CH2=CH2＋PdCl2 ＋ H2O CH3CHO＋ Pd0 ＋ 2HCl Pd0的氧化反应：

Pd0 ＋ 2CuCl2 PdCl2 ＋ 2CuCl

氯化亚铜的氧化：

12CuCl ＋ O2 ＋ 2HCl 2CuCl2 ＋ H2O

2（3） 反应热是如何移出的？

在反应器中，由于反应放热，使催化剂溶液处于沸腾状态，反应热是通过乙醛和水的沸腾蒸发移走的。

（4） 反应器的进料组成是多少？

反应器的进料组成为：乙烯：65%，氧：17%，惰性气体：18%。 （5） 写出反应所用的催化剂及催化剂溶液的组成。

催化剂为：PtC2-CuCl2-HCl-H2O，催化剂的组成一般为：Pd含量：0.25～0.45g/L，总铜含量：65/70g/L，Cu2＋/总铜约0.6，pH：0.8~1.2。 （6） 写出催化剂再生的方法和再生的化学反应。

在反应过程中会有草酸生成，草酸与铜离子结合生成草酸铜沉淀，这样使铜离子浓度下降，从而造成催化活性下降，因此在流程中，设置了草酸铜分解器，将催化剂加热，使催化剂中的草酸铜沉淀分解，从而实现了催化剂的再生，分解反应如下：

CuCl2 + CuC2O4 2CuCl + CO2

（7） 反应温度和压力各是多少？

反应温度为：120℃，反应压力：400～450kPa。

（8） 自吸收塔顶部出来的气体，大约含有65%的乙烯和8%的氧，此外还含有惰性气体氮以及副产的氯甲烷、氯乙烷、二氧化碳等。如果这些气体全部循环，就会导致惰性组分的积累，为此需要将部分尾气排空。

2. 轻柴油热裂解制乙烯的流程 回答问题：

（1）说明管式裂解炉辐射段的作用。

（2）说明Lummus SRT-Ⅲ型管式裂解炉对流段包括哪些预热器？烟道气出口温度是多少？炉子的热效率是多少？。 （3）Lummus SRT-Ⅲ型裂解炉管的材质是什么？该炉管管壁耐温温度是多少？。 （4）急冷换热器有什么作用？

（5）油急冷器和油洗塔有什么作用？ （6）水洗塔有什么作用？

（7）工艺用稀释水蒸气是如何产生的？该系统有何优点？ （8）管式裂解炉和急冷换热器在何种情况下需要清焦？ 答：

（1） 管式裂解炉辐射段里装有裂解炉管和烧嘴，作用是通过烧嘴内喷出的燃料

燃烧供热，使裂解炉管内的轻柴油裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃。 （2） Lummus SRT-Ⅲ型管式裂解炉对流段包括锅炉给水预热器、原料油预热

器、工艺水蒸气预热器、蒸汽过热器和原料蒸汽混合气预热器。 （3） Lummus SRT-Ⅲ型裂解炉管的材质HP-40（Cr25Ni35），该炉管管壁耐温

温度为1100~1150℃。

（4） 急冷换热器的作用是通过裂解气与高压热水经列管换热器间接换热，在极

短的时间内（0.01~0.1s）将裂解气由约800℃下降至550~600℃，并副产8.7~12MPa的高压水蒸气。

（5） 从急冷换热器出来的裂解气在油急冷器中用急冷油喷淋降温，并与裂解气

一起进入油洗塔塔顶用裂解汽油喷淋冷却，使裂解气中除氢气、气态烃、水蒸气和裂解汽油以外的馏分冷凝下来。 （6） 从油洗塔出来的裂解产物进入水洗塔，在塔的顶部和中段用急冷水喷淋使

