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1、200 5200 6学年第2学期|科目：石油化工工艺学考试_试题A卷 答案|：批|命题教师：黄克明 使用班级：化工03-1、2班| 一填空题（每小题2分，20小题，共40分）|iii i化工生产过程一般可概括为 原料预处理、化学反应、产品的分离与精制三i I个步骤。I）线订-111 -:题审2化工过程的主要效率指标有 生产能力、生产强度、转化率、选择性和收率!iiI （产率）五个。I3烃类热裂解按照自由基反应机理进行，其反应历程分为 链引发、链增长（或| ii|链传递）和链终止 三个阶段。|封密出超能不题答（ - 土土 - - - 宓山 :悪命|4烯烃为烃类热裂解的产物，在热裂解条件下可以进一
2、步反应，可能发生的反| |应有5种，即：.（1）断链反应;（2 ）脱氢反应;（3 ）歧化反应；（4）双| I烯合成反应;（5）芳构化反应。|i i：号学I 5常用来评价烃类热裂解原料性质参数有以下几种，即 族组成（PONA ），氢| I 1|含量H,碳氢比C/H，特性因数（K ）或相关指数（BMCI ）。|ii|6裂解气分离前需要先经过净化脱除其中的气体杂质，裂解气中的气体杂质有|i 硫化氢（H2s ）二氧化碳（CO2、水（H2O ）乙炔（C2H2 ） 氧化碳（CO ）五种。i 2 2 ） 2 2：名姓7裂解气的急冷（间接急冷）目的为一是终止裂解反应；二是回收废热。| | 8所谓q化学，指的是
3、 凡含一个碳原子的化合物，如CH4、CO、CO2、HCN、 | CH3OH等参与反应的化学，称为C1化学 。|i一 i:9合成气的主要成分为co、h2 ，生产合成气的原料主要有：天然气、重：）写填生学（级I占II油（渣油）和煤三类。II I110芳烃的转化反应主要有 a.异构化反应；b.歧化反应；c.芳烃的烷基化反应;| | d芳烃的脱烷基化反应、及e,烷基转移 等五类反应。|11在C8芳烃分离中，邻二甲苯的分离通常采用 精个留 法；对、间二甲苯| | 的分离方法有 结晶分离、络合及模拟移动床吸附分离 三种。 | |12催化加氢反应的类型有：（1 ）不饱和炔烃、烯烃重键的加氢、（2）芳烃| |
4、加氢、（3 ）含氧化合物加氢、（4 ）含氮化合物的加氢、（5）氢解。| 13加氢反应是分子数减小 （增大，减小）的反应，增大反应压力，加氢| | 反应的平衡转化率 升高 （升高，下降）。| 14基本有机化工基本原料包括：三烯：乙烯、丙烯，丁二烯,三苯：苯、甲苯、 i二甲苯，一炔：乙炔。ii i115.苯的烷基化反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小 ；该反应的热效iiiI应为放热（放热、吸热）反应。II II16烃类选择性氧化反应的特征有四个，即：即：（1）反应放热量大；（2）反|iI|应不可逆；（3）氧化途径复杂多样；及（4）过程易燃易爆。|17常见的非均相催化氧化反应机理有：、氧化还原机理
5、；又称晶格氧化|ii|机理；、化学吸附氧化机理；、混合反应机理。|18环氧乙烷生产的原料为 乙烯,氧气或空气），催化剂为（或生。 |19丙烯氨氧化制丙烯腈的化学反应方程式为： |120 邻二 i:CH CH = CH + NH + 1 O -p-Mo- t CH = CH CN + 3 HO3232222I甲苯气相催化氧化制苯酐，化学反应方程式为： ICxC 二CH3+ 3O 忖严样体2400 0CjI二 判断题（判断题对的在括号内打V”，错者打X”，全打V”或打X”不给!分；每小题1分，共10分）i（V）i烷烃的裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高。O +3H 2。i（X）2烃类蒸
6、汽热裂解过程中，乙烷既发生C-C断裂反应，又发生脱氢反应。（V）3对催化脱氢反应来说，提高反应温度，既可提高脱氢反应速率，又可提高转化率。i（V）|（V） I （ V）I|（X） I（X）烃类热裂解过程中，烷烃的断链及脱氢都是不可逆反应。裂解气深冷分离的三大代表流程中没有前脱丁烷流程。裂解气深冷分离乙烯过程中，冷箱尾气中带出的乙烯损失最大。 对催化脱氢反应来说，提高反应压力，可使产物的平衡浓度增大。焦化芳烃（粗苯）的组成特点之一是其中的苯含量及二甲苯含量高。苯的烷基化反应的化学平衡常数随着压力的升高而增大。i（X）10乙烯环氧化制取环氧乙烷过程中，采用较高的反应压力（2.0MPa）原 I因是反
