化工工艺学(本科)习题

1. 合成氨

1什么是间歇制气法？

2以煤为原料的半水煤气制备过程中，大多采用间歇法制气的原因是什么？如何才能使生产连续化？

答：半水煤气中（CO+H2）/N2为3.1 —3.2，由反应过程可以看出，以空气为气化剂时，可得含N2的吹风气，

以水蒸汽为气化剂时，可得含H2的吹风气。从气化系统的热平衡看，碳和空气反应是放热的，碳和水

蒸气反应是吸热的，如果外界不提供热源，而是通过前者的反应热为后者提供反应所需的热，并能维持

系统自热平衡的话，是不可能获得合格组成的半水煤气，反之，欲获得合格组成的半水煤气，该系统就

不能维持系统的自热平衡。为了解决供热和制备合格半水煤气这一矛盾，采用间歇制气法。采用富氧空

气（或纯氧）气化法和外热发能使生产连续化。

3间歇式制取半水煤气一个工作循环要分为几个阶段？各阶段的作用及时间分配的原则是什么？

答：①吹风阶段，煤气发生炉底部吹入空气，作用是提高燃料层的温度，吹风气放空②上吹制气阶段，水蒸气由炉底送入，经灰渣层预热，进入气化层进行气化。

4气态烃蒸汽转化为什么要采用两段法？是如何操作的？

5在天然气蒸汽转化系统中，水碳比从 3.5?4.0降至2.5，试分析一段炉可能出现的问题及其解决办法.

答：水碳比下降，一段转化炉出口气残余甲烷含量将不能达到所需要求的10%，解决方法是需要提高

出炉气体温度，但不要太高，需视转化压力的不同而有所区别，转化压力低，出口温度可稍低，转化压力高，出口温度宜稍高，相应可采用较大的空速。

6试分析烃类蒸汽转化过程中加压的原因和确定操作温度的依据。

答：1）①节约动力消耗②提高过量蒸汽的热回收价值③减小设备容积，降低投资费用。

2）一段转化炉出口温度是决定转化出口气相组成的主要因素，需视转化压力的不同而有所区别，转化压力低，出口温度可稍低，转化压力高，出口温度宜稍高。

3）二段转化炉的出口温度可按压力、水碳比和残余甲烷含量小于0.5 %的要求，以20—45 C的平衡温距来选定，压力变大，水碳比变小，出口温距则相应提高。反之，则相应降低。

7重油部分氧化法的实质是什么？

一段转化炉处理气量为1165kmol/h （干气），催化剂装填量为15.2m3,试计算：一段转化炉的原料气空速、碳空速、理论氢空速。

9对于放热可逆反应为什么存在一个最适宜操作温度？

答：对于一个可逆放热反应，温度对动力学和热力学的影响是互为矛盾。因此，对于一定催化剂和气相组成以及对应每一个转化率时，必定对应有一个最大的反应速度值与该值相对应的温度。

10变换反应如何实现尽量接近最适宜温度曲线操作？变换炉段间降温方式和可用的介质有哪些？

11采用甲烷化法的先决条件是什么？

答：由于甲烷化过程消耗氢气而生成无用的甲烷，因此仅适用于气体中CO、CO2含量低于0.5%的工

艺过程中。

13某小合成氨厂，每小时6840Nm3半水煤气，煤气中含硫化氢量为3g/ Nm3,现用氨水液相催化法脱硫，硫容取

0.2g/L,脱硫率90%,试计算该厂的脱硫溶液循环量。（已知硫的分子量为32）

14已知半水煤气中CO 30%,0 20.5%，变换气中CO 0.3%，试计算：

（1）变换炉需达到的变换率；

（2 ）半水煤气流量为11600 Nm3/h，需变换的CO负荷；

（3）离开变换系统的原料气量。

15试分析提高合成氨平衡氨含量的主要途径和氨合成过程最适宜温度的影响因素.

