《典型化工工艺》专题四 裂解气处理（举一反三考点练） -课后自测（卷2）

山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练 专题四 -裂解气预处理-课后自测 知识点一 1. 简述裂解气压缩的主要目的及工业上采用多段压缩的原因。 2. 裂解气在深冷分离前需进行哪些预处理？并说明各预处理的作用。 3. 为什么裂解气中的乙炔必须脱除？列举两种工业脱炔方法。 4.裂解气压缩后，通过______控制温度不超过100℃，并在段间用______分离水分和重组分。 5. 深冷分离中，乙烯和丙烯的分离主要利用两者______的差异，其中乙烯的沸点为______℃，丙烯为______℃。 知识点二 1.简述裂解气中酸性气体（H₂S、CO₂）的危害及工业脱除方法。 2. 为什么裂解气在深冷分离前必须进行脱水？ 3. 工业上裂解气脱水为什么选用3A分子筛，而不是硅胶或活性氧化铝？ 硅胶和活性氧化铝的孔径较大，会吸附部分烃类，降低烯烃收率。 4.在碱洗塔中，碱液浓度通常采用________方式，从下到上依次为1%~3%、5%~7%、10%~15%。 5.裂解气脱水常用的吸附剂是________，其再生方式是用加热的________作为载气脱附水分。 知识点三 1. 某乙烯装置采用前加氢工艺，但运行中发现乙烯损失较大，且催化剂寿命较短，试分析可能的原因并提出改进措施。 2. 某装置采用丙酮吸收法脱炔，但运行中发现乙炔脱除效率下降，且溶剂损耗增加，试分析原因并提出解决方案。 3. 某工厂采用后加氢工艺，但加氢后的裂解气中仍残留少量乙炔（＞5ppm），试从工艺操作角度分析可能原因及调整方法。 4.在加氢脱炔工艺中，前加氢是指加氢过程在______前进行，利用裂解气中自含的______；后加氢则需要外加______，并在加氢后设置______以分离带入的甲烷等杂质。 5.C₃馏分加氢采用______加氢法，通过______移出反应热。其一段反应器操作压力通常为______MPa，二段反应器压力为______MPa。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练 专题四 -裂解气预处理-课后自测 知识点一 1. 简述裂解气压缩的主要目的及工业上采用多段压缩的原因。 【答案】主要目的：提高裂解气压力，使各组分的沸点升高，从而降低后续深冷分离的能耗和设备要求。 多段压缩原因：控制每段出口温度≤100℃，防止二烯烃聚合结焦；段间设置冷却器可分离水分和重组分；降低压缩功耗，提高能效。 2. 裂解气在深冷分离前需进行哪些预处理？并说明各预处理的作用。 【答案】脱酸性气体（如H₂S、CO₂）：防止腐蚀设备和催化剂中毒；脱水干燥：避免低温下结冰堵塞管道；脱除重组分（如C₅+烃类）：减少深冷分离负荷；脱炔烃（如乙炔）：提高产品纯度，避免聚合反应。 3. 为什么裂解气中的乙炔必须脱除？列举两种工业脱炔方法。 【答案】脱除原因：乙炔易引发聚合反应，影响产品质量，且存在爆炸风险。 脱炔方法：选择性加氢：在催化剂作用下将乙炔转化为乙烯； 溶剂吸收法：使用DMF等溶剂选择性吸收乙炔。 4.裂解气压缩后，通过______控制温度不超过100℃，并在段间用______分离水分和重组分。 【答案】多段压缩、冷却器 【解析】多段压缩可逐级控温，避免单次压缩温升过高；段间冷却器通过降温冷凝去除水分和重质烃。 5. 深冷分离中，乙烯和丙烯的分离主要利用两者______的差异，其中乙烯的沸点为______℃，丙烯为______℃。 【答案】沸点、-103.7、-47.7 【解析】深冷分离基于各组分的沸点差异；乙烯沸点更低，优先从塔顶分离。 知识点二 1.简述裂解气中酸性气体（H₂S、CO₂）的危害及工业脱除方法。 【答案】危害：H₂S会腐蚀设备，使分子筛和加氢催化剂中毒。CO₂在深冷条件下会形成干冰，堵塞管道和设备。 脱除方法：碱洗法（NaOH溶液）：化学吸收H₂S和CO₂，适用于低含量酸性气体。 胺法（如乙醇胺）：适用于高含量酸性气体，可再生循环使用。 2. 为什么裂解气在深冷分离前必须进行脱水？ 