基本有机原料生产工艺学综合复习资料.docx
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基本有机原料生产工艺学综合复习资料
《基本有机原料生产工艺学》综合复习资料
一、填空题
1、有机化工生产路线的选择与组织原则为原料,技术,主产品,
副产品,环保,和材料有保证,消耗低。
2、化学工艺与化学工程两门学科相配合,可以解决化工过程、设计、流程、
操作原理及等方面的问题;此外,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指
导。
3、工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。
推论分析法是从
“”出发,寻找实现此“”的“前提”,将具有不同功能的单元进行逻辑组合,
形成一个具有整体功能的系统。
形象地可以用“”模型表示。
最里层是,最外层
是工程。
4、工业催化剂的使用性能指标为:
、选择性、寿命和其它廉价易得、无毒、易分离等。
寿命包含:
①稳定性②稳定性③机械稳定性和④耐性四部分。
5、化学工艺学所涉及的范畴是相同的,一般包括的选择和预处理;的选择及方
法原理;设备(反应器和其他)的、结构和操作;的选择和使用;其他物料
的影响;的影响和选定;组织;控制;产品规格和副产物的
与利用;能量的和利用;对不同工艺路线和流程的评比等问题。
6、现代化学工业的特点是原料、生产方法和产品的与复杂性;装置规模向化、综
合化发展,也在不断提高;生产是一个多学科合作、生产技术密集的过程;现在的化工
装置非常重视合理利用,积极采用节能工艺和方法;化工过程密集,投资速
度快,利润;但是,也必须解决现代化工企业易燃、易爆、有毒的首要问题。
7、生产能力系指一个,一套装置或一个在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内
处理的量。
8、有机化工是以石油和天然气为原料生产九大基本有机化工原料,它们是:
三烯:
烯、
烯禾廿烯;三苯:
、禾廿;乙炔;禾廿。
9、化工生产过程通常可以分为原料的化学和产品的分离和三部分来
进行分析。
10、裂解炉在裂解过程中,由于有次反应的存在,炉管会结焦,为了保持设备的正常运行,
必须定期给裂解炉管清焦,清焦分清焦和清焦两种。
11、裂解气中主要脱除的酸性气体是、两种,在裂解气净化和分离过程
中,根据高压有利于吸收的原理,脱除的位置最好放在压缩后,而工业实际中,要综合考
虑各方面的因素,通常放在压缩之后。
脱除的方法有洗和洗两种。
二、选择题
1、化工生产过程中,由原料到化学产品的转化要通过()来实现。
A:
化学工艺
B:
分离方法
C:
新技术
D:
新工艺
2、化工是以石油和天然气为原料生产三烯、三苯、乙炔、萘、合成气的过程;三烯和三苯分别指
()°
A:
乙烯、丙烯和丁烯,苯、甲苯和二甲苯;
B:
乙烯、丙烯和丁二烯,苯、甲苯和乙苯;
C:
乙烯、丙烯和丁二烯,苯、甲苯和二甲苯;
D:
乙烯、丙烯和异丁烯,苯、甲苯和二甲苯。
3、化学工业主要经历了()三个阶段。
A:
农副产品、天然气,石油;
B:
煤、石油,天然气;
C:
农副产品、煤、石油和天然气;
D:
煤、石油和天然气,精细化工。
4、化学工艺与化学工程相配合,可以解决化工过程开发、装置设计、()、操作原理及方法
等方面的问题;此外,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
A:
工艺计算;
B:
物料平衡;
C:
能量平衡;
D:
流程组织。
)反应;大力发展绿色