16某合成塔进气流量9XI05Nm3/h，已知进塔气中NH3含量4.0%，出塔气中NH3含量16.23%，合成塔催化剂装填量90m3。试计算：（1）空间速度（2）催化剂生产强度（3）合成塔产氨速率（4）氨净值。

17画出由天然气和煤炭为原料制半水煤气的流程方框图。

2. 化肥

1尿素的分子式和主要用途？

答：分子式为CO （NH2） 2 主要用途：肥料、工业原料、饲料

2尿素生产的方法有哪些？主要采用什么方法？

答：尿素工业化的生产方法：氰氨基钙（石灰氮）法、氨与二氧化碳直接合成法

3尿素合成反应机理是什么？控制步骤是什么？

答：反应式：2NH 3+CO 2=CO(NH 2)2+H2O+Q

机理第一步为液氨和CO2 反应生成液体氨基甲酸铵，称为甲铵生成反应

2NH 3+CO 2=NH 4COONH 2 强放热反应

第二步为甲铵脱水生成尿素，称为甲铵脱水反应NH4COONH 2=CO(NH 2)2+H2O 此反应为微吸热可逆反

应，反应速度缓慢，为控制步骤。

4 采用减压加热法或气提法分离未转化物的原理是什么？

5 尿液蒸发的原理是什么？

6 常见的尿素结晶或造粒方法有哪些？

7 硝铵结块的原因是什么，如何防止？

8 硝铵的生产方法有哪些？写出其反应式。

答：①中和法②转化法

中和法NH 3+HNO 3=NH 4NO3 气态转化法Ca( NO3)2+CO2+2NH 3+H2O=2NH 4NO 3 +CaCO3 液态转化法

Ca( NO3)2+(NH 4)CO3=2NH4NO3+CaCO3

9 中和法硝铵生产可分为哪几种方法？

10 什么是湿法磷酸？生产方法有哪几种？

11 什么是酸法磷肥？主要有哪些品种？

12 熟悉黄磷的生产流程及热法磷酸的主要生产方法。

13 复合肥料、复混肥料和掺混肥料有什么异同点？其养分含量如何表示？

14 复混肥料的成粒方法有哪几种？

15 写出钾石盐、光卤石的主要成分。

16 钾石盐制氯化钾主要有哪些方法？其原理是什么？

17 光卤石生产氯化钾的原理是什么？主要有几种方法？有何区别？

18 试述复分解法生产硫酸钾的基本原理。

19 试述明矾石生产硫酸钾的两种方法。

3. 硫酸和硝酸

1 硫铁矿焙烧速度及影响焙烧速度的因素有哪些？答：硫铁矿焙烧主要是矿石中的二硫化铁与空气中的氧反应，生成二氧化硫炉气。提高硫铁矿焙烧速度的途径在于提高焙烧温度，减少矿石粒度，增强气固两相间的相互运动和提高入炉空气中的氧含量等。

2 炉气中的有害杂质有哪些？如何除去？答：硫铁矿焙烧得到的炉气除含有二氧化硫外，还有三氧化硫、水分、三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢及矿尘等。矿尘采用沉降室或旋风分离器、电除尘器即液相洗涤法除去。砷和硒采用湿法净化工艺用水或稀硫酸洗涤炉气，酸雾通在电除雾器中完成。

3 在＂文－泡－文＂净化流程中，第一文丘里与第二文丘里的作用有何区别？泡沫塔的作用是什么？答：第一文丘里的作用：炉气在文丘里收缩管端以极高流速喷出时，在喉管引入的水被雾化成细小的滴沫，增加了与炉气的接触面积，从而达到冷却、除尘、洗涤之目的。

第二文丘里的作用是清除酸雾。泡沫塔的作用是使炉气进一步增湿，同时增大酸雾粒径。

4 二氧化硫炉气用什么作干燥剂？干燥的原理是什么？如何选择干燥工艺条件？

5 二氧化硫氧化的催化剂主要成分是什么？钒催化剂与常规催化剂相比，最大的不同表现在那里？

6 S02氧化成S03时，为什么会存在最佳温度？

7请绘出段间分别采取S02炉气冷激、间接冷却、空气冷激的S02催化氧化四段转化反应器流程示意

图及反应过程的t-x (温度-转化率)关系示意图。

8 发烟硫酸、不同形式的发烟硫酸浓度之间的换算；硫酸生产的流程方框图。为什么不能直接用水吸收S03生产硫酸。

9 S02的多段氧化氮一次吸收和多次吸收的区别及对应的T-x图；

10 二氧化硫氧化反应五氧化二钒催化剂在某温度范围内反应温度与反应速度常数的关系如图所示，其中，K20／V 205的比值及转化率为3>2>1，请解释实验结果和反常现象。

