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專題講座資料(2021-2022年)工業(yè)化學復習題2全解

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1、硫酸工業(yè) 1. 闡述硫鐵礦為原料制取硫酸的主要工序及焙燒原理,并寫出主要化學反應式。(10分) 接觸法硫酸生產(chǎn)過程 ⑴選礦:原料破碎、篩分、配料或干燥;⑵硫鐵礦焙燒;⑶爐氣凈化;⑷SO2催化氧化;⑸爐氣干燥和SO3吸收;⑹尾氣回收SO2和污水處理。 焙燒原理 第一步是硫鐵礦中的有效成分FeS2受熱分解(高于400℃)成FeS和單體硫。這一步是吸熱反應,溫度越高對FeS2分解反應越有利。 2FeS2=2FeS+S2 第二步是分解出的單體硫與空氣燃燒,生成SO2 S2+2O2=2SO2 硫鐵礦在釋出硫磺后,剩下的硫化鐵在氧分壓為3.04 kPa以上時,生成紅棕色的Fe2O3 F

2、eS+7O2=2Fe2O3+4SO2 當氧含量在1%左右時,則生成棕黑色的Fe3O4 3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2 主要反應 總反應方程式: 4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3 3FeS2+8O2=6SO2+Fe3O4 副反應: 2FeS2+7O2=Fe2(SO4)3+SO2 硫鐵礦中所含Cu、Pb、Zn、Co、Cd、As、Se等的硫化物,在焙燒后一部分成為氧化物 2. SO2催化氧化工藝條件如何確定?(20分) 一、溫度 放熱反應,降低溫度,平衡轉化率提高。反應速率隨溫度升高而迅速增大。催化劑有極限溫度(起燃溫度)和耐熱極限溫度(活性溫度),范圍在

3、420℃~600℃。確定SO2轉化反應溫度的原則:在催化劑活性溫度范圍內,催化劑床層溫度應盡量沿著最佳溫度線變化,此時達到同樣轉化率所需催化劑量最少。這就要求原料氣需預熱至催化劑的起燃溫度,然后隨著反應的進行,適當移走多于的反應熱,使床層溫度盡可能地沿著最佳值變化。特別在反應后期,為了達到高的SO2轉化率,反應必須在較低溫度下進行。因此SO2轉化反應及工業(yè)上多數(shù)可逆放熱反應過程,總是與換熱過程聯(lián)系在一起。 二、SO2原始濃度 隨著SO2濃度增加,O2濃度相應地下降,這兩個因素都會使反應速率下降,則達到一定轉化率時所需的催化劑用量將增加;另一方面,爐氣中SO2濃度高,則生產(chǎn)每噸硫酸所需的原料

4、氣量少,對同樣設備,系統(tǒng)阻力較小,動力消耗較低,或對同一生產(chǎn)能力的裝置,所需設備和管道等的尺寸較小,投資較少,設備折舊費降低。根據(jù)硫酸生產(chǎn)總費用最低的原則,可以得到以硫鐵礦為原料時,進入SO2轉化器的最佳濃度為7%~7.5%。 三、壓力 加壓可提高SO2的平衡轉化率,還可以減少設備尺寸,提高SO3的吸收速率。但加壓增加動力消耗,腐蝕壓縮機,對設備結構和操作的要求提高。而在較適宜的條件下,常壓操作也可取得很高的轉化率,因而目前SO2轉化仍以常壓操作為主。 四、最終轉化率 提高最終轉化率可以減少尾氣中SO2含量,減輕對大氣的污染,同時也可提高硫的利用率;但最終轉化率的增加,將導致催化劑用量