5、化学工业发展朝着面向市场竞争激烈的形势,积极开发高新技术,缩短新技术、新工艺工业化的周期,加快产品更新和升级的速度;最充分、最彻底地利用原料,除了发展大型的综合性生产企业,使原料、产品和副产品得到综合利用外,提倡设计和开发(
化工。
包括采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂;应用反应选择性高的工艺和催化剂,实现零排放;化工过程要高效、节能和智能化和实施废弃物再生利用工程这些方面发展。
A:
原子经济性;
B:
低能耗;
C:
高选择性;
D:
无催化剂。
6、目前,基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品大约有()来源于石油
和天然气。
A:
90%;
B:
70%;
C:
80%;
D:
85%。
7、石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体,密度与组成有关,相对密度大约在()。
A:
大于1.0;
B:
小于0.75;
C:
0.75〜1.0;
D:
一个都不对。
&可利用的生物质有三类即含淀粉的物质、含纤维素的物质、含非食用油类的物质。
农副产品废渣的水解是工业生产()的唯一路线。
A:
乙烯;
B:
糠醛;
C:
乙醇;
D:
甲醛。
9、化工生产过程一般可概括为原料()、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
A:
预处理;
B:
选择;
C:
价廉易得;
D:
安全性能好。
10、工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。
推论分析法是
从“目标”出发,寻找实现此“目标”的“前提”,将具有不同功能的单元进行逻辑组合,形成一
个具有整体功能的系统。
形象地可以用“洋葱”模型表示。
最里层是反应器,最外层是()
工程。
A:
分离系统;
B:
换热网络;
C:
公用;
D:
产品精制系统。
11、烃类热裂解的原料为:
天然气、炼厂气、石脑油、轻油、柴油和重油等。
我国常用的是()。
A:
天然气和石脑油;
B:
天然气和柴油;
C:
石脑油和柴油;
D:
柴油和重油。
12、()产量常作为衡量一个国家基本化学工业的发展水平的标志。
A:
石油;
B:
天然气;
C:
乙烯;
D:
柴油。
13、根据裂解原料的氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度,也可评价该原料裂解所得C4和
C4以下轻烃的收率。
当裂解原料氢含量低于()时,可能达到的乙烯收率将低于20%。
这样的
馏分油作为裂解原料是不经济的。
A:
13%;
B:
8%;
C:
17%;
D:
15%。
14、为达到较满意的裂解产品收率,需要达到较高的裂解深度,而过高的裂解深度又会因结焦严
重而使清焦周期急剧缩短。
工程中常以C5和C5以上液相产品氢含量不低于()为裂解深度
的限度。
A:
13%;
B:
8%;
C:
17%;
15、裂解炉主要有:
管式裂解炉、蓄热式炉、沙子炉。
现在()以上都是采用管式裂解炉,
它是间接传热的裂解炉。
A:
13%;
B:
8%;
C:
90%;
D:
15%。
16、裂解车间的深冷分离装置,用乙烯、丙烯作为制冷剂。
在开工初期尚无乙烯产品时,可用混合()暂时代替乙烯作为制冷剂。
A:
C2馏分;
B:
C3馏分;
C:
C4馏分;
D:
裂解汽油。
17、工业上一般将冷冻温度在()以下的叫深冷,冷冻温度在—100C与—50C之间的操作叫
中冷,冷冻温度在一50C以上的叫浅冷。
A:
—110%C;
B:
—100C;
C:
