1、第2 2章化學工藝基礎1 1 .石油的一次加工方法：常壓蒸儲和減壓蒸儲2 2 .微分油的化學加工方法（二次加工方法）：催化重整、催化裂化、催化加氫裂化、燒類熱裂解（主要包括各種加工方法的原料，加工的產(chǎn)物）催化重整：原料：加熱汽油儲分（石腦油）目的：生產(chǎn)高辛烷值汽油或生產(chǎn)芳煌催化裂化:原料：加熱重質(zhì)儲分油目的：增加汽油產(chǎn)量一類熱裂解：原料:較優(yōu)者是乙烷、丙烷和石腦油目的：為了制取乙烯和丙烯，同時副產(chǎn)丁烯、丁二烯、苯、甲苯、丁二烯、甲苯、乙苯等芳煌及其他化工原料3 3 .化工生產(chǎn)過程一般可概括為：原料預處理、化學反應、產(chǎn)品分離和精制 4 4.循環(huán)流程及其特點：特點:反應物進入反應器后未反應的反應物

2、從產(chǎn)物中分離出來，再返回反應器的工藝流程稱為循環(huán)式工藝流程。優(yōu)點：能顯著地提高原料的利用率，減少系統(tǒng)排放量，降低了原料消耗，也減少了環(huán)境污染。c.c.降低燒分壓：燒裂解的一次反應是分子數(shù)增多的過程，對于脫氫可逆反應，降低壓力對于提高乙烯平衡組成有利；從反應速率分析，降低壓力可以增大一次反應對于二次反應的相對速率，提高一次反應選擇性。4 4 . .在燒類裂解過程中為什么要降低燒分壓？從熱力學與動力學兩個角度分析。劑？為何選擇水蒸氣為稀釋劑？a.a.熱力學:（書 P74P74 公式）n0,n0,n0,增大反應壓力，（下降，平衡向原料方向移動。燒裂解的一次反應是分子數(shù)增多的過程，對于脫氫可逆反應，降

3、低壓力對提高乙烯平衡組成有利（斷鏈反應因是不可逆反應，壓力無影響）?；途酆峡s合的二次反應是分子數(shù)減少的過程，降低壓力對提高二次反應產(chǎn)物的平衡組成不利，可抑制結(jié)焦過程。b.b.動力學:燒裂解的一次反應多是一級反應或可按擬一級反應處理，其反應速率方程式：r r 裂=卜為什么要添加稀釋裂 c;c;煌類聚合和縮合的二次反應多是高于一級反應，其反應速率方程式為：r r 聚=卜聚 c cnr r 縮=k=k 縮 C CAC CB壓力不能改變反應速率常數(shù) k,k,但降低壓力能降低反應物濃度 c,c,所以對一次反應、二次反應都不利。但反應的級數(shù)不同影響有所不同，壓力對高于一級的反應的影響比對一級反應的影響要大

4、得多，也就是說降低壓力可增大一次反應對于二次反應的相對速率。由于裂解是在高溫下操作，不宜于用抽真空減壓的方法降低煌分壓，這是因為高溫密封困難，一旦空氣漏入負壓操作的裂解系統(tǒng)，與燃氣體形成爆炸混合物就有爆炸的危險，而且減壓操作對以后分離工序的壓縮操作也不利，要增加能量消耗。所以，采取添加稀釋劑以降低燒分壓。原因:a.a.裂解反應后通過急冷即可實現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會增加裂解氣的分離負荷和困難。使用其他惰性氣體為稀釋劑時反應后均與裂解氣混為一體，增加分離困難。b.b.水蒸氣熱容量大，使系統(tǒng)有較大熱慣性，當操作供熱不平穩(wěn)時，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護爐管防止過熱。c.c.抑制裂解原料所含硫?qū)?/p>