5、和流體阻力增加,設備尺寸增大。最終轉化率的最佳值與所采用的工藝流程、設備和操作條件有關。 3. 如何從熱力學和動力學角度確定SO2催化氧化溫度條件?(10分) SO2+1/2 O2→ SO3+Q 反應特點:體積縮小 , Q>0 可逆放熱反應 SO2轉化反應是一個可逆反應,在SO2轉化反應中,同時進行著SO2的氧化和SO3的分解反應,當兩個反應的速率相等時,反應達到化學平衡狀態(tài)。 SO2轉化反應是一個放熱反應,降低反應溫度會使平衡轉化率提高。 反應速率隨溫度的升高而迅速增大;但催化劑有起燃溫度,為了保證催化劑的正常使用,應該選擇合適的溫度; 在選擇溫度指標時,不但要考慮有較高的轉

6、化率,還要考慮有較高的反應速率。在工業(yè)生產(chǎn)中,可通過分段轉化,控制不同的轉化溫度來實現(xiàn)較高的轉化率和較快的反應速率。反應初期宜使氣體在較高的溫度下轉化;反應的后期,宜使氣體在較低的溫度下轉化。 4. 在制取硫酸過程中,常易形成酸霧,試解釋酸霧形成的原因,以及酸霧怎樣清除之。(15分) 酸霧的形成 在爐氣濕法凈化過程中,由于爐氣被洗滌冷卻,大量的水蒸氣進入氣相,于是爐氣中的SO3(g)在氣相中發(fā)生反應,生成了硫酸蒸氣 SO3(g)+H2O(g)=H2SO4(g) 當氣相中硫酸蒸氣壓大于洗滌液液面上的飽和蒸氣壓時,硫酸蒸氣就會冷凝。硫酸蒸氣在氣相中快速冷凝時就會形成酸霧。爐氣在洗滌時,冷

7、卻速度是很快的,因而必然會生成酸霧液滴。如果存在凝結中心(如雜質微粒),則生成酸霧粒子就大。所以,伴隨著爐氣的洗滌、降溫過程,礦塵、砷、硒和氟等雜質不斷地從氣相中被除去,同時產(chǎn)生了酸霧。氣相中殘余的細小塵粒和砷、硒氧化物懸浮微粒亦成為酸霧的冷凝中心。初形成酸霧霧粒較大,由于氣體中懸浮有各種氣溶膠粒子,硫酸蒸汽就在它們表面發(fā)生冷凝形成直徑較大霧粒。 用特殊方法清除 從分離的角度看,霧不能用普通方法除掉,這是因為⑴細小的微粒(滴)傾向于跟隨流體的流線運動,難以通過撞擊方式捕捉,使之與氣體分離;⑵霧粒直徑比分子直徑大得多,故不能通過擴散的方式使之進入液相,即不能被體吸收。因而酸霧必須用特殊的方法

8、清除。 酸霧的清除 在濕法凈化中,當爐氣溫度快速降至100 ℃以下時,爐氣中的硫酸蒸氣幾乎全部變成酸霧。酸霧中較大的粒子(大于2μm)由電除霧器、文氏管、沖擋式洗滌器等裝置可除去,其中電除霧器最為可靠。 對于粒徑小于2 μm的霧粒,提出了對爐氣增濕,使爐氣中較小的酸霧液滴長大后再清除的方法,即先增大霧粒的直徑,再用相應的設備除之。 以上討論的只是消極的方法,更積極的方法是控制爐氣中SO3含量,減少“原生酸霧”量。 5. 闡述制取硫酸中,煙氣凈化的目的及凈化的原則。 爐氣組成:N2、O2、SO2、As2O3、SeO2、HF、SO3、H2O及礦塵。其中:As2O3、SeO2、HF、SO

9、3、H2O、礦塵必須除去。 目的:爐氣含塵若不除凈,進入后制酸系統(tǒng),則會堵塞設備和管道,且使催化劑失活或中毒 爐氣的凈化原則 爐氣的雜質主要以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種形態(tài)同時存在,顆粒大小,密度輕重不同(1~1000μm)。 a懸浮微粒,分布很大,大小相差很大,應先大后小,先易后難進行分級處理 b懸浮顆粒氣固液三態(tài)共存,質量相差很大。先重后輕即先固、液,后氣(汽)體 c不同大小的粒子,選擇配套有效的分離設備。 6. 硫鐵礦焙燒爐中的“沸騰”指的是什么反應狀態(tài)?對固體顆粒有什么要求?為什么? 流態(tài)化焙燒。入爐礦粒較細,比表面積大,能與空氣充分接觸,有利于氧的擴散,反應速