裂解气冷却并使其中一部分稀释水蒸气和裂解汽油冷凝下来。 （7） 从油洗塔冷凝并分离出来的水，其中相当于稀释水蒸气的水量用稀释水泵

经过滤器送入气提塔，将工艺水中的轻烃汽提回水洗塔，保证塔釜水中含油量少于100ppm。此工艺水用泵送入稀释水蒸气发生器汽包，再分别由中压水蒸气加热器和急冷油加热器加热汽化产生稀释水蒸气，经气液分离后再送入汽化炉。这种稀释水蒸气循环使用系统，既节约了新鲜的锅炉给水又减少了污水的排放量，减轻了对环境的污染。

（8） 当管式裂解炉在出现下列情况之一时应停止进料，进行清焦：

① 裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计规定值； ② 裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值。

当急冷换热器出现下列情况之一时应对急冷换热器进行清焦： ① 急冷换热器出口温度超过设计值； ② 急冷换热器进出口压差超过设计值。 3. 氢氮气合成氨的Kellogg流程 回答问题：

（1） 设置甲烷化气-新鲜气换热器2和水冷器3的目的是什么？ （2） 氢氮气的压缩采用何种类型的压缩机？ （3） 高压氨分离器的温度是多少？

（4） 什么是弛放气？什么是放空气？为什么要放空？放空气在放空前为什么

要设置放空气氨冷器和放空气分离器？ （5） 设置开工炉的目的是什么？ （6） 合成塔中通入冷激气的作用。 答：

（1） 在氢氮气合成压缩机的段间设置甲烷化气-新鲜气换热器2和水冷器3的

目的在于，氢氮气合成压缩机的进口压力为2.7MPa，而压缩机的出口压力达到15MPa，如果采用一段压缩，其压缩比过大，而导致压缩功耗过大，在采用多级（段）压缩时，当被压缩的气体冷却后，气体的体积会因温度的下降而下降，而压缩功耗与气体的体积正相关，故而达到节省压缩功的目的。

（2） 氢氮气的压缩采用离心式压缩机。 （3） 高压氨分离器的温度为-23℃。

（4） 所谓弛放气是指在高压氨分离器分离液氨时，压力较高，液氨对氢氮气和

其他惰性气体的溶解度较大，当液氨由高压氨分离器经减压进入低压氨分离器时，由于压力降低，上述气体在其中的溶解度下降而逸出，这一部分逸出的气体称为弛放气。所谓放空气是指，在氢氮气合成氨的过程中，氢氮气的一次转化率由于受到化学平衡的影响而较低，大量未反应的氢氮气需要经压缩后循环返回合成塔继续反应，循环的过程中，由于含有甲烷和氩等惰性气体，如果不放空，必将造成惰性气体的积累，因此在未反应的

氢氮气循环时，为避免惰性气体的积累，必须将一部分循环氢氮气放空，称为放空气。由于在Kellogg的流程中，放空的位置选在合成塔的出口，在此位置的氨含量最高，因此，设置了氨冷器和氨分离器，将放空气中的氨回收回来，防止氨的损失。

（5） 在流程中设置开工炉的目的是，开工之前的氨合成催化剂处于氧化态，需

要还原，将Fe3O4用氢气还原为α-Fe，再还原的过程中，需要用开工炉将还原的氢气加热到所需的还原温度，此外，还原完毕后，需要将氢氮气经开工炉加热到所需温度后，进入反应器的催化床层，待反应正常后，再关闭开工炉。

（6） 氢氮气合成氨的反应是放热反应，在Kellogg流程中，氨合成塔采用绝热

式反应器，为了控制反应温度，防止床层飞温而烧坏催化剂需要将冷的氢氮气通入反应器的各反应段间，使从反应床层的气体降温冷却，从而达到控制反应温度的目的。 4. 低压法合成甲醇流程 回答问题：

（1）反应温度是多少？ （2）反应压力是多少？ （3）合成塔空速是多少？ （4）反应器是何种类型？

（5）写出甲醇合成的主、副反应。

（6）什么是放空气？什么是弛放气？为什么防空？

（7）为什么在精馏塔顶3~5块塔板处采出产品甲醇而不再塔顶采出？ （8）为什么在脱轻组分塔加入1%~2%的NaOH溶液？ 答：

（1） 反应温度（1分）：230~270℃。 （2） 反应压力：5~10MPa。 （3） 合成塔空速：10000h-1。 （4） 反应器为冷激式绝热床反应器。 （5）主反应：

