化工工艺学习题与答案()
不足:反应介质的腐蚀性往往比较严重;有些反应,主要是络合催
化氧化,需用贵金属盐作催化剂,必须解决催化剂的回收问题。
7、脱甲烷塔高压法和低压法有何优缺点? 答:低压法分离效果好,乙烯收率高,能量消耗低。低压法也有不利之处, 如需要耐低温钢材、多一套甲烷制冷系统、流程比较复杂。高压法的脱甲烷 塔顶温度为一96C左右,不必采用甲烷制冷系统,只需用液态乙烯冷剂即可, 比甲烷冷冻系统简单。此外提高压力可缩小精馏塔的容积,所以从投资和材 质要求来看,高压法是有利的;但高压法因乙烯与甲烷相对挥发度接近而不 易分离,运行能耗要高于低压法。
答:异构化反应:歧化反应:烷基化反应:烷基转移反应:脱烷基化反应:
15、氯醇法生产环氧丙烷分哪两步进行?有何优缺点?
答:优点是生产过程比较简单,主要缺点是生产成本高,氯消耗量大,有大 量含氯化钙污水需要处理。
16、简要回答丙烯腈生产过程中的含腈废水是怎样进行处理的 答:(1)水量少而HCN和有机腈化合物含量高的废水(例如急冷塔排出的废 水),一般是经过滤除去固体杂质后,可采用燃烧法处理,以空气作氧化剂, 将废水直接喷入(或用碱水处理后再喷入)烧却炉,用中压水蒸气雾化并加入 辅助燃料,进行烧却处理。
怎样进行脱除?
答:酸性气体主要是指二氧化碳和硫化氢,另外还含有少量有机硫化物,这
些酸性气体过多会对分离过程带来危害:例如硫化氢会腐蚀管道和设备,使
加氢脱炔催化剂中毒,使干燥用的分子筛寿命缩短,二氧化碳会结成干冰,
会堵塞管道,他们对产物的进一步利用也有危害,所以必须脱除。用碱洗法
脱除;酸性气体量多时可以先用乙醇胺脱除,再用碱洗法彻底除去。
5、烃类热裂解制乙烯的分离过程中, 裂解气为什么要进行压缩?为
什么要分段压缩?
答:裂解气中许多组分在常压下都是气体,沸点很底,为了使分离
温度不太底,可以适当提高分离压力。多段压缩有如下好处:节省
压缩功;段与段中间可以进行降温,避免温度太高引起二烯烃的聚
合;段与段中间也可便于进行净化和分离。
6、烃类裂解制乙烯的过程中, 为什么要对裂解气进行脱酸性气体?
(2)当废水量较大氰化物(包括有机腈化物)含量较低时,则可用生化方法处 理。最常用的法是曝气池活性污泥法或生物转盘法。
17、以化学方程式表示在醋酸锰催化剂的存在下乙醛催化自氧化合
成醋酸的反应机理?
答:
18、液相均相催化氧化在工艺上有哪些优缺点?
答:优越性:(1)反应条件比较缓和,有较高的选择性,并可采用溶剂以 缓和反应的进行和提高选择性。(2)反应热的除去比较方便,有些氧化过程 可方便地利用反应物或溶剂的蒸发以移走反应热。(3)反应温度比较容易控 制,温度分布比较均匀。(4)反应设备结构简单,生产能力较高。
2、什么叫烃类热裂解? 答:烃类热裂解法是将石油系烃类原料(天然气、炼厂气、轻油、柴油、重
油等)经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成分子量较小 的烯烃、烷烃和其它分子量不同的轻质和重质烃类。
3、烃类热裂解的原料有哪些?
答:
4、烃类热裂解过程有何特点?
答:①强吸热反应,且须在高温下进行,反应温度一般在750K以上;②存 在二次反应,为了避免二次反应,停留时间很短,烃的分压要低;③反应产 物是一复杂的混合物,除了气态烃和液态烃外,尚有固态焦的生成。
10、芳烃烷基化反应中, 工业生产上无水AlCl3催化剂应该怎样处理才具有 活性?
答:纯的无水AlCl3无催化活性,必须有助催化剂HCI或RCI同时存在,使 其转化为络合物,工业生产上使用的AlCl3络合物是将无水AlCl3溶于芳烃 中,并同时通入HCI(或加入少量水,使少量AICI3水解产生HCI)配置而成 芳烃•H-AICI4-的复合体。AICI3络合物催化剂活性甚高,可使反应在100C左右进行,还具有使多烷基苯与苯发生烷基转移的作用。但其呈强酸性,对 设备、管道具有强腐蚀性。
13、炔烃和烯烃在同一催化剂上加氢时,单独加氢和共同加氢时反应速度有 何不同,为什么?
答:同一催化剂上当单独加氢是烯烃速度大于炔烃,但当共同加烃时炔烃速 度大于烯烃,这是因为共同存在时发生了吸附竞争,乙炔吸附能力最强,大 部分活性中心被乙炔所覆盖,所以乙炔加氢速度快。
14、举例说明芳烃之间转化的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要反应有哪几种。
物。
二、简答(每题5分,共90分)
1、煤的干馏和煤的气化的定义。
答:将煤隔绝空气加热,随着温度的升高,煤中有机物逐渐开始分解,其中 挥发性物质呈气态逸出,残留下不挥物性产物主是焦炭或半焦,这种加工方 法称煤的干馏。煤、焦或半焦在高温常压或加压条件下,与气化剂反应转化 为一氧化碳、氢等可燃性气体的过程,称为煤的气化。
化工工艺学试题 (
一、填空:(每空1分共10分)
1.目前工业上对、间二甲苯的分离方法有
和
三种。
2.乙苯催化脱氢合成苯乙烯时脱氢部分常用
两种类型反应器。
3、催化加氢反应所用的催化剂以催化剂的形态分有
五种?
1、低温结晶分离法、络合分离法和模拟移动床吸附法三种。
3、金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物、金属硫化物、金属络合
11、分别写出由合成气制备甲醇、丙烯氨氧化制备丙烯腈以及过氧化氢异丙 苯发生酸解的反应方程式。
答:CO+2HCH3OH
C3H外NH阡3/2O2—CH2=CH- CN (g)+3H2O (g)
12、简要回答以苯和乙烯为原料,我们怎样才能合成出苯乙烯。以
及苯乙烯在储存时应注意那些事项?
答:包括两步:第一步苯与乙烯烷基化合成乙苯;第二步乙苯催化脱氢合成 苯乙烯。因苯乙烯活性高,容易聚合,因此贮存的苯乙烯要放在干燥而清洁 的贮槽中,必须加阻聚剂,环境温度不宜高,保持期也不宜过长。
8、为了节省能量和简化流程,乙烯塔作了哪两项改进? 答:用中间再沸器的办法来回收冷量;不设第二脱甲烷塔,在乙烯塔塔顶脱 甲烷,在精馏段侧线出产品乙烯,一个塔起两个塔的作用。
9、 写出在裂解气分离中低压脱甲烷塔的塔顶需要—1400C左右的冷量,说明
(或画图说明)如何获得这一级别的冷量?
答:可采用甲烷、乙烯、丙烯三元复迭制冷循环,通过两个复迭换热器,使 冷水向丙烯供冷,丙烯向乙烯供冷,乙烯向甲烷供冷,甲烷就可向低于-140C的冷量用户供冷。