《有機(jī)合成工藝學(xué)》

1、有機(jī)合成工藝學(xué)課程綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1、苯酚和丙酮均為重要的基本有機(jī)原料，中異丙苯制過氧化異丙苯是生產(chǎn)苯酚、丙酮過程中的 重要一步，催化劑為硫酸，原料為苯、丙烯和空氣，需要的主要過程依次為烷基化、氧化、濃縮、 分解、中和、水洗、分餾系統(tǒng)對回收的異丙苯需要通過堿洗，濃縮后的過氧化異丙苯濃度為80% 左右。2、甲醇作為化工原料，主要用于制備甲醛、對苯二甲酸二甲酯、鹵甲烷、炸藥、醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥 及其他有機(jī)化工產(chǎn)品，隨著天然氣和石油資源日趨緊張，甲醇的應(yīng)用方面開發(fā)了許多領(lǐng)域，甲醇合 成的原料氣為合成氣，合成甲醇的催化劑有兩大類，它們分別是：鋅-鉻系催化劑和銅-鋅（或鋁） 催化劑。合成甲醇的產(chǎn)物中

2、除目的產(chǎn)物外，還含有：二甲醚、異丁醇、甲烷等副產(chǎn)物，由此可見， 在合成甲醇的過程中，核心問題是如何提高甲醇反應(yīng)的 選擇性和提高甲醇的 收率。早期的高壓 工藝存在很多缺陷已經(jīng)逐漸被低壓法所代替，低壓法的動力消耗較低，僅為早期的60%左右。20世 紀(jì)80年代來合成甲醇的技術(shù)取得了三個新成果。3、 苯乙烯的制取方法書中介紹的有 五種，目前生產(chǎn)的主要方法是 乙苯脫氫法。其原料 的來源，在工業(yè)上主要是乙苯 和乙烯，其次是從煉油廠的重整汽油、烯烴廠的裂解汽油以及煉焦 廠的煤焦油中分離出來的苯。4、 當(dāng)代環(huán)境十大問題是：大氣 污染、臭氧層破壞、全球變暖、海洋 污染、淡水資源緊張和 污染、生物多樣性一減少、環(huán)

3、境公害、有毒化學(xué)品和危險廢物、土地退化和沙漠化、森林銳減。5、綠色化學(xué)的原則有12條，它們是：防止一廢物產(chǎn)生；合理地設(shè)計化學(xué)反應(yīng)和過程，盡可能 提高反應(yīng)的原子 經(jīng)濟(jì)性：盡可能少使用、不生成對人類 健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì);設(shè)計_高 功效低毒害的化學(xué)品；盡可能不使用溶劑和助劑，必須使用時則采用業(yè)全的溶劑和助劑；采 用低能耗的合成路線：采用可再生的物質(zhì)為原料：盡可能避免不必要的衍生反應(yīng)：采用 性質(zhì)優(yōu)良的催化劑；（10）設(shè)計可降解為無害物質(zhì)的化學(xué)品；（11）開發(fā)在線分析檢測和控制有毒有害 物質(zhì)的方法；（12）采用性能安全的化學(xué)物質(zhì)以盡可能減少化學(xué)事故的發(fā)生。6、甲醇低壓羰基合成醋酸在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越

4、性很大，其特點(diǎn)為：原料可以用M、天然氣和重_質(zhì) 油，不受原油供應(yīng)和價格波動影響；反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性高，過程能量效率_高；所采用的催化 系統(tǒng)穩(wěn)定，用量 少，壽命長；對必須的反應(yīng)系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)合為一體，工程和 控制 都很巧妙， 結(jié)構(gòu)緊湊；已經(jīng)解決了設(shè)備的腐蝕問題，找到了耐腐蝕的 材料；生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物很 少，三廢 排放也_少；操作安全可靠；但是催化劑娑的資源有限，新找到的設(shè)備材料價格較高。7、絕熱式乙苯脫氫工藝流程中，原料為乙苯和水蒸氣，反應(yīng)器入口溫度需要610660C，它 是一個吸熱反應(yīng)，熱量靠過熱蒸汽帶入，因此，催化劑床層分_三段，段間補(bǔ)充過熱水蒸汽，全部 蒸汽與乙苯的摩爾比為14。反應(yīng)產(chǎn)物

