1 化工生产过程一般可概括为哪几个步骤？ 上烃类均不易吸附。裂解气分离靠的是深冷精馏，需要气液分5-1什么是合成气？有哪些原料可生产合成气？合成气的生产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，不压缩，产生不了液相，就分离不了。为了节约能量，气方法有哪些？近年来出现哪些生产合成气的新方法？它们与离与精制三个步骤。 体压缩采用多级压缩。 原有生产方法相比有什么优点？
2 化工过程的主要效率指标有？ 20脱甲烷塔的任务是什么?它在裂解分气离流程中占有怎样的答：H2与CO的混合气，比值随原料和生产方法不同，其H2化工过程的主要效率指标有：生产能力和生产强度；化学反应地位? ／CO(摩尔比)由0.5到3。
的效率—合成效率；转化率、选择性和收率（产率）；平衡转脱甲烷塔的任务是：将裂解气中C1，H2及其它懒性气体与C2 原料：多种多样（煤、天然气、石油馏分、废料、垃圾） 化率和平衡产率。 以上组分进行分离。 （1） 以煤为原料的生产方法有间歇式和连续式两种操作方式。 3 转化率、选择性、收率的基本溉念是什么?它们之间有什么它在裂解分气离流程中占有必不可少，对乙烯的纯度及收率影（2）以天然气为原料的生产方法主要有转化法和部分氧化法。 关系? 响最大的地位。（3）以重油或渣油为原料的生产方法主要采用部分氧化法。 转化率(X)：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起21采用催化加氢法脱除裂解气中炔烃的工艺流程有前加氢和生产合成气的新方法：近年来，部分氧化法的工艺因其热效率始量的分率或百分率。选择性(S)：体系中转化成目的产物的某后加氢两种，试解释何谓前加氢，何谓后加氢，并比较这工艺较高。H2/CO比值易于调节，故逐渐收到重视和应用，但需要反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。（表达流程的优缺点。 有廉价的氧源，才能有满意的经济性。最近开展了二氧化碳转主、副反应进行程度的大小反映原料的利用是否合理） 采用催化加氢法脱除裂解气中炔烃的工艺流程有前加氢和后加化法的研究，有些公司和研究者已进行了中间规模和工业化的收率（Y）：从产物角度来描述反应过程的效率。 氢两种，（1）前加氢：在裂解气中氢气未分离出来之前，利用扩大试验。
关系：根据转化率、选择性和收率的定义可知，相对于同一反裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢，以脱除其中炔烃。优点：5-5天然气-水蒸汽转化法制合成气过程有哪些步骤？为什么应物而言，三者有以下关系：Y＝SX。对于无副反应的体系，流程简化，节省投资。缺点：操作稳定性差。（2）后加氢：指天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些脱硫方法较好？ S＝1，故收率在数值上等于转化率，转化率越高则收率越高；裂解气分离出C2馏分和C3馏分后，再分别对C2和C3馏分答：基本步骤有：原料气脱硫、脱硫后的原料气与水蒸气在一有副反应的体系，S
4 重要的有机化工基础原料有？ 裂解汽油的加氢这两道工序，试说明应用这两道工序的目的。 即极少量的硫化物就会使催化剂中毒，使活性明显降低，时间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利用裂解汽油来生产芳烃时，首先要经过裂解汽油预处理及裂不长就完全失活，所以必须先脱硫才能进行转化。
分子中具有双键，化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共解汽油的加氢这两道工序，裂解汽油预处理目的：分馏除去C5采用钴钼加氢转化-氧化锌组合法较好。原因是：钴钼加氢脱硫聚或自聚等反应，生成一系列重要的产物。 馏分、部分C9芳烃与C9以上馏分；得到 C6-C8馏分。裂解剂先将原料中的有机硫化物氢解，转化成易于脱除的硫化氢，5 烃类热裂解其反应历程分为哪三个阶段？ 汽油的加氢目的：除去双烯烃、单烯烃和氧、氮、硫等有机化硫化氢再与氧化锌发生反应生成稳定的硫化锌固体，由于硫化烃类热裂解其反应历程分为：链引发、链增长、链终止三个阶合物。（一段加氢是将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以锌难离解，净化气中总硫含量（体积分数）可降低至0.1?106段。 及烯基芳烃转化为芳烃；二段加氢主要使单烯烃饱和并脱除硫、以下，符合要求。