i. a

硝酸

1氨氧化反应的主反应式？氨氧化反应在没有催化剂的情况下最终产物是什么？为什么？答：

4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q 最终产物是氮气。因为反应的平衡常数最大。

2非铂催化反应与铂催化反应相比，优缺点如何？答：价格便宜，活性容易降低，不易点燃活化。

3影响氨一空气混合物爆炸极限的因素有那些？其影响如何？

答：当气体的压力、温度及含氧量增高，气体流向自下而上通过，容器散热速度减小时，爆炸极限变宽。反之，则不易发生爆炸。

4为什么NO氧化反应速度常数不符合阿累尼乌斯定律？

答：该反应不是基元反应，反应速度常数是表观反应速度常速Ka , Ka=Kk，它包括了平衡常数K和表

面反应速度常数k。由于是放热反应，K随温度的升高而减小，k随着温度的升高而增大，K值减小幅度超过k值增大的幅度。总结果表现出温度升高，Ka减小。

5简述常压法、加压法和综合法生产稀硝酸工艺流程，并对各法进行比较。

答：常压法：氨的氧化和氮氧化物的吸收均是常压下进行的。优点是压力低，氨的氧化率高，Pt损耗低，设备简单，吸收塔生产水平要求低。缺点是压力低成品酸浓度低，吸收不完全尾气需要进行处理，吸收容积大，占地多。

加压法：氨的氧化和氮氧化物的吸收均在加压下进行的。优点是吸收压力高，硝酸浓度高尾气氮氧化物

浓度低，吸收容积小，能量回收率高。缺点是加压氨的氧化率低，Pt损耗大。

综合法是指氨的氧化在常压下进行的，氮氧化物吸收在加压下进行，综合了前两种方法的优点。

6氮氧化物尾气处理有哪些方法？请比较这些方法的优缺点.

答：1)溶液吸收法。优点：方法简单易行，处理量大，适用于尾气中氮氧化物含量较高的常压法硝酸生产。缺点：难以将尾气中氮氧化物降到2*10-4以下。2)固体吸附法。优点：净化度高，当吸附剂

失效后，可用热空气或水蒸气将其再生。缺点：吸附量小，当尾气中NOx含量高时吸附剂需要量很大，

且吸附再生周期短。3)催化还原法。特点：脱除氮氧化物效率高，并且不存在湿法吸收伴生副产品及废液的处理问题。

7常压下氨氧化的操作温度通常为多少？若采取加压操作，温度如何调整？

答：常压下氨氧化温度取780 —840比较适宜，压力增高时，温度也相应的提高。

8写出水吸收N2O生产硝酸的反应方程式。3NO2+H2O=2HNO 3+NO+Q

9 NO氧化成NO2的反应速度方程式，实验证明可写成：

r (NO2)= kp2(NO)p(O2)

式中，k为反应速度常数。有趣的是，该反应速度常数与温度的关系异乎寻常，它是随着温度的上升而减小，不符合阿累尼乌斯定律。此种反常现象，曾吸引许多学者的关注和研究，而各自的理论解释也颇不相同。但人们认为前苏联学者古兹和马林的理论观点是比较合乎情理的。这个理论认为，NO氧

化除了在气相中进行外，更主要是在气液相界面和液相中进行的，其步骤有：

(1)在相界面上，NO以很快的速度迭合成(NO) 2

2NO== ( NO ) 2

(2)在气液相界面及液相中，(NO) 2与O2作用

NO ) 2+ O2= N2O4

(NO ) 2 + O2==2NO2

(3)当气液相界面积很大时，可能生成络合分子：

NO + O2==NO- O2

NO-O2+ NO==2NO 2

第（1）步反应很快，瞬间可达平衡，第（2）步反应为最慢，是决定总速度的控制步骤，试解释这种反常现象的原因；在这种情况下，活化能是大于0 还是小于0？解释其合理性。

4. 纯碱和烧碱

1 纯碱有哪些工业生产方法？其工艺过程有何异同？

答：氨碱法、联碱法。

2 饱和食盐水为什么要精制？怎样进行精制？工业生产中精制饱和盐水主要采用哪种方法？为什么？答：粗盐水中含有钙盐和镁盐等杂志，在后续盐水吸氨和碳酸化过程中能和NH

3 和CO2 作用生成沉淀或复盐，不仅会使设备和管道结垢甚至堵塞，同时还会造成氨及食盐的损失，会影响纯碱的质量，因此，粗盐水必须经过精制。石灰—氨—二氧化碳法、石灰—纯碱法；第一种方法适用于含镁较高的海盐，利用碳酸化塔尾气可使成本降低，但存在溶液中氨含量增加，导致碳酸化过程中氯化钠转化率降低，氨损耗增大，以及流程和操作较复杂的缺点。第二种方法除钙时，不生成铵盐而生成

