西安石油大学化学化工学院：《石油化工工艺》课程教学资源_各章自测练习（含答案）.docx_大学文库

第四章裂解气的净化和分离 1 复合式反应器用于脱炔过程的优势。 2 如何提高加氢脱炔反应的选择性？ 3 可逆放热反应存在最佳温度分布的原因？如何利用此类反应特征迅速的提高转化率？ 4 长尾曹达法脱除酸性气体工艺中提高碱利用率的措施和原因。 5 对于高含硫且有机硫含量较高的裂解气，如何经济、有效的脱除酸性气体。 6 在乙烯精馏塔中，如何减少乙烯中残余甲烷量，提高乙烯纯度。 7 裂解气采用多级压缩的目的及意义 8 轻烃和馏分油裂解装置裂解气的预分馏过程不同的原因。 9 判断自给氢催化加氢脱炔和后加氢脱炔的选择性的优劣。 10 溶剂吸收法和催化加氢法脱炔的适用性。第五章合成气及 C1 化工 1 合成气可用来制造什么化工产品？为什么近年来合成气的生产和应用受到重视？ 2 有哪些原料可生产合成气？合成气的生产方法有哪些？ 3 通过高、中、低温变化及甲烷化反应器减少杂质含量提高氢气纯度的原因？ 4 煤、油、天然气生产合成气工艺过程中脱硫、转化顺序不同的原因？ 5 一氧化碳变换的反应是什么？影响反应的平衡和速度的主要因素？如何克服？ 6 可逆放热反应最优控制方案如何实施？ 7 甲醇合成反应器的类型及特点。 8 甲醇合成高压法向低压法转化的推动力。 9 比较甲醇合成 Zn-Cr 催化剂与 Cu 系催化剂的特点。 10 变换反应能否经济、快速、有效地生产氢气？第六章芳烃的生产、转化及分离 1 简述芳烃的主要来源。 2 何谓芳烃潜含量？比较大庆原油和胜利原油的石脑油作为催化重整原料的差异。 3 催化重整的转化率是否可以大于 100%，原因？ 4 分析催化重整催化剂容炭能力的提高对反应的积极贡献。 5 重整催化剂预硫化的目的？ 6 分析水-氯平衡的积极作用？ 7 比较焦化芳烃与石油芳烃性质的差异

8 如何理解芳烃生产、转化与分离过程之间的关系。 9 催化重整既可生成高辛烷值汽油，也可生产石油化工原料——芳烃，分析生产两种不同产品时操作条件、装置流程的差异及原因。 10 为何连续重整较半再生重整可用更高的反应温度，更低的压力，更小的氢油比，更大的空速操作，而获取更高的芳烃转化率、C5+收率和辛烷值？第七章加氢和脱氢 1 加氢反应和脱氢反应对催化剂有什么要求？ 2 以煤为原料和以天然气为原料合成氨生产过程有什么不同之处？ 3 试分析比较合成气的三种精制方法。 4 氨合成反应的平衡常数 Kf 随温度和压力是如何变化的？ 5 影响氨平衡浓度的因素有哪些？ 6 合成氨与合成甲醇有哪些相似的地方？ 7 甲醇生产时原料气中含有一定量的 CO2对甲醇合成是否有利？ 8 根据热力学分析，合成甲醇应在低温(小于 100℃，Kf 值大)和高压下(大于 30MPa，推动力大) 更为有利，工业上为什么不采用此工艺条件？ 9 乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中温度和空速对选择性的影响。 10 温度对正丁烷二步法制丁二烯反应的影响。第八章催化氧化 1 了解氧化过程的作用及其特点。 2 分析催化自氧化反应的特点并给出在化工应用中的实例。 3 间接氧化法生产环氧丙烷的原理和使用的催化剂是什么？ 4 间接氧化法生产环氧丙烷过程中主反应器是什么类型？为什么这样选择？ 5 了解重要的非均相催化氧化类型并举出实例。 6 典型的气—固相催化氧化常见的反应器类型有哪几种？各自的优缺点是什么？ 7 掌握乙烯环氧化制环氧乙烷的原理、催化体系和反应主流程。 8 乙烯环氧化反应工艺条件选择的依据是什么？ 9 试从原子经济性的角度论述苯酐生产原料的取舍。 10 从苯酐的精制过程，理解精制方法选择的重要性

答案第一章绪论 1生产规模的大型化,自控水平的智能化,原料来源的多样化,产品品种的系列化,生产过程的绿色化 2有机化工工艺是以有机物为原料,以生产乙烯、丙烯、丁烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃族化合物、乙炔及萘其衍生物等基本有机化工原料为主要生产目的化学工艺。有机化工原料均为能源类物质,随着世界能源结构的变迁,有机化工原料经历了粮食、煤、石油与天然气的演化过程,与此相对应,我们将有机化工工艺简称为粮食化工、煤化工、石油化工、天然气化工等原料特点鲜明的称谓。与矿石燃料储量产量不断降低相对应,以粮食及农副产品等可循环利用的生物质原料在有机化工过程中的作用不断凸现,焕发出新的生命力 3原料无毒、无害,过程不使用也不产生有毒、有害的中间产物和排泄物,生产条件缓和,催化剂和产品无毒、无害 4不但考虑原料的转化率和目的产品的选择性,更注意原料中每一个原子转化为目的产品的程度,即将原料中每个分子中的原子转化到目的产品中去,也就是转化率、选择性和原子利用率均达到100%,充分利用每一个原子的功效,如乙炔和氯化氢生成氯乙烯的反应第二章石油化工的原料和产品 1轻烃回收装置生产的C2°、C3、C4°、Cs5°组分通过常减压的初馏塔、常压塔分离的轻、重石脑油和中沸点馏分、高沸点馏分均是生产乙烯的良好原料,不过随着原料的变重,裂解装置的乙烯收率不断降低。通过常压塔分离的低沸点馏分尤其是环烷烃基原油的低沸点馏分是生产芳烃的优质原料。由于我国原油较重,通过将焦化、催化等重质原油轻质化工艺生产的低沸点、中沸点馏分加氢后也可弥补石油化工原料不足的矛盾。乙烯可用来生产乙醇、乙醛、乙酸、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇等基本有机原料和乙烯类高分子聚合物,是有机化工的主要产品,是衡量一个国家有机化工尤其是石油化工发展水平的标志 2烯烃作为链状烃,其性质适中,介于烷烃和炔烃之间,可通过加氢、脱氢、烷基化、氧化、羰基化等反应生产醛、酮、醇、酸、酯等衍生物,还可聚合生成高分子化合物,是链状烃反应的最基本单元;芳烃的芳环结构通过烷基化、烷基转移、卤化等反应可生成一切含有芳环及环烷环的有机衍生物:氢气是提供加氢反应的媒介 3烯烃通过烃类裂解、裂化生产;芳烃通过煤、石油借助焦化、催化重整、蒸汽裂解生产;氢气通过催化重整、水蒸汽变换(天然气、轻油、重油和煤)生产

