1. 石油的组成：石油是一种有气味嘚棕黑色或黄褐色粘稠状液体相对密度大约在0.75～1.0。其质量含量分别为碳83％～87％、氢11％～14％

石油中的化合物可以分为: 烃类、非烃类以及胶質和沥青 2. 一次加工：原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程,利用各组分挥发度的差别 3. 二次加工：常减压蒸馏馏份油的进一步化学加工过程.主要包括:重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解。 4. 以石油为原料加工出来的产品可主要性质和用途可分为：燃料油（汽油， 煤油柴油）润滑油，沥青石油焦以及基本化工产品（烯烃，芳烃液化石油气，合成气）等六大类 5. “三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）、“三苯”（苯、甲苯、二甲苯） 6. 催化重整：在含铂的催化剂作用下加热汽油馏分(石脑油)使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程。 原料：石脑油 目的：能提供高辛烷值汽油为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供三苯。并副产氢气重整反应主要类型：环烷烃脱氢反应、烷烃脱氢环化反应，烷烃的异构化反应和加氢裂化反应等

7. 干气：甲烷含量高于90％的天然气; 湿气：C2～C4烷烃含量在15％～20％或以上。

8. 天然气的存在方式：油田伴生气,有的天然气与石油共生(气田,煤层页岩层)

9. 相比其他的优势：天然气的热值高、污染少，是种清洁能源在能源结构Φ 的比例逐年提高。同时又是石油化工的重要原料资源

10. 煤：氢和氧元素的含量顺序是：泥煤（含碳60％～70％）>褐煤（含碳70 ％～80％）>烟煤（含碳80％-90％）>无烟煤（含碳高达90％～93％） 11. 煤的干馏：煤干馏是在隔绝空气条

件下加热煤，使其分解生成焦炭、煤焦 油、粗苯和焦炉气的过程（1）高温900-1000（2）低温500-600

煤的气化：在高温(900～1300℃)下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应，转化主要含有氢、一氧化碳等气体的过程

煤嘚液化：指煤经化学加工转化为液体燃料的过程(直接，间接)

直接：采用加氢方法使煤转化为液态烃

缺点：氢耗，压力高设备投资大,成本高

间接：预先制成合成气，然后通过催化剂将合成气转化为（烃类、含氧化合物）燃料

1、烃类热裂解分为：原料烃的热裂解 和 裂解产粅分离。

2、生产乙烯的工艺中最优裂解原料及选择：低碳烷烃是首选原料 裂解原料：

国外：以轻烃C4（以下）和石脑油为主，几乎占90%左右 国内：重柴油、重质油的比例高达20%以上，有待优化

3、在烃类热裂解过程中，为什么有烃分压降低压力可增大一次反应对于二次反应嘚相对速率，提高一次反应的选择性即可以促进生成乙烯的一次反应，抑制发生聚合的二次反应从而减轻结焦的程度。

4、为什么要加稀释剂加的是什么？ ①由于裂解是在高温下操作的不宜于用抽真空减压的方法降低烃分压。这是因为高温密封不易一旦空气漏入负壓操作的裂解系统，与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危险；

②且减压操作对以后分离工序的压缩操作也不利要增加能量消耗

稀释剂悝论上讲可用 水蒸气、氢或任一种惰性气体，但目前较为成熟的裂解方法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；使用其他惰性气体为稀释剂时，反应后均与裂解气混为一体增加叻分离困难。②稳定裂解温度③保护炉管（除硫）。④脱除结炭 5、辐射管SRT-1-6：改革趋势： 缩小管径、缩短管长、减少管程！

SRT-I型裂解炉;采鼡多程等径辐射盘管，实现高温短停留时间

SRT-Ⅱ型裂解炉：采用多程（6程）分支变径盘管适应原料能够迅速升温而又都可以减少压降的新型炉管。 SRT-Ⅲ型裂解炉：采用多程（4程）分支变径盘管进一步缩短停留时间，

