【正文】 。那么，CH3OH的平衡濃度（體積%）為多少？14將純乙烷進行裂解制取乙烯，已知乙烷的單程轉(zhuǎn)化率為60%，裂解氣經(jīng)分離后，未反應的乙烷大部分循環(huán)回裂解器（設循環(huán)氣只是乙烷），在產(chǎn)物中除乙烯及其它氣體外，尚含有4kg乙烷。5※習題三課后習題：1. 什么是烴類熱裂解？ 答：烴類的熱裂解是將石油系烴類燃料（天然氣、煉廠氣、輕油、柴油、重油等）經(jīng)高溫作用，使烴類分子發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應，生成相對分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。3. 在烴類熱裂解系統(tǒng)內(nèi)，什么是一次反應？什么是二次反應？答：一次反應是指原料烴在裂解過程中首先發(fā)生的原料烴的裂解反應，生成目的產(chǎn)物乙烯、丙烯的反應屬于一次反應，是希望發(fā)生的反應；二次反應則是指一次反應產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的后繼反應，乙烯、丙烯消失，生成分子量較大的液體產(chǎn)物以至結焦生炭的反應屬于二次反應，是不希望發(fā)生的反應。裂解原料油中的各種烴，按其結構可以分為四大族，即鏈烷烴族、烯烴族、環(huán)烷烴族和芳香族。 烴（Paraffin）；O—烯 烴（Olefin）； N—環(huán)烷烴（Naphtene）；A—芳 烴（Aromatics）。氫含量可以用裂解原料中所含氫的質(zhì)量百分數(shù)表示，也可以用裂解原料中C與H的質(zhì)量比（稱為碳氫比）表示。K值以烷烴最高，環(huán)烷烴次之，芳烴最低，它反映了烴的氫飽和程度。關聯(lián)指數(shù)愈大，則表示油品的芳烴含量愈高。從化學平衡來看，為獲得盡可能多的烯烴，必須采用盡可能短的停留時間進行裂解反應；從動力學來看，由于有二次反應，對每種原料都有一個最大乙烯收率的適宜停留時間。① 對于給定原料，相同裂解深度時，提高溫度，縮短停留時間，可以獲得較高的烯烴收率，并減少結焦。③ 高溫短停留時間可使炔烴收率明顯增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的雙烯烴/單烯烴的比增大。裂解氣預分餾的任務是：① 保證裂解氣壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機的功耗，減少壓縮分離系統(tǒng)的進料負荷；② 大大減少污水排放量；③ 合理的熱量回收，由急冷油回收的熱量用于發(fā)生稀釋蒸汽，由急冷水回收的熱量用于分離系統(tǒng)的工藝加熱。 除去這些雜質(zhì)的原因為：這些雜質(zhì)的含量雖不大，但對深冷分離過程是有害的。原理分別如下：⑴ 脫除酸性氣體①②⑵ 脫水 吸附法進行干燥，采用分子篩（離子型極性吸附劑）對極性分子特別是水有極大的親和性，易于吸附。8. 脫除酸性氣體有哪2種方法？各有什么優(yōu)缺點？答：脫除酸性氣體的方法有堿洗法和乙醇胺法兩種。為了使分離溫度不太低，可通過壓縮氣體適當提高壓力。10. 什么是裂解氣的前加氫和后加氫工藝？答：裂解氣的前加氫是指在裂解氣中氫氣未分離出來之前，利用裂解氣中H2進行選擇性加氫，以脫除其中的炔烴；后加氫是指裂解氣分離出C2餾分、C3餾分后，再分別對C2和C3餾分進行催化加氫，以脫除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。脫甲烷塔是脫除裂解氣中的氫和甲烷，是裂解氣分離裝置中投資最大、能耗最多的環(huán)節(jié)，其冷凍功耗約占全裝置冷凍功耗的50%以上。補充習題：1根據(jù)熱力學反應標準自由焓和化學鍵如何判斷不同烴類的裂解反應難易程度、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規(guī)律，造成裂解過程結焦生炭的主要反應是哪些？2試以丙烷裂解為例，闡述烴類裂解的自由基反應機理，計算600℃，700℃，800℃，900℃，1000℃下，丙烷裂解生成物中乙烯和丙烯比例（假設無其它副反應發(fā)生）。3在原料確定的情況下，從裂解過程的熱力學和動力學出發(fā)，為了獲取最佳裂解效果，應選擇什么樣的工藝參數(shù)（停留時間、溫度、壓力…），為什么？4提高反應溫度的技術關鍵在何處，應解決什么問題才能最大限度提高裂解溫度？5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？6試討論影響熱裂解的主要因素有哪些？評價裂解過程優(yōu)劣的目標函數(shù)（指標）是什么？7Lummus公司的SRT型裂解爐由I型發(fā)展到VI型，它的主要改進是什么？采取的措施是什么？遵循的原則是什么？你大膽的設想下一步將怎么改？