《第八章-習題(共7頁)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第八章-習題(共7頁)（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 第八章 習題 一、填空 1、碳一化學是以含有 的物質為原料合成化工產(chǎn)品或液體燃料的有機化學化工生產(chǎn)過程。 2、所謂空間速度(簡稱空速)，是指 內，單位體積的催化劑所通過氣體體積數(shù)，越高，單位體積催化劑處理能力越大，生產(chǎn)能力就越大。 3、 是指氣體與催化劑的接觸時問。常用來示反應器的生產(chǎn)能力。 4、轉化率是指 與 比值的百分率，它說朋原料的轉化程度。 5、選擇性是指 與 之比。 6、收率是指 與 之比。 7、甲醇在高溫、高壓下分子間脫水生成 。

2、其反應式為 。在電解銀催化劑上可被空氣氧化成 。 8、甲醇可與酸發(fā)生酯化反應。與有機酸如甲酸反應生成 ；與硫酸反應生成 ，硫酸氫甲酯加熱減壓蒸餾生成重要的甲基化試劑硫酸二甲酯。 9、甲醇與CO在一定溫度或壓力下發(fā)生羰基化反應生成 。 10、甲醇與氨在活性A1203或作催化劑時可生成 的混合物。 11、甲醇主要用于 ，也用作 ，以及用甲醇生產(chǎn)乙醇、甲酸甲酯、乙二醇等。 12、目前工業(yè)生產(chǎn)甲醇都采用 來合成。低壓法又分為 與 。 13、甲醇合成中， 的選用決定了合成反應的壓力和 及甲醇生成速度

3、和CO的單程轉化率，目前工業(yè)上使用的有 。 14、煤基合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚按合成工藝可分為 和 。 15、氣一固一液三相床中合成氣直接制二甲醚過程既包括化學過程又包括 ， ， 等物理過程。 16、高壓甲醇羰基合成醋酸是以 為催化劑， 為助催化荊。 17、低壓法合成流程分為醋酸反應工段、 ， 和 工段。 18、以甲醇為原料生產(chǎn)醋酐有兩條路線，一是 ，二是 19、制備甲醛可用 ， ， 等多種方法。 二、判斷 1、合成

4、甲醇主、副反應均為體積減小的反應，增加壓力對提高甲醇平衡分壓有利。 ( ) 2、增加空速可增大甲醇的生產(chǎn)能力．但不有利于移走反應熱，防止催化劑過熱。 （ ） 3、甲醇合成塔的基本結構主要由外筒、內件和電加熱器三部分組成。 （ ） 4、從甲醇合成的化學平衡來看，溫度低對于提高甲醇的產(chǎn)率是有利的，因此，生產(chǎn)甲醇時，溫度越低越好。 （ ） 5、漿態(tài)床反應器的特點是將雙功能催化劑懸浮于惰性液體介質中，在氣、液兩相中進行反應。 （ ） 6、由于

5、合成氣制二甲醚的反應是一個連續(xù)的反應，適當延長原料氣在三相床中的停留時間有利于二甲醚的生成。 （ ） 7、在合成氣中可加入一定量的水對合成二甲醚有利。 （ ） 8、醋酐生產(chǎn)的關鍵是醋酸裂解反應，乙烯酮收率的高低決定了醋酐的產(chǎn)量，并且適當提高反應溫度，增加原料分壓及裂解氣迅速徹底地冷卻分離有利于生成乙烯酮反應的發(fā)生。 （ ） 9、在生產(chǎn)過程中，如果裂解氣能急速冷卻，副產(chǎn)物分離越快速與徹底．所得到乙烯酮氣體越純凈，因而經(jīng)吸收后制得的醋酐質量越好，產(chǎn)量越高。 ( )

6、 10、CH2=C=O+H20 CH3COOH，CH3COOH+CH=C=O (CH3CO)2O兩個反應是對醋酐生產(chǎn)有利的。 （ ） 11、從化學反應的平衡轉化率來看，甲醇氧化在各種溫度范圍內幾乎100％轉化成甲醛，而甲醇脫氫反應的平衡轉化率與溫度關系較大． （ ） 12、生產(chǎn)甲醛時接觸時間越長，產(chǎn)率越高。 （ ） 三、簡答 1、合成氣的主要應用是什么？ 2、影響合成甲醇的主要工藝條件有哪些？ 3、比較高壓法和中壓法生產(chǎn)甲醇各自的特點。 4、什么是漿態(tài)床(三相床)甲醇合成