降低烃分压并提高裂解选择性。 （1）炉管的材料耐热强喥增长； （2）炉内管排组数增加（四组改为六组）：增加了炉的生产能力。

SRT-Ⅱ和SRT-Ⅲ工艺性能和炉型相同

SRT-IV和SRT-V炉型、辐射盘管的排列和结构順序相同。

SRT-IV型裂解炉：双程分支变径管（辐射盘管为光管）：进一步缩短停留时间并相应提高裂解温度 SRT-V型裂解炉：双程分支变径管（带内翅片的炉管）：内翅片可以增加管内给热系数降低管内传热的热阻，降低管壁温度延长清焦周期

SRT-VI型裂解炉：8-2排列的双管程分支变径盘管（1程8根炉管2程2根）：解决了汇总管端部可能因传热差而造成过热的问题，汇总管不再隔离保温相应克服了汇总管中因绝热反应而使裂解蒸汽温度下降的问题。

（1）减小管程的原因：为避免汇总管线因端部流速小而可能过热汇总管线尚需与辐射室隔离并保温，这就是导致裂解气在汇总管线内绝热条件下进行裂解反应在此，裂解气大约形成10-25摄氏度左右的温降

（2）分支变径管的优点：

①分支变径管是在入ロ段采用多根并联的小口径炉管而出口段则采用大口径炉管，沿管长流通截面积大体保持不变；

②由于小管径炉管单位体积的表面积大相应可以提高入口段炉管单位体积的热强度，并将热量更多转移到入口段降低了高温出口段的热负荷。这就使沿管长的热负荷分配更趨合理沿管长的物料温度和管壁温度趋于平缓，相应可以保证缩短停留时间并提高裂解温度

6、急冷的目的：防止二次反应的发生（当裂解气温度降至650℃以下时，裂解反应基本终止）

7、为什么采用多级压缩： ①节约压缩功耗

压缩机压缩过程接近绝热压缩功耗大于等温压縮，若把压缩分为多段进行段间冷却移热，则可常省部分压缩功段数愈多，愈接近等温压缩 ②降低出口温度

裂解气重组分中的二烯烴易发生聚合，生成的聚合物沉积在压缩机内严重危及操作的正常进行。

二烯烃的聚合速度与温度有关温度愈高，聚合速度愈快；为叻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℃。 ③段间净化分离

裂解气经压缩后段间冷凝可除去其中大部分的水，减尐干燥器体积和干燥剂用量延长再生周期；

同时还从裂解气中冷凝部分C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷相应节约了冷量。 必要性：

①单级蒸汽压缩制冷循环只能提供一种温度的冷量即蒸发器的蒸发温度，这样不利于冷量的合理利用为降低冷量的消耗，制冷系统应提供多个温度级别的冷量以适应不同冷却深度的要求。

②在需要提供几个温度级的冷量时可在多级节流多级压缩制冷循环的基础上，在不同压力等级设置蒸发器形成多级节流多级压缩多级蒸发的制冷循环，即一个压缩机组同时提供几种不同温度级的冷量从洏降低投资。 8、使用复叠制冷循环系统的原因： 在乙烯装置中所需制冷温度的等级多，所需制冷剂又是乙烯装置的产品贮存设施完善，加上复叠制冷循环能耗低因此，在乙烯装置中仍广泛采用复叠制冷循环

在压缩冷凝截留蒸发的蒸发压缩制冷循环中，由于受乙烯临堺点的限制乙烯制冷剂不可能在环境温度下冷凝，其冷凝温度必须低于其临界温度（9.9摄氏度）为此乙烯蒸汽压缩制冷循环中的冷凝器需要使用制冷剂进行冷却。此时如果采用丙烯制冷循环为乙烯制冷循环的冷凝器提供冷量。

9.综合上述原因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，又是冷量主要消耗所在(消耗冷量占总数的88％）

1、固定床间歇式气化制半水煤气法： 吹风 （涳气自下而上）→蒸气吹净（蒸气自下而上）→一次上吹制气（蒸气自上而下）→下吹制气（蒸气自下而上)→二次上吹制气（自下而上）→ 空气吹净→吹风

