精细化学品生产工艺组织与实施期末试题.doc

期末试题 选录
、 用水、 空气或和生产物料相类似其它介质, 替换生产物料所进行一个模拟生产状态试车, 称为 联动试车 , 目是为了 检验生产装置连续经过物料性能 。当生产过程中忽然发生停电、 停水、 停汽或发生重大事故时, 则要 全方面紧急停车 。 
、 在进行工艺设计和工程设计时, 要求把三废治理作为关键步骤, 实施“三同时”制度, 即 同时设计 、 同时施工 、 同时投产 。
、 对于化工生产中产生“三废”, 应依据“三废”组分特征, 实施 使之无害化 处理标准。
、 工业生产西玛津方法有 水 法和 溶剂 法两种, 不管哪种生产方法都是以 三聚氯氰 为原料和乙胺、 氢氧化钠反应得到。

、 工业生产中, 活性艳红X-3B通常见三聚氯氰、 H酸为关键原料反应得到, 请写出活性艳红X-3B反应方程式。反应结束时需要往偶合锅里加入食盐, 试问加入食盐作用是什么？

加入食盐是进行盐析。向活性艳红粗溶液中加入溶解度大盐类（如食盐）, 以降低被结晶溶质（活性艳红）溶解度, 使之达成过饱和从而结晶沉淀, 方便下一步过滤。
、 工业丙烯酸甲酯生产中, 采取先萃取和后精馏方法甲回收醇, 具体工艺过程步骤以下图所表示:
问: (1)醇萃取塔作用是什么？
水-甲醇-甲酯为三元共沸系统, 极难经过简单蒸馏从水和甲醇中分离出甲酯故用萃取剂（水）将甲酯从主物流（丙烯酸分馏塔顶流出粗甲酯 甲醇 水）中分离出来
(2) 醇萃取塔所选择萃取剂是什么？为何？
水 常温下甲醇易溶于水而甲酯微溶于水
(3) 酯化反应是在减压、 加压还是常压下反应？为何？
影响。？
加压下反应 常压下甲醇沸点低于反应温度, 故甲醇以气态出现, 不能与丙烯酸充足反应, 使甲醇转化率降低, 从而使收率和质量降低, 若增大压强即提升了甲醇沸点, 甲醇易保持液相, 确保甲醇与丙烯酸在反应器中含有相同停留时间和充足接触, 有利于平衡向右移动, 使反应完全。同时两种反应物浓度均增加, 单位体积内活化分子数目增加, 从而增加了单位时间单位体积内反应物分子之间有效碰撞, 有利于平衡向右移动增大化学反应速率。
、 化工生产中工艺参数有哪些？为何说按工艺要求严格控制工艺参数在安全程度以内, 是实现化工安全生产基础确保。
工艺参数 压力 温度 流量 液位 物料配比等
严格控制工艺参数在安全程度以内操作, 实现这些参数自动调整和控制, 是确保安全生产关键方法。
、 试判定“热力学上可行化学反应都适合进行工业化生产”这句话是否正确, 并举例说明。
不正确 热力学（化学平衡）所研究是反应可能性问题, 而动力学（反应速率）
所研究是反应可行性问题, 能够工业化生产反应肯定是热力学和动力学均可行反应。比如2H2 + O2 ----> 2H2O 是放热反应（热力学可自发进行）, 不过, 假如在没有催化剂, 或火星情形下, 该反应活化能很高（即动力学上自发反应速率几乎为零）, 不可能发生反应, 更谈不上工业化。
、 化工污染物关键起源于哪多个方面？试简述废水处理方法。
化工污染物关键起源
一 化工生产原料 溶剂等
二 化工生产过程产生废弃物
1副反应产生废弃物
2化工生产过程中跑冒滴漏
3燃料燃烧 4冷却水5分离过程中产生废弃物
废水处理方法
废水处理依据排放废水性质, 采取不一样处理方法
1一级处理 关键采取筛滤 重力沉降等方法除去大颗粒悬浮固体 胶体或悬浮油类, 减轻废水腐化程度
2二级处理关键采取化学法 生物法 或 生化法来分解 氧化降解有机物。
3三级处理 采取化学沉淀法 氧化还原法生物脱氮 膜分离以及离子交换等方法深入处理二级处理中未能除去污染物。
、 在PET工业生产中, 乙二醇（EG）沸点为197℃, 而酯化反应温度通常控制在240℃以上, 生产上怎样避免乙二醇（EG）大量蒸发？酯化反应阶段关键关键副产物是什么？试写出生成副产物反应方程式。工业上常见什么方法来降低副产物生成？缩聚反应用什么作催化剂？
1控制温度在250-260℃; 加压至0.1-0.2MPa提升EG沸点
2 主反应副产物 水
副反应产物 二甘醇 甲醛
PTA+EG MHET+H2O
2EG DEG
MHET+BHET X+EG

