化學(xué)工藝學(xué)課后習(xí)題答案-在線瀏覽
2024-12-25 16:40本頁(yè)面
【正文】 ，平衡時(shí) ＝ yH2＝ m/3 由 ＝ ＝ 2O 得 m＝ Xco＝ ＝ % 平衡組成 : yCO＝ yH＝ yCO＝ yH＝ 22 215將純乙烷進(jìn)行裂解制取乙烯，已知乙烷的單程轉(zhuǎn)化率為 60%，若每 100Kg進(jìn)裂解器的 乙烷可獲得 乙烯，裂解氣經(jīng)分離后，未反應(yīng)的乙烷大部分循環(huán)回裂解器（設(shè)循環(huán) 氣只是乙烷）在產(chǎn)物中除乙烯及其他氣體外，尚含有 4Kg乙烷。 解：進(jìn)反應(yīng)器的乙烷量 =100/30= kmol 產(chǎn)物中乙烷量 =4/30= kmol ，生成乙烯 所轉(zhuǎn)化的乙烷量= 轉(zhuǎn)化的乙烷量 =60%= kmol ，未轉(zhuǎn)化的乙烷量 == kmol 設(shè)未反應(yīng)的乙烷除了有 kmol隨產(chǎn)物乙烯帶走外，其余全部返回到反應(yīng)器中，即 = kmol 則新鮮乙烷量 == kmol ，乙烯選擇性 =乙烷的全程轉(zhuǎn)化率 =，乙烯的單程收 = 乙烯全程收率 =， 乙烯全程質(zhì)量收率 =（ 30）=% 31 根據(jù)熱力學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由焓和化學(xué)鍵如何判斷不同烴類的裂解反應(yīng)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(yīng)規(guī)律。○3 異構(gòu)烷烴的鍵能小于正構(gòu)烷烴，比脫氫容易； ○ 異構(gòu)烷烴更容易發(fā)生脫氫或斷鏈。 烷烴熱裂解的規(guī)律：烷烴熱裂解的一次反應(yīng)主要有： ① 脫氫反應(yīng)：RCH2CH3?CH ＝ CH2+H2 ② 斷鏈反應(yīng)： RCH2CH2R′?RCH ＝ CH2+R′H 不同烷烴脫氫和斷鏈的難易，可以從分子結(jié) 構(gòu)中鍵能數(shù)值的大小來(lái)判斷。 c脫氫難易與烷烴的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，叔氫最易脫去，仲氫次之，伯氫最難； 環(huán)烷烴裂解的規(guī)律： a側(cè)鏈烷基比烴環(huán)易裂解，乙烯收率高。 c 長(zhǎng)側(cè)鏈的環(huán)烷烴斷側(cè)鏈時(shí)，首先在側(cè)鏈的中央斷裂，至烴環(huán)不帶側(cè)鏈為止；五元環(huán)比六 元環(huán)較難開(kāi)環(huán)。原料中環(huán)烷烴含量增加，則乙烯收率下降，丙烯、丁二烯、芳烴收率增加。 造成裂解過(guò)程結(jié)焦生碳的主要反應(yīng)： H— H— H1 烯 烴 經(jīng) 過(guò) 炔 烴 中 間 階 段 而 生 碳— — H— H— H2 經(jīng)過(guò)芳烴中間階段而結(jié)焦 萘 — 二聯(lián)萘 三聯(lián)萘焦。應(yīng)選擇高溫短停留時(shí)間和較低烴分壓。提高裂解溫度，必須提高爐管管壁溫度，而此溫度受到爐管材質(zhì)的限制。 當(dāng)爐管材質(zhì)確定后，可采用縮短管長(zhǎng)（實(shí)際上是減少管程數(shù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)短停留時(shí)間操作，才能最大限度提高裂解溫度。 35 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？（ P75） 答： ① 裂解反應(yīng)后通過(guò)急冷即可實(shí)現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會(huì)增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難。 ③ 抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕。 36試 討論影響熱裂解的主要因素有哪些？ 1裂解條件 (如溫度、壓力、烴分壓 )； 答： ○ 2裂解爐的型式和結(jié)構(gòu)； ○3原料特性。急冷的方法有兩 種，一種是直接急冷，一種是間接急冷。采用間接急冷的目的是回收高品位的熱量，產(chǎn)生高壓水蒸氣作動(dòng)力能源以驅(qū)動(dòng)裂解氣、乙烯、丙稀的壓縮機(jī)，汽輪機(jī)及高壓水閥等機(jī)械，同時(shí)終止二次反應(yīng) 。急冷換熱器是裂解裝置中五大關(guān)鍵設(shè) 備之一，是間接急冷的關(guān)鍵設(shè)備。② 降溫快，熱強(qiáng)度高，內(nèi)外溫差高。 ② 裂解氣經(jīng)預(yù)分餾處理，盡可能分餾出裂解氣的重組分，減少進(jìn)入壓縮分離系統(tǒng)的負(fù)荷。 ④ 在裂解氣的預(yù)分餾過(guò)程中繼續(xù)回收裂解氣低能位熱量。這些雜質(zhì)量不大，但對(duì)深冷分離過(guò) 程是有害的，而且會(huì)使產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。脫水用吸附干燥法。 310壓縮氣的壓縮為什么采用多級(jí)壓縮，確定段數(shù)的依據(jù)是什么？（ P9596） 答：壓縮氣壓縮基本上是一個(gè)絕熱過(guò)程，氣體壓力升高后，溫度也上 升。 311 某乙烯裝置采用低壓法分離甲烷，整個(gè)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(jì)一個(gè)能夠提供這樣低溫的制冷系統(tǒng)，繪出制冷循環(huán)示意圖。 答： 312裂解氣分離流程各有不同，其共同點(diǎn)是什么？ 答： ① 在分離順序上遵循先易后難的原則，先將不同碳原子數(shù)的烴分開(kāi)，再分同一碳原子數(shù)的烯烴和烷烴； ② 將生產(chǎn)乙烯的乙烯精餾塔和 生產(chǎn)丙烯的丙烯精餾塔置于流程最后，可確保這兩個(gè)主要產(chǎn)品純度，同時(shí)也減少分離損失，提高烯烴收率。前冷是將塔頂餾分的冷量將裂解氣預(yù)冷，通過(guò)分凝將裂解其中的大部分氫和部分甲烷分離，使 H2/CH4比下降，提高了乙烯的回收率，減少了甲 烷塔的進(jìn)料量，節(jié)約能耗。 使用條件：對(duì)于頂溫低于環(huán)境溫度、底溫高于環(huán)境溫度，且頂?shù)诇?差較大的精餾塔。對(duì)中間再沸器而言，還可減小提餾段塔徑。 316根據(jù)本章所學(xué)知識(shí)，試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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。合成氣的生產(chǎn)方法： ：主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。 以上幾種方法的比較： 成本最低； ，重油和渣油制合成氣可以使石油資源得到充分的綜合利用； ，用它來(lái)制造合成氣的成本較高，而它很容易經(jīng)其他方法加工成液體燃料和化工原料，不必走合成氣路線。 生產(chǎn)合成氣的新方法：近年來(lái)，部分氧化法的工藝因其熱效率較高。最近開(kāi)展了二氧化碳轉(zhuǎn)化法的研究，有些公司和研究者已進(jìn)行了中 間規(guī)模和工業(yè)化的擴(kuò)大試驗(yàn)。 動(dòng)力學(xué)：溫度（高溫使反應(yīng)速率加快，所以出口殘余甲烷含量低。 55天然氣 水蒸氣轉(zhuǎn)化法制合成氣過(guò)程有哪些步驟？為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能
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