5、饃銘合金爐管的腐蝕。b.b.脫除積碳，爐管的鐵和饃能催化燒類氣體的生碳反應。水蒸氣對鐵和饃有氧化作用，抑制他們對生碳反應的催化的作用。而且水蒸氣對已生成的碳有一定脫除作用。5 5 .管事裂解爐的改進：如何改進？改進的原則是什么？改進:在分支變徑管基礎上逐步減少管程，縮短管徑。原則:提高裂解溫度，縮短停留時間。6 6 . .裂解爐出口的裂解氣的冷卻為何要采取急冷操作？操作方法的比較。原因:裂解爐出口的高溫裂解氣在出口高溫條件下將繼續(xù)進行裂解反應，由于停留時間的增長，二次反應增加，烯嫌損失隨之增多。為此，需要將裂解爐出口高溫裂解氣盡快冷卻，通過急冷以終止其裂解反應。比較:直接急冷設備費少，操作簡單

6、，系統(tǒng)阻力小。由于是冷卻介質(zhì)直接與裂解氣接觸，傳熱效果好。但形成大量含油污水，油水分離困難，且難以回收熱量。間接急冷對能量利用較合理，可回收裂解氣被急冷時所釋放的熱量，經(jīng)濟性較好，且無污水產(chǎn)生，故工業(yè)上多用間接急冷。7 7 .裂解氣的凈化：氣體雜質(zhì)的來源；每一種氣體雜質(zhì)的脫除方法：酸性氣體的凈化方法、脫水方法、脫快方法。來源:原料中帶來裂解反應過程生成裂解氣處理過程中引入酸性氣體：a.a.堿洗法脫除酸性氣體 b.b.乙醇胺法脫除酸性氣體書 p88p88脫水:吸附干燥書 p91p91脫快：a.a.催化加燒脫快 b.b.溶劑吸收法脫除乙快（書 P9P9）第4章芳煌轉(zhuǎn)化過程1 1 .芳煌的來源：最初

7、來源于：煤焦化工業(yè)石油芳煌主要來源于：催化重整油、裂解汽油、輕燒與重芳煌2 2 .芳煌轉(zhuǎn)化的必要性與意義；芳煌的轉(zhuǎn)化反應：芳燒的脫烷基化、芳煌的歧化與烷基轉(zhuǎn)移、芳煌的烷基化（包括：各種反應的典型產(chǎn)品與相互之間轉(zhuǎn)化的關系）必要性:由于不同來源的各種芳煌福分組成是不同的，能得到的各種芳燒的產(chǎn)量也不同，如僅從這些來源來獲得各種芳煌的話，必然會發(fā)生供需不平衡的矛盾。意義:開發(fā)芳煌的轉(zhuǎn)化工藝，以便依據(jù)市場的供求，調(diào)節(jié)各種芳燒的產(chǎn)量脫烷基化：甲苯加氫脫烷基制苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移：甲苯歧化反應烷基化：苯的烷基化3 3 .C.C8芳煌的分離方法，分離的目的分離方法:鄰二甲苯、乙苯的分離可以用精微法分離對二甲苯、間

8、二甲苯的沸點差只有 0.75C,0.75C,難于采用精儲方法進行分離。目前工業(yè)上分離對二甲苯的主要方法有：深冷結(jié)晶分離法、絡合分離法、模擬移動床吸附分離法目的:將不含或少含對二甲苯的原料，轉(zhuǎn)化為對二甲苯到平均濃度的組成第5 5章合成氣的生產(chǎn)過程1 1 .合成氣的主要成分：COCO 和件的混合氣2 2 .合成氣的生產(chǎn)方法：以煤為原料的牛產(chǎn)方法、以天然氣為原料的牛產(chǎn)方法料的上產(chǎn)方法3 3 . .由天然氣制合成氣方法:水蒸氣轉(zhuǎn)化法水蒸氣轉(zhuǎn)化法：主反應：CH+HCH+H2O=CO+3HO=CO+3HCHCH4+2HO=COMh+2HO=COMhbCO+HCO+H2O=C2+HZO副反應:CH=C+HO