答案第一章绪论 1 生产规模的大型化，自控水平的智能化，原料来源的多样化，产品品种的系列化，生产过程的绿色化。 2 有机化工工艺是以有机物为原料，以生产乙烯、丙烯、丁烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃族化合物、乙炔及萘其衍生物等基本有机化工原料为主要生产目的化学工艺。有机化工原料均为能源类物质，随着世界能源结构的变迁，有机化工原料经历了粮食、煤、石油与天然气的演化过程，与此相对应，我们将有机化工工艺简称为粮食化工、煤化工、石油化工、天然气化工等原料特点鲜明的称谓。与矿石燃料储量产量不断降低相对应，以粮食及农副产品等可循环利用的生物质原料在有机化工过程中的作用不断凸现，焕发出新的生命力。 3 原料无毒、无害，过程不使用也不产生有毒、有害的中间产物和排泄物，生产条件缓和，催化剂和产品无毒、无害。 4 不但考虑原料的转化率和目的产品的选择性，更注意原料中每一个原子转化为目的产品的程度，即将原料中每个分子中的原子转化到目的产品中去，也就是转化率、选择性和原子利用率均达到 100%，充分利用每一个原子的功效，如乙炔和氯化氢生成氯乙烯的反应。第二章石油化工的原料和产品 1 轻烃回收装置生产的 C2O、C3O、C4O、C5O组分通过常减压的初馏塔、常压塔分离的轻、重石脑油和中沸点馏分、高沸点馏分均是生产乙烯的良好原料，不过随着原料的变重，裂解装置的乙烯收率不断降低。通过常压塔分离的低沸点馏分尤其是环烷烃基原油的低沸点馏分是生产芳烃的优质原料。由于我国原油较重，通过将焦化、催化等重质原油轻质化工艺生产的低沸点、中沸点馏分加氢后也可弥补石油化工原料不足的矛盾。乙烯可用来生产乙醇、乙醛、乙酸、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇等基本有机原料和乙烯类高分子聚合物，是有机化工的主要产品，是衡量一个国家有机化工尤其是石油化工发展水平的标志。 2 烯烃作为链状烃，其性质适中，介于烷烃和炔烃之间，可通过加氢、脱氢、烷基化、氧化、羰基化等反应生产醛、酮、醇、酸、酯等衍生物，还可聚合生成高分子化合物，是链状烃反应的最基本单元；芳烃的芳环结构通过烷基化、烷基转移、卤化等反应可生成一切含有芳环及环烷环的有机衍生物；氢气是提供加氢反应的媒介。 3 烯烃通过烃类裂解、裂化生产；芳烃通过煤、石油借助焦化、催化重整、蒸汽裂解生产；氢气通过催化重整、水蒸汽变换（天然气、轻油、重油和煤）生产

4发展直接以CH4为原料的化工途径;发展直接以合成气为原料的化工途径:发展甲醇下游的系列产品。 5煤的焦化、煤的气化、合成氨及尿素、煤的液化 6煤通过直接液化(即催化加氢)和间接液化(合成气、FT合成)生产液态烃,直接法成熟, 间接法工业化进行之中。石油与煤炭资源量的差异和市场价格差异是主要驱动力,价差在 2000元以上进行煤制油经济性方可。了气体转化为液体燃料、甲醇转化为烯烃、甲醇转化为芳烃、天然气转化为甲醇 8由于煤中含较多的硫化物和氮化物,故焦化芳烃中硫化物、氮化物含量较高,其质量劣于石油芳烃第三章烃类热裂解 1烯烃在900~1000℃经乙炔中间体生碳,在500~900℃经芳烃中间体结焦。 2原料的K值愈大、密度愈大、BMCI愈大、氢含量高、分子量小、富含烷烃、不含或少含芳烃烯烃的原料易裂解且乙烯收率高,是良好的裂解原料。原料的K值増大,说明原料的石蜡性增加;密度愈小,说明H/C大,原料的分子量小:BMⅠ愈小,说明原料的芳香性减弱, 石蜡性增强, 3由于烯烃双键β位置C℃键离解能比烯烃双键α位置C℃键和正常烷烃中C℃键离解能低, 故烯烃在热裂解条件下主要发生β位的断链反应。一烯烃、丁烷、2一烯烃反应活性依次减弱, Ⅰ一烯烃产物为甲烷和丙烯,2一烯烃产物为甲烷和乙烯,丁烷为甲烷、乙烯、丙烯。唾急冷锅炉的主要目的是使高温裂解气迅速降温,以抑制二次反应的发生,使一次反应生成的烯烃得以保留。操作的关键是要具有较大的传热系数,而冷凝结焦引起的传热系数减少是急冷锅炉运行中存在的主要问题。不同原料裂解产物的组成不同,其冷凝温度不同,原料愈重, 冷凝温度愈高。出口温度均应高于冷凝温度,故原料愈重,出口温度愈高ε 5尽可能提高裂解温度是提髙裂解过程乙烯选择性的关键。欲提髙裂解温度就必须提髙炉管管壁温度,而管壁温度主要受炉管材质的影响。一方面选择好的材质,提髙管壁温度,另一方面防止管内结焦,通过降低污垢系数来提高炉管的传热系数,就可满足裂解过程需将大量高温位热量迅速传递的目的。裂解过程裂解原料的裂解性能优劣可用特性因数、相关指数、密度等参数来衡量,相同馏程的石脑油特性因数愈大,相关指数愈小,密度愈小,烷烃含量愈多,愈容易裂解,乙烯、丙稀等低分子烯烃含量较多,裂解汽油、裂解燃料油含量较少,不易生焦。大庆原油为中质石蜡基原油,富含烷烃,胜利原油为重质环烷基原油,烷烃含量少。故大庆原油的石脑油较胜利原油的石脑油裂解性能优异