7、应压力较高时可获得较大的环氧乙烷产率。三 简答题（每小题6分，5小题，共30分）1烃类蒸汽热裂解过程，为什么要采取高温短停留时间、低烃分压的操作条i件?1 ）高裂解温度低停留时间（3分）裂解反应为一级不可逆强吸热反应；提高裂解温度，有利于乙烯产率的增加。停留时间越短，可以抑制二次反应的进行，对提高乙烯产率有利;I 2）低烃分压（3 分）乙烯裂解反应为体积增大的化学反应。降低压力有利乙烯的生成。裂解反应为一级反ii应；缩合/聚合反应为二级反应，压力提高，反应物浓度增加，反应速度加快。但对缩合/聚合反应增加的幅度更大。所以应采取低的反应压力。| 2醇胺湿法脱硫的原理是什么？有什么优点？|i（1）醇
8、胺湿法脱硫原理：（3分）iIiIHO - CH - CH - NH + HS o （HO - CH - CH - NH ） HSI2222223（HO- CH CH ） NH + HS o （HO- CH CH ） NH HS22 2222 22j|（2）优点：反应是可逆的，低温下吸收脱硫，高温时生成的化合物分解析出H2S。 |i吸收剂再生，循环使用。（写出优点可给3分）II（缺点：气体含有COS和CS2，它们与乙醇胺生成降解产物，不能再生除。| 氧的存在也会引起乙醇胺的降解，故含氧气体的脱硫不宜用乙醇胺法。（没写出优| |点，仅写出缺点，可给2分）|3芳烃的主要产品有哪些？简述芳烃的主要来源
9、及石油芳烃的主要生产过|i程iI程。|I 1）芳烃的主要产品2分|苯，甲苯，二甲苯，乙苯等|2）芳烃的主要来源2分）Ia煤焦油及粗苯；b催化重整生成油；c乙烯工业裂解汽油I|3）石油芳烃主要生产过程（2分）|! a催化重整生产芳烃；催化重整是以汽油为原料，在催化剂的作用和氢气存在下，烃| |类分子重新排成新分子结构的工艺过程。重整生成油经芳烃的萃取及精馏分离为苯、甲苯、 |二甲苯。| 生产过程包含原料的预分及预处理、催化重整、芳烃的萃取及精馏三个部分。（2分）| | b从乙烯工业裂解汽油中提取芳香烃：乙烯裂解汽油中富含芳香烃。生产过程包含裂| |解汽油预处理、裂解汽油加氢、芳烃的萃取及精馏三个
10、部分。（2分）|4热力学上合成甲醇的反应在低温（vlOOC ）和高压（30MPa）下更为有利，|但是目前工业上合成甲醇采用中压法（1015MPa, 230350C）,试说明原因。 | 甲醇合成反应的反应热是随温度和压力而变化，当温度越低，压力越高时，反应热越|I大。（2分）| 当低于200C时，反应热随压力变化的幅度比高温时（300C ）更大。所以合成甲醇| I温度低于300C时，要严格控制压力和温度的变化,以免造成温度的失控。当压力为20Mpa |!II时，反应温度在300C以上，此时的反应热变化最少，易于控制。（2分）III合成甲醇的反应若采用高压，则同时采用高温，反之，宜采用低温、低压操
11、作。由于!i低温下反应速率不高，故需选择活性好的催化剂，即低温高活性催化剂，使得低压合I i成甲醇法逐渐取代高压合成甲醇法。（2分）i|5与均相催化氧化方法相比，烃类的非均相催化氧化过程具有哪些特点？试|I说明之。I| a固体催化剂的活性温度较高，适用于较高的反应温度下进行的反应。| b.反应物料在反应器中流速快，停留时间短，适于大规模连续生产。| c.反应过程要经历扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等多个步骤，反应过程的影响| |因素较多.| d催化剂床层间传热、传质过程复杂.| e.反应物料与空气或氧混合物存在爆炸极限，工艺条件的选择和控制受到生产安全的|I影响。I四分析讨论题（10分）I画
12、出由石脑油水蒸气热裂解制乙烯的全流程示意图（方框图）。并对主要I工序情况加以说明。i i）全流程示意图：（2分）石脑油裂解急冷精馏=产品：乙烯，丙烯，碳四等2）主要工序情况加以说明（8分）a裂解与急冷（2分）裂解：裂解原料与过热蒸汽在高温短停留时间下在裂解炉中裂解为乙烯等裂解混合产 物。急冷：将理高温裂解气温度降温，阻止二次反应的发生。同时获得高压蒸汽。C压缩与冷冻（2分）由于裂解气中甲烷、乙烷、乙烯的冷却压缩至临界温度以下，以实现深冷分离。d预分馏及净化（2分）预分馏：将裂解气中的汽油、重油与气体产物分离开来。净化：脱除裂解气中h2s、co2、h2o、c2h2、co等对深冷分离过程的有害杂质。e精馏（2分）I利用精馏原理，采用深冷分离的方法将理解气分离为甲烷（氢气）、乙烯、乙烷、丙I烯、丙烷及碳四馏分。I五计算题（10分）| 以纯乙烷为原料制取乙烯过程中，乙烷进料量为1000kg/h，进入裂解炉 !后反应掉600 kg/h，得到乙烯340 kg/h。试求反应转化率及选择性。i反应转化率=原料转化量 乙烯原料量6001000=60%（5分）原料转化为乙烯部分量=卜乙烯量=28x340=沖帥（2分）乙烯反应选择性=原料转化为乙烯部分量原料转化量364.3600=60.7% （3 分）
