化学工艺学考试要点.docx

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1、12、简述温度、压力、浓度对反应的影响规律？(1)温度对化学平衡的影响对于不可逆反应不需考虑化学平衡，而对于可逆反应，其平衡常数与温度的关系为对于吸热反应，>0，K值随着温度升高而增大，有利于反应，产物的平衡产率增加。对于放热反应，<0，K值随着温度升高而减小，平衡产率降低。故只有降低温度才能使平衡产率增高。(2)温度对反应速率的影响反应速率常数与温度的关系见阿累尼乌斯方程，即对于不可逆反应，逆反应速率忽略不计，故产物生成速率总是随温度的升高而加快；对于可逆反应而言，正、逆反应速率之差即为产物生成的净速率。温度升高时，正、逆反应速率常数都增大，所以正、逆

2、反应速率都提高。对于吸热的可逆反应，净速率r总是随着温度的升高而增高的；而对于放热的可逆反应，净速率随温度变化有三种可能性，即：当温度较低时，净反应速率随温度的升高而增高；当温度超过某一值后，净反应速率开始随着温度的升高而下降。净速率有一个极大值，此极大值对应的温度称为最佳反应温度(TOP)，亦称最适宜反应温度。(3)根据反应平衡移动原理，反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动。(4)反应物浓度愈高，反应速率愈快。一般在反应初期，反应物浓度高，反应速率大，随着反应的进行，反应物逐渐消耗，反应速率逐渐下降。对于可逆反应，反应物浓度与其平衡浓度之差是反应

3、的推动力，此推动力愈大则反应速率愈高。所以，在反应过程中不断从反应区域取出生成物，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，这对于受平衡限制的反应，是提高产率的有效方法之一。(5)一般来说，压力对液相和固相反应的平衡影响较小。气体的体积受压力影响大，故压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大，其规律为:①对分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率；②对分子数减少的反应，压力升高，产物的平衡产率增大；③对分子数没有变化的反应，压力对平衡产率无影响。在一定的压力范围内，加压可减小气体反应体积，且对加快反应速率有一定好处，但效果有限，压力过高

4、，能耗增大，对设备要求高，反而不经济。13、催化剂的作用有哪些？(1)提高反应速率和选择性。(2)改进操作条件。采用或改进催化剂可以降低反应温度和操作压力、可以提高化学加工过程的效率。(3)催化剂有助于开发新的反应过程.发展新的化工技术。(4)催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。14、催化剂有哪些特征？①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，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反应。15、裂解深度(转化率)取决于裂解温度和停留时间

5、。温度一停留时间对产品收率的影响可以概括如下。①高温裂解条件有利于裂解反应中一次反应的进行，而短停留时间又可抑制二次反应的进行。因此，对给定裂解原料而言，在相同裂解深度条件下.高温一短停留时间的操作条件可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦。②高温一短停留时间的操作条件可以抑制芳烃生成的反应，对给定裂解原料而言，在相同裂解深度下以高温一短停留时间操作条件所得裂解汽油的收率相对较低。③对给定裂解原料，在相同裂解深度下，高温一短停留时间的操作条件将使裂解产品中炔烃收率明显增加，并使乙烯／丙烯比及C4中的双烯烃／单烯烃的比增大。(2)裂解温度-停留时间的限制①裂解

6、深度对温度一停留时间的限定。②温度限制。③热强度限制。16、为何急冷？急冷有哪两种形式？各有何特点？裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应，由于停留时间的增长，二次反应增加，烯烃损失随之增多。为此，需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却，通过急冷以终止其裂解反应。当裂解气温度降至650℃以下时，裂解反应基本终止。急冷有间接急冷和直接急冷之分。直接急冷设备费少，操作简单，系统阻力小。由于是冷却介质直接与裂解气接触，传热效果较好。但形成大量含油污水，油水分离困难，且难以利用回收的热量。而间接急冷对能量利用较合理，可回收裂解气被急冷时所释放的热量

7、，经济性较好，且元污水产生，故工业上多用间接急冷。急冷换热器的运转周期应不低于裂解炉的运转周期，为减少结焦发生应采取如下措施:一是增大裂解气在急冷换热器中的线速度，以避免返混而使停留时间拉长造成二次反应；二是必须控制急冷换热器出口温度，要求裂解气在急冷换热器中冷却温度不低于其露点。如果冷到露点以下，裂解气中较重组分就要冷凝下来，在急冷换热器管壁上形成缓慢流动的液膜，既影响传热，又因停留时间过长发生二次反应而结焦。裂解原料的氢含量的高低，决定了裂解气露点的高低。对管式裂解炉而言，如下任一情况出现均应停止进料，进行清焦。①裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计规定值

8、。②裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值。对于急冷换热器而言，如下任一情况出现均