北理史大昕有机工艺思考题

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1、有机化工工艺思考题有机化工工艺思考题第一、第二章绪论、理论基础1、简单介绍煤化工的主要加工路线及各路线主要产品。（375）答：煤高温干馏：焦炉气、粗苯、煤焦油，焦炭；低温干馏：焦炉气、低温煤焦油、半焦；煤气化：合成气，甲醇，F-T合成油；煤直接液化：合成油品。、你认为传统大宗化工产品的生产过程应该如何改进以适应目前的安全、环保和经济需求？答：合理工艺，高效催化剂，减少高温、高压过程、反应设备小型化，强化传热、传质，采用可再生资源，减少排放，减少有毒产物的生产及使用。等等。3、谈谈你对绿色化工过程的认识。答：1、绿色原料，2、绿色溶剂，3、安全过程

2、，4、绿色产品，5、能耗降低。4、对于现代工业化学过程所面临的安全、环保问题，你有何改进的建议（提出10条具体措施）？（375）答：合理工艺，高效催化剂，减少高温、高压过程、反应设备小型化，强化传热、传质，采用可再生资源，减少排放，减少有毒产物的生产及使用，绿色溶剂，过程自动化。等等。5、简单说明石油加工过程中的常、减压蒸馏，催化裂化、催化重整、加氢裂化的原理及各个过程中原料的物理、化学变化。（375）答：常、减压蒸馏：利用原油组分的沸点不同，采用常、减压蒸馏的方法将原油分离为不同沸程的产品，该过程为物理过程。催化裂化：在催化剂作用下，将大分子的

3、重质油裂化小分子的液体、气体产物，该过程为化学过程；催化重整：在铂催化剂作用下，直链油品的C-C键发生重新排列形成富含芳烃、环烷烃、支链烃的产物，该过程为化学过程；加氢裂化：在催化剂和氢气作用下，将重质油加热裂化得到小分子油品的过程，化学过程。6、简述你所了解的生物质及其在化学工业中的应用。答：生物质在工业中的应用相当广泛，目前生物的工业应用有：1、糠醛生产、2、糖类、淀粉乙醇发酵、3、纤维素制乙醇、4、生物柴油、5、农林废弃物制合成气等。第三章烃类热裂解1.结合烃类热裂解过程的反应特点，提出裂解炉管的改进建议及理由。2.答：反应特点：1、自由基

4、反应，强吸热，反应温度高；2、具有二次反应，易结焦、生碳；3、反应为气体裂解反应，气体体积增大；4、目标产物为化学性质不稳定的物质。针对裂解炉管的改进措施：1、采用耐高温合金，提高反应温度；2、采用细径炉管，强化传热；炉管变径（前细后粗），降低气体分压，减少结焦、生碳；3、炉管内涂层，减少结焦、生碳；4、减少管程，缩短停留时间；5、炉管内加翅片，强化传热。2、裂解气急冷的目的是什么？说说急冷器的分类和它们的优缺点？答：急冷的目的：1、终止反应，2、回收热量，3、产物初步分离。急冷分为直接急冷，间接急冷。直接急冷，优点：结构简单，传热效果好，缺点：

5、热量无法回收，产生油水混合物；间接急冷，优点：回收热量，无污水，缺点：传热效果差，易结焦。3、工业上由裂解汽油、重整汽油中分离芳烃的方法有那些？它们的原理是什么？答：芳烃分离的方法：溶剂萃取、萃取蒸馏。萃取：利用芳烃极性较大的性质，采用大极性溶剂将芳烃从油品中萃取；萃取蒸馏：萃取与蒸馏偶合，利用萃取剂提高烃类沸点的原理，提高分离度。4、裂解炉中甲烷、乙烷、丁烷、环己烷、乙苯、甲苯、水、氢各自能发生那些化学反应？答：裂解炉管中，甲烷不能发生化学反应；乙烷主要反应为脱氢生成乙烯；丁烷可发生脱氢、C-C键断裂；环己烷主要反应为脱氢芳构和C-C键断；乙苯

6、的主要反应为侧链脱除；甲苯反应主要为稠合；水的主要反应为消碳反应；氢气主要为加氢和氢解反应。5、简述SRT-Ⅰ裂解炉到SRT-Ⅳ裂解炉是如何围绕减少停留时间、提高反应温度、减少烃分压三个原则进行改进的。答：SRT-Ⅰ裂解炉到SRT-Ⅳ裂解炉的改进包括：1、管程不断减少，由8程减少为2程，管长由80-90米减少为20米左右，这样大大缩短了气体在炉管里的停留时间，由0.6秒减少到0.2秒左右；2、短停留时间炉由均径炉管发展为变径炉管，变径炉管在炉管的前程采用细管，挺高了传热效率，所以可以使反应温度迅速提高，而且采用了耐热合金可以承受更高温度，炉管温度

7、得以提高；3、采用变径炉管，炉管后程采用大直径炉管，提高了炉管内的容积，降低了气体压力，有利于提高平衡收率，减少积碳。6、裂解气分离过程采用分级压缩的原因是什么？若采用一次压缩到工作压力有什么缺点？答：分级压缩、分级冷却的目的：减少压缩过程中气体的温度上升，降低烯烃的副反应。若一次压缩到工作压力，气体升温大，容易使烯烃产生聚合等不利反应。7、从原料的反应特性角度，比较（1）干天然气、（2）直馏汽油、（3）重整汽油、（4）煤焦油作为热裂解原料的优劣。请从优到劣排序，并简单说明理由。答：从原料的裂解特性角度：1、直、支链烷烃》环烷烃》芳香烃；2、轻质

8、原料优于重质原料；3、甲烷在裂解管内不发生化学反应。干天然气的主要成分为甲烷，所以不能作为裂解原料；直馏汽油的主要成分为直、支链烷烃和环