10、度快;硫的燒出率高,礦渣殘硫量低;燃燒速度快,過量空氣少,爐氣中SO2 濃度較高。 7. 爐氣凈化流程的“文-泡-電”和“文-泡-文”水洗凈化流程?評價其優(yōu)缺點。 1)旋風除塵器 ?“文氏管?泡沫洗滌塔?電除霧器” ?濃硫酸干燥塔; 凈化程度高,電除霧器投資較大 2)旋風除塵器?“第一文氏管?泡沫洗滌塔?第二文氏管” ?旋風除沫器?濃硫酸干燥塔 凈化程度稍低,但投資較少。 8. 指出下表的變化規(guī)律并根據(jù)SO2氧化反應熱化學方程式解釋之。 溫度,℃ 各壓力下的平衡轉化率xe ,% 0.1MPa 0.51MPa 1.01MPa

11、 10.1MPa 400 99.2 99.6 99.7 99.9 450 97.5 98.9 99.2 99.7 500 93.5 90.9 97.8 99.3 550 85.6 92.8 94.8 98.3 600 73.7 85.8 89.4 96.3 9. 什么是催化劑的“活性溫度范圍”。 反應溫度必須在催化劑的“起燃溫度”(下限)和“耐熱極限溫度”(上限)范圍之內,這一溫度范圍稱為“活性溫度范圍”。 10. 什么是“最適宜溫度線”?在確定工藝參數(shù)時有何意義? 瞬時反應速度最大時的溫度-轉化率關系曲線,稱為“最適宜溫度

12、線”。 最適宜溫度線的重要意義在于:假如催化劑床層中的溫度能隨著轉化率的提高而按照最適宜溫度線變化的話,則此時達到同樣轉化率所需要的催化劑量最少。 11. 解釋下圖。 (1)溫度越低轉化率越大;(2)溫度越低瞬時反應速度越低;(3)不同的轉化率都存在溫度與反應速率的最大極值點。 確定生產(chǎn)工藝時要綜合考慮轉化率和反應速度使單位時間內的產(chǎn)量最大化,圖中C-C線與B-B線包含的范圍表示合理范圍,在A-A線是不同產(chǎn)率時反應速率極值點的連線,體現(xiàn)溫度-反應速率-產(chǎn)率之間的優(yōu)化結果。 合成氨工業(yè)與尿素生產(chǎn) 1. 試簡述溫度、壓力及情性氣體含量對氨合成反應中平衡氨含量及工藝條件的影響?(

13、12分) 氨合成是物質的量減小的放熱可逆反應。 N2+H2=NH3;=-46.22 kJ·mol-1 化學平衡常數(shù)Kp可表示為Kp= 溫度越高,平衡常數(shù)越小。提高壓力,Kp值有所增加。顯然,提高壓力、降低溫度有利于氨的生成。 對氨合成反應中工藝條件的影響 (1)壓力 從化學平衡和化學反應速率的角度看,提高操作壓力是有利的。合成裝置的生產(chǎn)能力隨壓力提高而增加,而且壓力高,氨分離流程可以簡化。但是,壓力高時對設備材質、加工制造的要求均高。同時,高壓下反應溫度一般較高,催化劑使用壽命較短。生產(chǎn)上選擇操作壓力的主要依據(jù)是能量消耗以及包括能量消耗、原料費用、設備投資在內的所謂綜合費用。根據(jù)