4 发展直接以 CH4 为原料的化工途径；发展直接以合成气为原料的化工途径；发展甲醇下游的系列产品。 5 煤的焦化、煤的气化、合成氨及尿素、煤的液化。 6 煤通过直接液化（即催化加氢）和间接液化（合成气、F-T 合成）生产液态烃，直接法成熟，间接法工业化进行之中。石油与煤炭资源量的差异和市场价格差异是主要驱动力，价差在 2000 元以上进行煤制油经济性方可。 7 气体转化为液体燃料、甲醇转化为烯烃、甲醇转化为芳烃、天然气转化为甲醇。 8 由于煤中含较多的硫化物和氮化物，故焦化芳烃中硫化物、氮化物含量较高，其质量劣于石油芳烃。第三章烃类热裂解 1 烯烃在 900～1000℃经乙炔中间体生碳，在 500～900℃经芳烃中间体结焦。 2 原料的 K 值愈大、密度愈大、BMCI 愈大、氢含量高、分子量小、富含烷烃、不含或少含芳烃烯烃的原料易裂解且乙烯收率高，是良好的裂解原料。原料的 K 值增大，说明原料的石蜡性增加；密度愈小，说明 H/C 大，原料的分子量小；BMCI 愈小，说明原料的芳香性减弱，石蜡性增强。 3 由于烯烃双键β位置 C-C 键离解能比烯烃双键α位置 C-C 键和正常烷烃中 C-C 键离解能低，故烯烃在热裂解条件下主要发生β位的断链反应。－烯烃、丁烷、2－烯烃反应活性依次减弱， 1－烯烃产物为甲烷和丙烯，2－烯烃产物为甲烷和乙烯，丁烷为甲烷、乙烯、丙烯。 4 急冷锅炉的主要目的是使高温裂解气迅速降温，以抑制二次反应的发生，使一次反应生成的烯烃得以保留。操作的关键是要具有较大的传热系数，而冷凝结焦引起的传热系数减少是急冷锅炉运行中存在的主要问题。不同原料裂解产物的组成不同，其冷凝温度不同，原料愈重，冷凝温度愈高。出口温度均应高于冷凝温度，故原料愈重，出口温度愈高。 5 尽可能提高裂解温度是提高裂解过程乙烯选择性的关键。欲提高裂解温度就必须提高炉管管壁温度，而管壁温度主要受炉管材质的影响。一方面选择好的材质，提高管壁温度，另一方面防止管内结焦，通过降低污垢系数来提高炉管的传热系数，就可满足裂解过程需将大量高温位热量迅速传递的目的。 6 裂解过程裂解原料的裂解性能优劣可用特性因数、相关指数、密度等参数来衡量，相同馏程的石脑油特性因数愈大，相关指数愈小，密度愈小，烷烃含量愈多，愈容易裂解，乙烯、丙稀等低分子烯烃含量较多，裂解汽油、裂解燃料油含量较少，不易生焦。大庆原油为中质石蜡基原油，富含烷烃，胜利原油为重质环烷基原油，烷烃含量少。故大庆原油的石脑油较胜利原油的石脑油裂解性能优异

7裂解反应为典型的强吸热反应,在高温下大分子主要发生断链反应生成烯烃,随着生成烯烃和原来生成的小分子烷烃分子链中碳原子数目的不断减少,发生断链和脱氢反应的活化能增大,所需温度不断提高,故生产丙稀所需温度低于生产乙烯所需温度。 8降低油气分压,有利于提高反应选择性:热容大,利于稳定温度:脱除积碳;冷却后易与裂解产物分离。 9间接急冷或直接急冷的目的是为迅速降低温度,防止一次反应产物烯烃在高温下的二次反应。BMCⅠ是衡量裂解原料裂解性能的重要参数,其值愈大,原料愈难裂解,裂解产物中液体烃多,冷凝温度愈高,愈易发生冷凝结焦的现象,故随BMCI的增大,由降温慢的间接急冷改为降温快的直接急冷,抑制了一次反应产物烯烃在高温下的结焦副反应,又防止了急冷锅炉的冷凝结焦。 10KSF=0-1为浅度裂解区,反应物易裂解,主要发生一次反应,C含量迅速下降,C2,C3 浓度由0快速上升 KSF=1-23为中度裂解区,反应物中易裂解的物质含量减少,一次反应减弱,二次反应增加, Gs继续快速下降,C2继续上扬,C4-^、C3依次先后达到高、较高的峰值。 KSF>2.3时,一次反应基本停止,大分子烯烃由于继续反应,仍有上升,原料中可反应的烯烃、环烷烃,芳烃已消耗完:一次反应、二次反应互相消长,Cs达到平衡后由于烯烃发生二次反应缩合生焦生成Cs而上升,H2,CH4仍上扬采用高温、短停留时间,适宜的KSF可以高效优质地生产乙烯第四章裂解气的净化和分高 1随着反应的进行,虽然反应物炔烃浓度不断降低,但绝热反应器器内温度随转化率的提高而上升,弥补了低浓度造成的消极影响,反应速度仍很高,乙炔脱除率高。绝热反应器温控差, 设备简单,投资少,广泛应用。随裂解深度的提高,裂解气中乙炔增多,但聚合生产过程要求炔烃含量不断减少,等温反应器乙炔脱除量大。下部:等温反应器,利用汽化潜热移除反应热。上部:绝热反应器,利用己汽化物质和反应物质换热,由于密度小、热容小且温升较显著降低液位:绝热段H增大,温度升高,乙炔脱除率提高。升高液位:绝热段H降低,温度降低,有利于绝热段温控。 2加氢脱炔反应选择性的关键在于催化剂的选择。加氢过程中烯烃转化为烷烃的热力学优势远大于炔烃转化为烯烃的热力学优势,在均相反应中加氢只能生成烷烃,采用非均相催化剂,炔烃优先吸附为活性态,再加入少量CO,进一步降低催化剂对烯烃的选择性吸附,从而提高加氢脱炔的选择性