钠盐，因此不引起碳酸化过程中氯化钠转化率降低。而且操作简单，劳动条件好，精制度高，但要消耗纯碱。所以，工业

生产中精制饱和盐水主要采用第二种方法。

3 氨盐水碳酸化过程的特点是什么？氨盐水酸化的反应机理是什么？答：氨盐水碳酸化过程的特点：同时伴有吸收、结晶和传热等单元操作，各单元操作相互关系密切，且互为影响。氨盐水酸化的反应机理：

（一）氨基甲酸的生成CO2+2NH 3=NH 4++NH 2COO-

（二）氨基甲酸氨的水解NH 2COO-+H2O=HCO3-+NH3

（三）复分解析出NaHCO s 结晶Na++HCO3-=NaHCO3 J

4 钠利用率、氨利用率分别指什么？如何计算？

答：将氯化钠转化为碳酸氢钠的转化率称为钠利用率。

将碳酸氢铵转化为氯化铵的转化率称为氨利用率。

5 碳化度指什么？如何计算取出液的碳化度？

答：碳化度：氨盐水吸收二氧化碳时所饱和的程度，用R 表示。定义为碳化液体系中全部二氧化碳的

摩尔数与总氨摩尔数之比。

6 为什么重碱过滤后要进行洗涤？对洗涤水有何要求？为什么？洗水量如何控制？答：将重碱中残留的母液洗去，降低成品纯碱中氯化钠的含量。对洗涤水的要求：宜用软水。原因：以免带入Ca2+、Mg 2+形成沉淀堵塞滤布。洗水量应控制适当，以保证重碱的质量及减少损失。

7 什么是重碱烧成率？如何计算？写出重碱煅烧的方程式，计算理论重碱烧成率。

答：重碱烧成率：，重碱煅烧成为纯碱的效率，即100 份质量的重碱，经煅烧以后所得产品的质量分数。目前我国的实际烧成率是50％—60％

8 什么是联合法制纯碱？

9联碱法生产中，母液I为什么要吸氨？写出母液I吸氨的离子方程式。

10 过饱和度是怎样形成的？如何计算过饱和度？它有什么实际意义？答：使溶液不断排除溶剂或降低溶液温度，当其溶质浓度超过该温度下的溶解度即形成过饱和溶液。温度过饱和度表示为（t2-t1），浓度过饱和度为（C1 -C1）

在实际应用中，可用浓度过饱和度与温度过饱和度之比值（C l, -C1）/ （t2-t l）表示t2到t l区间温度每降

1C时析出氯化铵量。

11 影响氯化铵结晶的因素有哪些？怎样才能获得颗粒较大的氯化铵结晶？答：影响因素：溶液成分、冷却速度、搅拌强度、晶浆固液比、结晶停留时间。①介稳区较宽②冷却速度不宜过快③减小搅拌强度为适宜④晶浆固液比大⑤停留时间长12 什么是冷析结晶氯化铵？什么是盐析结晶氯化铵？各自基于什么原理？

答：母液I吸氨后成为氨母液I，可使溶液中溶解度小的NaHCO3和NH4HCO3转化成溶解度较大的Na2CO3和（NH4 ）2CO3，所以吸氨过程使氨母液I在冷却时可以防止NaHCO3和NH4HCO3的共析。NH 4Cl 的溶解度随温度的降低而减小，NaCl 而的溶解度随温度的降低而增加。所以，将氨母液I 冷却

就可以使NH4CI单独析出，且纯度较高，称为冷析结晶NH4CI。冷析温度越低。析出NH4CI越多。

由冷析结晶器出来的母液为半母液II ，母液I 中NH4Cl 是饱和的，而NaCl 并不饱和。将固体洗盐加入半母液

II ，此时NaCI 就溶解。由于共同离子效应使得NH4CI 继续析出，称为盐析结晶NH4CI，这样既出产品又补充了原料盐。

13 什么是氯化铵结晶的并料流程和逆料流程？

答：氯化铵由氨母液I 析出，一般分为两步进行，先经冷析后盐析，然后晶浆分别取出，经再稠后分离出氯化铵，此即“并料流程”，将盐析结晶器的结晶借助于晶浆或气升设备送回到冷析结晶器的晶床中，产品全部从冷析器取出的流程，工业上称为逆料流程。

16 画出联合制碱法的并料和逆料生产流程方框图。

烧碱

1 什么是电解过程？什么是法拉第第一和第二电解定律？

答：当以直流电通过熔融态电解质或电解质水溶液时，产生离子的迁移和放电现象，在电极上所析出物质的过程称为电解过程。法拉第第一定律：电解时，电极上析出的物质的量与通过电解质溶液的电量成正比，即与通电电流强度和通电