CO?2H2?CH3OH CO2?3H2?CH3OH?H2O 副反应（4分）：

2CO?4H2?(CH3)2O?H2O CO?3H2?CH4?H2O 4CO?8H2?C4H9OH?3H2O CO2?H2?CO?H2O

此外还可能生成少量的乙醇和微量的醛、酮、酯等副产物，也可能形成少量

的Fe(CO)5。

（6）所谓放空气是指分离器上部排出的气体大部分返回压缩机的循环段，另一少部分排出系统，排出系统的气体称为放空气（）2分。所谓弛放气是指从分离器底部排出的粗甲醇经减压进入闪蒸罐，由于分离器的压力较高，一部分气体会溶于粗甲醇中，当粗甲醇进入闪蒸罐中，由于压力降低，溶解度下降，溶于其中的气体会闪蒸出来，此部分气体称为弛放气（2分）。由于进入压缩机的合成气中含有少量杂质，而甲醇合成反应的转化率比较低，反应后分离出来的气体需要循环，如果循环气体全部循环会导致其中杂质的积累，因此需要放空（2分）。 （7）由于在脱轻组分塔的塔釜组分中还含有少量的轻组分，这些轻组分在进入精馏塔中进行分离时，会全部进入精馏塔塔顶，因此在精馏塔的塔顶，甲醇的含量不是最高，而在距塔顶3~5块板处，甲醇的含量达到最高值，因此，在此处采出产品甲醇。（3分）

（8）粗甲醇溶液呈酸性，为了防止腐蚀设备和管线，并导致甲醇含铁超标，因此需要加入少量的NaOH溶液来中和甲醇溶液的酸度，使其达到Ph=7~9，用柱塞泵连续打入脱轻组分塔的提馏段。（3分） 5. 丙烯氨氧化制取丙烯腈流程 回答问题：

（1） 丙烯氨氧化反应器采用何种反应器？如何移走反应热？反应器中的旋风

分离器有何作用？

（2） 反应的原料配比是多少？ （3） 反应的接触时间是多少？ （4） 反应的丙烯转化率是多少？ （5） 反应的丙烯腈的选择性是多少？

（6） 为什么在要求在换热器6的出口的温度大于250℃？

（7） 急冷塔有何作用？，说明急冷塔的结构和急冷塔各段的作用。 答： （1） 丙烯氨氧化反应器采用流化床反应器，通过向流化床反应器中的U型管

通加压热水，使水沸腾，副产高压蒸汽的办法移热。反应器中的旋风分离器起到回收催化剂的作用。

（2） 反应的原料配比：C3=：NH3：空气 = 1：1：10.2 （3） 反应的接触时间：6秒。 （4） 反应的丙烯转化率是94%。 （5） 反应的丙烯腈的选择性是75%。

（6） 在换热器6的出口温度必须大于250℃，当因为温度低于 250℃时，丙

烯腈、氰化氢和丙烯醛发生自聚反应，同时氨、二氧化碳与水反应产生碳酸氢铵结晶，从而堵塞设备和管道，因此，为了避免上述反应的发生，在换热器6的出口温度必须大于250℃。 （7） 急冷塔的作用是用稀硫酸中和反应出口物料中少量未反应的氨和冷却反

应物料。

急冷塔分为三段，下段为空塔，设有稀酸喷淋装置，用稀硫酸把夹带的催化剂、高沸物和聚合物洗涤下来并中和大部分的氨，气体在此被冷至84℃。中段，设置填料，气体从下段进入中段后，再次与稀酸接触，将剩余的氨及催化剂粉末、高沸物等脱除干净，并冷至80℃。上段，设置筛板，用水洗去气流中