14、實際情況,我國中小型氨廠大多采用20 MPa~32 MPa。 (2)溫度 氨合成反應溫度一般控制在350 ℃~550 ℃。將氣體先預熱到高于催化劑的活性溫度下限后,送入催化劑床層,在絕熱條件下進行反應,隨著反應進行,溫度逐漸升高,當接近最適溫度后,再采取冷卻措施,使反應溫度盡量接近于最適宜溫度曲線。 (3)進口氣體組成 惰性氣體(CH4和Ar)由新鮮氣帶入,由于不參加反應而在氨合成系統(tǒng)中積累。惰性氣體的存在,無論從熱力學還是動力學上考慮都使不利的,循環(huán)回路中適當進行排放(放空)是消除惰性氣體積累的有效方法。但是,維持過低的惰性氣體含量又需大量排放循環(huán)氣,導致氫氮氣的損失。為此,入塔氣體

15、將保持一定的惰性氣體含量。一般新鮮氣中惰性氣體含量為0.99%~1.4%,入塔氣體的適宜惰性氣體含量約為10%~15%。生產(chǎn)中放空氣量約為新鮮氣量的10%,放空氣中含有氫氣,應加以回收利用。 2. 試比較氨合成中CO變換與硫酸工業(yè)制氣中SO2氧化兩個反應過程的異同或特點。(20分) CO變換反應過程的特點 (1)該應為等物質的量的可逆放熱反應,須借助催化劑進行(氣固相催化)??赡娣艧岱磻嬖谧钸m溫度線,若催化床溫度按照最適宜溫度線分布,則反應速率最快或者說保持同樣的生產(chǎn)能力所需的催化量最少。工業(yè)上采用多段冷卻。(與SO2最相似) (2)可分為中(高)溫度變換和低溫變換 催化劑以Fe2

16、O3為主體,Cr2O3、MgO等為助催化劑,操作溫度為350 ℃~550 ℃,出口CO尚含3%;催化劑以CuO為主體,添加ZnO、Cr2O3等為助催化劑,操作溫度為350 ℃~550 ℃,出口CO含量可降至0.3%左右。(SO2沒有) (3)水蒸氣過量比例一般為3~5(H2O/CO)。為了盡可能地提高CO的變換率,防止副反應的發(fā)生,工業(yè)上是在水蒸氣過量下進行反應的。因此,應該充分利用變換的反應熱,宜接回收蒸氣,以降低水蒸氣消耗。(SO2是7%~7.5%) (4)壓力對化學平衡基本無影響。工業(yè)上一般都在加壓下操作,這是因為加壓下反應速度快,催化劑用量少。由于反應物之一是大量的水蒸氣,因而加壓

17、下進行變換反應可節(jié)省合成氨總的壓縮功耗。(SO2有影響,但是常壓、最差異) (5)變換反應前對催化劑進行還原(鈍化操作)。對中變催化劑需將Fe2O3還原成Fe3O4才具有活性;對于低變,金屬銅才有活性。催化劑還原時可用含有CO、H2的工藝氣體緩慢進行。在還原過程中,催化劑中的其他組分一般不會被還原。 SO2氧化催化與工藝條件 (1)催化劑 目前廣泛使用的是釩催化劑。以V2O5作為主要活性組分,以堿金屬(主要是鉀)的硫酸鹽作為助催化劑(促進劑),以硅膠、硅藻土、硅酸鋁等作載體。 (2)溫度 確定SO2轉化反應溫度的原則:在催化劑活性溫度范圍內,催化劑床層溫度應盡量沿著最佳溫度線變化,

18、此時達到同樣轉化率所需催化劑量最少。這就要求原料氣需預熱至催化劑的起燃溫度,然后隨著反應的進行,適當移走多于的反應熱,使床層溫度盡可能地沿著最佳值變化。特別在反應后期,為了達到高的SO2轉化率,反應必須在較低溫度下進行。因此SO2轉化反應及工業(yè)上多數(shù)可逆放熱反應過程,總是與換熱過程聯(lián)系在一起。 (3)SO2原始濃度 隨著SO2濃度增加,O2濃度相應地下降,這兩個因素都會使反應速率下降,則達到一定轉化率時所需的催化劑用量將增加;另一方面,爐氣中SO2濃度高,則生產(chǎn)每噸硫酸所需的原料氣量少,對同樣設備,系統(tǒng)阻力較小,動力消耗較低,或對同一生產(chǎn)能力的裝置,所需設備和管道等的尺寸較小,投資較少,設