时间成正比。法拉第第二定律：电解时，电极上每析出或溶解1 克当量的任何物质，所需电量是恒定的。

2 什么是电化当量？氯碱工业生产中，如何表示电化当量？答：电化当量：通过单位电量时，在电极上所析出物质的质量。

3 什么是电流效率？如何计算碱工业中的电流效率？答：实际产量与理论产量只比称为电流效率。

4 什么是理论电解分压？什么是槽电压？槽电压对电解过程的电能耗影响有什么？答：理论电解分压是电解质开始分解时

所需的最低电压。电解时，电解槽的实际操作电压称为槽电压。

5 何为过电位（超电压）？为什么会产生过电位？过电位理论在电解工艺方面有什么意义？

答：过电位是离子在电极上的实际放电电位与理论放电电位之差。

6 隔膜法电解中，电极上发生那些主要反应和副反应？

7 电解液的蒸发采用什么原理？其主要目的是什么？

答：主要目的：1）将含氢氧化钠10%--12% 的电解液浓缩，使之符合一定规格的商品液碱。2）通过电

解液浓缩，将氯化钠结晶分离出来。

8 水银法电解较隔膜法电解有那些相同和不同之处？

9 什么是离子交换膜法电解？它具有那些特点？

答:离子交换膜是对溶液中离子有选择性透过的高分子材料。阳离子膜只允许阳极室中的阳离子透过膜进入阴极室，而阴离子却无法进入阴极室。

10 在离子交换膜法电解制烧碱中为什么要对盐水进行二次精制？怎样精制？

11某氯碱厂现有电解槽100台，电槽电流强度为18000A，求每日理论上可生产烧碱、氯气和氢气各多

12某氯碱厂电解车间有电解槽60台电槽电流强度为10000A，—昼夜可生产电解液146.2m3,电解液中

NaOH的浓度为125g/l，试计算阳极电流效率。（仆=96500C=26.8A.h）

13某电解槽的槽电压为3.32V，电流效率为95%，求生产1t烧碱需要多少千瓦?小时电？若由于导电不良使槽电压增加0.1v时，求生产1t吨烧碱需要消耗多少千瓦?小时电？（已知隔膜法电解饱和食盐水理论分解电压E 理论=2.17V，

1F=96500C=26.8A.h ））

14新建一车间，每年生产含30%NaOH的烧碱6000t，采用隔膜电解槽进行生产。槽电流为29000A，

电流效率为96%，求每年运行时间为8400h所需电解槽数。（仆=96500C=26.8A.h）

5、基本有机化工的主要产品

（1）碳一系列产品

1 反应温度和压力是怎样影响加氢平衡的？

2 加氢催化剂共分几种类型？各有何特点？答：不饱和炔烃、烯烃的加氢；芳烃加氢；含氧化合物加氢；含氮化合物的加氢；氢解

3 一氧化碳加氢合成甲醇生产有几工艺流程？各有何特点？

4 高压法和低压法合成甲醇工艺流程各采用何种催化剂？

5 影响一氧化碳加氢合成甲醇反应的因素是什么？

6 简述合成甲醇反应器的分类,结构及特点？

7 一氧化碳加氢合成甲醇的工艺流程有那几部分组成？

（2）乙烯系列产品

1 PE 是如何分类的？

答：按密度分：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯按生产方法分：低压法、中压法、高压法

按分子量分：低分子量、普通分子量、超高分子量

2 熔融指数含义是什么？

答：在标准的塑性剂中加热到一定温度（一般为190C）,使聚乙烯树脂熔融后，承受一定的负荷（一

般为2160g）在10min内经过规定的孔径（2.09mm）挤压出来的树脂重量克数。

3 聚合方法是如何分类的？

4 聚合物有哪些立构规整结构

5 聚合物有哪些平均分子量表示方法？

答：数均分子量；重均分子量；粘均分子量

6 如何表示聚合物的分子量分布？

7、高压法生产LDPE 加入的所谓的“催化剂”严格上应该是什么？

8、什么是(乙烯氧化制环氧亿万)致稳气？答：一些惰性气体(如二氧化碳、氮气、氩气、甲烷或乙烷)对氧有稀释作用，将气体组成调节在爆炸范围之外，能显著提高乙烯和氧的爆炸浓度极限，使反应平稳进行，称为致稳气或稀释剂。