5、經(jīng)冷凝器冷卻后，氣液分離，不凝氣中含有大量的 H2 和少量CO、CO2，可作燃料使用。冷凝液經(jīng)精餾后分離出苯、甲苯、乙苯和焦油，最后產(chǎn)物 是苯乙烯。8、丁二烯主要用來生產(chǎn)合成橡膠，也用于合成塑料和 樹脂。生產(chǎn)丁二烯最經(jīng)濟(jì)和最主要的方 法是從烴類熱裂解的副產(chǎn)混合C4餾分得到，它的量比較大，約占乙烯產(chǎn)量的30%迎%，工業(yè)上通 常采用特殊（萃?。┚s分離得到：還有就是由正丁烷和正丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯，該反應(yīng)需 要采用高活性和選擇性好的催化劑，由于表面結(jié)焦比較嚴(yán)重，為保持催化劑活性，需要頻繁再生， 工業(yè)上一般用2堂臺反應(yīng)器切換輪流使用來解決該問題;有光明前景的是烴類的氧化脫氫工藝， 已經(jīng)成為制造丁二

6、烯的重要方法，但是其_氧化深度的控制是關(guān)鍵問題，控制不好，就會產(chǎn)生“飛 溫”和翌炸。目前，隨著清潔燃料的需求量的增加，從裂解汽油中得到純度較高的異丁烷和異丁 烯來生產(chǎn)烷基化汽油和MTBE（甲基叔丁基醚），這樣就可從它得到的純度較高的正丁烯中，再進(jìn) 行氧化脫氫生成丁二烯，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。9、氧化反應(yīng)具有反應(yīng)放熱大：反應(yīng)不可逆；氧化途徑復(fù)雜多樣和過程易燃易爆的四大 特征。10、氯乙烯是1853年由法國人首先在實(shí)驗室制成的，最早的方法是乙炔法，但由于基建投資費(fèi)用 較高，被后來的聯(lián)合法取代，由于副產(chǎn)氯化氫，不僅浪費(fèi)了資源，而且污染環(huán)境，目前全世界已 經(jīng)有93%以上的氯乙烯是采用 平衡氧氯化法生產(chǎn)

7、，該法包含以下五個單元，即：直接氯化、氧 氯化、二氯乙烷凈化和 分解 以及 氯乙烯 精制。二、選擇題1、催化脫氫可以生成高分子材料的重要單體，產(chǎn)量最大、用途最廣的兩個最重要的產(chǎn)品是苯乙烯和（A ）。A：T二烯；B：聚乙烯；C：T烯；D：丙烯。2、甲醇作為化工原料的用途越來越廣，它既可以直接合成汽油，也可以作為無鉛汽油的優(yōu)質(zhì)添加劑， 它的原料為合成氣，世界上（B ）的甲醇原料來源于天然氣。A： 85%； B： 80%； C： 70%； D： 90%。3、烴類氧化反應(yīng)過程中氧化劑在空氣、純氧、過氧化氫和其它過氧化物上選擇，最普遍的是（B ）。A：空氣；B：空氣和純氧；C：純氧；D：過氧化氫。4、工

8、業(yè)上乙烯氧化生成乙醛使用的催化劑應(yīng)該具有良好的選擇性，為了避免爆炸，循環(huán)氣體中乙烯的 含量應(yīng)該控制在65%左右，氧含量控制在（C ）左右。A： 10%； B： 20%； C： 8%； D： 13%。5、羰基合成的原料為烯烴和合成氣（一定配比的一氧化碳和氫氣），產(chǎn)品為：比烯烴（B ）原子的醛。A：相同；B：多一個；C：少一個；D：以上答案都不對。6、催化加氫通常指有機(jī)化合物中一個或幾個不飽和的官能團(tuán)在催化劑的作用下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)； 催化脫氫是在催化劑作用下，烴類脫氫生成兩種或兩種以上的新物質(zhì)，利用它們可以合成氨、（C）、 丁二烯、苯乙烯等非常重要的基本有機(jī)化工產(chǎn)品。A：乙醇；B：甲醚；C：甲