6 烃类热裂解一次反应的现律性有哪些？ 氧、氮等有机化合物） 5-7.为什么说一段转化管属于变温反应器？为什么天然气-烃类热裂解一次反应的现律性有：烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃23 简述苯、甲苯和各种二甲苯单体的主要生产过程，并说明水蒸气转化要用变温反应器？
的反应规律。 各自的特点。
7 烃类热裂解的二次反应都包含哪些反应类型? 简述苯、甲苯和各种二甲苯单体的主要生产过程，并说明各自5-10一氧化碳变换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度包含：烯烃的再裂解、聚合、环化、缩合、生炭、加氢和脱氢的特点。苯、甲苯和各种二甲苯单体可以从由煤焦油、石油芳的因素有哪些？如何影响？为什么该反应存在最佳反应温反应类型。 烃（主要来源于石脑油重整生成油及烃裂解生产乙烯副产的裂度？最佳反应温度与哪些参数有关？
8 裂解原料性质的参数有哪四种？ 解汽油）中经过精制、芳烃抽提、精馏及通过吸附、结晶等过答：CO变换反应CO＋H2OCO2＋H2影响平衡因素有温度、水碳族组成---PONA值；氢含量；特性因数；芳烃指数四种。 程分离提炼而得。除此之外，还可以通过以下各工艺来补充生比、原料气中CO2含量等。影响速度因素有压力（加压可以提9 什么叫停留时间?停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何产。1）苯单体的其他主要生产过程脱烷基化：甲苯脱甲基制苯。高反应物分压，在3.0MPa以下，反应速率与压力的平方根成正影响? 甲苯的歧化反应:通过甲苯歧化反应可使用途较少并有过剩的比，压力再高，影响就不明显了）、温度（CO的变换反应为可停留时间：裂解原料经过辐射盘管的时间。 甲苯转化为苯和二甲苯两种重要的芳烃原料。2）各种二甲苯单逆放热反应，所以存在最佳反应温度）、水蒸气（水蒸气的用量停留时间与裂解温度对裂解产物分布影响：①高温裂解有利于体的其他主要生产过程。甲苯的歧化反应。通过甲苯歧化反应决定了H2O/CO比值，在水碳比低于4时，提高水碳比，可使反一次反应的进行。短停留时间可抑制二次反应的进行。同时可可使用途较少并有过剩的甲苯转化为苯和二甲苯两种重要的芳应速率增长较快，但水碳比大于4后，反应速率的增长不明显，减少结焦。②高温—短停留时间操作可以抑制芳烃的生成，减烃原料。C8芳烃的异构化：C8芳烃的异构化是以不含或少含故一般选用H2O/CO比为4左右）。因该反应为可逆放热反应，少汽油收率。③使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4对二甲苯的C8芳烃为原料，通过催化剂的作用，转化成浓度所以存在最佳反应温度Top，Top与气体原始组成、转化率及催中的双烯烃/单烯烃的比增大，工业上利用此效应，适应市场需接近平衡浓度的C8芳烃，从而达到增产对二甲苯的目的。 化剂有关
要。 24 芳烃转化的必要性与意义是什么？ 5-12一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？10 烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中，加入水蒸气的作用是什芳烃转化的必要性与意义是：芳香烃中需求量最大的是对二甲使用中注意哪些事项？
么？ 苯、邻二甲苯及乙苯。而粗苯、乙烯裂解汽油的芳烃中主要含答：一氧化碳变换催化剂有三大类，①铁铬系变换催化剂，反烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中，加入水蒸气的作用是：1.易量为苯；重整芳烃中对二甲苯及邻二甲苯含量也不高。因此将应前还原成Fe3O4才有活性，适用温度为300～530℃，为中温
分离；2.热容量大，使系统有较大的热惯性；3.抑制硫对镍铬合苯、甲苯、间二甲苯转化为对二甲苯、邻二甲苯及乙苯很有必或高温变换催化剂；②铜基变换催化剂，反应前要还原成具有金炉管的腐蚀；4.脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用。 要。2）主要的芳烃转化反应：a.异构化反应：间二甲苯转化为活性的小铜晶粒，适用温度为180～260℃，为低温变换催化剂；11 烃类蒸汽热裂解过程中，为什么要采取高温短停留时间、对二甲苯及邻二甲苯。b.歧化反应：甲苯歧化为二甲苯。c.烷基③钴钼系耐硫催化剂，反应前将钴、钼氧化物转变为硫化物才低烃分压的操作条件？ 化反应：苯与乙烯通过烷基化转化为乙苯。 有活性，适用温度为160～500℃，为宽温变换催化剂。 裂解过程的工艺参数选择：高温短停留时间，低烃分压。原因 5-14在合成气制造过程中，为什么要有脱碳（CO2）步骤？通常