9、CH=C+HO2CO=C+CO2CO=C+CO2CO+HCO+H2=C+HO=C+HO影響因素的分析（從熱力學角度分析,工藝條件的確定）溫度的影響：甲烷與水蒸氣反應生成 COCO 和 H2H2 是吸熱的可逆反應，高溫對平衡有有利，及H及 COCO 的平衡產(chǎn)率高，CHCH 平衡產(chǎn)率低。一般情況下，當溫度提高 10C,10C,甲烷的平衡含量可降低 1%1.3%1%1.3%但溫度過高，會有利于甲烷裂解，當高于 700c700c 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。水碳比的影響：水碳比對甲烷轉(zhuǎn)化影響重大,高的水碳比有利于甲烷的蒸汽重整反應，在 800C,2Mpa800C,2

10、Mpa 條件下，水碳比由 3 3 提高到 4 4 時，甲烷平衡含量由 8%8%條至 5%5%同時，高水碳比也有利于抑制析碳副反應。壓力的影響：甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應是體積增大的反應，低壓有利于平衡，當溫度 800800、水碳比 4 4時，壓力有 2Mpa2Mpa 降低至 1Mpa1Mpa 時，甲烷平衡含量有 5%5%條至 2.5%2.5%。低壓也可抑制一氧化碳的兩個析碳反應，但是低壓對甲烷裂解析碳反應平衡有利，適當加壓可抑制甲烷裂解。以重油或煤渣為原總之，從反應平衡考慮、甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化過程應該用適當?shù)母邷兀缘偷膲毫透咚急取?.4.天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化為何要將轉(zhuǎn)化過程分為兩段進行？從熱力學的角度看，

11、高溫下甲烷的平衡濃度低。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。因壓力對平衡的不利影響，要提高溫度來彌補。為使殘余甲烷含量降至 0.3%0.3%（干基），必須使溫度達到 10001000 攝氏度。但是在此高溫下，反應器的材質(zhì)受不了。因此，為滿足殘余甲烷小于等于 0.3%0.3%的要求，需要將轉(zhuǎn)化過程分為兩段進行。5 5. .為什么說一段轉(zhuǎn)化爐屬于變溫反應器？一段轉(zhuǎn)化爐溫度沿爐管軸向的分布很重要，在入口端，甲烷含量最高，應著重降低裂解速率，故溫度應低些，一般不超過 500500 攝氏度，因有催化劑，轉(zhuǎn)化反應速率不會太低，析出的少量碳也及時氣化，不會結(jié)碳。在離入口 1/31/3 處

12、溫度應控制不超過 650650 攝氏度，只要催化劑活性好，大部分甲烷都能轉(zhuǎn)化。在 1/31/3 處以后，溫度高于 650650 攝氏度，此時氫氣已增加，同時水碳比相對較大，可抑制裂解，溫度又高，消碳速率大增，因此不可能積碳了，之后溫度繼續(xù)升高，直到出口達到800800 攝氏度左右，以保證低的甲烷殘余量。因而，一段轉(zhuǎn)化爐是變溫反應器。6.6. 甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣反應中，催化劑活性顯著下降可由哪些現(xiàn)象判斷？闡述原因反應器出口氣中甲烷含量升高出口處平衡溫距增大出現(xiàn)“紅管”現(xiàn)象原因:催化劑活性降低時，出口甲烷含量升高，一氧化碳和氫含量降低，此組成對應的平衡常數(shù)減小，故平衡溫度降低，平衡溫距增大。催