7 裂解反应为典型的强吸热反应，在高温下大分子主要发生断链反应生成烯烃，随着生成烯烃和原来生成的小分子烷烃分子链中碳原子数目的不断减少，发生断链和脱氢反应的活化能增大，所需温度不断提高，故生产丙稀所需温度低于生产乙烯所需温度。 8 降低油气分压，有利于提高反应选择性；热容大，利于稳定温度；脱除积碳；冷却后易与裂解产物分离。 9 间接急冷或直接急冷的目的是为迅速降低温度，防止一次反应产物烯烃在高温下的二次反应。BMCI 是衡量裂解原料裂解性能的重要参数，其值愈大，原料愈难裂解，裂解产物中液体烃多，冷凝温度愈高，愈易发生冷凝结焦的现象，故随 BMCI 的增大，由降温慢的间接急冷改为降温快的直接急冷，抑制了一次反应产物烯烃在高温下的结焦副反应，又防止了急冷锅炉的冷凝结焦。 10 KSF=0~1 为浅度裂解区，反应物易裂解，主要发生一次反应，C5 +含量迅速下降，C2 二，C3 二浓度由 0 快速上升。 KSF=1~2.3 为中度裂解区，反应物中易裂解的物质含量减少，一次反应减弱，二次反应增加， C5 +继续快速下降，C2 二继续上扬，C4 二、C3 二依次先后达到高、较高的峰值。 KSF>2.3 时，一次反应基本停止，大分子烯烃由于继续反应，仍有上升，原料中可反应的烯烃、环烷烃，芳烃已消耗完；一次反应、二次反应互相消长， C5+达到平衡后由于烯烃发生二次反应缩合生焦生成 C5+而上升，H2,CH4 仍上扬。采用高温、短停留时间，适宜的 KSF 可以高效优质地生产乙烯。第四章裂解气的净化和分离 1 随着反应的进行，虽然反应物炔烃浓度不断降低，但绝热反应器器内温度随转化率的提高而上升，弥补了低浓度造成的消极影响，反应速度仍很高，乙炔脱除率高。绝热反应器温控差，设备简单，投资少，广泛应用。随裂解深度的提高，裂解气中乙炔增多，但聚合生产过程要求炔烃含量不断减少，等温反应器乙炔脱除量大。下部：等温反应器，利用汽化潜热移除反应热。上部：绝热反应器，利用已汽化物质和反应物质换热，由于密度小、热容小且温升较显著。降低液位：绝热段 H 增大，温度升高，乙炔脱除率提高。升高液位：绝热段 H 降低，温度降低，有利于绝热段温控。 2 加氢脱炔反应选择性的关键在于催化剂的选择。加氢过程中烯烃转化为烷烃的热力学优势远大于炔烃转化为烯烃的热力学优势，在均相反应中加氢只能生成烷烃，采用非均相催化剂，炔烃优先吸附为活性态，再加入少量 CO，进一步降低催化剂对烯烃的选择性吸附，从而提高加氢脱炔的选择性

3对于可逆放热反应来说,结合动力学和吸附平衡理论,其速度r可表示为r=k(a-b/K)/c, 其中a、b、C均为常熟,在温度低时,k较小,κ较大,r主要受k的影响,随着温度升高反应速度增大;在温度较高时,k较大,κ较小,r主要受<K的影响,随着温度升高,反应速度减小:故存在一点,此处的反应速度极大,将不同转化率下的反应速度极大值处连接起来, 即为最佳温度分布。为使反应迅速有效进行,通过使反应体系降温的方法,使反应始终在最佳温度分布曲线和平衡曲线之间进行。 4利用Na2S和Na2C03为弱酸强碱盐的性质,通过浓度由高到低的NaOH溶液依次进入吸收塔,使CO2、H2S分别与Na2S和NazC03反应生成中性的酸式盐,碱耗减少50%左右 2Na2S + H20+CO2-Na2CO3 2NaHS H2S+Na2S→2NaHS Na2C03+ Co2+ H20- 2NaHcO Na2C03+H2S -NaHCO+ NaHS 5脱除酸性气体的方法有醇胺法和碱洗法,其中醇胺法是物理吸收,溶剂可重复再生,剂耗低, 可用于大量经济地脱除酸性气体,但对残余微量酸性气体、有机硫化物无效,而碱洗法为化学吸收对残余微量酸性气体和有机硫化物有特效,剂耗高,不经济。故将醇胺法和碱洗法串联以达目的。 6可采取进入乙烯塔之前设置第二脱甲烷塔,脱去少量甲烷,再作为乙烯塔进料:在乙烯精馏塔顶脱甲烷,在精馏塔侧出产品乙烯等方法提髙乙烯纯度了采用压缩的目的是为了提高裂解气压力,以提高精馏过程操作温度。由于压缩过程是绝热过程且裂解气中含有部分在高温、高压下易聚合的不饱和烃,为保障压缩的正常工作,节省压缩功,防止黄油生成,采用多级等比压缩、级间冷却的压缩方式。 8馏分油裂解装置所得裂解气中含有较多的重质馏分,与水混合易乳化而难以分离,应先用急冷油再用急冷水分别冷却 9自给氢加氢过程,氢气与乙炔、丙二烯、丙炔未分离,氢气量偏大无计量且氢气不纯,加氢过程又为强放热反应,选择性差。后加氢脱炔的乙炔、丙二烯、丙炔等反应物按量与提纯的氢气混合进行催化加氢反应,选择性好 10溶剂吸收法利用溶剂对炔烃的选择性吸收,将炔烃与烯烃、烷烃分离,可利用炔;催化加氢法将炔烃加氢转化为烷烃,无法利用炔烃。溶剂吸收法用于裂解气中炔烃含量高的毫秒炉裂解装置,催化加氢法用于裂解气中炔烃含量一般的常规裂解装置。第五章合成气及C1化工 1以合成气为原料可生产甲醇,随即利用甲醇可生产乙酸、二甲醚、甲醛等大量有机化工原料,还可生产乙

