化工工艺问答题大全(主要是乙烯部分)考试题

1重要的有机化工基础原料有？重要的有机化工基础原料有：乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子中具有双键，化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共聚或自聚等反应，生成一系列重要的产物。2石油化工三大生产过程有哪些？①基本有机化工生产过程:以石油和天然气为原料，制取三烯（乙烯丙烯丁二烯）、三苯(苯甲苯二甲苯)、乙炔和萘等基本有机原料的过程。②有机化工生产过程：在基本有机原料的基础上，通过合成步骤制得醇、醛、酮、酸、酯、醚、酚、腈、卤代烃等有机原料的过程。③高分子化工生产过程：在以上基本有机原料和有机原料的基础上，通过各种聚合、缩合步骤制得三大合成材料（合成纤维、合成塑料、合成橡胶）等最终产品及医药、农药、染料、涂料、香料、胶黏剂等高分子化工产品的过程。3化工生产过程一般可概括为哪几个步骤？化工生产过程一般可概括为：原料预处理、化学反应、产品分离与精制。4化学反应有哪些类型？①按反应特性分：氧化.还原.加氢.脱氢.歧化.异构化.烷基化.脱烷基化.脱基化.分解.水合.偶合.聚合.缩聚.缩合.酯化.磺化.硝化.卤化.重氮化等。②按反应体系中的物料的相态分：均相反应和非均相反应。③按是否使用催化剂：催化反应和非催化反应。5化学反应器有哪些类型？①按结构特点分：管式反应器.床式反应器.釜式反应器和塔式反应器。②按操作方式分：间歇式.连续式和半连续式。③按热状况分：等温反应器.绝热反应器和变温反应器。④按换热方式分：间接换热和直接换热的反应器。6常用的分离和精制方法有哪些？冷凝.吸附.吸收.冷冻.萃取.闪蒸.精馏.渗透膜分离.结晶.过滤和干燥等。到目前为止，采用最多.最广泛的是精馏。7什么叫做工艺流程和工艺流程图？按物料加工顺序将这些功能单元有机地组合起来，构成工艺流程，用图的形式表示的就是工艺流程图。将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。8化工过程的主要技术指标有哪些？化工过程的主要技术指标有：①生产能力、生产强度和有效生产周期（开工因子）；②化学反应的效率指标—原子经济性（AE）和环境因子（E）；③化学反应的效率--转化率、选择性、收率（产率）和质量收率；④平衡转化率和平衡产率。9对化学平衡和反应速率产生影响的反应条件有哪些？温度、浓度、压力、停留时间、空速、原料配比。10各个反应条件是如何影响化学平衡和反应速率的？①对于吸热反应，温度升高，有利于反应，平衡产率增加；对于放热反应，温度升高，不利于反应，平衡产率降低。温度升高，反应速率加快。（不可逆反应，可逆吸热反应，可逆放热反应的分析）。②反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动。提高溶液浓度的方法有：对于液相反应，采用能提高反应物溶解度的溶剂，或者在反应中蒸发或冷冻部分溶剂等；对于气相反应，可适当压缩或降低惰性物的含量等；对于可逆反应，反应物浓度与其平衡浓度差是反应的推动力，此推动力越大则反应速率越快，所以，在反应过程中不断从反应区取出生成物，使反应远离平衡，既保持了高速率，又使平衡不断向产物方向移动，对于受平衡限制的反应有利于提高产率。③压力对固液相反应的影响较小，对气象反应影响较大：对于分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率；对于分子数减少的反应，压力升高，产物的平衡产率增大；对于分子数没有变化的反应，压力对平衡产率无影响。惰性气体的存在，可降低反应物的分压，对反应速率不利，但有利于分子数增加的反应的平衡。④一般停留时间越长，原料转化率越高，产物的选择性越低，设备的生产能力小，空速越小，反之亦然。⑤一般空速越大，停留时间越短，原料转化率越低，产物的选择性越高，设备的生产能力大，反之亦然。⑥实际中总是那些廉价易得的易回收的无毒的无腐蚀的无污染的反应物过量（大于理论配比）以提高另外一个反应物的转化率。11催化剂有哪些基本特征？