石油化工工艺学(06级)A答案教学资料.doc

石油化工工艺学(06级)A答案精品资料200920010学年第 一 学期 石油化工工艺学 科目考试 试题 A 卷（闭卷）参考答案及评分标准使用班级（教师填写）：化工06-1、2、3、4班 命题：黄克明题 号一二三四五六七八总 分得 分阅卷人一、填空题 (每空格0.5分，12小题，共20分)1、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应、产品的分离与精制三个步骤。2、化工过程的主要效率指标有生产能力、生产强度、转化率、选择性、收率（产率）五个。3、烃类热裂解按照自由基反应机理进行，其反应历程分为 链引发、链增长（或链传递）、链终止 三个阶段。4、烯烃为烃类热裂解的产物，在热裂解条件下可以进一步反应，可能发生的反应有5种，即：1）断链反应;（2）脱氢反应;（3）歧化反应;（4）双烯合成反应;（5）芳构化反应。5、常用来评价烃类热裂解原料性质参数主要有4种，即 族组成（PONA），氢含量H, 碳氢比C/H， 特性因数（K）或相关指数（BMCI）。6、裂解气分离前需要先经过净化脱除其中的气体杂质，裂解气中的气体杂质有硫化氢（H2S）、 二氧化碳（CO2）、 水（H2O）、 乙炔（C2H2）、 一氧化碳（CO）五种。7、裂解气的急冷（间接急冷）使用急冷锅炉有两个主要目的一是 终止裂解反应； ，二是 回收废热 。8、芳烃的转化反应主要有 a.异构化反应; b.歧化反应; c.芳烃的烷基化反应; d芳烃的脱烷基化反应、及e,烷基转移 等五类反应。9、乙烯环氧化制取环氧乙烷过程中，需要加入致稳气。致稳气的作用有二个，分别是： A、减小混合气的爆炸限，增加体系安全性；b、有效地移出部分反应热，增加体系稳定性。10、丙烯氨氧化制丙烯腈的化学反应方程式为：(1分)11、邻二甲苯气相催化氧化制苯酐，化学反应方程式为：(1分) 12、乙苯脱氢制苯乙烯的反应是 可逆 (可逆，非可逆)反应，也是 吸热 (吸热，放热)反应。二、判断题(判断题对的在括号内打 “”, 错者打 “”，全打“”或打“”不给分；每小题1分,共10分)（ ）1、烷烃的裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高。（ ）2、乙烷的蒸汽热裂解过程中，乙烷主要发生C-C断裂反应。（ ）3、对乙苯脱氢制苯乙烯来说，提高反应温度，既可提高脱氢反应速率，又可提高转化率。（ ）4、烃类热裂解过程中，烷烃的断链及脱氢都是不可逆反应。（ ）5、裂解气深冷分离过程中，乙烯精馏塔采用侧线出料时，可提高乙烯产品的纯度。（ ）6、C1化学指的是化学反应产物含有1个碳原子的化学。（ ）7、对催化加氢反应来说，提高反应压力，可使产物的平衡浓度增大。（ ）8、焦化芳烃(粗苯)的组成特点之一是其中的甲苯含量及二甲苯含量较多。（ ）9、苯的烷基化反应的化学平衡常数随着压力的升高而减小。（ ）10、乙烯环氧化制取环氧乙烷过程中，采用较高的反应压力（2.0MPa）原因是反应压力较高时可获得较大的环氧乙烷产率。三、简答题(5小题，共35分)(6分) 1、醇胺湿法脱硫的原理是什么？有什么优点？（1）醇胺湿法脱硫原理：(3分)（2）优点：反应是可逆的，低温下吸收脱硫，高温时生成的化合物分解析出H2S。吸收剂再生，循环使用。（写出优点可给3分）（缺点：气体含有COS和CS2，它们与乙醇胺生成降解产物，不能再生除。氧的存在也会引起乙醇胺的降解，故含氧气体的脱硫不宜用乙醇胺法。（没写出优点，仅写出缺点，可给2分）(7分) 2、热力学上合成甲醇的反应在低温（30MPa）下更为有利，但是目前工业上合成甲醇采用中压法（1015MPa，230350），试说明原因。甲醇合成反应的反应热是随温度和压力而变化，当温度越低，压力越高时，反应热越大。（2分)当低于200C时，反应热随压力变化的幅度比高温时（300C）更大。所以合成甲醇温度低于300C时，要严格控制压力和温度的变化，以免造成温度的失控。当压力为20Mpa时，反应温度在300C以上，此时的反应热变化最少，易于控制。