7、工藝？有何特點 5、二甲醚的應用有哪些？ 6、羰基合成法生產(chǎn)醋酸的工藝條件及控制因素有哪些，如何影響？ 7、醋酸裂解法生產(chǎn)醋酸的主要原理？ 8、影響合成甲醛的主要工藝條件有哪些？ 9、什么是聯(lián)醇生產(chǎn)方法，試筒述之。 10、試述二甲醚的性質 四、論述 1、合成甲醇的原理 2、二甲醚制備方法及原理 3、簡述醋酸裂解法生產(chǎn)醋酸的主要原理。 4、甲基叔丁基醚有什么用途?請比較其生產(chǎn)工藝流程，發(fā)展前景如何？ ? ? ? 第八章 答案 一、填空 1、含有一個碳原子 2、單位時間 3、空間時間 4、反應的原料數(shù)量，通入反應器原料數(shù)量比值

8、 5、實際所得目標產(chǎn)物量，反應掉原料計算應得產(chǎn)物理論量 6 、轉化為目標產(chǎn)物的原料量，通入反應器原料量 7、二甲醚，2CH30HCH30CH3 ，甲醛 8、甲酸甲酯，硫酸氫甲酯 9、醋酸、醋酐 10、一甲胺、二甲胺胺 11、生產(chǎn)甲醛，溶劑和萃取劑 12、CO、C02加壓催化氫化法，氣相法，液相法 13、催化劑，溫度，鋅鉻和銅基催化劑 14、氣固相法(二相法)，液相法(三相床)法 15、溶解、擴散、解吸 16、羰基鈷，碘甲烷 17、精制工段，輕組分回收工段，催化劑制備再生工段。 18、醋酸裂解法，羰基合成法 19、甲烷氧化、甲醇脫氫氧化、乙烯氧化 二、判斷 1、√

9、，2、× 3、√ 4、× 5、× 6、√? 7、√? 8、× 9、√? 10、× 11 √? 12、× 三、簡答 1、以合成氣為原料生產(chǎn)甲醇，甲醇羰基化制醋酸和醋酐，生產(chǎn)合成氨，合成氣制燃料醇，合成氣制烴燃料。 2、工藝條件的控制主要有溫度、壓力、原料氣組成和空速及氣體的循環(huán)等。 3、高壓法是在壓力為30MPa，溫度為300～400℃下使用鋅鉻催化劑合成甲醇的工藝高壓法生產(chǎn)工藝成熟，但生產(chǎn)壓力過高、動力消耗大，設備復雜、產(chǎn)品質量較差。中壓法是在低壓法基礎上開發(fā)的在5～10MPa壓力下合成甲醇的方法，該法成功地解決了高壓法的壓力過高對設備、操作所帶來的問題，同時也解決了低壓法生產(chǎn)甲醇所需

10、生產(chǎn)設備體積過大、生產(chǎn)能力小、不能進行大型化生產(chǎn)的困惑，有效降低了建廠費用和甲醇生產(chǎn)成本。 4、漿態(tài)床甲醇合成工藝是指：氣相以氫、一氧化碳和二氧化碳為甲醇原料氣，液相以惰性液相為介質，固相以細顆粒固體為催化劑．在一定的溫度和壓力下，合成塔中氣-液固三相之間進行傳質，并在固相催化劑活性內表面上反應而制取甲醇。該工藝傳熱性和熱穩(wěn)定性較好，反應溫度接近等溫，易于控制．? 氧化碳與二氧化碳的單程轉化率和氣相產(chǎn)物中的甲醇百分含量高于傳統(tǒng)的氣-固相催化法。 5、生產(chǎn)氣霧劑及制冷劑，民用潔凈燃料，用作柴油發(fā)動機燃料，作化工原料。 6、從羰基合成醋酸反應： CH30H+COCH3COOH 一13

11、7 9kJ／moI CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3＋H20， ? CH3C00CH3+CO(CH3CO)2O ?從熱力學分析得知，溫度升高，反應速度加快，但溫度對產(chǎn)品的組成影響很大。從主反應式)來看，該反應為放熱反應，放出熱量為137.9kJ／mol，根據(jù)平衡理論，該 反應的平衡常數(shù)隨反應溫度升高而減小，因此該反應不宜在高溫下進行。同時，增加壓力可使平衡右移。因此．降低反應溫度和增加反應壓力有利于提高羰 基合成反應的平衡轉化率。 8、反應溫度，原料氣的氧醇分子比，原料氣中甲醛與水蒸氣的配料濃度，接觸時間 9、與合成氫聯(lián)合生產(chǎn)甲醇工藝簡稱聯(lián)醇

12、。這是一種合成氣的凈化工藝，是為了替代我國 不少臺成氨生產(chǎn)用銅氨液脫除微量碳氧化物而開發(fā)的一種新工藝。聯(lián)醇生產(chǎn)是在10.O～13.OMPa壓力下，采用銅基催化劑，串聯(lián)在合成氨工藝中，用合成原料氣中的CO、C02、H2合成甲醇。與高壓法和低壓法相比較，聯(lián)醇法生產(chǎn)必須同時滿足合成氨和甲醇合成的要求，由于生產(chǎn)工藝是先合成甲醇，所以經(jīng)甲醇合成后的原料氣組成必須滿足合成氨的要求。 10、二甲醚分子式為C2H6O，結構簡式為CH-O-CH3，二甲醚在常溫下為無色并有 輕微醚香的氣體，能溶于水和醇、乙醚、丙酮、氯仿等有機溶劑。無毒、無腐蝕性，在空 氣中不會形成過氧化物，燃燒時火焰略帶光亮，燃燒熱(氣