9、醇；D：乙醚。7、加氫催化劑種類很多，其活性組分主要是第W族和第伽族的過渡元素，催化劑的類型有金屬催化劑， 骨架催化劑，金屬（C ）催化劑，金屬硫化物催化劑和金屬配位催化劑五種。A：氮化合；B：絡(luò)合物；C：氧化物；D：硫化物。8、烴類氧化可以分為完全氧化和部分（選擇性）氧化兩大類型，全球生產(chǎn)的化學(xué)品中，有（A ）與后 者有關(guān)。A：50%；B：60%；C：70%；D：80%。9、工業(yè)上生產(chǎn)醋酸的方法有：（C ）氧化法、丁烷或輕油氧化法和甲醇羰基化法三種。A：乙烷；B：乙烯；C：乙醛；D：乙炔。10、當(dāng)代環(huán)境十大問題是：大氣污染、臭氧層破壞、（A ）、海洋污染、淡水資源緊張和污染、生物多 樣性減少

10、、環(huán)境公害、有毒化學(xué)品和危險廢物、土地退化和沙漠化、森林銳減。A：全球變暖；B：二氯乙烯；C：二氯乙烷；D：氯丙烯。11、氯化過程的主要產(chǎn)物是氯代烴，其中（A ）是規(guī)模和產(chǎn)量最大的氯代烴。A：氯乙烯；B：二氯乙烯；C：二氯乙烷；D：氯丙烯。12、羰基合成在精細(xì)化工中的應(yīng)用很廣，主要在（A ）方面。A：香料；B：化妝品；C：農(nóng)藥；D：醫(yī)藥。13、甲醇低壓羰基合成醋酸在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性很大，其特點(diǎn)為：原料可以用煤、天然氣和重質(zhì)油， 不受（A ）供應(yīng)和價格波動影響；A：原油；B：輕油；C：柴油；D：潤滑油。14、合成甲醇的產(chǎn)物中除目的產(chǎn)物外，還含有：二甲醚、異丁醇、甲烷等副產(chǎn)物。合成甲醇工藝早期

11、為高壓法，因為它存在很多缺點(diǎn)，被后來發(fā)展的低壓法所取代，它的動力消耗為早期的（B ）左右。A：50%；B：60%；C：70%；D：80%。15、（B ）年發(fā)現(xiàn)乙苯通過赤熱瓷管時能生成苯乙烯。A： 1860； B： 1867； C： 1900； D： 1913。三、判斷題1、 綠色化學(xué)包括原料綠色化和產(chǎn)品綠色化。X2、絕熱式乙苯脫氫工藝流程的所有設(shè)備中，反應(yīng)器是核心。V3、丁二烯的用途很廣，獲得的渠道很多，目前最經(jīng)濟(jì)和最主要的方法是由正丁烷和正丁烯脫氫生產(chǎn)。X4、自氧化反應(yīng)過程的影響因素包括溶劑的影響、雜質(zhì)的影響以及溫度與氧氣分壓的影響。X5、鄰二甲苯氧化制苯酐采用的原料是空氣和鄰二甲苯，生產(chǎn)過

12、程中最重要的避免爆炸，它的爆炸下 限為每標(biāo)準(zhǔn)立方米空氣中含44g鄰二甲苯，這樣一來，鄰二甲苯的濃度就成了關(guān)鍵問題，剛工業(yè)化 時，進(jìn)料中鄰二甲苯只有40g，被稱為40g工藝。V6、絕熱式乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的產(chǎn)物混合物，成分比較復(fù)雜，得到產(chǎn)品苯乙烯一般需要五個精餾塔。X7、合成甲醇反應(yīng)是多個反應(yīng)同時進(jìn)行的，副反應(yīng)主要生成甲醚、異丁醇和甲烷等。X8、乙苯脫氫工藝進(jìn)行了脫氫反應(yīng)器和脫氫工藝條件兩方面的改進(jìn)。X9、從烴類熱裂解的副產(chǎn)C4餾分中得到丁二烯是目前丁二烯的最經(jīng)濟(jì)和主要的方法。V10、正丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯的工藝流程可以分為反應(yīng)和丁二烯分離和精制二部分。X11、制甲醇的原料多樣，但目前世界上8