①催化剂是参与了化学反应的，但是反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化;②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速作用）但不能改变平衡;③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的化学反应12工业催化剂的使用性能指标有哪些？①活性（指在给定温度压力和反应物流量（或空速）的情况下，催化剂使原料转化的能力）；②选择性（指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物）；③寿命（指催化剂使用期限的长短）13催化剂的寿命受什么的影响？化学稳定性、热稳定性、机械稳定性、耐毒性。14引起催化剂失活的原因有哪些？⑴对于络合催化剂而言，主要是超温，大多数络合物在250℃以上就分解而失活；⑵对于生物催化剂而言，过热.化学物质和杂菌的污染.pH值失调等均是失活原因；⑶对于固体催化剂而言，失活原因有:①超温过热，使催化剂表面发生烧结，晶型转变或物相转变；②原料气中混有毒物杂质，使催化剂中毒；③有污垢或积碳覆盖在催化剂表面。15何为催化剂中毒？原料中能使催化剂活性严重下降的微量物质叫做催化剂毒物，这种现象（催化剂活性严重下降）叫做催化剂中毒。16催化剂再生的方法？烧炭（积碳后再生），暂时性中毒可以通过再生使催化剂恢复活性。17催化剂在运输、储存和装卸过程中需要注意的问题？①在运输过程中防止其受污染和破坏；②装填要均匀，避免出现架桥现象，以防反应工况恶化；③使用后在停工卸出之前，要进行钝化处理，否则遇空气剧烈氧化自燃，烧坏催化剂和设备。18解释固体催化剂的组成和每个部分的作用。由主体和载体组成。①主体指主要起催化作用的部分，催化剂主体又包括主催化剂、助催化剂（催化剂的催化剂）和阻催化剂（阻止副反应）；②载体指催化剂中起支承作用的部分，一般是多孔性物质，如硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛等。19固体催化剂的制备方法有哪些？沉淀法、煅烧法、还原法、溶解法、熔融法、浸渍法、水热法等。20乙烯生产方法有哪些？①乙醇脱水法、②电石-乙炔-加氢法、③烃类热裂解法、④天然气偶合法等。21什么是烃类热裂解？烃类热裂解是将烃类原料（天然气，炼厂气，石脑油，轻油，柴油，重油等）在高温（800℃以上），低压，无催化剂的条件按下，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃，烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。22烃类热裂解一次反应的现律性有哪些？烃类热裂解一次反应的现律性有：烷烃、环烷烃、芳烃的反应规律。烷烃：脱氢、断链、环化脱氢；环烷烃：断链开环、脱氢、侧链断裂、开环脱氢；芳烃：①烷基芳烃，侧链脱烷基或断链反应、侧链脱氢反应；②环烷基芳烃，脱氢和异构脱氢、缩合脱氢、缩合反应。23烃类热裂解的二次反应都包含哪些反应类型?包含：烯烃的断链（再裂解）、歧化、环化、缩合、芳构化、生炭、生焦、加氢和脱氢反应类型。24二次反应的危害？①消耗了原料，降低了烯烃收率；②增加各种阻力（传热、传质、流动阻力）；③对裂解操作和稳定生产都带来了不利的影响。25脱氢和断链哪个容易？①C-H键能大于C-C键键能，断链容易；②脱氢和断链均为吸热反应，断链所需的热量ΔH比脱氢反应小，容易；③断链反应的标准吉布斯焓变ΔG远小于脱氢反应。26比较说明为什么生产乙烯时原料选正构烷烃最好？①反应速度：烷烃（异构正构）环烷烃（六元五元）芳烃；②乙烯收率：烷烃（正构异构）环烷烃芳烃；③结焦程度：烷烃环烷烃芳烃。27自由基反应机理表明一个反应有哪三个阶段？链引发反应、链增长反应、链终止反应（自由基产生、传递、消亡）。28自由基反应遵循哪四条规律？①烃分子中各种氢的解离能不同，伯氢仲氢叔氢（解离能越小反应越容易，反应速度越快）；②正构烷烃的反应途径数位n/2（n为偶数）或（n+1）/2（n为奇数）；③按某一途径反应的分子数m=W×Z，其中Z为参加此反应的氢原子个数（几率），W为该氢原子的相对反应速度；④大自由基不稳定，在与其他分子碰撞之前发生分解，从β键断链，直至分解成H•或•CH3。断裂时带自由基的一端生成相应的烯烃。