19、備折舊費降低。根據(jù)硫酸生產(chǎn)總費用最低的原則,可以得到以硫鐵礦為原料時,進入SO2轉化器的最佳濃度為7%~7.5%。 (4)壓力 加壓可提高SO2的平衡轉化率,還可以減少設備尺寸,提高SO3的吸收速率。但加壓對設備結構和操作的要求提高。而在較適宜的條件下,常壓操作也可取得很高的轉化率,因而目前SO2轉化仍以常壓操作為主。 (5)最終轉化率 提高最終轉化率可以減少尾氣中SO2含量,減輕對大氣的污染,同時也可提高硫的利用率;但最終轉化率的增加,將導致催化劑用量和流體阻力增加,設備尺寸增大。最終轉化率的最佳值與所采用的工藝流程、設備和操作條件有關。 3、實現(xiàn)氨合成和氨分離,包括哪五個基本流程

20、環(huán)節(jié)? 五個基本環(huán)節(jié): 1新鮮氣的壓縮并補入循環(huán)系統(tǒng) 2循環(huán)氣的預熱與氨的合成 3反應熱的回收與氨的分離 4未反應氣循環(huán)使用 5循環(huán)氣部分放空以維持系統(tǒng)中適宜惰性氣體含量。 4、合成氨工藝中產(chǎn)品氨用什么方法進行分離?使用什么作為冷卻劑?為什么? 合成塔出口氣體中含氨為14%---18%,用液氨蒸發(fā)作為冷源使氣體中氨被冷凝成液氨,分離出液氨的H2和N2氣體進入氨合成塔進行循環(huán)使用。 作為冷凍劑的液氨氣化后回冷凍系統(tǒng),經(jīng)氨壓縮機加壓,水冷后又成為液氨,循環(huán)使用。 利用自身產(chǎn)品液氨,氨易于液化,液氨是工業(yè)常用制冷劑,方便易得,降低成本。 5. 試簡述尿素合成原理。

21、 尿素是在高溫高壓下合成的,其總反應式為 2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O 這是一個可逆放熱反應,因受化學平衡的限制,NH3和CO2只能部分轉化為尿素。 第一步,液氨與CO2反應生成液態(tài)氨基甲酸銨,其反應為 2NH3(l)+CO2(g)= H2NCOONH4(l)+119.2 kJ·mol-1 這是一個快速、強放熱的可逆過程,如果具有足夠的冷卻條件,不斷地把反應熱移走,并保持反應進行過程的溫度低到足以使甲銨冷凝成為液體,則該反應較容易達到化學平衡,而且平衡條件下CO2轉化為甲銨的程度很高。在常壓下該反應的速度很慢,加壓下則很快。 第二步,甲銨脫水反應,生成尿素 H2NC

22、OONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)-28.49 kJ·mol-1 這是一個溫和吸熱反應,反應速度較慢,要很長時間才能達到一定的平衡值,其轉化率一般為50%~70%,它是合成尿素過程中的控制反應。此外,反應必須在液相中進行,若在固相中進行,則反應速度極其緩慢。 6. 試簡述尿素合成的主要工藝條件。 (1)溫度 甲銨的熔融溫度為152 ℃~154 ℃,為使反應在液相中進行,尿素生產(chǎn)應高于此溫度。尿素平衡產(chǎn)率開始時隨溫度升高而增大。若繼續(xù)升溫,平衡產(chǎn)率逐漸下降,存在最大值。尿素合成的最佳操作溫度,應選擇略高于最高平衡轉化率時的溫度,但溫度過高,加劇甲銨分解,尿素水解和腐蝕