13、0%以上用天然氣作合成甲醇的原料。X12、丙烯氨氧化制丙烯月青主要有四種方法。X13、正丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯的工藝流程由原料預(yù)處理、反應(yīng)和丁二烯分離和精制組成。X14、從烴類熱裂解的副產(chǎn)C4餾分中可以得到丁二烯，C4餾分產(chǎn)量約為乙烯產(chǎn)量的30%50%。V15、對苯二甲酸二乙酯可以表示為PBT。X16、合成甲醇的技術(shù)20世紀(jì)80年代來主要取得了二個新成果。X17、苯乙烯是高分子合成材料的一種重要單體，由于市場需求旺盛，苯乙烯生產(chǎn)在高速發(fā)展，目前生 產(chǎn)的主要方法為乙苯脫氫法，它的主要原料為乙苯。X18、制造丁二烯有光明前景的是烴類的氧化脫氫工藝，但是其氧化深度的控制是關(guān)鍵問題，會產(chǎn)生“飛 溫”和

14、爆炸。目前，隨著清潔燃料的需求量的增加，從裂解汽油中得到純度較高的異丁烷和異丁烯來 生產(chǎn)烷基化汽油和MTBE，由此可以得到純度較高的正丁烷，再氧化脫氫生成丁二烯，實(shí)現(xiàn)了資源的綜 合利用。X19、催化氧化技術(shù)進(jìn)展主要在新反應(yīng)的開發(fā)；催化劑的改進(jìn)不對稱催化氧化三方面。V20、異丙苯法氧化生產(chǎn)苯酚和丙酮的中間產(chǎn)物為過氧化異丙苯。V四、流程題（一）用異丙苯自氧化制過氧化異丙苯是生產(chǎn)苯酚、丙酮過程中的重要一步，請你畫出異丙苯法生產(chǎn)苯酚、丙酮的原則流程圖。要求：1、流程中包括：烷基化、氧化、濃縮、堿洗、分解、中和、水洗和精餾分離這些過程，并指出每個過程所起的作用；2、濃縮液中過氧化異丙苯濃度為多少;3、催

15、化劑是什么？參考答案：解：1、原則流程圖為如下：各設(shè)備所起的作用為：烷基化反應(yīng)器：原料苯和乙烯在最佳反應(yīng)條件下發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成異丙苯;氧化反應(yīng)器：異丙苯繼續(xù)空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成過氧化異丙苯；濃縮器：將生成的過氧化異丙苯液進(jìn)行濃縮，分離出未反應(yīng)的異丙苯；堿洗：將回收的異丙苯用堿洗滌；分解：將濃縮的過氧化異丙苯進(jìn)行分解，得到粗產(chǎn)品；中和：將少量硫酸中和掉；水洗：脫除堿液；精餾：得到產(chǎn)品苯酚和丙酮。2、濃縮液中過氧化異丙苯濃度光0%左右。3、催化劑是硫酸。（二）根據(jù)所給流程圖，結(jié)合課堂學(xué)習(xí)，請你將BASF法鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐的工藝流程進(jìn)行敘述，并 畫出主要設(shè)備的原則流程圖，指出各設(shè)備所起的作用。

16、BASF法鄰二甲苯生產(chǎn)苯醉流程示意圖1-空氣,壓增機(jī)：2-反應(yīng)器，3轉(zhuǎn)接冷躍器；4一水洗塔；5-煙囪,6-朝苯醉trHh 7- Hi分解器；8-第一精誨塔：9-第二精情塔（二）參考答案: 答：流程為：空氣經(jīng)過凈化、壓縮和預(yù)熱后與氣化的鄰二甲苯混合進(jìn)入反應(yīng)器，鄰二甲苯氧化為苯 酐，得到粗苯酐。反應(yīng)是放熱的，用熔鹽循環(huán)移出，副產(chǎn)蒸汽。粗苯酐需要精制處理，尤其是對鄰甲苯甲醛、苯甲酸、苯猷，由于他們的存在，會影響苯酐的色度、 酸度、熱穩(wěn)定性、凝固點(diǎn)等，必須加以除去。由于他們的沸點(diǎn)與產(chǎn)品苯酐差別不大，很難用精餾將 其分離，工藝流程采用預(yù)分解器，通過加熱來處理，接下去就用第一、二精餾塔得到產(chǎn)品純苯酐。BA