乙基自由基和异丙基自由基分解时生成H•和相应的烯烃。（含自由基的变成相应的烯烃，另一部分变成小自由基）29裂解原料性质的评价参数有哪些，各自的影响是什么？族组成、氢含量和碳氢比、特性因数K、关联指数（BMCI）、氢饱和度Z、相对分子质量、分子结构、相对密度、平均沸点。乙烯收率：PNA；氢含量顺序：PNA；K:PNA；BMCI：ANP；原料烃的氢饱和度Z越大，氢含量越高；相对分子质量越小；相对密度越小，平均沸点越低，则乙烯的收率越高。30PONA中芳香性的比较。正构烷烃带支链烷烃烷基单环烷烃无烷基单环烷烃双环烷烃烷基单环芳烃无烷基单环芳烃（苯）双环芳烃三环芳烃多环芳烃31烃类热裂解的工艺参数有哪些？①裂解温度和停留时间、②压力与稀释剂、③裂解深度。32为什么高温有利于裂解反应？①从自由基机理分析，提高温度有利于提高乙烯收率；②从热力学分析，裂解是强吸热反应，高温有利；（反应到平衡，产物为氢和碳）③从动力学分析，温度升高，反应速率加快。33何为停留时间，为什么要短停留时间？停留时间是指裂解原料经过辐射盘管（辐射段炉管）的时间。停留时间短，二次反应少（减少结焦，延长操作周期），产物的选择性高，设备的生产能力大。34停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何影响?①高温有利于一次反应的进行，短停留时间可抑制二次反应，同时可减少结焦。②高温—短停留时间操作可以抑制芳烃的生成，减少汽油收率。③使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大，工业上利用此效应，适应市场需要。35裂解温度-停留时间受那些限制？①裂解深度。为达到较满意产品需要较高的裂解深度，过高的裂解深度又会因结焦严重而使清焦周期急剧缩短。工程中以C5和C5以上液相产品氢含量不低于8%为裂解深度；②温度限制。提高裂解温度，受炉管材质的限制；③热强度（传热速率）限制（主要限制），停留时间缩短，热强度增大，传热速率增大，即单位时间需要的热量增加。36为什么要降低烃分压？①从热力学分析，一次反应是摩尔数增多的过程，二次反应大多数是摩尔数减少的过程，因此，减压有利于一次反应的反应，还有利于抑制二次反应。②从动力学分析，降低压力对一次反应、二次反应都不利，但是可以增大一次反应对于二次反应的相对速度，提高一次反应的选择性。37为什么使用稀释剂？①裂解是在高温下进行的，不宜采用抽真空减压的方法降低烃分压，因为高温密封不易，一旦空气漏入负压操作的裂解系统，与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危险；②减压操作对以后分离工序的压缩操作也不利，要增加能耗消耗。38为什么采用水蒸气做稀释剂？①分离容易；②热容量大，使系统具有较大的热惯性；③能将炉管内壁氧化成一层保护膜，防止了S对镍镉合金炉管的腐蚀，又防止了炉管中铁、镍对生碳的催化作用；④脱除焦炭，水蒸气对已生成的炭有一定的脱除作用，水煤气反应；⑤减少炉管内的结焦；⑥其他，如廉价、易得、无毒等。39裂解深度有哪些表示方法？原料转化率、甲烷收率、液体产物的氢含量和碳氢比、裂解炉出口温度（反应温度）、裂解深度函数S、动力学裂解深度KSF。40裂解炉有哪些种类？蓄热式炉、砂子炉、管式炉等。41裂解炉的组成？主要由对流段（加热，原料与水蒸气混合）、辐射段（进一步加热，裂解反应）、炉管、烧嘴、烟囱、挡板等几部分构成。42提高裂解炉效率（裂解选择性、烯烃收率、对原料的适应性）的关键是什么？辐射盘管的设计。①裂解温度和停留时间受辐射盘管耐热程度的限定；②提高裂解温度和缩短停留时间的另一重要途径是改进辐射盘管的结构。43裂解炉炉管的发展趋势是什么？分支变径，管径先细后粗，程数越来越少，管长越来越短，耐温越来越高，达到的效果是裂解温度越来越高，停留时间越来越短，乙烯收率越来越高，原料适用范围越来越宽，裂解炉热效率越来越高。44为什么前期要采用细管，后期要采用粗管？反应前期，加大热强度是主要矛盾，压力降和结焦是次要矛盾；反应后期避免压力过大、防止结焦、延长操作周期是主要矛盾，传热是次要矛盾。45为什么要对裂解气进行急冷?急冷方式有哪几种?对比二者的优缺点？急冷的目的：终止裂解反应，回收废热（高品位能量）；急冷方式：直接急冷（水直接急冷/油直接急冷）、间接急