13、化劑活性越低，平衡溫距越大。因為反應時吸熱的,活性降低則吸熱減少，而管外供熱未變，多余的熱量將管壁燒得通紅。7.7. 一氧化碳變換（變換的目的、變換的化學反應、變換的催化劑、變換反應器的類型）通過變化反應可產(chǎn)生更多氫氣，同時降低 COCO 含量，用于調(diào)節(jié) H2/COH2/CO 的比例，滿足不同生產(chǎn)需求?；瘜W反應:COCO+ +H H2O O（汽）= =CO2CO2+ +H H2催化劑:A.A.鐵銘系變換催化劑化學組成以 Fe2O3Fe2O3 為主，促進劑有 Cr2O3Cr2O3 和 K2CO3K2CO38.8. 銅基變換催化劑化學組成以 CuOCuO 為主，ZnOZnO 和 Al2O3Al2O

14、3 為促進劑和穩(wěn)定劑9.9. 鉆鋁系耐硫催化劑化學組成是鉆、鋁氧化物并負載在氧化鋁上變換反應器:中間間接冷卻式多段絕熱反應器原料氣冷激式多段絕熱反應器水蒸氣或冷凝水式多段絕熱反應器8.8.氣體中硫化物、二氧化碳的脫除方法脫硫方法:干法脫硫：吸附法，吸附劑主要有氧化鋅、活性炭、氧化鐵、分子篩催化轉(zhuǎn)化法,是使用其他脫硫催化劑，將燃類原料中所含的有機硫化物氫解，轉(zhuǎn)化成易于脫硫的硫化氫。濕法脫硫：化學吸收法、物理吸收法、物理-化學吸收法、濕式氧化法脫除二氧化碳：化學吸收法:本菲爾法、復合催化法、空間位阻胺促進法、氨基乙酸法。物理吸收法：低溫甲醇洗滌法、聚乙二醇二甲醛法、碳酸丙烯酯法物理-化學吸收法變壓

15、吸收法第6 6章加氫與脫氫過程1 1 .氮加氫制合成氨、平衡氨含量的影響因素氮與氫合成氨的化學反應式：0.5N0.5N2+1.5H+1.5H2=NH=NH3可逆放熱反應，反應熱與溫度、壓力有關影響因素:溫度和壓力的影響：當溫度降低，或壓力增高時，都能使平衡常數(shù)及相應的平衡氨含量增大氫氮比的影響惰性氣體的影響：惰性氣體的存在，會使平衡氨含量明顯下降2 2 .氨合成催化劑的活性組分、助劑、衰老活性組分：還原前主要成分是 F0F03Q Q4,還原后生成 a-Fea-Fe助劑:ALAL2Q Q3（結(jié)構(gòu)型助催化劑，能增加催化劑的比表面積，兵防治還原后的鐵微晶長大從而提高催化劑的活性和穩(wěn)定性）、K K2Q

16、 Q（電子型催化劑，能促進電子轉(zhuǎn)移過程，有利于氨分子的吸附和活動，促進生成物氨的脫附）、SiQSiQ2（雖有消弱催化劑堿性的作用，但起到穩(wěn)定鐵晶粒作用，增加催化劑的抗毒性和耐熱性等）、MgQMgQ（提高耐熱性能和耐硫性） 、CaQCaQ（起助熔作用）衰老:催化劑經(jīng)常使用后活性會降低， 氨合成率降低， 這種現(xiàn)象稱為催化劑衰老。 衰老主要原因是 a-Fea-Fe 微晶逐漸長大，催化劑內(nèi)表面變小，催化劑粉碎及長期慢性中毒所致3 3 .氨合成塔的特點承受高壓的部位不承受高溫，而承受高溫的部位不承受高壓單位空間利用率高，以節(jié)省鋼材開孔少，保證筒體的強度，只留必要的開孔，以便安裝和維修4 4 .甲醇的合成