3 对于可逆放热反应来说，结合动力学和吸附平衡理论，其速度 r 可表示为 r=k(a－b/K)/c，其中 a、b 、c 均为常熟，在温度低时，k 较小，K 较大，r 主要受 k 的影响，随着温度升高，反应速度增大；在温度较高时，k 较大，K 较小，r 主要受<K 的影响，随着温度升高，反应速度减小；故存在一点，此处的反应速度极大，将不同转化率下的反应速度极大值处连接起来，即为最佳温度分布。为使反应迅速有效进行，通过使反应体系降温的方法，使反应始终在最佳温度分布曲线和平衡曲线之间进行。 4 利用 Na2S 和 Na2C03为弱酸强碱盐的性质，通过浓度由高到低的 NaOH 溶液依次进入吸收塔，使 CO2、H2S 分别与 Na2S 和 Na2C03反应生成中性的酸式盐，碱耗减少 50%左右。 2Na2S + H2O + CO2→Na2CO3 + 2NaHS H2S + Na2S → 2NaHS Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 Na2CO3 + H2S →NaHCO+ NaHS 5 脱除酸性气体的方法有醇胺法和碱洗法，其中醇胺法是物理吸收，溶剂可重复再生，剂耗低，可用于大量经济地脱除酸性气体，但对残余微量酸性气体、有机硫化物无效，而碱洗法为化学吸收对残余微量酸性气体和有机硫化物有特效，剂耗高，不经济。故将醇胺法和碱洗法串联以达目的。 6 可采取进入乙烯塔之前设置第二脱甲烷塔，脱去少量甲烷，再作为乙烯塔进料；在乙烯精馏塔顶脱甲烷，在精馏塔侧出产品乙烯等方法提高乙烯纯度。 7 采用压缩的目的是为了提高裂解气压力，以提高精馏过程操作温度。由于压缩过程是绝热过程且裂解气中含有部分在高温、高压下易聚合的不饱和烃，为保障压缩的正常工作，节省压缩功，防止黄油生成，采用多级等比压缩、级间冷却的压缩方式。 8 馏分油裂解装置所得裂解气中含有较多的重质馏分，与水混合易乳化而难以分离，应先用急冷油再用急冷水分别冷却。 9 自给氢加氢过程，氢气与乙炔、丙二烯、丙炔未分离，氢气量偏大无计量且氢气不纯，加氢过程又为强放热反应，选择性差。后加氢脱炔的乙炔、丙二烯、丙炔等反应物按量与提纯的氢气混合进行催化加氢反应，选择性好。 10 溶剂吸收法利用溶剂对炔烃的选择性吸收，将炔烃与烯烃、烷烃分离，可利用炔；催化加氢法将炔烃加氢转化为烷烃，无法利用炔烃。溶剂吸收法用于裂解气中炔烃含量高的毫秒炉裂解装置，催化加氢法用于裂解气中炔烃含量一般的常规裂解装置。第五章合成气及 C1 化工 1 以合成气为原料可生产甲醇，随即利用甲醇可生产乙酸、二甲醚、甲醛等大量有机化工原料，还可生产乙

烯、丙烯、芳烃等石油化工原料:以合成气为原料可生产氢气、合成氨等化工基本原料。以甲醇为代表的合成气产品通过MTO、MTP、MTA打破了石油化工必须以轻油为原料的限制,使以煤、天然气为原料的合成气生产与以轻油为原料的石油化工以C、H元素为纽带发生了密切关系,有效缓解了石油供求矛盾 2煤、石油、天然气等一切含碳有机物。氧化法、部分氧化法、水蒸气转化法。 3变换反应为可逆放热反应,反应温度对热力学和动力学影响变化规律不同。高温时以较快的反应速度将大量CO转化,低温时以较慢的反应速度将残余的CO转化,再通过平衡常数更大的甲烷化反应器在中温下将 Co转化干净(CO+5ppm) 4煤中含大量硫化物,对转化反应、变换的催化剂污染严重,故先热转化再脱硫 5CO+H2O=CO2+H2,由于反应为可逆放热反应,故将实际操作化控制在最佳温度分布曲线和平衡曲线间即可实现最优化操作。 6通过多段固定床反应器级间冷却来实现。如级间通入冷却介质换热、通入冷水、通入冷的原料气等 7列管式等温反应器和多段固定床绝热反应器。等温反应器结构复杂,易操作,存在热点,处理量难以扩大绝热反应器结构简单,自控操作难,转化率低,处理量易扩大 8催化剂活性和抗积碳能力的提高,将甲醇合成的压力迅速降低,由Zn-Cr催化剂时的30MPa降至Cu系催化剂的10MPa 9Zn-Cr催化剂起活温度较高(320~400℃),抗老化能力强 Cu系催化剂起活温度较低(230~270℃),选择性好,对硫中毒敏感,耐热性差。 10不能。利用变换反应和甲烷化反应串联即可由合成气生产高纯度的H2。变换反应为一放热反应,平衡常数随温度升高而降低,为达到经济、快速、有效脱除CO的目的,依次采用高温CO变换器、中温CO变换器低温CO变换器和不同的操作条件来降低CO含量。残余微量CO利用甲烷化反应器转化为CH4并获取高纯度的氢气第六章芳烃的生产、转化及分离 1煤焦化、蒸汽裂解和催化重整 2石油中C6、Cη、C8中环烷烃占其中的百分数,大庆油为石蜡基原料,芳烃潜含量低,胜利油为中间基原油,芳烃潜含量高。 3可以,芳烃潜含量仅以环烷烃为基准,未考虑烷烃在芳构化反应中的积极作用,随着铂铼双金属催化剂的应用,烷烃芳构化转化的程度大幅度提高,芳烃总转化率可以大于100% 4催化重整反应为分子数目增加的可逆吸热反应。但随压力的减小,温度的提高,脱氢反应加剧会引起生炭结焦,导致催化剂吸附焦炭,活性降低,转化率、选择性降低。容炭能力高的催化剂对炭、焦的敏感性变差,可以适用于更高的温度、更低的压力、更高的空速和更小的氢油比,有利于重整反应的进行和反应产物质量的提高 5预硫化作用是恢复和提高重整催化剂的活性。 6水氯平衡是维持催化重整催化剂酸性平衡的关键,酸性高低直接影响催化剂的异构化,裂化反应活性。酸性弱,异构化、裂化能力弱,芳烃化反应慢,转化率低;酸性强,裂化活性强