如下：1）高裂解温度。裂解反应为一级不可逆强吸热反应；提5.SRT管式裂解炉的盘管结构从I型到VI型经历了哪些变有哪些脱碳方法，各适用于什么场合？
化？这些结构的变化对裂解反应具体有哪些影响？ 高裂解温度，有利于乙烯产率的增加。裂解温度的提高受到a)答：在将气、液、固原料经转化或气化制造合成气过程中会生
二次反应的产物分布及目的产品收率的限制；b)受到.裂解炉管双辐射立管实现高温短停留时间；分叉变径管实现低压降和低成一定量的CO2，尤其当有一氧化碳变换过程时，生成更多的
烃分压；耐高温材质以及增加管排实现高热强度并提高产量；CO2，因此需要脱除CO2。通常脱碳方法有化学吸收法（本菲尔的结焦影响及清焦周期的限制；c.受到裂解炉管材质要求的限
制。2）低停留时间。停留时间越短，可以抑制二次反应的进行，多分叉变径管、带内翅片缩短停留时间延长清焦期。 法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法）、物理吸收对提高乙烯产率有利。3）低烃分压。乙烯裂解反应为体积增大 法（低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法）、物的化学反应。降低压力有利乙烯的生成。乙烯裂解反应为气相3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的理-化学吸收法、变压吸附法。
反应。裂解反应为一级反应；缩合/聚合反应为二级反应，压力裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷5-15工业上气体脱硫有哪些方法，各适用于哪些场合？ 提高，反应物浓度增加，反应速度加快。但对缩合/聚合反应增烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。造成裂解过程结焦生碳的主答：脱硫方法有干法和湿法。
加的幅度更大。所以应采取低的反应压力。4）稀释剂。稀释剂要反应是哪些？ 干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸
由表3-3各种键能比较的数据可看出：①同碳数的烷烃C-H收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。 作用是降低烃分压，防止裂解炉管内壁的结焦。同时可以.稳定答：
裂解温度，.脱除结焦。缺点是需要的急冷速度、急冷剂用量大；.键能大于C-C键能，断链比脱氢容易；②烷烃的相对稳定性随干法脱硫适用于低含硫气体的精脱硫；湿法脱硫剂为液体，一
异构烷烃般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。 处理能力下降；.所需炉管管径、管长增大，所需的热负荷增加。 碳链的增长而降低;③异构烷烃的键能小于正构烷烃，
更容易发生脱氢或断链。 12 管式裂解炉辐射盘管的清焦方法（原理）是什么？
管式裂解炉辐射盘管的清焦方法（原理）是：（1）停炉清焦：由表3-4数值，可看出：①烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应
断链反应的标准自由焓有较大的负值，切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空气和比断链反应吸热值更高；
水蒸气烧焦。（2）在线清焦：交替裂解法和水蒸气、氢气清焦是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小
法。切换物料。其它方法：加入助剂，起到抑制作用。原理：的负值，是可逆过程，受化学平衡的限制；②乙烷不发生断链
利用空气或空气中的氧与焦垢反应气化而达到清焦的目的。 反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不
发生变化。 13 裂解气分离装置主要由那几个系统所组成？
裂解气分离装置主要的系统有：净化系统；压缩和制冷系统；烷烃热裂解的规律：
烷烃热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应：RCH2-CH3↔CH＝精馏分离系统所组成。
CH2+H2②断链反应：RCH2-CH2-R′↔RCH＝CH2+R′H不同烷烃14 为什么要对缓解气进行急冷?急冷方式有哪几种?