17、SF法鄰二甲苯生產(chǎn)苯酢流程示意圖1-空氣壓爆機(jī)，2反唆器：3-轉(zhuǎn)換冷凝器；4-水冼塔；5-煙囪，6-7-頊分解器：8第 精漏塔：9-第二精演塔原則流程圖中必須包括如下設(shè)備：空氣壓縮機(jī)、反應(yīng)器、轉(zhuǎn)換冷凝器、粗苯酐儲槽、預(yù)分解器、第一精餾塔和第二精餾塔。各設(shè)備作用為：壓縮機(jī)：將空氣壓倒所需要的壓力，進(jìn)入反應(yīng)器；反應(yīng)器：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，得到粗苯酐的反應(yīng)混合物；轉(zhuǎn)換冷凝器：用冷油將反應(yīng)混合物進(jìn)行降溫，凝液進(jìn)粗苯酐儲槽；粗苯酐儲槽：存放粗苯酐溶液；預(yù)分解器：除去雜質(zhì)；第一精餾塔：將比苯酐輕的組分全部從塔頂脫除；第一精餾塔：得到產(chǎn)品純苯酐。（三）平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯是目前世界上生產(chǎn)氯乙烯公認(rèn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)較合

18、理的方法，請你畫出 平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的工藝原則流程圖，氯乙烯用VC表示，二氯乙烷用EDC表示，并指明各設(shè) 備所起的作用。答：原料：乙烯、氯氣、空氣（或氧）產(chǎn)品：氯乙烯、氯化氫、輕組分、水；單元：直接氯化、氧氯化、二氯乙烷提純、二氯乙烷裂解、氯乙烯提純；各單元作用：直接氯化：乙烯與氯氣發(fā)生氯化反應(yīng)；氧氯化反應(yīng)：乙烯與空氣或氧、副產(chǎn)品氯化氫發(fā)生氧氯化反應(yīng);二氯乙烷提純：除去二氯乙烷中的雜質(zhì)；二氯乙烷裂解：得到產(chǎn)品氯乙烯的粗液；氯乙烯提純：得到產(chǎn)品氯乙烯。（四）苯酚和丙酮均為重要的基本有機(jī)原料，請你畫出異丙苯法生產(chǎn)苯酚、丙酮的原則流程圖。要求：1、畫出烷基化、氧化、濃縮、堿洗、分解、中和、水洗

19、和精餾分離組成的原則流程圖。2、濃縮液中含過氧化異丙苯為多少。解：1、原料：苯、丙烯和空氣；產(chǎn)品：丙酮、苯酚和副產(chǎn)物，設(shè)備：烷基化、氧化、濃縮、堿洗、分解、中和、水洗和精餾；作用：烷基化反應(yīng)器：發(fā)生烷基化反應(yīng)；氧化反應(yīng)器：發(fā)生氧化反應(yīng)；濃縮器：得到過氧化異丙苯為80%左右的濃縮液；堿洗：將回收的異丙苯用堿洗滌；分解：將過氧化異丙苯進(jìn)行分解，得到粗產(chǎn)品;中和：將少量硫酸中和掉；水洗：脫除堿液；精餾：得到產(chǎn)品苯酚和丙酮。2、濃縮液中過氧化異丙苯濃度光0%左右。有機(jī)合成工藝學(xué)課程綜合復(fù)習(xí)資料參考答案一、填空題1、參考答案：過氧化異丙苯、丙酮、硫酸、苯、丙烯、空氣、烷基化、氧化、濃縮、分解、中和、水洗