烯、丙烯、芳烃等石油化工原料；以合成气为原料可生产氢气、合成氨等化工基本原料。以甲醇为代表的合成气产品通过 MTO、MTP、MTA 打破了石油化工必须以轻油为原料的限制，使以煤、天然气为原料的合成气生产与以轻油为原料的石油化工以 C、H 元素为纽带发生了密切关系，有效缓解了石油供求矛盾。 2 煤、石油、天然气等一切含碳有机物。氧化法、部分氧化法、水蒸气转化法。 3 变换反应为可逆放热反应，反应温度对热力学和动力学影响变化规律不同。高温时以较快的反应速度将大量 CO 转化，低温时以较慢的反应速度将残余的 CO 转化，再通过平衡常数更大的甲烷化反应器在中温下将 CO 转化干净（CO≯5ppm）。 4 煤中含大量硫化物，对转化反应、变换的催化剂污染严重，故先热转化再脱硫。 5 CO+H2O=CO2+H2 ，由于反应为可逆放热反应，故将实际操作化控制在最佳温度分布曲线和平衡曲线间即可实现最优化操作。 6 通过多段固定床反应器级间冷却来实现。如级间通入冷却介质换热、通入冷水、通入冷的原料气等。 7 列管式等温反应器和多段固定床绝热反应器。等温反应器结构复杂，易操作，存在热点，处理量难以扩大；绝热反应器结构简单，自控操作难，转化率低，处理量易扩大。 8 催化剂活性和抗积碳能力的提高，将甲醇合成的压力迅速降低，由 Zn-Cr 催化剂时的 30MPa 降至 Cu 系催化剂的 10MPa。 9 Zn-Cr 催化剂起活温度较高（320～400℃），抗老化能力强。 Cu 系催化剂起活温度较低（230～270℃），选择性好，对硫中毒敏感，耐热性差。 10 不能。利用变换反应和甲烷化反应串联即可由合成气生产高纯度的 H2。变换反应为一放热反应，平衡常数随温度升高而降低，为达到经济、快速、有效脱除 CO 的目的，依次采用高温 CO 变换器、中温 CO 变换器、低温 CO 变换器和不同的操作条件来降低 CO 含量。残余微量 CO 利用甲烷化反应器转化为 CH4 并获取高纯度的氢气。第六章芳烃的生产、转化及分离 1 煤焦化、蒸汽裂解和催化重整。 2 石油中 C6、C7、C8 中环烷烃占其中的百分数，大庆油为石蜡基原料，芳烃潜含量低，胜利油为中间基原油，芳烃潜含量高。 3 可以，芳烃潜含量仅以环烷烃为基准，未考虑烷烃在芳构化反应中的积极作用，随着铂铼双金属催化剂的应用，烷烃芳构化转化的程度大幅度提高，芳烃总转化率可以大于 100%。 4 催化重整反应为分子数目增加的可逆吸热反应。但随压力的减小，温度的提高，脱氢反应加剧会引起生炭结焦，导致催化剂吸附焦炭，活性降低，转化率、选择性降低。容炭能力高的催化剂对炭、焦的敏感性变差，可以适用于更高的温度、更低的压力、更高的空速和更小的氢油比，有利于重整反应的进行和反应产物质量的提高。 5 预硫化作用是恢复和提高重整催化剂的活性。 6 水氯平衡是维持催化重整催化剂酸性平衡的关键，酸性高低直接影响催化剂的异构化，裂化反应活性。酸性弱，异构化、裂化能力弱，芳烃化反应慢，转化率低；酸性强，裂化活性强

液体收率降低。体系通入水携带氯出系统达到降低催化剂酸性的目的,通入氯达到提高催化剂酸性的目的。了煤中含较多的硫化物和氮化物,故焦化芳烃中硫化物、氮化物含量较高,其质量劣于石油芳烃 8芳烃中苯、甲苯及二甲苯的含量与市场供求不同,造成苯、对二甲苯供不应求,将间、邻二甲苯通过异构化,烷基转移反应、分离生产对二甲苯,甲苯通过脱甲基反应生产苯,可以实现甲苯,间、邻二甲苯的转化 9催化重整既可生成高辛烷值汽油,也可生产石油化工原料芳烃,但不同产品的要求不同,生产时装置的流程、操作条件不同。予处理时予分馏的条件不同,生产高辛烷值汽油时由于烃类分子加氢断链分子量减少并加氢为饱和烃,辛烷值提高,但过度加氢裂化使液体收率降低,故应控制加氢裂化反应,重整生成油不需后加氢也无需芳烃抽提和芳烃分离过程。生产石油化工原料芳烃时应抑制加氢裂化反应。 10芳构化反应为分子数目增加的可逆吸热反应,半再生重整催化剂的活性、选择性受催化剂定炭影响显著,容炭能力仅为5%,为保护催化剂因焦炭的覆盖而引起的失活和选择性降低等不利因素,在半连续再生过程中采用较大的氢油比、较高的氢分压和较低的反应温度以及较小的空速来提高芳烃转化率。连续重整采用容炭能力高达20%的催化剂,由于催化剂活性、选择性的显著改善,从而可采用更低的压力、更高的温度、更大的空速和更小的氢油比,来促进芳构化反应尤其是烷烃环化脱氢反应的进行,提髙了芳烃转化率和Cs收率、辛烷值第七章加氢和脱氢 1Zn-Cr催化剂起活温度较高(320~400℃),抗老化能力强。Cu系催化剂起活温度较低(230 270℃),选择性好,对硫中毒敏感,耐热性差。 2不能。利用变换反应和甲烷化反应串联即可由合成气生产高纯度的H。变换反应为一放热反应,平衡常数随温度升高而降低,为达到经济、快速、有效脱除CO的目的,依次采用高温CO变换器、中温CO变换器、低温CO变换器和不同的操作条件来降低CO含量。残余微量CO利用甲烷化反应器转化为CH4并获取高纯 3降低油气分压,有利于提高反应选择性:热容大,利于稳定温度:脱除积碳:冷却后易与裂解产物分离。 4平衡常数Kf随温度的升高而增大,随压力的增大而减小 5温度、压力、溶剂等。 6可采取进入乙烯塔之前设置第二脱甲烷塔,脱去少量甲烷,再作为乙烯塔进料:在乙烯精馏塔顶脱甲烷, 在精馏塔侧出产品乙烯等方法提高乙烯纯度。 7甲醇生产时原料气中含有一定量的CO2对甲醇合成有利 8比较危险,能源消耗大 9大庆原油为中质石蜡基原油,富含烷烃,胜利原油为重质环烷基原油,烷烃含量少。故大庆原油的石脑

液体收率降低。体系通入水携带氯出系统达到降低催化剂酸性的目的，通入氯达到提高催化剂酸性的目的。 7 煤中含较多的硫化物和氮化物，故焦化芳烃中硫化物、氮化物含量较高，其质量劣于石油芳烃。 8 芳烃中苯、甲苯及二甲苯的含量与市场供求不同，造成苯、对二甲苯供不应求，将间、邻二甲苯通过异构化，烷基转移反应、分离生产对二甲苯，甲苯通过脱甲基反应生产苯，可以实现甲苯，间、邻二甲苯的转化。 9 催化重整既可生成高辛烷值汽油，也可生产石油化工原料芳烃，但不同产品的要求不同，生产时装置的流程、操作条件不同。予处理时予分馏的条件不同，生产高辛烷值汽油时由于烃类分子加氢断链分子量减少并加氢为饱和烃，辛烷值提高，但过度加氢裂化使液体收率降低，故应控制加氢裂化反应，重整生成油不需后加氢也无需芳烃抽提和芳烃分离过程。生产石油化工原料芳烃时应抑制加氢裂化反应。 10 芳构化反应为分子数目增加的可逆吸热反应，半再生重整催化剂的活性、选择性受催化剂定炭影响显著，容炭能力仅为 5％，为保护催化剂因焦炭的覆盖而引起的失活和选择性降低等不利因素，在半连续再生过程中采用较大的氢油比、较高的氢分压和较低的反应温度以及较小的空速来提高芳烃转化率。连续重整采用容炭能力高达 20％的催化剂，由于催化剂活性、选择性的显著改善，从而可采用更低的压力、更高的温度、更大的空速和更小的氢油比，来促进芳构化反应尤其是烷烃环化脱氢反应的进行，提高了芳烃转化率和 C5+收率、辛烷值。第七章加氢和脱氢 1 Zn-Cr 催化剂起活温度较高（320～400℃），抗老化能力强。Cu 系催化剂起活温度较低（230～ 270℃），选择性好，对硫中毒敏感，耐热性差。 2 不能。利用变换反应和甲烷化反应串联即可由合成气生产高纯度的 H2。变换反应为一放热反应，平衡常数随温度升高而降低，为达到经济、快速、有效脱除 CO 的目的，依次采用高温 CO 变换器、中温 CO 变换器、低温 CO 变换器和不同的操作条件来降低 CO 含量。残余微量 CO 利用甲烷化反应器转化为 CH4 并获取高纯度的氢气。 3 降低油气分压，有利于提高反应选择性；热容大，利于稳定温度；脱除积碳；冷却后易与裂解产物分离。 4 平衡常数 Kf 随温度的升高而增大，随压力的增大而减小。 5 温度、压力、溶剂等。 6 可采取进入乙烯塔之前设置第二脱甲烷塔，脱去少量甲烷，再作为乙烯塔进料；在乙烯精馏塔顶脱甲烷，在精馏塔侧出产品乙烯等方法提高乙烯纯度。 7 甲醇生产时原料气中含有一定量的 CO2 对甲醇合成有利。 8 比较危险，能源消耗大。 9 大庆原油为中质石蜡基原油，富含烷烃，胜利原油为重质环烷基原油，烷烃含量少。故大庆原油的石脑油

较胜利原油的石脑油裂解性能优异 ⊥0提髙裂解温度,髙裂解温度就必须提髙炉管管壁温度,而管壁温度主要受炉管材质的影响第八章催化氧化 1自环氧乙烷吸收塔得到的粗环氧乙烷吸收液,在经解吸、再吸收后得到10%环氧乙烷水溶液,经脱气塔脱除CO2后,根据用途,用于生产乙二醇可直接送至乙二醇装置,生产高纯度环氧乙烷则可进一步进入精馏塔,脱除甲醛、乙醛等杂质,侧线的高纯度产品,塔底含乙醛的环氧乙烷及塔顶馏岀物均返回脱气塔。这是环氧乙烷工艺中的回收精制部分。乙醛、乙二醇称为副产物不妥。 2溶剂吸收法与催化加氢法的投资大体相同,公用工程消耗也相当。因此,在需用乙炔产品时, 则选用溶剂吸收法,当不需要乙炔产品时,则选用催化加氢法。毫秒热裂解与常规热裂解相比, 裂解产品的分布有很大差别。其中毫秒炉中髙温段停留时间热裂解,裂解深度浅,产炔烃量较大,常选用溶剂吸收法乙烯在氯化铜催化剂上得氧氯化反应符合氧化还原反应机理。反应过程分三步进行。第一步是吸附的乙烯与氯化铜反应生成1,2二氯乙烷,二价铜还原为一价铜。第二步是一价铜被氧化为二价铜,并形成含氧化铜的络合物。第三步是生成络合物遇到氯化氢发生分解反应,形成有催化作用的二价铜和水。Cr2O3-A|2O3、氧化铁系催化剂 4烃类热裂解生产乙烯工艺流程主要由以下系统组成:乙烷、丙烷、石脑油、轻柴油等原料的供给与预热系统,热裂解和高压水蒸汽系统,急冷油和燃料油系统,急冷水和稀释水蒸汽系统, 压缩和深冷分离系统 5由于低压法反应条件缓和,不需要特殊高压设备,和特殊材质,耗电也少,操作容易控制, 操作和维修费比高压法节约10~20%。(b)副反应少,每生产1000kg正丁醛消耗丙烯 675kg,比其它方法少35%左右。(c)催化剂容易分离,利用率高,损失少,故虽然铑昂贵, 但仍能在工业上大规模使用。(d)污染排放非常少,接近无公害工艺。低压法的主要不足之处是作为催化剂的铑资源烯少。 6环氧乙烷生产中使用的催化剂是银催化剂,由活性组分银、载体和助催化剂所组成。丙烯腈生产中使用的催化剂主要有两类:Mo-B-O系(如PMo-B-FeCo-O五组分,P-Mo-Bi-Fe- Co-Nⅰ-K-O七组分催化剂)和Sb-O系(如Sb-Fe-O催化剂)催化剂。环氧乙烷生产中采用的反应器是固定床,而丙烯腈采用的是流化床了自环氧乙烷吸收塔得到的粗环氧乙烷吸收液,在经解吸、再吸收后得到10%环氧乙烷水溶液,经脱气塔脱除COz后,根据用途,用于生产乙二醇可直接送至乙二醇装置,生产高纯度环氧乙烷则可进一步进入精馏塔,脱除甲醛、乙醛等杂质,侧线的髙纯度产品,塔底含乙醛的

较胜利原油的石脑油裂解性能优异。 10 提高裂解温度，高裂解温度就必须提高炉管管壁温度，而管壁温度主要受炉管材质的影响。第八章催化氧化 1 自环氧乙烷吸收塔得到的粗环氧乙烷吸收液，在经解吸、再吸收后得到 10%环氧乙烷水溶液，经脱气塔脱除 CO2后，根据用途，用于生产乙二醇可直接送至乙二醇装置，生产高纯度环氧乙烷则可进一步进入精馏塔，脱除甲醛、乙醛等杂质，侧线的高纯度产品，塔底含乙醛的环氧乙烷及塔顶馏出物均返回脱气塔。这是环氧乙烷工艺中的回收精制部分。乙醛、乙二醇称为副产物不妥。 2 溶剂吸收法与催化加氢法的投资大体相同，公用工程消耗也相当。因此，在需用乙炔产品时，则选用溶剂吸收法，当不需要乙炔产品时，则选用催化加氢法。毫秒热裂解与常规热裂解相比，裂解产品的分布有很大差别。其中毫秒炉中高温段停留时间热裂解，裂解深度浅，产炔烃量较大，常选用溶剂吸收法。 3 乙烯在氯化铜催化剂上得氧氯化反应符合氧化还原反应机理。反应过程分三步进行。第一步是吸附的乙烯与氯化铜反应生成 1，2 二氯乙烷，二价铜还原为一价铜。第二步是一价铜被氧化为二价铜，并形成含氧化铜的络合物。第三步是生成络合物遇到氯化氢发生分解反应，形成有催化作用的二价铜和水。Cr2O3-Al2O3 、氧化铁系催化剂。 4 烃类热裂解生产乙烯工艺流程主要由以下系统组成：乙烷、丙烷、石脑油、轻柴油等原料的供给与预热系统，热裂解和高压水蒸汽系统，急冷油和燃料油系统，急冷水和稀释水蒸汽系统，压缩和深冷分离系统。 5 由于低压法反应条件缓和，不需要特殊高压设备，和特殊材质，耗电也少，操作容易控制，操作和维修费比高压法节约 10～20%。(b) 副反应少，每生产 1000kg 正丁醛消耗丙烯 675kg，比其它方法少 35%左右。(c) 催化剂容易分离，利用率高，损失少，故虽然铑昂贵，但仍能在工业上大规模使用。(d) 污染排放非常少，接近无公害工艺。低压法的主要不足之处是作为催化剂的铑资源烯少。 6 环氧乙烷生产中使用的催化剂是银催化剂，由活性组分银、载体和助催化剂所组成。丙烯腈生产中使用的催化剂主要有两类：Mo-Bi-O 系(如 P-Mo-Bi-Fe-Co-O 五组分, P-Mo-Bi-Fe- Co-Ni-K-O 七组分催化剂) 和 Sb-O 系(如 Sb-Fe-O 催化剂)催化剂。环氧乙烷生产中采用的反应器是固定床，而丙烯腈采用的是流化床 7 自环氧乙烷吸收塔得到的粗环氧乙烷吸收液，在经解吸、再吸收后得到 10%环氧乙烷水溶液，经脱气塔脱除 CO2后，根据用途，用于生产乙二醇可直接送至乙二醇装置，生产高纯度环氧乙烷则可进一步进入精馏塔，脱除甲醛、乙醛等杂质，侧线的高纯度产品，塔底含乙醛的