動，設備之間排列順序和間距要符合國家安全要求，不能用鐵器擊打設備和管道，不穿有鐵釘?shù)男?。乙烯氧氣混和器，氧化反應器的設計和制造要規(guī)范，嚴格符合工藝和安全要求，以避免混合器爆炸、氧化器“飛溫”和“尾燒”等事故發(fā)生。 35 丙烯腈反應器改進的方向以及目前遇到的困難答： 目前廣泛采用的Sohio細粒子湍流床反應器比固定床反應器優(yōu)越，但實際操作與反應原理之間存在不小的矛盾。首先在低氧烯比條件下反應，然后分段（區(qū)域）補充氧氣繼續(xù)反應，以獲取較高的選擇性和轉(zhuǎn)化率。36氨合成有多種工藝流程，試說說他們的主要特點。 （2）布朗三塔三廢鍋氨合成圈工藝流程。 （3）伍德兩塔兩廢鍋氨合成圈工藝流程，屬低壓法，能量回收和利用好，氨凈值高，采用石油渣油為原料，弛放氣經(jīng)回收H2后排放，原料利用率高，但工藝流程復雜，投資大，適用于大型合成氨廠采用，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小。 （5）卡薩里軸徑向氨合成工