13、態(tài))為1455 KJ／mol。二甲醚含有甲基和甲氧基基團．在一定條件下，可發(fā)生化學反應，利用這些性質，可制取一系列高附加值的精細化工產(chǎn)品。 ? 四、論述 1、合成甲醇的主要化學反應是CO和H2在多相銅基催化劑上的反應，反應如下： CO+2H2；CH30H(g)? -90. 8kJ／mol ? 反應氣體中含有C02時，還發(fā)生下面的反應： CO2+3H2CO+H20(g)? -49. 5kJ／mol ? 反應過程除生成物甲醇外，還生成少量的烴、醇、醛、醚和酯等化合物。主要副反應如下。 (1)烴類主要有C1～C3烷烴，通式如下： ?nCO+(2n+1)H2CnH2n

14、+2+nH2O (2)醇類主要有c1～c4伯醇，通式如下： ?CH3OH+nCO+2nH2CnH2n+1CH20H十nH20 (3)醛 ??CO+H2HCHO (4)醚類 2C0+4H2CH30CH3+H20 2CH30HCH3OCH3+H20 (5)酸類 CH3OH+nCO+2(n一1)H2CnH2n+lCOOH+(n -1)H2O (6)酯類和碳元素c產(chǎn)物有甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和碳等。 2、二甲醚制備方法有甲醇液相脫水法(硫酸法)、甲醇氣相轉化法和煤基合成氣一步法等。 1）甲醇液相脫水法生產(chǎn)二甲醚 該方法采

15、用硫酸作脫水劑反應在液相中進行。兩分子甲醇在濃硫酸作用下脫去一分子 水生成一分子二甲醚，反應如下： CH30H+H2S04CH3HSO4+H20， CH3HS04+CH3OH?CH3OCH3+H2SO4 2）甲醇氣相轉化法(也稱二步法) 甲醇脫水生成二甲醚的反應式為： 2CH3OHCH30CH3+H20 ? 氣相甲醇脫水法是從傳統(tǒng)的濃硫酸甲醇脫水法基礎上發(fā)展起來的，其基本原理是將甲醇蒸汽通過固體酸催化劑，發(fā)生非均相催化反應脫水生成二甲醚。 3）煤基合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚 總反應式可以簡寫為： 3CO+3H2CH30CH3+C02 -245．1 kJ／

16、mol 用合成氣(CO+H2)直接合成二甲醚技術又稱煤基合成氣一步法技術。是將合成甲醇和甲醇脫水兩個反應組合在一個反應器內完成，煤基合成氣生成甲醇后很快脫水生成二甲醚和水，水又進一步與CO進行水煤氣變換反應，推動平衡不斷向甲醇和二甲醚方向移動 3、醋酸裂解法也叫乙烯酮法。該方法分兩階段進行：首先是氣相醋酸在三乙基磷酸鹽作用下，進行催化裂解(脫水)反應生成乙烯酮，該反應為吸熱反應；反應接近平衡轉化率后(醋酸轉化率達80％～90％左右)，將分離的氣體乙烯酮與醋酸反應轉化為醋酐，在生成乙烯酮反應達到平衡轉化率時注人氨，注人氨是為了破壞催化劑活性，使系統(tǒng)平衡不再改變，此時乙烯酮的選擇性能超過9

17、0％。反應過程首先是醋酸生成乙烯酮： CH3COOHCH2=c=O+H20+146 7kJ／kmol 然后是分離的氣體乙烯酮與醋酸反應生成醋酐： CH2=C=0+CH3COOH(CH3CO)20 該步反應選擇性接近100％。 4、甲基叔丁基醚(MTBE)是發(fā)動機汽油的高辛烷值添加劑。含10％MTBE的汽油能使燃料消耗下降7％，生產(chǎn)成本降低20％左右。與烴基鉛添加劑不同，甲基叔丁基醚不會引起空氣污染，且無毒性，與汽油的互溶性好，辛烷值高，并可通過甲醇與來源豐富的異丁烯或異戊烯合成。因此，甲基叔丁基醚在無鉛汽油配方中被廣泛使用。 ? 1）、膨脹床反應工藝 ? 膨脹床反應工藝中催化劑保持運動狀態(tài)，反應熱均勻地釋放，催化劑顆粒不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，有利于傳質、傳熱。 ? 2）、催化蒸餾反應工藝 為了提高異丁烯轉化率至99 5％，可采用反應-分離-再反應-再分離的工藝流程，但這樣流程太長，投資大，能耗也高。 ? 3）混相床催化蒸餾組合工藝 專心---專注---專業(yè)