—50C
D:
—90C。
18、深冷分离中,产品乙烯主要在以下四处损失:
1冷箱尾气损失,占乙烯总量的();
2乙烯塔釜液乙烷中带出损失,占乙烯总量的0.4%;
3脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失,占乙烯总量的0.284%;
4压缩段间凝液带出损失,约为乙烯总量的0.066%。
A:
2.2%;
B:
2.25%;
C:
2.5%
D:
都不是。
19、在裂解气深冷分离过程可以看出:
脱甲烷塔和乙烯塔既是保证乙烯回收率和乙烯产品质量(纯
度)的关键设备,消耗冷量占总数的(),因此又是主要冷量消耗的装置。
B:
52%;
C:
36%;
D:
88%。
20、乙烯塔改进在于:
在提馏段设中间再沸器来回收冷量;在乙烯塔塔顶脱甲烷,在精馏段从上第()块板处出产品聚合级乙烯,一个塔起两个塔的作用。
A:
6;
B:
7;
C:
8;
D:
9。
21、芳烃的来源主要有:
一是来自煤的焦化的副产煤焦油和粗苯;二是来自催化重整的重整汽油;
三是来自乙烯生产中的()。
A:
C2馏分;
B:
C3馏分;
C:
C4馏分;
D:
裂解汽油。
22、同碳数的芳烃和非芳烃沸点非常相近,有的还形成共沸物,用一般精馏方法不能将它们分离。
工业上一般采用特殊分离方法,教材中所用的特殊精馏是()。
A:
溶剂萃取;
B:
萃取蒸馏;
C:
模拟移动床;
D:
共沸精馏。
23、在化学工业中,苯的需要量是很大的,而甲苯却因用途较少而过剩;聚酯纤维的发展需要大
量的对二甲苯,但二甲苯含量有限,并且二甲苯中对二甲苯含量最高也仅能达到()左右;
再有发展聚苯乙烯塑料需要乙苯原料,而上述来源中乙苯含量也甚少等。
A:
20%;
B:
23%;
C:
30%;
D:
17%。
24、高温均相新工艺与传统三氯化铝工艺相比有下述优点:
可采用较高的乙烯/苯(摩尔比〕,并
可使多乙苯的生成量控制在最低限度,乙苯收率达99.3%(传统法为97.5%);副产焦油少,为:
0.6〜0.9kg/t(乙苯),传统法为22;三氯化铝用量仅为传统法的(),并且络合物不需循环
使用,从而减少了对设备和管道的腐蚀及防腐要求;反应温度高有利于废热回收;废水排放量少。
但高温均相烃化法的反应器材质必须在高温下耐腐蚀。
A:
30%;
B:
23%;
C:
25%;
D:
20%。
25、在三个二甲苯中,邻二甲苯与间二甲苯的沸点差为5.3C,工业上可以用精馏法分离。
乙苯
与对二甲苯的沸点差为2.2C,在工业上尚可用300〜400块板的精馏塔进行分离,但绝大多数的加工流程都不采用耗能大的精馏法回收乙苯,而是在异构化装置中将其转化。
但间二甲苯与对二甲苯沸点差为(),借助普通的精馏法进行分离是非常因难的。
A:
0.9C;
B:
06C;
C:
0.75C;
D:
0.7Co
26、合成气中H与()的比量随原料和生产方法的不同而异。
A:
CO;
B:
CO
C:
N2;
D:
CO+COo
27、许多含碳资源如煤、天然气、石油馏分、农林废料、()等均可用来制造合成气。
A:
城市垃圾;
B:
农副产品;
C:
粮食;
D:
此空不填。
28、煤气化的反应条件为:
(I)温度;
(2)压力;(3)水蒸气和()的比例。
A:
空气;
B:
氧气;
C:
氮气;
D:
惰性气体。
29、工业上由天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和()氧化法。
A:
部分;
B:
完全;
C:
连续;
D:
间隙。
30、较富的天然气中甲烷含量在()以上,而甲烷在烷烃中是热力学最稳定的,其他烃类较易
反应,因此在讨论天然气转化过程时,只需考虑甲烷与水蒸气的反应。