23、等副作用,故尿素合成塔上部溫度大致為185 ℃~200 ℃。提高溫度不相應提高系統(tǒng)壓力,甲銨會大量分解為氨氣和二氧化碳,使轉化率降低。 (2)壓力 系統(tǒng)反應的壓力應高于操作溫度下甲銨的蒸氣壓。尿素是在液相中生成的,但在高溫下甲銨易分解,并進入氣相,使尿素的轉化率降低,所以工業(yè)上生產(chǎn)尿素的合成壓力一般應高于平衡壓力(高1~3Mpa),使其保持液相以提高轉化率。實際操作壓力一般要高于合成塔頂物料組成和相應溫度下的平衡壓力,一般為18 MPa~25 MPa。 (3)氨碳比 NH3/CO2摩爾比提高,尿素的平衡轉化率亦提高。過量氨與脫出水結合,移去部分產(chǎn)物,促使平衡向尿素生成方向移動,且可抑制

24、縮二脲的副反應,并減輕尿素異構化對設備的腐蝕,氨碳比提高還有利于調節(jié)操作的熱平衡,但高氨碳比,物系飽和蒸氣壓升高,則維系液相所需合成壓力升高。且雖提高CO2轉化率,但NH3轉化率下降,增大未反應NH3的循環(huán)量,增大泵的負荷,減小合成塔的生產(chǎn)能力,故工業(yè)上大多數(shù)采用NH3過量50%~150%操作,即氨碳比在3~5的范圍內。 (4)水碳比 水量增加,不利于尿素生成,且返回合成塔的水量增加,尿素轉化率下降,會造成惡性循環(huán),生產(chǎn)中一般原料中H2O/CO2為0.5~1。 (6)原料純度 CO2的純度對轉化率影響較大,一般要求CO2純度應大于98.5%。 7、寫出制半水煤氣的煤氣化反應。 1) 以

25、空氣或富氧空氣為氣化劑 放熱反應: C+O2=CO2 +393kJ/mol 2C+O2=2CO+220kJ/mol C+CO2=2CO C+1/2O2=2CO 2) 以水蒸氣為氣化劑 吸熱反應:C+H2O(g)→CO+H2 -131.19kJ/mol C+2H2O(g)→CO2+H2 CO+H2O(g)→CO2+H2 C+2H2→CH4 8、請簡述轉化率與收率的區(qū)別。 轉化率:在一定反應條件(一定溫度,壓力和空速)下,原料轉化的百分率簡稱轉化率。 轉化率(x)=(反應物被轉化了

26、的物質的量/進入反應器的某反應物的總量)*100% 收率:給定反應產(chǎn)物的生成量和原料中某一組分加入量之比,常以百分數(shù)表示。 收率=(目的產(chǎn)物的量/進入反應器的物質量)*100% 收率=選擇性*轉化率 區(qū)別:轉化率表示反應物的轉化比率,已經(jīng)轉化的反應物不一定都形成目的產(chǎn)物;收率表示目的產(chǎn)物的得率。 石油煉制 1. 何為催化裂化?催化裂化主要有哪幾類反應?并舉例寫出化學反應式。(14分) 在催化劑的作用和一定的溫度下(500℃),使沸點較高的原料油(重質油)在(酸性)催化劑作用下,經(jīng)過一系列化學反應裂化為輕質油、氣體、焦炭的加工工藝叫做催化裂化。 (1)分解反應 此反應為催化裂化

27、的主要反應,基本上各種烴類都能進行。分解反應是烴類分子中C—C鍵發(fā)生斷裂的過程,分子越大越易斷裂。 烷烴分解為較小分子的烷烴和烯烴 異構烷烴分解時多發(fā)生β斷裂 烯烴在β鍵發(fā)生斷裂,分裂為兩個小分子烯烴 環(huán)烷烴可從環(huán)上斷開生成異構烯烴 如果環(huán)烷烴所帶側鏈較長時,則可能發(fā)生側鏈斷裂 芳環(huán)很穩(wěn)定不易開裂,但烷基芳烴很容易斷側鏈,生成較小的芳烴和烯烴 (2)異構化反應 相對分子質量不變只改變分子結構的反應稱為異構化反應。催化裂化過程中的異構化反應較多。 1)骨架異構 分子的碳鏈發(fā)生重新排列 2)雙鍵移位異構 雙鍵位置從一端移向中間 3)幾何異構