9、LDPE 和LLDPE ？答：低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯

10、聚乙烯中加入的添加剂有什么？答：防老剂(抗氧剂) 、润滑剂、开口剂、防静电剂

11、催化氧化反应分成哪几类？各有何特点？

12、催化氧化反应有何共性？

答：①强放热性②不可逆性③多途径氧化性④易爆性

13、何为均相催化自氧化反应？试述均相催化自氧反应的基本原理．

14、催化剂及氧化促进剂的作用是什么？

15、试比较工业上丙烯腈生产的几种主要方法．

16、试分析非均相催化氧化反应的特点．

答：①反应过程复杂②传热过程复杂

17、对乙烯与过量空气在银催化剂的作用下合成环氧乙烷反应器作物料衡算。已知数据如下：

进料气( A )：

0(C2H4):1O %; 0 (空)：9O%[$(N2)= 79%, 0( 02)= 21%]

乙烯的转化率：25% ;环氧乙烷的选择性：80%;计算基准：进料气q n (A )= 1000 mol/h

(3)丙烯系列产品

1 原料纯度对丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应都产生那些影响？

2 丙烯腈生产中,原料中加入水蒸气的作用是什么？

3 丙烯氨氧化合成反应器,各有何优缺点？

4 丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺流程包括几部分？

(4)碳四系列产品

1 丁烯氧化脱氢合成丁二烯生产过程的影响因素有那些？它们对反应结果有何影响？

2 丁烯氧化脱氢所采用的催化剂有那几种类型?

3 甲基叔丁基醚的生产工艺包括哪几部分？

(5)芳烃系列产品

1 催化脱氢反应共有几种类型？

2 乙苯催化脱氢除主反应外,还有那些主要副反应？

3 试述压力对催化脱氢平衡的影响。

4 提高温度对催化脱氢平衡有和影响？

5 乙苯催化脱氢生成苯乙烯的催化剂有那几种？其性能如何？

6 简述烃类催化脱氢的反应机理．

7 工业上有哪些生成苯乙烯的方法？各有何优缺点？

8 乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应器结构如何？各有何优缺点？

10苯乙烯精制有何困难？工业上是如何解决的？

11、PET 和PTA、MTBE、ABS 树脂、EO、EG

答：PET :聚酯纤维PTA:精对苯二甲酸MTBE :甲基叔丁基醚ABS树脂：丙烯腈、丁二烯、

苯乙烯树脂EO:环氧乙烷EG:乙二醇

11 对二甲苯高温氧化制对苯二甲酸是如何进行的？采用什么催化剂？12聚酯纤维是如何生产的？生产方法有哪些？

8. 石油加工产品

(1)乙烯

1 什么叫烃类的热裂解反应答：烃类裂解法是将石油烃原料(如天然气、炼厂气、轻油、煤油、柴油、重油等)经高温作用,使烃

类分子反生断碳键或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。

2 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？答：一次反应是指原料烃经裂解生成乙烯和丙烯的反应。二次反应是指一次反应产物继续发生的反应，即乙烯、丙稀等低级烯烃进一步发生反应生成多种产物，甚至生成焦炭。

3 什么叫裂解原料的族组成、含氢量和芳烃指数？这些指标对裂解产物分布有何影响？答：裂解原料的族组成是指链烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃的各族烃的质量百分含量。含氢量是指原料中氢的质量分数。芳烃指数用于表示油品芳烃的含量。该指数越大，则油品的芳烃含量越高。

4 转化率、选择性、收率的基本概念是什么？它们之间有什么关系？

5 裂解温度对裂解产物分布有何影响？答：裂解温度不同，就有不同的一次产物分布，提高温度，可以得到较高的乙烯、丙稀收率。

6 什么叫停留时间？停留时间和裂解温度对裂解产物分布有何影响？答：停留时间是指原料从反应开始到达某一转化率时在反应器内所经历的时间。

7 为什么要采用加入稀释剂的办法来实现减压目的？采用水蒸气为稀释剂有何优点？答：由于裂解是在高温下进行，高温不易密封，一旦空气漏入负压操作系统，与烃气体混合就会引起爆炸，同时还会多消耗能源，对后面分离工序的压缩操作不利。因此采用加入稀释剂的办法来实现减压目的。优点1）水蒸气的热容大，可以稳定炉管温度，在一定程度上保护炉管防止过热。2）水蒸气易从裂

解产物中分离，且水蒸气便宜、易得。水蒸气可以抑制原料中的硫对裂解管得腐蚀作用。3）水蒸气对炉管的铁和镍有氧化作用，形成氧化膜，抑制铁和镍对生炭的催化作用。4）水蒸气在高温下能与裂解