A:
90%;
B:
80%
C:
70%
D:
95%。
三、判断题
1、现代化学工业的特点之一是原料和产品的多样性与复杂性;()
2、现代化学工业的特点之一是装置规模向大型化、综合化发展;()
3、现代化学工业的特点之一是生产是一个生产技术密集的过程;()
4、现在的化工装置非常重视能量合理利用,积极采用节能工艺和方法;化工过程资金密集,投资
回收速度快,利润高;但是,也必须解决现代化工企业易燃、易爆、有毒的首要问题。
()
5、化学工艺学所涉及的范畴是相同的,一般包括原料的选择和预处理;生产方法的选择及方法原
理;设备(反应器和其他)的作用、结构和操作;催化剂的选择和使用;其他物料的影响;操作
条件的影响和选定;流程组织;生产控制;产品规格和副产物的分离与利用;能量的回收和利用;
对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。
此外,解决化工生产过程实际中的问题只要用化
学工艺学作理论指导。
()
6、生产能力系指一个设备,一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内处
理的原料量。
()
7、设备或装置在最佳条件下可以达到的最小生产能力,称为设计能力。
()
&关键反应物指的是反应物中价值最高的组分,为使其尽可能转化,常使其它反应组分过量。
对
于不可逆反应,关键组分的转化率最大为90%;对于可逆反应,关键组分的转化率最大为其平衡
转化率。
()
9、反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等众多条件是影响反应平衡和速率的重
要因素,关系到生产过程的效率。
()
10、在实际过程做物料衡算时应该按一定步骤来进行,才能给出清晰的计算过程和正确的结果、通常遵循:
第一步,绘出流程的方框图,以便选定衡算系统。
第二步,写出化学反应方程式并配平之。
第三步,选定衡算基准。
第四步,收集或计算必要的各种数据,要注意数据的适用范围和条件。
第五步,设未知数,列方程式组,联立求解。
第六步,计算和核对这六个步骤。
()
11、为适应裂解炉烧油的需要,目前多采用侧壁烧嘴和底部烧嘴联合的烧嘴布置方案。
通常,底
部烧嘴最大供热量可占总热负荷的90%。
()
12、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。
()
13、对管式裂解炉而言,如下大于两种情况出现均应停止进料,进行清焦:
1裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计规定值;
2裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值;
3燃料用量增加;
4出口乙烯收率下降;
5炉出口温度下降;
6炉管局部过热等。
()
14、裂解气中含有H2S、CO2、出0、C2H2、C3H4、CO等气体杂质。
来源主要有二,即:
一是原
料中带来;二是裂解反应过程生成。
()
15、裂解气经过三段碱洗塔后进入进入压缩机四段吸入罐。
补充新鲜碱液含量为18%〜20%,保
证H段循环碱液NaOH含量约为5%〜7%;部分H段循环碱液补充到川段循环碱液中,以平衡塔釜排出的废碱。
川段循环碱液NaOH含量为1%。
〜2%。
()
16、裂解气中饱和水含量约(600〜700)X10-6。
这些水分带入低温分离系统会造成设备和管道
的堵塞,除水分在低温下结冰造成冻堵外在加压和低温条件下,水分尚可与烃类生成白色结晶的水合物,如CH4?
7H2O、C2H6?
8H2O、C3H8?