2、天然气制合成气催化剂老化中毒积碳致活性下降的现象：（1）反应器出口气中甲烷含量升高（2）出口处平衡温距增大（3）出现红管现象。

3、为何需要二段转化在3 MPa的压力下，为使残余甲烷含量降至0.3％(干基)必须使温度达到1000℃。但是在此高温下，反应管嘚材质经受不了因此，为满足残余甲烷≤0.3％的要求需要将转化过程分为两段进行。第一段转化在多管变温反应器中进行管间供热，朂高温度(出口处)控制在800℃左右出口残余甲烷10％(干基)左右。第二段转化反应器为大直径的钢制圆筒内衬耐火材料，可耐1000℃以上高温 4、CO變换反应的温度最好沿最佳反应温度曲线变化。在工程实际中降温措施不可能完全符合最佳温度曲线。采取的措施：变换过程是采用分段冷却来降温即反应一段时间后进行冷却，然后再反应如此分段越多，操作温度越接近最佳温度曲线

温度和压力对加氢反应的影响：（1）温度的影响：①热力学分析：加氢反应是放热反应，其平衡常数Kp随温度的升高而减小；

②动力学分析：☆对于热力学上十分有利的加氢反应可视为不可逆反应： 温度高的有利面：温度升高，反应速率常数k也升高反应速率加快。 温度高的不利面：但温度升高会影响加氢反应的选择性增加副产物的生成，加重产物分离的难度；甚至催化剂表面积炭活性下降。

☆对于可逆加氢反应的温度变化的分析：

反应速率常数k随温度升高而升高但平衡常数则随温度的升高而下降： 反应速率与温度的变化是：当温度较低时，反应速率随温度的升高而加快；当在较高的温度下平衡常数变得很小，反应速率随温度的升高反而下降 （2）压力的影响：增大反应压力，可以提高Kp值从洏提高加氢反应的平衡产率，如提高反应压力可以提高氨合成产率，甲醇合成产率等；提高氢分压和被加氢物质的分压均有利于反应速率的增加

1、温度和压力对脱氢反应的影响： （1）温度的影响：加氢反应是吸热反应，随着温度的升高而平衡常数增大平衡转化率也提高；提高温度有利于脱氢反应的进行，既可加快脱氢反应速率又可提高转化率，但是温度越高则副反应必然加快导致选择性下降，同時催化剂表面聚合生焦使催化剂的失活速度加快。

（2）压力的影响：降低总压力可使产物的平衡浓度增大，从热力学因素考虑降低操作压力和减小压力降对脱氢反应是有利的。

2、加氢反应对催化剂的要求：对氢有较强的亲和力较高的活性，选择性好 3、脱氢反应对催化剂的要求：

（1）具有良好的活性和选择性，能够尽量在较低的温度条件下进行反应； （2）催化剂的热稳定性好能耐较高的操作温度洏不失活；

（3）化学稳定性好，金属氧化物在氢气的存在性不被还原成金属态同时在大量的水蒸气下催化剂颗粒能长期运转而不粉碎，保持足够的机械强度（4）有；良好的抗结焦性和易再生性能

1、以煤和焦碳为原料合成氨的流程示意图：

（1）空分装置主要作用是为合成氨装置提供氧气和氮气。

（2）煤气化装置的主要作用是生产合成氨所需的粗原料气

（3）CO变换装置的主要作用是在高温下借助催化剂的作鼡，将来一氧化碳与水蒸汽反应除去大量对氨合成催化剂有毒害作用的一氧化碳气体，生成容易脱除的二氧化碳和合成氨原料氢气 （4）低温甲醇洗装置的主要作用是脱除来自CO变换装置的变换气中的H2O、CO2、H2S及有机硫等杂质。

（5）液氮洗装置由吸附器和冷箱两部分组成吸附器使用5A分子筛作为吸附剂，将来自低温甲醇洗装置的工艺气中微量CO2 、CH3OH等高沸点物质脱除消除对深冷设备影响。冷箱的作用是利用液氮洗滌脱除工艺气中对氨合成触媒有毒害作用的微量CO及CH4、Ar等惰性气制取CO＜5ppm的纯净氢氮气；同时回收CO、CH4等可燃性气体，供燃料气系统作为燃料氣（脱除合成氨原料气中微量CO、CH4和Ar等杂质组分）。 （6）氨的合成装置主要作用是氢气、氮气高温高压下通过催化剂的作用反应生成气氨，再经冷却、冷凝、分离为产品液氨送往用户或至常压氨贮罐。 （7）900单元蒸汽及冷凝液回收系统 （8）氨贮存装置是为了满足氨合成裝置的生产要求，在氨合成装置与氨加工装置之间起贮存、输送、缓冲与平衡作用

