Question

煤制油是一項新興的、科技含量較高的煤化工技術，發展煤制油對我國而言具有重大意義。下列是煤通過間接液化技術制汽油和丙烯的主要工藝流程圖。

已知甲醇制烴的反應原理為：

（1）為了提高原料利用率，上述工藝中應控制合成氣中V(CO)：V(H₂)＝                。

（2）由二甲醚在催化劑作用下轉化為丙烯的化學方程式為：                        。

（3）每生產1t甲醇約耗煤1.5t，每生產1 t汽油約需耗2.4t甲醇，2015年我國煤制油將達到1000萬噸，則2015年當年需消耗原煤約         萬噸。

（4）采用MTG法生產的汽油中，均四甲苯（1,2,4,5-四甲基苯）質量分數約占4 %～7%，均四甲苯的結構簡式為：                              。

（5）采用DMTO技術，若獲得乙烯和丙烯及丁烯3種烴，生成丁烯的選擇性（轉化丁烯的甲醇的物質的量與甲醇總物質的量之比）為20%，其余生成乙烯和丙烯，設丙烯的選擇性為x，今有403.2L(標準狀況)合成氣，且完全轉化為甲醇，甲醇轉化為烯烴的總轉化率亦為100%，請作出丙烯的物質的量隨x變化的曲線。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）1∶2（1分） （2）3CH₃OCH₃2CH₃－CH=CH₂ + 3H₂O（2分）

（3）3600（4分）（4）（3分）（5）（4分）

【解析】

試題分析：（1）根據甲醇的化學式CH₄O可知，為了提高原料利用率，上述工藝中應控制合成氣中V(CO)：V(H₂)＝1:2。

（2）根據原子守恒可知，二甲醚在催化劑作用下轉化為丙烯的通式必然還有水生成，所以化學方程式為3CH₃OCH₃2CH₃－CH=CH₂ + 3H₂O。

（3）根據題意可知：

汽油  ～   甲醇  ～  煤

1t          2.4t       2.4t×1.5

1000萬t                 3600萬t

（4）根據苯的同系物命名原則可知，均四甲苯的結構簡式為。

（5）合成氣的物質的量是403.2L÷22.4L/mol＝18mol，則可以生成甲醇6mol，生成二甲醚是3mol。其中轉化為丁烯的選擇性未20%，則轉化為丙烯的選擇性最多是80%，所以根據方程式可知最多生成丙烯是，所以圖像是（見答案）。

考點：考查工業生產煤制油的有關判斷、方程式的書寫、計算以及圖像繪制

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，難易適中，側重對學生基礎知識的鞏固與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，同時也注重對學生答題能力的培養和方法指導，有利于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力。