9H2O。
这些水合物也会在设备和管道内积累而造成堵塞现象,因而需要进行干燥脱水处理。
进入低温分离系统的裂解气露点在-70C以下。
()
子筛不能吸附乙烷分子;()
18、裂解气的净化过程中,炔烃和CO的脱除方法有甲烷化法脱CO和催化加氢脱炔两种,脱除
乙炔的方法又分溶剂吸收法和催化加氢法。
()
19、工业上已有的深冷分离装置以高压法居多,通常采用3.6MPa左右。
一般采用5级压缩。
压缩机压缩过程接近绝热压缩,功耗大于等温压缩,若把压缩分为多段进行,
段间冷却移热,则可节省部分压缩功,段数愈多,愈接近等温压缩。
()
20、裂解气重组分中的二烯烃易发生聚合,生成的聚合物沉积在压缩机内,严重危及操作的正常
进行。
而聚合速度与温度有关,温度愈高,聚合速度愈快。
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110C。
()
21、吸附分离首先由美国UOP公司解决了一个关键问题而实现了工业化。
()
22、各种来源的C8芳烃都是三种二甲苯异构体与乙苯的混合物。
习惯上邻二甲苯、间二甲苯和对
二甲苯用来英文字头表示,其中MX表示间二甲苯。
()
23、最近发展的催化精馏异丙苯生产工艺为:
工艺关键设备是反应精馏塔。
塔分为两部分,上段
为装填沸石分子筛催化剂的反应段;下段为提馏段。
()
24、裂解汽油加氢流程中,一段加氢:
液相,80〜130C,催化剂Pd/AI20,双烯变单烯。
二段加氢:
气相,280〜300C,催化剂CO-Mo-Al2Q,单烯变烷烃,N、O、S变成相应的氢化物。
()
25、各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的是苯与对二甲苯,其次是邻二甲苯,产量最大的是
对二甲苯。
()
26、甲烷水蒸气转化过程的主要反应有生成COCO和H2的;而副反应主要有析碳反应。
()
27、工业上可以用煤、天然气、重油或渣油为原料制合成气,其中以煤为原料制得的合成气成本
最低。
()
28、合成气的应用途径非常广泛,可以制合成氨、合成甲醇、合成醋酸、一系列烯烃的氢甲酰化
产品,如生成与原料烯烃相同碳原子的醛、还可以合成天然气、汽油和柴油。
()
29、在合成气基础上制备化工产品的新途径有四种,其中先合成为甲醇,然后再将其转化为其他产
品最成熟。
()
30、较富的天然气中甲烷含量在90%以上,而甲烷在烷烃中是热力学最稳定的,其他烃类较易反应
因此在讨论天然气转化过程时,只需考虑甲烷与水蒸气的反应。
()
四、简述题
1、工厂实际生产过程中经常指的生产能力的含义是什么?
2、根据裂解原理可知:
低压有利于裂解反应的进行,但是裂解又需要高温,为了解决这对矛盾,生产实际过程中均采用稀释剂来降低烃分压来达到低压的作用。
目前工业上均采用水蒸气作稀释剂,为什么?
3、深冷分离常用的有三种典型的分离流程,它们各有何异同?
4、深冷分离中,产品乙烯主要在哪四处损失?
5、请说出各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的组分是什么?
6、化学工艺与化学工程两门学科相配合,在生产实际中可以解决哪些问题?
7、煤气化(coalgasification)是指在高温(900〜1300C)下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应,转化成主要含有氢、一氧化碳等气体的过程。
生成的气体组成随固体燃料性质、气化剂种
类、气化方法、气化条件的不同而有差别。
常用的气化剂有哪些?
8、烃类热裂解非常复杂,具体体现在哪些方面?
9、生碳结焦反应有下面一些规律:
在不同温度条件下,生碳结焦反应经历着不同的途径;在900〜
1100C以上和在500〜900C主要是怎样结焦的?
10、工业上采用的芳烃临氢气相异构化工艺流程主要由哪三部分组成?
11、生产过程所用的芳烃,主要从何而来?
12、链式饱和烃有正构烷烃和异构烷烃,在石油中含量最多,两者约占50%〜70%(质量),仅有
极少数油田的石油中链烷烃低于10%〜15%。
请指明石油馏分中气态、液态和固态划分的C原子
个数为多少?
13、化工过程中经常用流程图来描述所生产的化工过程,工艺流程图中包括哪些内容?
14、请叙述两段碱洗流程中碱液的浓度怎么确定?
最上面一段也用碱液吗?
15、美国UOP公司解决吸附分离的三个关键问题是什么?
16、请说出芳烃分离过程中必须设有的分离塔?
17、烃类裂解生产乙烯过程中,乙烯在裂解气压缩净化和深冷分离过程中主要在哪四处损失?
其值各为多少?