管中的积炭或积焦发生氧化反应，对生成的炭有一定的清除作用。

8 什么叫动力学裂解深度函数？为什么要用正戊烷作为衡量石脑油裂解深度的当量组分？答:裂解深度函数是指裂解反应进行的程度。采用动力学裂解深度函数（KSF ）作为衡量裂解深度的标

准，则综合考虑了原料性质、停留时间和裂解温度效应，故能较合理的反映裂解进行的程度。

选定正戊烷作为衡量裂解深度的当量组成，是因为在任何轻质油中，正戊烷总是存在的，它在裂解过程中只有减少，不会增加。

9 SRT 型管式列解炉的分组；程数、股数、炉管变径的原因；热裂解的最适宜操作条件？

10 为什么要对裂解气进行急冷？急冷方式有哪几种？对急冷器的两个指标要求；

答：裂解气含有烯烃和大量的水蒸气，温度为727—927C，烯烃反应性强，若任它们在高温下长时间停留，将会继续发生二次反应，引起结焦和烯烃的损失，因此必须将裂解气急冷以终止反应。急冷方式：间接急冷和直接急冷间接急冷还可

以回收高品位热能

两个指标：①停留时间，一般控制在0.04s以下②裂解气出口温度，要求高于裂解气的露点。

11管式列解炉如何进行清焦？（X）

12管式炉裂解工艺流程由哪几部分系统够成？答：原料油供给和预热系统、裂解和高压水蒸汽系统、急冷油和燃料油系统、急冷水和稀释水蒸汽系统

13某一裂解装置进料的原料气组成（v%）为C2H698%, C2H41%, C3H6 1%，裂解按下式进行：

0.98C2H6+0.01C2H4+0.01C3H6=0.4966H2+0.0546CH4+0.4848C2H4+

0.4434C2H6+0.0011C3H6+0.0041C3H8+0.0071C4H8+0.0046C5H12

（1 ）求体积增大率和乙烷转化率。

（2）如果该装置乙烷的处理量为5000kg/h ，求乙烯收率，乙烷循环量，乙烯产量，乙烯总质量收率。

14某轻柴油组成（wt%）C5H12 30%，n-C6H10 60% , 环烷烃C6H12 8%, C6H6 2 %，求其适宜的产气率。（提

示：气态产物含氢量控制在18%，液态产物含氢量控制在7%）

15 裂解温度为827，进裂解炉的原料气组成为%（v），C2H6 99.3，CH4 0.2，C2H4 0.5。裂解产物组成%

（v），、35.2，CH4 3.6，C2H2 0.2，C2H4 33.1，C2H6 26.7，C3 0.6，C4 0.2，C5 0.3。求乙烷单程转化率。

16裂解温度为827，进裂解炉的原料气组成为%（v），C2H6 99.3，CH4 0.2，C2H4 0.5。裂解产物组成%（v），H2 35.2，CH4 3.6，C2H2 0.2，C2H4 33.1，C2H6 26.7，C3 0.6，C4 0.2，C5 0.3。求乙烷单程转化率。如果该装置乙烷的处理量为1000kg/h，求乙烯单程mol收率和单程质量收率（均以乙烷量计），乙烷循

环量，乙烯产量，乙烯总质量收率（以原料总量计）。

17 100kg纯度100%的乙烷裂解，单程转化率为60%，乙烯产量为46.4kg，分离后将未反应的乙烷全部

返回裂解，求乙烯收率、总收率和总质量收率。

18 什么是裂解气？裂解气中含有那些主要物质？答：裂解气是烃类经裂解制得的一种含有乙烯、丙稀、氢气和各种烃类的

此外裂解气中还

复杂混合物，

含有少量硫化氢、二氧化碳、乙炔、丙二烯和水蒸气等杂质。

19 裂解气深冷分离法的原理是什么？

答：利用裂解气中各烃的相对挥发度不同，在低温下除了把氢和甲烷外其余的烃都冷凝下来，然后在精馏塔内进行多组

分精馏分离，利用不同精馏塔把各种烃逐个分离出来。

20 裂解气中含有哪些杂质？有何危害？怎样除去？

答：①裂解气中含有少量硫化物CO2、CO、C2H2、C3H6以及H2O等杂志，会降低乙烯、丙稀等产

品的质量，且会影响分离过程的正常运行。

②酸性气体含量过多时，对分离过程会带来危害。硫化氢能腐蚀设备管道，使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒；CO2则在深冷操作中会结成冰，堵塞设备和管道，影响正常生产。