可以从分子结构中键能数值的大小来判断。 急冷的目的：终止裂解反应，回收废热；急冷方式：直接急冷、脱氢和断链的难易，
a同碳数的烷烃，断链比脱氢容易； 间接急冷。
b烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低; 15 裂解气进行预分离的目的和任务是什么？
裂解气进行预分离的目的和任务任务：（1）经预分馏处理，尽c脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之，
可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，伯氢最难；
并降低裂解气压缩机的功耗。（2）裂解气经预分馏处理，尽可环烷烃裂解的规律：
能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的进料负荷。a侧链烷基比烃环易裂解，乙烯收率高。
（3）在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水b环烷烃脱氢比开环反应容易，生成芳烃可能性大。
的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排c长侧链的环烷烃断侧链时，首先在侧链的中央断裂，至烃环
放量。（4）在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热不带侧链为止；五元环比六元环较难开环。
d环烷烃裂解反应难易程度：侧链环烷烃＞烃环，脱氢＞开环。量。
16 裂解气中严格控制的杂质有哪些？这些质存在的害处？用原料中环烷烃含量增加，则乙烯收率下降，丙烯、丁二烯、芳
烃收率增加。 什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？
裂解气中严格控制的杂质有：H2S、CO
2、H2O、C2H
2、CO芳香烃热裂解的规律：
a芳烃的脱氢缩合反应，生成稠环芳烃甚至结焦； 等。
杂质存在的害处：①对裂解气分离装置而言，CO2会在低温下b烷基芳烃的侧链发生断裂或脱氢反应，生成苯、甲苯和二甲
结成干冰，造成深冷分离系统设备和管道堵塞。②H2S将造成苯；
加氢脱炔催化剂和甲烷化催化剂中毒。对于下游加工装置而言，c芳香烃不宜作为裂解原料，因为不能提高乙烯收率，反而易
当氢气、乙烯、丙烯产品中的酸性气体含量不合格时，可使下结焦缩短运转周期；
正构烷烃＞异构烷烃＞环烷烃(六元游加工装置的聚合过程或催化反应过程的催化剂中毒，也可能d各族烃的裂解难易程度：
严重影响产品质量。③水分带入低温分离系统会造成设备和管环＞五元环)＞芳烃。
道的堵塞，除水分在低温下结冰造成冻堵外，在加压和低温条造成裂解过程结焦生碳的主要反应：
①烯烃经过炔烃中间阶段而生碳 件下，水分尚可与烃类生成白色结晶的水合物。
除掉这些杂质的方法：碱洗法脱除酸性气体；乙醇胺法脱除酸②经过芳烃中间阶段而结焦萘
性气；H2S、CO2无机碱洗或醇胺湿法脱除；H2O：3A分子筛3-4提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最
大限度提高裂解温度？ 吸附脱除；C2H
2、CO催化加氢脱除。
答：裂解反应的技术关键之一是采用高温-短停留时间的工17 裂解气分离的流程方案有多种，但都有一个共同点是什么?
裂解气分离的流程方案有多种，但都有一个共同点是：先分离艺技术。提高裂解温度，必须提高炉管管壁温度，而此温度受
到炉管材质的限制。因此，研制新型的耐热合金钢是提高反应不同碳原子数的烃；再分离同碳原子数的烷烃和烯烃。
温度的技术关键。当炉管材质确定后，可采用缩短管长（实际18 裂解气深冷分离的三大代表流程中是什么？
裂解气深冷分离的三大代表流程中是：顺序流程；前脱乙烷流上是减少管程数）来实现短停留时间操作，才能最大限度提高
程；前脱丙烷流程。1）分离流程的共同点：a.裂解气的分离由裂解温度。或者改进辐射盘管的结构，采用单排分支变径管、
三个系统构成：气体净化系统，压缩与冷冻系统，精馏分离系混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐
统。b.都是先将不同碳原子数的烃分开，然后再采取先易后难射盘管，这些改进措施，采用了缩小管径以增加比表面积来提
的分离顺序分离同一碳原子的烃。c.最终出产品的乙烯塔与丙高传热面积，使壁温下降，提高了盘管的平均传热强度，由此
烯塔并联安排，并且排于最后。 2）流程的特点优缺点、适用达到高温-短停留时间的操作条件。
范围：1）顺序分离流程：工艺简单，适用于所有裂解原料。其3-5为了降低烃分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量
中的中、低压脱甲烷技术，流程复杂。2）前脱丙烷流程：适用确定的原则是什么？
于液体原料。流程简单、运行稳定、开车时间短。深冷部分采答：①裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离，
用分凝分离器前脱丙烷流程，能耗低，但流程中的热泵系统的不会增加裂解气的分离负荷和困难。②水蒸气热容量大，使系
统有较大热惯性，当操作供热不平衡时，可以起到稳定温度的优化不好，其采用的特殊设备分凝分离器价格昂贵。
19分子筛脱水干燥的原理是什么?为什么裂解气要进行压缩？作用，保护炉管防止过热。③抑制裂解原料所含硫对镍铬合金
炉管的腐蚀。④脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体的生为什么要采用多级压缩?
分子筛脱水干燥的原理：3A分子筛是极性吸附剂，对极性分子碳反应。
特别是水有极大的亲和性，易于吸附，而对H
2、CH4和C3以