五、机理题
1、正丁烷在1000c高温下进行裂解反应,试根据自由基链反应机理预测其一次反应的产物分布。
已知:
氢原子与自由基反应的相对速度为:
温度
C
伯氢
原子
仲氢
原子
叔氢
原子
温度
C
伯氢
原子
仲氢
原子
叔氢
原子
300
1
3.0
33
800
1
1.7
6.3
600
1
2.0
10
900
1
1.65
5.65
700
1
1.9
7.8
1000
1
1.6
5.0
要求:
1写出自由基反应机理的三步;(15分)
2计算产物分布表(5分)。
2、根据自由基反应机理预测一次裂解产物的分布(5分)。
正己烷在1000C裂解,已知氢原子与自
由基反应的相对速度为:
伯氢:
仲氢:
叔氢=1:
1.6:
5.0,并请写出自由基反应机理步骤(15分)。
3、正戊烷在800C条件下进行裂解反应,根据自由基机理预测一下反应的产品分布。
已知氢原子
与自由基反应的相对速度为:
伯氢为1、仲氢为1.7、叔氢为6.3。
六、综合题
拟用正丁烷为裂解原料,在800C生产乙烯,请用自由基机理估算裂解得到乙烯的收率,并画
出乙烯生产过程的关键设备所组成的原则流程图。
参考答案:
一、填空题
1、价廉易得、先进可靠,合格,综合利用,切实可行,特殊设备,动力和原材料
2、开发,装置,组织,方法
3、目标,目标,洋葱,反应器,公用
4、活性,化学,热,毒
5、原料、生产方法、作用、催化剂、操作条件、流程、生产、分离、回收、技术经济
6、多样性,大型,精细化率,能量,资金,回收,高
7、设备,工厂,原料
8、乙、丙、丁二、苯、甲苯、二甲苯、萘、合成气
9、预处理、反应、精制
10、二、停炉、在线
二、选择题
1、A
2、C
3、
C
4、D
5、A
6、A
7、C
8、
B
9、A
10、C
11、C
12、C
13、
A
14、B
15、C
16、A
17、B
18、
B
19、D
20、D
21、A
22、C
23、
B
24、C
25、C
26、B
27、A
28、
B
29、A
30、A
二、判断题
1、x,原料和产品改成原料、生产方法和产品
2、X,还有精细化率也在不断提高
3、x,还有多学科合作
4、"
5、X,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
6>V
7、X,小改成大
8、X,90%改成100%
9、"
10、x,有七步。
还有七步,报告计算结果。
11、X,90%改成70%
12」
13、X,两种改成一种
14、X,来源有三方面,还有裂解气处理过程引入
15、X,川段循环碱液NaOH含量应为为2%〜3%
16、X,带水分子改成6、7、8
17」
18」
29、X,3改成3〜5
20、110C改成100C。
21、X,一改成三
22」
23」
24」
25、X,间二甲苯
26」
27、X,煤改成天然气
28、X,相同改成多一个碳原子
29、X,四改成三
30」
四、简述题
1答:
工厂实际生产过程中经常指的生产能力系指:
1一个设备;
2一套装置
3一个工厂在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内处理的原料量。
(答出一个给1分,最多为4分)。
2答:
答:
目前工业上均采用水蒸气作稀释剂,其原因如下:
1裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难;
2水蒸气热容量大,可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热。
3抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀,保护炉管。
4脱除结碳,水蒸气对已生成的碳有一定的脱除作用。
5减少炉管内结焦。
6廉价、易得、无毒等。
(答错一个扣1分,最多扣4分)。
3答:
深冷分离常用的三种典型流程,它们的相同点是:
1均采用了先易后难的分离顺序,即先分开不同碳原子数的烃(相对挥发度大),再分开相同
碳原子数的烷烃和烯烃;
2产品塔均并联置于流程最后,这样物料中组分接近二元系统,物料简单,可确保这两个主要
产品纯度,同时也可减少分离损失,提高烯烃收率。
不同点是:
1加氢脱炔位置不
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