化工工艺学期末考试总结1. 二氧化硫接触氧化制三氧化硫。

（1）化学反应：SO2 + 1/2O2 SO3（2）催化剂：活性组分：V2O5。

载体：硅胶、硅藻土及其混合物。

助催化剂：K2O、K2SO4、TiO2、MoO3等。

（3）反应压力：常压。

（4）反应温度：400~600℃2. 氧气氧化法乙烯环氧化制环氧乙烷。

（1）化学反应：C2H4 + 1/2O2 C2H4O（2）催化剂：活性组分：Ag。

载体：碳化硅，α—Al2O3和含有少量SiO2的α—Al2O3，助催化剂：碳酸钾、碳酸钡和稀土元素化合物。

（3）反应压力：1.0~3.0 MPa。

（4）反应温度：204~270℃3. 氢氮气合成氨（1）化学反应：N2 + 3H2 2NH3（2）催化剂：α—Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO2（1）反应压力：15MPa。

（4）反应温度：390~520℃。

4.丙烯氨氧化制丙烯腈。

（1）化学反应：CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CHCN + 3H2O（2）催化剂：①钼酸铋系：P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O；②锑系：Sb-Fe-O。

（3）反应压力：常压。

（4）反应温度：最佳温度：440℃。

5.乙苯脱氢制苯乙烯（1）化学反应：C2H5 CH=CH2 + H2（2）催化剂：Fe2O3-Cr2O3-K2O（3）反应压力：常压。

（4）反应温度：600~630℃6..写出合成气制甲醇的主反应及主要副反应方程式。

答：主反应：CO +2H2CH3OH当有二氧化碳存在时，二氧化碳按下列反应生成甲醇：CO2 + H2 CO + H2O CO + 2H2CH3OH两步反应的总反应式为：CO2 + 3H2CH3OH+ H2O副反应：（1）平行副反应CO + 3H2CH4 + H2O 2CO + 2H2CO2 + CH44CO + 8H2C4H9OH+3 H2O 2CO + 4H2CH3OCH3+ H2O当有金属铁、钴、镍等存在时，还可以发生生碳反应。

（2）连串副反应2CH3OH CH3OCH3 + H2OCH3OH + nCO +2nH2CnH2n+1CH2OH + nH2OCH3OH + nCO +2（n－1）H2CnH2n+1COOH + （n－1）H2O1. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？答：一次反应：由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应二次反应：主要指由一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦或炭的反应。

2. 什么叫烃类的热裂解?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、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类。

3. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？答：（1）烃类热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应②断链反应(2) 烃类热裂解的二次反应主要有: ①烯烃的裂解②烯烃的聚合、环化和缩合③烯烃的加氢和脱氢④积炭和结焦4. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？答：结焦是在较低温度下（＜1200K）通过芳烃缩合而成生碳是在较高温度下（＞1200K）通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠和的碳原子。

结焦与生碳的区别：机理不同：碳要经过乙炔阶段才能发生；焦要经过芳烃缩合才能发生温度不同：高温下（900℃～1100℃）生成乙炔，生成碳；低温下（600℃左右）芳烃缩合生成焦组成不同：碳只含炭，不含杂质；焦还含有氢5. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的？在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？答：这是因为：1) 裂解是在高温下进行的，如果系统在减压下操作，当某些管件连接不严密时，可能漏入空气，不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失，更严重的是空气与裂解气能形成爆炸混合物而导致爆炸；2)减压操作对后续分离部分的压缩操作也不利，要增加能耗。

工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是：1) 水蒸汽热容量大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管；2) 水蒸汽与产物易分离，与产物不起反应，对裂解气的质量无影响；3) 水蒸汽可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用，可以保护裂解炉管；4) 水蒸气在高温下能与裂解管中的沉积焦炭发生如下反应：C + H2O à H2 + CO具有对炉管的清焦作用；5) 水蒸气对金属表面起一定的氧化作用，形成氧化物薄膜，减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。

6. 为什么要对裂解气急冷，急冷有哪两种？从裂解管出来的裂解气含有烯烃和大量的水蒸气，温度高达800度，烯烃反应性强，若任它们在高温度下长时间停留，仍会继续发生二次反应，引起结焦和烯烃的损失，因此必须使裂解气急冷以终止反应。

急冷气有：直接急冷气间接急冷气两种7. 什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？答：在基本有机化学工业中，冷冻温度≦-100℃的称为深度冷冻，简称“深冷”。

深冷分离法就是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在低温下除了氢气和甲烷以外，把其余的烃类都冷凝下来，然后在精馏塔内进行多组分精馏分离，利用不同的精馏塔，把各种烃逐个分离下来。

其实质是冷凝精馏过程。

深冷分离法流程：（1）气体净化系统（2）压缩和冷冻系统（3）精馏分离系统8. 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？答：裂解气中的酸性气体，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)。