17、、工藝條件、反應器催化劑:鋅一銘系催化劑、銅基催化劑工藝條件:反應溫度和壓力：合成甲醇為可逆放熱反應，平衡產(chǎn)率與溫度、壓力有關。溫度升高，反應速率增加，平衡常數(shù)下降，與氨合成一樣，存在一個最適宜溫度?？账伲豪碚撋?，空速高，反應氣體與催化劑接觸的時間短，轉(zhuǎn)化率低，而空速低，轉(zhuǎn)化率高。對合成甲醇來說，由于副反應多，空速低，促進副反應增加，降低合成甲醇的選擇性個生產(chǎn)能力。合成甲醇原料氣配比反應器:固定床四段式，即：冷激式絕熱軸向流動反應器的 ICIICI 工藝、列管式等溫反應器的 LurqiLurqi工藝、雙套管換熱器中間三菱工藝、中間冷卻的徑向反應器的 TopsTops。e e 工藝5 5 .乙苯

18、脫氫制苯乙烯為何要添加水蒸氣？水蒸氣作為稀釋劑的優(yōu)點？乙苯催化脫氫的主反應：副反應:主要有乙苯的裂解、加氫裂解、水蒸氣裂解、聚合縮合而形成焦油等由于乙苯脫氫反應是可逆吸熱反應，從熱力學分析知，平衡常數(shù)和平衡產(chǎn)率隨反應溫度的升高。壓力的降低而增大。但在高溫下進行負壓操作是不安全的，因此，可采用加入惰性氣體的方法以達到降低原料氣分壓的作用。為此，工業(yè)上常采用水蒸氣作惰性氣體稀釋劑。優(yōu)點:降低了乙苯的分壓，利于提高乙苯脫氫的平衡轉(zhuǎn)化率可以抑制催化劑表面的結(jié)焦同時有消炭作用提供反應所需的熱量，且易于產(chǎn)物的分離阻止催化劑中降低鐵的出現(xiàn)第7 7章炫類選擇性氧化1 1 .均相催化氧化配位催化氧化：乙烯氧化制

19、乙醛（反應器、原料氣的純度、進氣組成）反應器:帶循環(huán)管的鼓泡塔式反應器原料氣的純度：工業(yè)上用于生產(chǎn)乙醛的乙烯，含量在 99.5%99.5%以上，其中乙快含量要小于 30X10A30X10A-6,硫化氫小于 3X10A3X10A-6。進氣組成:乙烯 65%,65%,氧 17%,17%,惰性氣體 18%,18%,此時乙烯轉(zhuǎn)化率控制在 35%35%2 2 .非均相催化氧化反應的特點固體催化劑的活性溫度較高，因此，氣一固相催化氧化反應通常在較高的反應溫度下進行，一般高于 150150C C。這有利于能量的回收和節(jié)能。反應物料在反應器中流速快，停留時間短，單位體積反應器的生產(chǎn)能力高，適于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。

20、由于反應過程要經(jīng)歷擴散、吸附、表面反應、脫附和擴散等多個步驟，因此，反應過程的影響因素較多，反應不僅與催化劑的組成有關，還與催化劑的結(jié)構(gòu)如比表面、孔結(jié)構(gòu)等有關；同時催化劑床層間傳熱、傳質(zhì)過程復雜，對目標產(chǎn)物的選擇性和設備的正常運作有著不可忽略的影響。反應物料與空氣或氧的混合物存在爆炸極限問題，因此，在工藝條件的選擇和控制方面，以及在生產(chǎn)操作上必須特別關注生產(chǎn)安全。實踐中已有許多措施能保證氧化過程安全地進行。固定床反應器與流化床反應器的特點固定床反應器優(yōu)點:催化劑裝填在管內(nèi)，管間載熱體循環(huán)以移出熱量，載熱體的類型和流量視反應溫度而定。氣體在床層內(nèi)的流動接近平推流，返混較小，因此，特別適用于有串聯(lián)

