化工工艺学

化工工艺学

第一章

1.现代化学工业的特点、原料？化学工业与工艺的区别

（一）特点：(1) 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性(2)向大型化、综合化，精细化发展(3)多学科合作、技术密集型生产(4)重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法(5)资金密集投资回收速度快(6)安全与环境保护问题日益突出

（二）原料：自然界中包括地壳表层、水圈、大气层等其中蕴藏着的各类资源都有可能作为初始原料，自然资源有矿物原料包括金属矿、非金属矿和化石燃料矿

（三）化学工业包括无机化工、基本有机化工、高分子化工、精细化工和生物化工等分支，化学工业泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。由原料到产品的转化需要化学工艺实现，化学工艺是在化学物理的基础上生产化工产品的学科具有过程工业的特点。

2.基本有机化工原料有哪些？通过这些原料可以制成哪些化工产品？

从石油、天然气、煤等天然资源出发，经过化学加工可得到乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、合成气等产品

第二章

1.石油的组成它的化合物分为哪几类？

烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类

2.一次加工法有？减压蒸馏的影

一次加工法有常压蒸馏、减压蒸馏其中减压蒸馏会导致重油馏分中的大分子化合物发生分解和缩合反应，产生许多气体和焦炭，降低油品产率和质量

3.循环流程及其特点？

未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。其他一些物料如溶液，催化剂溶液在返回反应器也属于循环

4.馏分油的化学加工（1）催化重整：原料为石脑油，产物以生产芳烃为主要目的，以及生产高锌烷值汽油

（2）催化裂化：原料有直馏柴油、重柴油、减压柴油、润滑油馏分等产物有汽油、柴油、锅炉燃油、液化气、气体、焦炭

（3）催化加氢裂化：原料有减压柴油、减压渣油还有一部分是氢气，产物优质的航空煤油汽油

（4）烃类热裂解：原料主要是乙烷、丙烷和石脑油减压瓦斯油。产物：汽油和丙烯同时有副产物丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等

5.天然气？加工利用主要有的产品

天然气的主要成分是甲烷甲烷含量高于90%的天然气为干气，C2~C4含量在15~20%或以上为湿气。主要产品：天然气制氢气和合成氨、天然气合成气路线的催化转化制燃料和化工产品、天然气直接催化转化成化工产品、天然气热裂解制成化工产品、甲烷的氯化、硝化氨氧化制化工产品、湿气天然气中烷烃的利用

6.煤得得加工路线？

加工路线有：煤的干馏、气化、液化

7.化学生产过程？

原料预处理，化学反应和产品分离及精制三大步骤

8.化学生产工艺怎么组织的，那几种方法？

组织工艺流程需要有化学、物理的理论基础以及工程知识，要结合实践，借鉴前人经验。运用的方法有推论分析法、功能分析法、形态分析法

9.催化剂的基本特征及作用？工业催化剂的性能要求？

一、（1）催化剂是参与反应的，但反应终了时，催化剂本身不发生化学性质和数量上的变化（2）催化剂只能缩短达到化学平衡时间，但不能改变平衡（3）具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定反应。

作用：改变反应途径、改变活性、改变反应速率、改变反应速率常数增大

二、性能要求参数有：活性越高转化率高、选择性指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物，选择性越高，生产单位量目的产物的原料消耗越低，利于产物的后处理、寿命

10.催化剂活化？失活原因与再生方法？

物理及化学性质随催化反应的进行发生微小变化，长期积累造成催化剂活性选择性显著下降的现象

失活原因：1超温过热，催化剂表面发生烧结，晶型转变或物相转变2原料气中混有有毒杂质使催化剂中毒3发生积碳或结焦，覆盖催化剂活性中心，导致失活

再生方法：严格控制操作条件，采用合理的反应器，防止超温，有毒杂质做到预先脱除，选用抗积碳性能高的催化剂

第三章

1.裂解原料及他们产物比例及大小？

乙烷、丙烷、石脑油

2.烃类热裂解提高过程选择性的主要途径？从热力学动力学角度分析？

热力学：1从化学角度看，使得反应进行达到平衡，所得烯烃很少，最后生成大量的

碳和氢为获得多的烯烃，尽可能采用短的停留时间裂解反应。2乙烷裂解反应的平衡常数远大于乙烯消失常数的平衡常数，因此提高裂解温度利于烯烃的生成。

从动力学角度：1在相同的停留时间下，不同裂解原料所需的裂解温度不同，其相对分子质量越小，活化能和频率因子越高，反应活性越低

2烃分压，降低压力可以增大一次反应对于二次反应的相对速率，提高一次反应选择性

3.生碳结焦反应的一些规律?

A在不同温度条件下经历不同途径900-1100摄氏度以上主要是通过生成乙炔的中间段而在500-900摄氏度时通过生成芳烃的中间段

B生碳结焦反应是典型的串联反应，随着温度的提高和反应时间的延长，不断释放出氢，残物焦油的氢含量降低，碳氢比增大，相对分子质量和密度逐渐增大

C随着反应时间的延长，单环或环数不多的芳烃，转变成多环芳烃，进而转变成稠环芳烃，有液体焦油转变成固体沥青，再进一步可转化为焦炭

4.温度-停留时间对产品收率的影响？

1、高温裂解利于一次反应的进行，短停留时间抑制二次反应进行，在高温短停留时间操作条件下可以获得高的烯烃收率并减少结焦

2、高温短停留时间的操作条件下可抑制芳烃生成反应，。对给定裂解原料而言，在相

同裂解深度下以 高温短停留时间下所得的裂解汽油的收率相对较低

3、对给定原料，在相同裂解深度下高温短停留时间的条件将使得裂解产品中炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比增大

5.裂解过程中为什么不采用负压？

因为负压容易有气体进入进而会导致爆炸

6.为什么采用水蒸气作稀释剂？

a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

b水蒸气热容量大，但系统有较大的热惯性，当操作供热不平稳时，可以起到稳定温度的作用，保护炉管防止过热

c抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀

d脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反应。水蒸气对铁和镍有氧化作用，一直他们对生碳反应的催化作用，而且水蒸气对已生成的碳有脱除作用

7.衡量裂解深度的参数？

衡量裂解深度的参数：原料转化率、甲烷收率 乙烯对丙烯的收率比 甲烷对乙烯或丙烯的收率比 液体产物的氢含量和碳氢比 裂解炉出口温度 裂解深度函数

8.管式裂解炉的改进？改进原则？

a采用双程分支边径管

bSRT裂解炉改进的主要途径是分支变径管基础上逐步减少管程，缩短管径

c改变辐射盘管金属材质

d改变盘管结构

原则是提高反应温度缩短停留时间

9.直接急冷与间接急冷的优缺点？

直接急冷设备费少，操作简单，系统阻力小由于冷却介质直接与裂解气接触，热效果好但形成大量含油污水，油水分离困难，间接急冷对能量的利用比较合理，可回收裂解气被急冷时所释放的热量，经济性好，且无污水产生，工业上一般采用间接急冷

10.阻止结焦发生的措施?

为减少结焦一应增大裂解气在急冷换热器中的线速度，避免返混 二是控制急冷换热器出口温度，控制裂解气温度不低于零点

11.裂解气预分馏中油洗塔的作用？

吸收低裂解气，吸收裂解气中的重质油