（2分）合成甲醇的反应若采用高压，则同时采用高温，反之，宜采用低温、低压操作。由于低温下反应速率不高，故需选择活性好的催化剂，即低温高活性催化剂，使得低压合成甲醇法逐渐取代高压合成甲醇法。（3分）(6分) 3、 与均相催化氧化法相比，烃类的非均相催化氧化过程具有哪些特点？(至少要写出其中的4个，写出每个给1.5分)a 固体催化剂的活性温度较高，适用于较高的反应温度下进行的反应。b.反应物料在反应器中流速快，停留时间短，适于大规模连续生产。c.反应过程要经历扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等多个步骤，影响反应因素较多.d.催化剂床层间传热、传质过程复杂. e.反应物料与空气或氧混合物存在爆炸极限，工艺条件的选择和控制受到生产安全影响。(8分) 4、石脑油水蒸气热裂解制乙烯要经过裂解与急冷、预分馏及净化、压缩与冷冻、及精馏四个过程，试写出各工序的作用。a 裂解与急冷 (2分)裂解：裂解原料与过热蒸汽在高温短停留时间下在裂解炉中裂解为乙烯等裂解混合产物。急冷：将理高温裂解气温度降温，阻止二次反应的发生。同时获得高压蒸汽。C 压缩与冷冻 (2分)由于裂解气中甲烷、乙烷、乙烯的冷却压缩至临界温度以下，以实现深冷分离。d 预分馏及净化 (2分)预分馏：将裂解气中的汽油、重油与气体产物分离开来。净化：脱除裂解气中H2S、CO2、H2O、C2H2、CO等对深冷分离过程的有害杂质。e 精馏 (2分)利用精馏原理，采用深冷分离的方法将理解气分离为甲烷（氢气）、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷及碳四馏分。(8分) 5、举例说明合成气的用途（至少举出其中4例并写出反应式，每例2分。共8分）。解：产品总反应式甲醇乙烯乙醛乙二醇丙酸甲基丙烯酸醋酸乙烯醋酸醋酐四、分析讨论题(2小题，共25分)(9分) 1、烃类蒸汽裂解制造乙烯、天然气蒸汽转化制合成气、乙苯脱氢制苯乙烯这三个生产过程中均需要加入水蒸汽，试问水蒸汽在这三个生产过程中分别起到什么作用？水蒸汽在这三个生产过程中分别起到的作用是：1）、烃类蒸汽裂解制造乙烯过程中，水蒸汽作用是:降低烃分压，防止裂解炉管内壁的结焦，稳定裂解温度，保护炉管，脱除结焦。(3分)2)、天然气蒸汽转化制合成气过程中，水蒸汽作用：一是作为反应物。二是起到抑制析碳副反应的作用。(3分)3)、乙苯脱氢制苯乙烯过程中，水蒸汽作用是：一是用作稀释剂，降低分压，提高乙苯脱氢平衡转化率。二是可以抑制催化剂表面的结焦和消炭作用；三是提供反应所需的热量，且易于产物的分离。(3分)(16分) 2、某石化公司打算利用现有的乙烯裂解汽油及催化重整汽油为原料生产对二甲苯，请你推测该公司是如何从上述原料来生产对二甲苯的。解： 该公司可能采用一下线路：(1)、乙烯裂解汽油、催化重整汽油的芳烃抽提-精精馏：将乙烯裂解汽油分馏切出C6C8馏分并加氢，然后与催化重整汽油进行芳烃抽提-精精馏；将乙烯裂解汽油和重整生成油中的芳烃和非芳烃分离，再芳烃精馏分离出C6、C7、C8芳烃。(4分)(2)、甲苯的歧化生产二甲苯利用上述的C7芳烃(甲苯)的进行歧化反应。通过甲苯歧化反应可使用途较少并有过剩的甲苯转化为二甲苯。(4分)(3)、C8芳烃异构化：以上述的C8芳烃(经C8芳烃的分离装置分离)为原料，通过催化剂的作用，将C8芳烃的邻、间二甲苯转化成浓度接近平衡浓度的对二甲苯，从而达到增产对二甲苯的目的。(4分)(4)、C8芳烃的模拟移动床吸附分离：将上述的C8芳烃通过中的模拟移动床吸附分离，分离出对二甲苯，分离出的邻、间二甲苯可以返回C8芳烃进行异构化装置。(4分)五、计算题(10分)以乙烷为原料制取乙烯过程中，乙烷进料量为10t/h，进入裂解炉后反应掉8.5 t/h，得到乙烯6.5 t/h。试求反应转化率及对乙烯的选择性。解：（5分）(公式写对给2分)；（2分）（3分）(公式写对给2分)；(按课本另一公式2-20计算结果正确也给分：)(公式写对给2分：仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢9