化学工艺学复习题..doc

化学工艺学简单题 简答题 化学工业按生产的产品分类可分为那几大类？ 答：化学工业按产品分类可分为如下几大类： 无机化学工业。 有机化学工业 精细化学品工业 高分子化学工业 生物化工工业。 化学工业的主要资源包括那些？ 答：化学工业的主要资源包括：无机化学矿，石油，煤，天然气，生物质，再生资源，空气和水等。 烃类热裂解产物中的有害物质有哪些？存在哪些危害？如何脱除？ 答： 烃类热裂解产物中的有害物质包括：硫化氢等硫化物，二氧化碳，炔烃和水。 硫化氢的危害：硫化氢会腐蚀设备和管道，使干燥的分子筛的寿命缩短，使脱炔用的加氢催化剂中毒并使烯烃聚合催化剂中毒。 二氧化碳的危害：在深冷分离裂解气时，二氧化碳会结成干冰，堵塞管道及设备，影响正常生产；对于烯烃聚合来说，是烯烃聚合过程的惰性组分，在烯烃循环时造成积累，使烯烃的分压下降，从而影响聚合反应速度和聚合物的分子量。 炔烃的危害：炔烃使乙烯和丙烯聚合的催化剂中毒。 水的危害：在深冷分离时，温度可达-100℃，水在此时会结冰，并与甲烷，乙烷等形成结晶化合物（CH4·6H2O，C2H6·7H2O，C4H10·7H2O），这些结晶会堵塞管道和设备。 脱除方法：硫化氢和二氧化碳用氢氧化钠碱液吸收来脱除；炔烃采用选择性加氢法来脱除。水采用分子筛干燥法脱除。 简述芳烃的主要来源。 答：芳烃的主要来源有： 从煤焦化副产煤气所得粗苯和煤焦油中提取； 从催化重整汽油中提取； 从烃类热裂解制乙烯所得裂解汽油中提取； 轻烃芳构化和重芳烃轻质化制芳烃。 举例说明芳烃转化催化剂有哪些？ 答：芳烃转化所用催化剂包括： 酸性卤化物，如：AlCl3、AlBr3、BF3等路易斯酸。 浸渍在载体上的质子酸，如：载于硅藻土或硅胶等载体上的硫酸、磷酸及氢氟酸等。 浸渍在载体上的路易斯酸，如载于γ-Al2O3上的AlCl3、AlBr3、BF3、FeCl3、ZnCl2、TiCl4等。 混合氧化物催化剂，如SiO2-Al2O3等。 贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂，如Pt/ SiO2-Al2O3等。 分子筛催化剂，如经过改性的Y型分子筛、丝光沸石和ZSM系列分子筛等。 工业上生产合成气的方法有哪些？其中哪种方法投资和成本最低？ 答：工业上生产合成气的方法有： 以煤为原料的煤气化法。 以天然气为原料的天然气蒸汽转化法。 以重油或渣油为原料的部分氧化法。 其中以天然气蒸汽转化法的投资和成本最低。 合成气主要工业化用途有哪些？ 合成气的主要工业化用途包括： 合成氨； 合成甲醇； 合成醋酸； 烯烃的羰基合成； 合成天然气、汽油和柴油。 在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中，与空气氧化法相比较，氧气氧化法有哪些优点？ 答：与空气氧化法相比，用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点： 空气氧化法反应部分的工艺流程较为复杂，需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催化燃烧系统，2~3台氧化反应器。而氧气氧化法只需要一台反应器，不需要上述系统，仅多了一套脱碳系统，不包括空气分离装置时，氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。 氧气氧化法的催化剂不会受空气污染，且氧化反应温度低，因此催化剂的寿命长。 氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯，反应器的生产能力比空气氧化法高。 氧气氧化法的乙烯消耗定额和电力消耗比空气氧化法低。 丁二烯的生产方法有哪些？ 答：丁二烯的工业生产方法包括： 从烃类热裂解制乙烯副产的C4馏分得到。 乙醇和成丁二烯。 由正丁烷和正丁烯脱氢得到。 正丁烯氧化脱氢制丁二烯。 在丁二烯的生产过程中，加入水蒸气具有哪些作用？ 答：水蒸汽的作用包括： 加入水蒸汽可以提高反应的选择性。 加入水蒸汽可以提高反应速率。 加入水蒸汽可以控制反应温度。 加入水蒸汽可以利用水煤气反应达到清焦的作用。 加入水蒸汽可以降低爆炸极限，达到防止爆炸的目的。 说明氨合成催化剂的组成及其作用。 答：氨合成催化剂的组成包括α—Fe，Al2O3，K2O，CaO，MgO，SiO2等。 氨氧化催化剂的活性组分是α—Fe，未还原时为FeO +Fe2O3，其中FeO占24~38%，Fe2+/Fe3+=0.5，一般在0.47~0.57之间，可视为Fe3O4，具有尖晶石结构。 Al2O3的作用：Al2O3与Fe3O4作用可形成FeAl2O4，具有尖晶石结构，当催化剂还原后，Fe3O4被还原为α—Fe，而未被还原的Al2O3仍保持着尖晶石结构，起到骨架作用，从而防止铁细晶的长大，使催化剂的比表面积增加，活性增加。因此，Al2O3为结构型助催化剂，氧化镁的作用与Al2O3的作用相似，也是结构型助催化剂。 K2O的作用：氧化钾是电子型助催化剂，在Fe—Al2O3催化剂中添加氧化钾后，可以使金属的电子逸出功下降，有助于氮的活性吸附