为降低副产物生成可采取
1摩尔比EG/PTA 控制在1.5～2之间
2 酯化温度控制在250-260℃
3 酯化压力控制在0.1-0.2Ma
4 原料纯度极高（99.9%以上）

缩聚催化剂 Sb2O3

1、 工业上邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产由单酯、 酯化、 中和、 脱醇、 过滤等工序组成。以邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇为原料在硫酸催化下, 于15℃左右进行减压酯化反应而得。酯化时间通常为2～3 h, 酯化时加入总物料量0.1％～0.3%活性炭, 反应混合物用5%碱液中和, 再经80～85℃热水洗涤, 分离后粗酯在130～140℃与80 KPa减压下进行脱醇, 直到闪点为190℃以上为止。脱醇后再以直接蒸汽脱去低沸物, 必需时在脱醇前能够补加一定量活性炭。最终经压滤而得成品。假如要取得愈加好质量产品, 脱醇后可优异行高真空精馏以后再压滤。
(1)写出邻苯二甲酸二辛酯（DOP）反应式。

+ H2O
(2)试分别从反应热力学和动力学角度来分析怎样提升DOP收率。
§ 热力学分析 反应第二阶段为可逆吸热反应 。合适升高温度（130-150℃） 、 增加反应物浓度及降低生成物浓度（生产中常采取使醇稍过量方法）都能使体系平衡向右进行, 大大降低副反应发生从而提升DOP产量和收率。因为不是气相反应, 不讨论压力对平衡影响。
§ 动力学分析 连串反应, 平衡常数为k=k1/k2=6.95, 平衡常数较小（即使比羧酸酰化较高）, 提升温度和使用催化剂可缩短达成平衡时间, 大大降低副反应发生从而提升DOP收率。

(3)依据以下(a)～(d)四种酯化反应装置中, 你选择哪一个？请简明说明理由。

选择a 带回流冷凝器酯化装置
理由 1 带有回流冷凝器, 水能够直接从冷凝器底部分出, 而与水不互溶物料（辛醇）回流入反应器。反应体积大, 反应热能立刻移走, 温度易于控制。
2 产品酯沸点高（370℃）, 反应温度下不能被蒸出, 但辛醇与能与水形成二元共沸物, 且共沸点较低, 冷凝后很易分离而除水, 所以采取a足以满足生产分离需要。
(4)请依据以上条件组织邻苯二甲酸二辛酯生产工艺步骤。
酯化釜 反应关键装置。搅拌釜, 有传热构件, 搪玻璃（即搪瓷）
中和釜 酯化合成粗酯中, 含有一定酸度, 这些酸度关键由: 未反应催化剂硫酸, 苯酐, 单丁酯组成, 加纯碱中和生成可溶于水钠盐与酯分离除去。搅拌釜, 不带传热装置。
脱醇釜塔 酯化是采取醇过量反应, 所以不应该将这部分过量醇带入成品, 影响质量, 所以按减压蒸馏把过量醇拿出来, 方便确保产品质量。减压蒸馏釜＋空塔或小型填料塔＋真空装置＋接收器。
脱色釜 脱醇后酯色值较高以活性炭吸附。搅拌釜, 无传热构件。
离心机 除去活性炭和机械杂质 三足式。