28、 分子空間結構變化 (3)氫轉移反應 某些烴類分子上的氫脫下來加到另一烯烴分子上使之飽和。在氫轉移過程中,是活潑氫原子快速轉移,烷烴供氫變?yōu)橄N,環(huán)烷烴供氫變?yōu)榄h(huán)烯烴,進一步變?yōu)榉辑h(huán)。 (4)芳構化反應 烯烴環(huán)化并脫氫生成芳環(huán)。 (5)疊合反應 烯烴與烯烴結合成較大分子的烯烴,深度疊合有可能生成焦炭。 (6)烷基化反應 烯烴與芳烴或烷烴的加成反應。在催化裂化中烯烴主要加成到雙環(huán)或稠環(huán)芳烴上,又進一步脫氫環(huán)化,生成焦炭。 2. 何為催化重整?催化重整有哪幾類反應?并舉例寫出化學反應式。(14分) 催化重整是指在催化劑作用下,烴類分子結構重新排列轉變?yōu)橄嗤?/p>

29、碳原子數(shù)的芳烴,成為新化合物的工藝過程。能為化纖、橡膠、塑料和精細化工行業(yè)提供重要原料(苯、甲苯、二甲苯),為交通運輸行業(yè)提供高辛烷值汽油,為化工提供重要的溶劑油以及大量廉價的副產(chǎn)高純氫。 (1)芳構化反應 1)六元環(huán)烷烴脫氫生成芳烴 反應特點是吸熱、體積增大,生成芳烴并產(chǎn)生氫氣,反應是可逆反應。是催化重整中最主要的反應,反應進行得很快、很完全。 2)五元環(huán)烷烴脫氫異構 該反應亦為吸熱、體積增大的可逆反應,生成芳烴并副產(chǎn)氫氣,是催化重整中的主要反應。反應速度較快,僅次于六元環(huán)烷烴脫氫。 3)烷烴脫氫環(huán)化生成芳烴 該反應也有吸熱、體積增大的特點。在此反應中,只有六個碳以上的

30、烷烴才有可能發(fā)生環(huán)化生成環(huán)烷烴,并經(jīng)異構化或直接生成六元環(huán),然后脫氫生成芳環(huán)。環(huán)烷烴脫氫環(huán)化反應比環(huán)烷烴芳構化更難進行,達到熱力學可能收率所需溫度比環(huán)烷烴高得多,隨著碳鏈的增長,平衡常數(shù)增大。 (2)異構化反應 烴類在催化劑活性表面能發(fā)生異構化反應。正構烷烴異構化后不盡可以提高汽油的辛烷值,而且異構烷烴比正構烷烴更容易進行脫氫環(huán)化而生成芳烴。 (3)加氫裂化反應 由于氫氣的存在,在催化重整條件下,烴類都能發(fā)生加氫裂化反應,從而可以認為加氫、裂化和異構化三者是并行的反應。 這類反應為不可逆放熱反應,反應產(chǎn)物中會有許多較小的分子和異構烴,因而雖有利于提高汽油的辛烷值,但會產(chǎn)生氣態(tài)烴使汽油收率下降 3. 何謂常減壓蒸餾?關系如何?哪種可以得到燃油餾分? (1)分為原油常壓蒸餾和減壓蒸餾 (2)先常壓蒸餾,后減壓蒸餾;常壓蒸餾的渣油作為減壓蒸餾的原料。 (3)常壓蒸餾可以得到燃油餾分。 4. 什么是石油的二次加工?為什么要進行二次加工? 熱裂化、催化裂化、催化重整、催化加氫稱為石油二次加工; 原油經(jīng)過一次加工僅能分離出小分子輕組分,大分子組分存在于減壓渣油中,只有經(jīng)過二次加工才能轉化成系列產(chǎn)品從而達到資源充分利用。 7. 催化裂化裝置由哪三大系統(tǒng)組成? 三大系統(tǒng) 反應-再生系統(tǒng) 分餾系統(tǒng) 吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)

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