【答案】在低温（-100℃以下）操作时，水会结冰或与轻烃（如甲烷、乙烯）形成固体水合物，堵塞设备和管道。水分还会影响分子筛等吸附剂的性能，降低分离效率。 3. 工业上裂解气脱水为什么选用3A分子筛，而不是硅胶或活性氧化铝？ 【答案】3A分子筛的孔径（0.3nm）仅允许水分子（0.28nm）进入，而不会吸附乙烯、丙烯等较大烃类分子，避免产品损失。 硅胶和活性氧化铝的孔径较大，会吸附部分烃类，降低烯烃收率。 4.在碱洗塔中，碱液浓度通常采用________方式，从下到上依次为1%~3%、5%~7%、10%~15%。 【答案】 分段递增 【解析】 分段递增的碱液浓度可逐步提高吸收效率，避免高浓度碱液直接接触裂解气导致副反应（如烯烃聚合）。 5.裂解气脱水常用的吸附剂是________，其再生方式是用加热的________作为载气脱附水分。 【答案】 3A分子筛、氮气（或甲烷/氢尾气） 【解析】3A分子筛具有选择性吸附水的特性。 再生时需用加热的惰性气体（如N₂）或工艺尾气（甲烷/氢气）吹扫，脱除吸附的水分。 知识点三 1. 某乙烯装置采用前加氢工艺，但运行中发现乙烯损失较大，且催化剂寿命较短，试分析可能的原因并提出改进措施。 【答案】可能原因：裂解气中乙炔含量较高，导致加氢选择性变差，副反应增多，乙烯被过度加氢为乙烷；氢气分压过高（H₂/C₂H₂摩尔比过大），加剧乙烯加氢副反应；催化剂床层温度控制不当（过高），导致绿油生成增多，覆盖催化剂活性位点；原料中重组分（如丁二烯）未完全分离，毒化催化剂。 改进措施：优化进料组成：在裂解气进入加氢反应器前，先通过脱丙烷塔或脱丁烷塔去除部分重组分；调整H₂/C₂H₂比例：控制在2.0~3.0之间，避免氢气过量；优化反应温度：采用多段温控，避免局部过热（如一段80~100℃，二段100~120℃）；改用后加氢工艺：若乙炔含量持续较高，可考虑切换至后加氢，提高选择性。 2. 某装置采用丙酮吸收法脱炔，但运行中发现乙炔脱除效率下降，且溶剂损耗增加，试分析原因并提出解决方案。 【答案】可能原因：吸收塔操作温度偏高：丙酮对乙炔的溶解度随温度升高而降低，导致吸收效率下降；系统压力不足：吸收塔压力降低，乙炔在溶剂中的溶解量减少；溶剂再生不彻底：丙酮中积累过多重组分（如聚合物），降低吸收能力；溶剂夹带损失：气液分离效果差，丙酮被裂解气带走。 解决方案：降低吸收温度：控制吸收塔温度在-10~10℃（需加强制冷系统）；提高操作压力：维持吸收塔压力≥1.5MPa（需检查压缩机性能）；优化溶剂再生：增加闪蒸塔温度或更换部分新鲜丙酮；改进气液分离：在吸收塔顶部增设高效除沫器或增加溶剂回收装置。 3. 某工厂采用后加氢工艺，但加氢后的裂解气中仍残留少量乙炔（＞5ppm），试从工艺操作角度分析可能原因及调整方法。 【答案】可能原因：氢气加入量不足：H₂/C₂H₂摩尔比低于1.5，导致乙炔未完全反应；催化剂活性下降：因长期运行或硫中毒，催化剂部分失活；反应温度偏低：温度＜80℃，加氢反应速率不足；原料气分布不均：反应器内存在沟流，部分乙炔未接触催化剂。 调整方法：提高氢气流量：确保H₂/C₂H₂摩尔比≥2.0（需在线分析仪监控）；催化剂再生或更换：用热氮气吹扫再生，或切换备用反应器；提高反应温度：逐步升温至100~120℃（避免超温导致绿油增多）；检查反应器分布器：停车检修时确认气体分布是否均匀，必要时更换分布板。 4.在加氢脱炔工艺中，前加氢是指加氢过程在______前进行，利用裂解气中自含的______；后加氢则需要外加______，并在加氢后设置______以分离带入的甲烷等杂质。 【答案】脱甲烷塔，氢气，氢气，第二脱甲烷塔 【解析】前加氢利用裂解气中原有氢气在脱甲烷前进行加氢；后加氢需额外供氢，并通过第二脱甲烷塔保证产品纯度。 5.C₃馏分加氢采用______加氢法，通过______移出反应热。其一段反应器操作压力通常为______MPa，二段反应器压力为______MPa。 【答案】液相，产物汽化，1.1-1.7，2.6-2.65 【解析】C₃馏分加氢采用液相法，利用产物汽化带走热量。压力设置上二段高于一段以确保反应完全。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$