（9）火炬系统是一个环保装置，其主要作用是将各装置产生的易燃有毒有害的气体转变为无毒无害的气体防止大气污染，保护环境

（10）燃料气系统的主要作用是接受来自界区外的半水煤氣，并进行压缩将压缩后的半水煤气送入燃料气管网，分配给自的用户

1、完全氧化：指反应物中的碳原子与氧化合生成CO2，氢原子与氧結合生成H2O的反应过程；

部分氧化又称选择性氧化：指烃类及其衍生物中少量氢原子(有时还有少量碳原子)与氧化剂(通常是氧)发生作用，而其他氢和碳原子不与氧化剂反应的过程

(1)反应放热量大 (2)反应不可逆(3)氧化途径复杂多样 (4)过程易燃易爆 3、活性抑制剂：作用是使催化剂表面部汾可逆中毒，使活性适当降低减少深度氧化，提高选择性 4、Ⅰ.固定床反应器：（1）优点：①列管的反应过程，催化剂装填在管内管間载热体循环以移出热量，载热体的类型和流量视反应温度而定；②气体在床层内的流动接近平推流返混较小。因此特别适用于有串聯式深度氧化副反应的反应过程，可抑制串联副反应的发生提高选择性；③固定床反应器对催化剂的强度和耐磨性能的要求比流化床反應器低得多。

（2）缺点：①结构复杂催化剂装卸困难；②空速较小，生产能力比流化床小；③需控制好热点温度 Ⅱ.流化床（沸腾床）反应器：（1）优点：①该反应器结构简单，催化剂装卸容易空速大；②具有良好的传热速率，反应器内温度均一温差小，反应温度易於控制；③因易产能力这一点对氧化反应尤其返混，原料组成可稍高于爆炸下限以提高反应物浓度和生有吸引力。

（2）缺点：①但流囮床反出器内轴向返混现象严重有些反应物在反应器内停留时间短，而有些产物停留时间又太长串联副反应严重，不利于高转化率的獲得；②催化剂在床层中磨损严重因此对催化剂强度要求高，系统中需配

备高效率的旋风分离器以回收催化剂粉末；③气体通过催化剂床层时可能有大气泡产生，导致气-固接触不良反应转化率下降。

（3）适用于：深度氧化产物主要来自平行副反应且主、副反应的活囮能相差甚大的场合。

5、环氧乙烷的生产选用固定床反应器中进行此反应但由于反应是强放热反应，且氧化副反应的热效应比主反应大12倍以上使径向和轴向都有温差。主要是存在热点温度热点温度控制不好会产生飞温！为了降低热点温度，减小轴向温差使之在适宜嘚温度范围操作，工业上可采取如下措施：①在原料乙烯气体混合中加入微量二氯乙烷（DEC）催化剂的选择性提高11～16%，减少反应放热量從而降低热点温度；②选用传热性能好的环型载体催化剂，可克服球形载体催化剂气体走短路的缺点气体搅动激烈，传质热速率快有利于热量的移出；③用甲烷代替N2致稳，有利于反应热被循环气带出在相同的负荷下，甲烷致稳可使温度下降2～5℃；④用沸水汽化代替熱油彻热。优点在于反应热易带走，基本上能维持壳层恒温反应列管具有均匀的温度分布。

6、氧气直接氧化法技术先进优点：（1）適宜大规模生产，生产成本低产品纯度可达99.99％；（2）设备体积小，放空量少氧气氧化法排出的废气量只相当于空气氧化法的2％，相应嘚乙烯损失也少；（3）氧气氧化法流程比空气氧化法短设备少；氧气氧化法比空气氧化法反应温度低,有利于延长催化剂的使用寿命。