另外还有少量的有机硫化物。

这些酸性气体含量过多时，对分离过程会带来如下的危害：硫化氢能腐蚀设备管道，并能使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒；二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰，堵塞设备和管道，影响正常生产；二氧化碳和硫化物会破坏聚合催化剂的活性；二氧化碳在循环乙烯中积累，降低乙烯的有效压力，从而影响聚合速度和聚乙烯的分子量。

工业上常用化学吸收法，来洗涤裂解气一般用氢氧化钠（NaOH）溶液，乙醇胺溶液9水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？答：在低温下，水能冻结成冰，并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。

冰和水合物凝结在管壁上，轻则增大动力消耗，重则堵塞管道，影响正常生产。

工业上采用吸附的方法脱水，用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。

10、对烃类的裂解过程，对温度、压力和停留时间的要求？P72-73一定温度内，提高裂解温度，有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率，有利于提高裂解选择性；高温短停留时间可抑制二次反应，提高烯烃收率，减少结焦。

低压可促进乙烯一次反应，抑制发生聚合的二次反应减轻结焦程度。

11.裂解气的压缩为什么采用多级压缩？确定压缩段数的依据是什么？答：；裂解气的采用多级压缩的优点：（2）节约压缩功耗，压缩机压缩气体的过程接近绝热压缩，功耗大于等温压缩，如果把压缩分为若干段进行，段间冷却移热，则可节省部分压缩功，段数越多，越接近等温压缩。

（3）裂解气中的二烯烃易发生聚合反应，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重危及操作的正常进行。

而二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快，为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于100℃。

（4）减少分离净化负荷，裂解气经过压缩后段间冷凝，可除去大部分的水，减少干燥器的体积和干燥剂的用量，延长干燥器的再生周期；同时还可以从裂解气中分凝出部分C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷，从而节约了冷量。

根据每段压缩后气体温度不高于100℃，避免二烯烃在压缩机内发生聚合反应，压缩机的压缩比为2左右，并依据气体的最初进口压力和最终出口压力来确定压缩机的段数。

12. 为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？答：裂解气压缩的目的是①使分离温度不太低②少耗冷量。

为了节省能量，降低压缩的功率，气体压缩一般都采用多段压缩，段与段段与段之间都设置中间冷却器。

13．在脱氢反应中水蒸汽作为稀释剂有什么优点、作用？答：水蒸气具有许多优点：易与产物分离；热容量大；既可以提高了脱氢反应的平衡转化率；又可消除催化剂表面上的积炭或结焦。

作用：（1）降低烃的分压，改善化学平衡，提高平衡转化率；（2）水蒸气与催化剂表面的焦碳，发生水煤气反应，从而达到清焦作用；(3)提供反应所需要的热量。

乙烯生产环氧乙烷的原料配比中为什么要严格控制乙炔的含量？答：在乙烯直接氧化过程中，乙炔是非常有毒的杂质，乙炔于反应过程中发生燃烧反应，产生大量的热量，使反应温度难以控制在反应条件下，乙炔还可能发生聚合而粘附在银催化剂表面、发生积炭而影响催化剂活性，要严格控制乙炔的含量。

14. 管式裂解炉结焦的现象有哪些，如何清焦？答：结焦现象l 炉管投料量不变的情况下，进口压力增大，压差增大。

l 从管孔观察可看到辐射室裂解管壁上某些地方因过热而出现光亮点l 投料量不变及管出口温度不变但燃料消耗量增加l 裂解器中乙烯含量下降清焦方法：停炉清焦法、不停炉清焦法15．什么叫做平行副反应？什么叫做连串副反应？答：平行副反应的类型主要是裂解反应。

烃类分子中的C-C键断裂，生成分子量比较小的烷烃和烯烃。

连串副反应主要是生成的产物进一步的裂解、脱氢缩合或聚合生成焦油或者焦。

16. 苯乙烯的生产方法有几种？乙苯脱氢制苯乙烯分哪两步？答：（一）从裂解汽油中提取（二）乙苯脱氢法第一步苯用乙烯烷基化合成乙苯第二步乙苯催化脱氢合成苯乙烯17.裂解供热方式有哪两种？答：裂解供热方式有直接供热和间接供热两种。

裂解器的分离方法有：深冷分离法油吸收精馏法裂解气净化：碱洗法除酸、吸附法脱水、加氢脱炔、甲烷法除CO18. 裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？答：聚合用的乙烯，应严格限制乙烯中乙炔的含量。

乙炔会造成聚合催化剂的中毒，会降低乙烯的分压。

在高压聚乙烯生产中，当乙炔积累过多后，会引起爆炸。

工业上脱炔的主要是采用催化加氢法，少量用丙酮吸收法。

19在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中，与空气氧化法相比较，氧气氧化法有哪些优点？答：与空气氧化法相比，用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点：（1）空气氧化法反应部分的工艺流程较为复杂，需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催化燃烧系统，2~3台氧化反应器。

而氧气氧化法只需要一台反应器，不需要上述系统，仅多了一套脱碳系统，不包括空气分离装置时，氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。

（2）氧气氧化法的催化剂不会受空气污染，且氧化反应温度低，因此催化剂的寿命长。

（3）氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯，反应器的生产能力比空气氧化法高。