20、、分餾系統(tǒng)、堿洗、80%。2、參考答案：合成氣、鉻、銅、二甲醚、選擇性、收率60、三。3、參考答案：五、乙苯、乙苯、苯。4、參考答案：大氣、破壞、暖、污染、緊張、減少、危險、森林。5、參考答案：廢物、經(jīng)濟(jì)性、健康、高、安全、低、再生、催化劑、降解、安全、化學(xué)事故。6、參考答案：煤、重、高、少、精餾、控制、材料、少、少、銠。7、參考答案：乙苯、水蒸氣、三、14、苯、甲苯、乙苯、焦油、苯乙烯。28、參考答案：合成、樹脂、50,特殊（萃取、氧化脫氫、3、氧化、氧化、爆炸，MTBE（甲基叔丁基醚）、綜合。9、參考答案：大，復(fù)雜。10、參考答案：乙炔、聯(lián)合、平衡氧氯化、直接、氧、二氯乙烷、分解、氯乙烯。

21、二、選擇題1、參考答案：A。2、參考答案：B。3、參考答案：B。4、參考答案：C。5、參考答案：B。6、參考答案：C。7、參考答案：C。8、參考答案：A。9、參考答案：C。10、參考答案：A。11、參考答案：A。12、參考答案：A。13、參考答案：A。14、參考答案：B。15、參考答案：B。三、判斷題1、參考答案：X,還包括過程綠色化。2、參考答案：。3、參考答案：X,應(yīng)該最最經(jīng)濟(jì)和最主要的方法是從烴類熱裂解制低級烯烴的副產(chǎn)餾分中得到。4、參考答案：X,還有氧化劑用量和空速的影響。5、參考答案：。6、參考答案：X,四個就可以了。7、參考答案：X,不是甲醚，而是二甲醚。8、參考答案：X,還有新型

22、催化劑的研制。9、參考答案：。10、參考答案：X,還有未轉(zhuǎn)化的正丁烯回收部分。11、參考答案：乂，將80%改成60%12、參考答案：X,將四改成五。13、參考答案：X,原料預(yù)處理不需要。14、參考答案：。15、參考答案：將PBT改成PET。16、參考答案：X,將兩改成三。17、參考答案：X,將乙苯該成苯和乙烯。18、參考答案：X,將正丁烷改成正丁烯。19、參考答案：。20、參考答案：。四、流程題（一）參考答案：解：1、原則流程圖為如下：副產(chǎn)物.聯(lián)產(chǎn)物丙狷 ST濃縮液，含過氧化異丙苯 80%左右收異丙苯異丙苯各設(shè)備所起的作用為：烷基化反應(yīng)器：原料苯和乙烯在最佳反應(yīng)條件下發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成異丙苯

23、；氧化反應(yīng)器：異丙苯繼續(xù)空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成過氧化異丙苯；濃縮器：將生成的過氧化異丙苯液進(jìn)行濃縮，分離出未反應(yīng)的異丙苯；堿洗：將回收的異丙苯用堿洗滌；分解：將濃縮的過氧化異丙苯進(jìn)行分解，得到粗產(chǎn)品；中和：將少量硫酸中和掉；水洗：脫除堿液；精餾：得到產(chǎn)品苯酚和丙酮。2、濃縮液中過氧化異丙苯濃度光0%左右。3、催化劑是硫酸。（二）參考答案：答：流程為：空氣經(jīng)過凈化、壓縮和預(yù)熱后與氣化的鄰二甲苯混合進(jìn)入反應(yīng)器，鄰二甲苯氧化為苯 酐，得到粗苯酐。反應(yīng)是放熱的，用熔鹽循環(huán)移出，副產(chǎn)蒸汽。粗苯酐需要精制處理，尤其是對鄰甲苯甲醛、苯甲酸、苯猷，由于他們的存在，會影響苯酐的色度、 酸度、熱穩(wěn)定性、凝固點(diǎn)等，必須加以除去。由于他們的沸點(diǎn)與產(chǎn)品苯酐差別不大，很難用精餾將 其分離，工藝流程采用預(yù)分解器