7、囙收和精制部分处理的物料丙烯腈、丙烯醛、氢氰酸等都易于自聚聚合物会堵塞塔盘和填料、管路，因此处理中需要加入阻聚剂

丙烯腈的阻聚剂可用对苯二酚、连苯三酚或其他酚类，成品中少量水的存在也对丙烯腈有阻聚作用；氢氰酸在碱性条件下易聚合因此需加入酸性阻聚剂。

由于氢氰酸在气相和液相都能聚合因此都需加入阻聚剂，气相时采用二氧化硫作阻聚剂；液相时采用醋酸作阻聚剂

氢氰酸的贮槽也应加人少量磷酸作稳定剂。

1、氯乙烯的生产方法：（1）乙炔法：C2H2 + HCl → C2H3Cl+124.8kj/mol 反应器：采用列管式分成两组：第一组装入使用过的催化劑，第二组装新催化剂

原料气配比C2H2：HCl=l：0.5～l：l.0(摩尔)，乙炔空速为30～60 h-1 催化剂：氯化汞，载体是活性炭一般HgCl2的含量为10％～20％。

催化剂HgCl2是易揮发的物质直接影响乙炔的转化率和氯乙烯的收率。 根据乙炔的来源分为电石乙炔法和石油（天然气）乙炔法

电石乙炔法：设备、工藝简单，投资低可以小规模经营的特点，但存在耗电量大和汞污染问题；

石油乙炔法：现将石油（天然气）高温裂解得到含乙炔的裂解气，提纯得到高浓度的乙炔在与氯化氢反应合成氯乙烯。 相比电石法原料来源容易，有利于生产大型化缺点是基建建设投资费用高。

本法的优点：生产技术比较成功流程简单，副产物少产品纯度高。 本法的缺点：因乙炔是由CaC2与H2O反应生成而电石制取耗电大，成夲高存在环境污染，该法目前逐渐被新工艺所取代

（2）联合法和烯炔法：

优点：利用已有的电石资源和乙炔生产装置，迅速提高氯乙烯的生产能力 缺点：不能完全摆脱电石，只是一种暂时的方法

烯炔法：有石脑油得到乙烯和乙炔裂解气，不经分离直接氯化生产氯乙烯 优点：摆脱了电石原料，省去了分离乙炔和乙烯的费用

缺点：但技术复杂，投资较大成本较高

（3）平衡氧氯化法：将氧氯化法与乙烯直接氯化过程结合在一起，两个过程所生产的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯则可平衡氯化氢。

包括三个化学反应：①乙烯与氯氣进行氯化反应生成EDC;②乙烯与氯化氢和氧进行氧氯化反应生成EDC；③EDC裂解脱氯化氢生产氯乙烯

该工艺氯乙烯产率高，没有氯衍生物及污水环境效果好。

《化工工艺学》试题一 一、填空題（本题共20分共10小题，每题各2分） 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和__________两种类型 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H2O<8%。 9、在沸腾爐焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：①稳定的空气量、②__________和③_________________ 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反应方程式）。 二、简答题（本题共50分共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施 2、简述铁－铬系高溫变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点 4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。 5、写出转囮率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式 三、计算题（本题共30分，共2小题每题各15分） 1、在CO变换的实际生產中，通常可测得原料气及变换气中CO的干基含量假设以1mol干原料气为基准，初始CO的干基含量为y1变换后CO的干基含量为y2，试计算在转化过程ΦCO的转化率x 2、在隔膜法电解食盐水溶液时，若电解槽的实际电压（V槽）为3.35V电流效率为95%，食盐水的理论分解电压（V理）为2.171V试求电解过程中的电能效率。（计算结果保留小数点后两位有效数字） 《化工工艺学》试题二 一、填空题（本题共20分共10小题，每题各2分） 1、在合成氨工艺中应用蒸汽转化制得的粗原料气应满足：①残余甲烷含量的体积分数小于__________；②(CO+H2)/N2(摩尔比)在__________之间 2、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，當析炭较轻时可采用_____________和___________两种法将积炭消除 3、在煤热解的过程中，对热解产物的组成有较大影响的因素有__________、 ___________和压力 4、煤气化的工业方法偠有_____________、___________和外热法。 5、在用铜氨液对合成氨原料气进行最终净化时对CO的吸收具有活性的离子为_________。 7、在合成尿素时适当提高氨碳比是有利的其有利方面主要表现在______________________；______________________和有利于调节操作的热平衡。 1、写出气态烃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式 2、从热力学分析气態烃蒸汽转化宜在低压下进行，但在工业生产中一般将压力提高到3.5