化工工艺习题（含答案）

正丁烯在铁酸盐尖晶石催化剂上氧化脱氢，制取丁二烯，一般采用绝热式反应器，所需要控制的变量有：

(1)氧与正丁烯的用量比；氧的过量为一般理论量的50℅；

(2)水蒸气与正丁烯的用量比；已采用达到最高选择性的最小用量比； (3)反应器的入口温度；适宜的温度为327℃～547℃

(4)反应器的入口压力；降低反应入口压力可提高选择性和收率； (5)正丁烯空速；600/h或更多；

(6)原料纯度；原料中的异丁烯的含量要严格要求。

68．丁烯催化氧化脱氢制丁二烯的过程有什么特点？工艺流程主要分哪几个部分？ 丁烯催化氧化脱氢制丁二烯过程的特点： (1)强放热反应，必须及时移去反应热； (2)产物沸点低，在酸存在下容易自聚；

(3)副产物类型多，其中不饱和的含氧化合物在一定压力、温度条件下，容易自聚，而且，在酸的存在下，加速了自聚的速度。副产物大部分溶于水，因此可用水作溶剂，使丁烯及丁二烯与副产物分离。

正丁烯氧化脱氢，生成丁二烯的工艺流程，主要分三部分： 反应部分；

丁二烯的分离和精制； 没有转化的正丁烯的回收。

69．丁二烯在贮存过程中，应注意哪些问题？

丁二烯不仅能与空气形成爆炸性混合物（爆炸极限2～11.5%(体积)），而且能与空气中氧气形成具有爆炸性的过氧化物，过氧化物的的生成，增加了贮藏和蒸馏过程中的危险性，并能促进丁二烯的聚合。为了防止过氧化物的生成，在精馏和贮藏过程中，应避免与空气接触。

70．氧化脱氢法与催化脱氢法相比，有什么优点？ 氧化脱氢法与催化脱氢法相比，氧化脱氢法的优点为： 氧化脱氢法的原料单耗最小； 正丁烯单程转化率高； 丁二烯选择性高； 丁二烯单程收率高； 水蒸气单耗最低；

在技术经济指标方面的优越性更为显著。

71. 催化氧化过程有哪些共同特点？

强放热反应;反应不可逆; 过程易燃易爆; 氧化途径复杂多样

72. 氧化反应在工程实际中应用比较广泛，它具有哪四大特征？ 强放热反应 反应不可逆 过程易燃易爆

氧化途径复杂多样

72. 均相催化氧化主要分哪两种类型，并解释之。 催化自氧化反应和络合催化氧化反应。

73. 影响氧化反应的因素有哪些？ 1.杂质的影响

2.温度和氧气分压的影响 3.氧化气空速的影响 4.溶剂的影响 5.转化率的控制和返混

74. 醋酸生产工艺路线有哪些？

76. 何谓Warber法？

乙烯均相络合催化氧化制乙醛的新工艺，称瓦克(wacker)法。该方法是以PdCl2-CuCl2-HCl的水溶液为催化剂，具有很高选择性

77. 叙述乙烯氧化制乙醛反应机理(写出三个基本反应方程式即可)，反应用的催化剂是什么？P210页钯盐

78. 乙烯均相氧化制乙醛一段法的工艺流程有什么改进措施？P218页

79．乙烯均相络合催化氧化制乙醛的主化学反应是什么，简要说明反应过程经历哪几个？ PdCl2-CuCl2-HCl C2H4(气)+ 0.5O2(气)—————>CH3CHO(液) (1)氧化部分： (2)粗乙醛精制部分 (3)催化剂溶液再生部分

79. 液相均相催化氧化的优缺点是什么？ 优 点

1. 反应条件缓和，有较高的选择性

2. 反应热的除去比较方便，有些氧化可用反应物或溶剂的蒸发以移走反应热 3. 反应温度易控，温度分布均匀 4. 反应设备结构简单，生产能力高

缺 点 : 设备腐蚀性大;废水量大;催化剂回收问题

80.什么叫羰化反应？羰化反应分哪两大类？什么叫OXO反应（羰基合成反应，氢甲酰化反应）？

随着一碳化学的发展，由一氧化碳参与的反应类型逐渐增多，现在将在过渡金属络合物（主要是羰基络合物）催化剂的存在下，有机化合物分子中引入羰基（>CO）的反应，都归入羰化反应的范畴，统称为羰化反应。其中主要有两大类： 1.不饱和化合物的羰化反应 2.甲醇的羰化反应

由于羰化合成反应的结果是在不饱和化合物双键两端碳原子上，分别加上了一个氢原子和一个甲酰基, 所以又称为氢甲酰化反应（OXO反应，或称为羰基合成反应） 81.为什么甲醇甲醇羰化反应是发展一碳化学的一个很重要的方面？

应用甲醇羰化反应，可以合成许多重要的有机化工产品。甲醇可以由煤或者天然气为原料制得。所以以上这些反应，是以煤或者天然气为原料，发展一碳化学产品的一个很重要的方面。

82.写出丙烯氢甲酰化反应的主要反应方程式和两个平行副反应的反应方程式。 主反应: CH3CH=CH2 + H2 + CO ---> CH3CH2CH2CHO

副反应:

CH3CH=CH2 + H2 ---> CH3CH2CH3

83.对丙烯的氢甲酰化反应，工业上常采用哪两种催化剂？各有什么优缺点？

工业上采用的有：羰基钴和羰基铑催化剂 羰基钴催化剂

羰基钴催化剂的主要优点:羰基钴催化剂的成本低；

羰基钴催化剂的主要缺点:热稳定性差，在操作中容易分解析出钴，而失去活性。因此在操作中必须要增加一氧化碳的分压。 膦羰基铑催化剂

这种催化剂的主要优点是选择性好，产品主要是醛，副反应少、醛醛缩合和醇醛缩合等连串副反应很少发生，或者根本不发生，活性也比羰基氢钴高102～104倍，正/异醛比率也高。

84.影响烯烃氢甲酰化反应的因素主要有哪几个？它们对反应的影响各有什么规律？

影响烯烃氢甲酰化反应的因素主要有三个： (1) 温度；(2)CO分压、H2分压和总压；(3)溶剂 1.温度的影响

温度升高，反应速度加快，但正/异醛的比率降低，重组份和醇的生成量增加 2. CO分压、H2分压和总压的影响

增加CO分压，会使反应速度减慢，但CO分压太低，对反应也不利。 3.溶剂的影响 溶剂的主要作用是： (1)溶解催化剂；

(2)当原料是气态烃时，使用溶剂能使反应在液相中进行，对气-液间传质有利； (3)作为稀释剂可以带走反应热

85.写出以丙烯为原料，用氢甲酰化法生产辛醇的三个反应过程和反应方程式；生产丁醇的两个反应过程和反应方程式。

? 1.在金属羰基络合物催化剂存在下，丙烯氢甲酰化法合成丁醛： ? CH3CH=CH2 + CO + H2 --> CH3CH2CH2CHO

? 其中主要包括氢甲酰化反应、催化剂的分离和醛的精制３个过程。 2.丁醛在碱催化剂存在下，缩合为辛烯醛