21、式深度氧化副反應的反應過程，可抑制串聯(lián)副反應的發(fā)生，提高選擇性。同時，固定床反應器對催化劑的強度和耐磨性能的要求比流化床反應器低得多。缺點:結(jié)構(gòu)復雜，催化劑裝卸困難；空速較小，生產(chǎn)能力比流化床??；反應器內(nèi)沿軸向溫度分布都有一最高溫度點，稱為熱點，在熱點之前，放熱速率大于移熱速率，因此軸向床層溫度逐漸升高，熱點之后則相反，熱點的出現(xiàn)，使催化劑床層只有一小部分催化劑在最佳的溫度下操作，影響了催化劑效率的充分發(fā)揮。流化床反應器優(yōu)點:床層內(nèi)設置冷卻管，內(nèi)走載熱體將反應熱帶出。該反應器結(jié)構(gòu)簡單，催化劑裝卸容易，空速大；具有良好的傳熱效率，反應器內(nèi)溫度均一，溫差小，反應溫度易于控制；因易返混，原料組成可稍

22、高于爆炸下限，以提高反應物濃度和生產(chǎn)能力，這一點對催化氧化尤其有吸引力。因此,流化床反應器比較適合用于深度氧化產(chǎn)物主要來自平行副反應，且主、副反應的活化能相差甚大的常會如。缺點:流化床反應器內(nèi)軸向返混現(xiàn)象嚴重，有些反應物在反應器內(nèi)停留時間短，而有些產(chǎn)物停留時間又太長，串聯(lián)副反應嚴重，不利于高轉(zhuǎn)化率的獲得；另外催化劑在床層內(nèi)磨損嚴重，因此對催化劑強度要求高，系統(tǒng)中需配備高效率的旋風分離器以回收催化劑粉末；氣體通過催化劑床層時，可能有大氣泡產(chǎn)生，導致氣-固接觸不良，反應轉(zhuǎn)化率下降。3 3 . .乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷：化學反應、催化劑、反應器化學反應:P243P243催化劑:催化劑為銀催化劑助催化劑

23、:堿金屬、堿土金屬和稀土元素等具有助催化劑作用反應器:列管式固定床反應器4 4 . .丙烯氨氧化制丙烯睛：主反應、催化劑、反應器主反應:P250P250催化劑:MoMo 系催化劑（活性組分：MOOMOO3、B Bi2O O3）SbSb 系催化劑反應器:流化床反應器5 5 .什么是致穩(wěn)氣？有哪些作用？哪些氣體可作為致穩(wěn)氣？致穩(wěn)劑：在乙烯環(huán)氧化反應中，為了提高乙烯和氧的濃度，可以用加入第三種氣體來改變乙烯的爆炸極限，這種氣體通常稱為致穩(wěn)劑。作用：致穩(wěn)劑是惰性的，能減小混合氣的爆炸極限，增加體系安全性；具有較高的比熱容，能有效地移除部分反應熱，增加體系穩(wěn)定性。乙烯為原料制環(huán)氧乙烷時，N N2、COC

24、O2、CHCH4等都有致穩(wěn)作用。第8 8章談基化過程1 . .甲醇高壓法與低壓法厥基化合成醋酸的催化劑與助劑高壓法:催化劑：碘鉆催化循環(huán)助劑：PdPd、PtPt、IrIr、RuRu 以及銅的鹽類及配位化合物低壓法:催化劑：銬、碘催化劑體系助劑：CHCH3I I2 . .甲醇低壓?；铣纱姿岬膬?yōu)點與缺點3點:1 1、利用煤、天然氣、重質(zhì)油等原料，原料路線多樣化，不受原油供應和價格波動影響。2 2、轉(zhuǎn)化率和選擇性高，過程能量效率高。3 3、催化系統(tǒng)穩(wěn)定，用量少，壽命長。4 4、反應系統(tǒng)和精致系統(tǒng)合為一體，工程和控制都很巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊。5 5、雖然醋酸和碘化物對設備腐蝕很嚴重，但已找到了性能優(yōu)良的耐腐蝕材料一哈