8裂解氣出口的急冷操作目的是什么？可采取的方法有幾種，你認為哪種好，為什么？若設計一個間接急冷換熱器其關鍵指標是什么？如何評價一個急冷換熱器的優(yōu)劣？9裂解氣進行預分離的目的和任務是什么？裂解氣中要嚴格控制的雜質(zhì)有哪些？這些雜質(zhì)存在的害處？用什么方法除掉這些雜質(zhì)，這些處理方法的原理是什么？10壓縮氣的壓縮為什么采用多級壓縮，確定段數(shù)的依據(jù)是什么？11某乙烯裝置采用低壓法分離甲烷，整個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，設計一個能夠提供這樣低溫的制冷系統(tǒng)，繪出制冷循環(huán)示意圖。12裂解氣分離流程各有不同，其共同點是什么？試繪出順序分離流程、前脫乙烷后加氫流程，前脫丙烷后加氫流程簡圖，指出各流程特點，適用范圍和優(yōu)缺點。16根據(jù)本章所學知識，試設計一個簡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系。2. 芳烴的兩種原料是什么？石油芳烴主要來源哪2種原料？答：芳烴的2種原料是煤、石油；石油芳烴主要來源于石腦油重整生成油、烴裂解生產(chǎn)乙烯副產(chǎn)的裂解汽油。其原理分別如下：溶劑萃取分離芳烴是利用一種或兩種以上的溶劑（萃取劑）對芳烴和非芳烴選擇溶解分離出芳烴。萃取蒸餾是利用極性溶劑與烴類混合時，能降低烴類蒸汽壓使混合物初沸點提高的原理而設計的工藝過程，由于此種效應對芳烴的影響最大，對環(huán)烷烴的影響次之，對烷烴的影響最小，這樣就有助于芳烴和非芳烴的分離。② 乙苯的分離沸點最低，℃ 精餾分離耗能大，在異構化裝置中轉(zhuǎn)化回收。目前工業(yè)上采用的方法主要有深冷結晶分離法、絡合萃取分離法、模擬移動床吸附分離法。Ⅰ.深冷結晶分離法：工業(yè)上多采用二段結晶工藝。Ⅱ.絡合萃取分離法：利用一些化合物與二甲苯異構體形成絡合物的特性可以達到分離各異構體的目的。1簡述芳烴的主要來源及主要生產(chǎn)過程。5簡述苯、甲苯和各種二甲苯單體的主要生產(chǎn)過程，并說明各自的特點。7如何理解芳烴生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化與分離過程之間的關系，試組織兩種不同的芳烴生產(chǎn)方案。合成氣的生產(chǎn)方法如下：① 以煤為原料的生產(chǎn)方法 有間歇和連續(xù)兩種操作方式。 ② 以天然氣為原料的生產(chǎn)方法 主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。 ③ 以重油或渣油為原料的生產(chǎn)方法 主要采用部分氧化法。H2/CO比值易于調(diào)節(jié)，故逐漸收到重視和應用，但需要有廉價的氧源，才能有滿意的經(jīng)濟性。2．為什么天然氣—水蒸氣轉(zhuǎn)化過程中需要供熱？供熱形式是什么？一段轉(zhuǎn)化爐有哪些型式？答：從熱力學角度看，高溫下甲烷濃度低，從動力學看，高溫使反應速率加快，所以出口殘余甲烷含量低。甲烷與水蒸氣反應生成CO和H2是吸熱的可逆反應，高溫對平衡有利，即H2及CO的平衡產(chǎn)率高，CH4平衡含量低。但是，溫度過高，會有利于甲烷裂解，當高于700℃時，甲烷均相裂解速率很快，會大量析出碳，并沉積在催化劑和器壁上。一段轉(zhuǎn)化爐的爐型主要有兩大類，一類是以美國凱洛格公司為代表所采用的頂燒爐，另一類是以丹麥托普索公司為代表所采用的側(cè)燒爐。固定床連續(xù)式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是可連續(xù)制氣，生產(chǎn)強度較高，而且煤氣質(zhì)量也穩(wěn)定。氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是擴散速率和反應速率均相當高，生產(chǎn)強度非常大，碳的轉(zhuǎn)化率很高。4. 為什么一氧化碳變換過程要分段進行，要用多段反應器？段數(shù)的選定依據(jù)是什么？有哪些形式的反應器？答：變換反應的溫度最好沿最佳反應溫度曲線變化，反應初期，轉(zhuǎn)化率低，最佳溫度高；反應后期，轉(zhuǎn)化率高，最佳溫度低，但是CO變換反應是放熱的，需要不斷地將此熱量排出體系才可能使溫度下降。應特別注意的是，操作溫度必須控制在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，低于此范圍，催化劑活性太低，反應速率太慢；高于此范圍，催化劑易過熱而受損，失去活性。具體段數(shù)由水煤氣CO含量、所要達到的轉(zhuǎn)化率、催化劑活性溫度范圍等因素決定，一般23段即可滿足高轉(zhuǎn)化率的要求。5. 一氧化碳變換催化劑有哪些類型？各適用于什么場合？使用中注意哪些事項？答：鐵鉻系變換催化劑 ：其化學組成以Fe