21 什么叫分子筛？分子筛脱水干燥的原理是什么？答：分子筛是人工合成的具有稳定骨架结构的水合硅铝酸盐晶体。分子筛具有许多相同大小的孔洞和表面很大的孔穴，可筛分不同大小的分子，脱除微量的水，分子筛吸附水容量最高，裂解气脱水常用的是A 型分子筛。原理：分子筛是一种离子型极性吸附剂，它对于极性分子特别是水有极大的亲和力，易于吸附。

22 为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？

答：为了节省能量，降低压缩消耗功，气体采用多段压缩，段与段间设置中间冷却器。经过压缩，裂解气的压力提高，温度升高，重组分中的二烯烃将发生聚合，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重地影响操作的正常进行。二烯烃的聚合速度与温度有关，温度愈高，聚合速度愈快。为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度v 100 C。

23 制冷的基本原理是什么？

24 裂解气深冷分离流程主要有几种类型？它们各有什么异同点？

25 脱甲烷塔的任务是什么？它在裂解气分离流程中占有怎样的地位？

26 深冷分离中，影响乙烯收率的因素有哪些？

答：乙烯损失有四处：①冷箱尾气中带出损失②乙烯塔釜液乙烷中带出损失③脱乙烷塔釜液C3 馏分中

带出损失④压缩段间凝液带出损失

27 简述前加氢脱炔前冷工艺流程。

答：在脱甲烷塔前进行加氢脱炔称为前加氢。加氢馏分中含有大量氢气，不需要外来氢气，氢气量不可控制，催化剂的选择性要求高。

冷箱放在脱甲烷塔之前，处理脱甲烷塔的裂解气，这个流程称为前冷流程。

28 简述后加氢脱炔前冷工艺流程。

29 脱甲烷塔前增设预分馏塔有何优缺点？

30 分凝离器的工作原理是什么？

31某裂解气自20C, P i为0.105Mp压缩到P2等于3.6Mp。 (1)计算单段压缩排气温度 (已知裂解气绝热指数

k=1.228); (2)说明为什么要进行多段压缩。

答：T2=T1(P1/P2)(1-k)/k =(273+20)(3.6/0.105) (1.228-1)/1.228=566K=293 C 裂解气中许多组分在常压下都是气体，其沸点都很低，如果把裂解气在常压下进行各组分的冷凝分离，则分离温度很低，需要消耗大量冷量，因此裂解气的分离要在适宜的压力、温度下进行。

为了节省能量，降低压缩消耗功，气体采用多段压缩，一般为四—五段，段与段间设置中间冷却器。经过压缩，裂解气的压力提高，温度升高，重组分中的二烯烃将发生聚合，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重地影响操作的正常进行。二烯烃的聚合速度与温度有关，温度愈高，聚合速度愈快。为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度v 100 C。

32 什么是热泵？闭式热泵？开式A 和开式B 热泵？

33.SRT型管式裂解炉具有哪些特点？

答：①为了实现高温②缩短停留时间③降低烃的分压及强化传热④合理的炉型结构

(2)芳烃及芳烃的转化

1 、什么是芳构化反应？异构化反应？答：环烷烃脱氢，烷烃环化脱氢等，使非芳烃变成芳烃的反应称为芳构化反应。正构的烷烃、烯烃转化为异构物(直链变带侧链)叫异构化反应。

2、重整反应有温降说明了什么？答：重整反应有温降说明了催化剂活性好，脱氢反应效果好，催化剂使用效果好，积炭量较小。

3、重整进料中水含量高有什么影响？怎样处理？

答：A、含水量上升会使催化剂上酸性组分流失，抑制加氢裂化和异构化反应。B、一般含水量上升时

应适当提高汽提塔底温度，增加注氯量。

4、在重整反应中为什么要注氯？

答 ：因为多金属催化剂的活性选择性和稳定性，

与其酸性功能和金属功能的直接关系， 其双功能是相辅

相成的，为防止酸性功能的减弱，所以要不断注氯。 5、什么是芳烃潜含量？为什么要分析原料芳烃潜含量？ 答：芳烃潜含量是指原料中含 C 6、C 7、C 8 环烷烃全部转化为相应的芳烃时的重量百分数，再加上原有 相应的芳烃含量，是生产芳烃的特性指数。通过潜含量来衡量芳烃转化率。

6、重整为什么要选择低压操作？ 答：由于其中芳构化反应是体积增大的反应，低压操作有利于脱氢，并且能抑制加氢裂化反应的进行， 增加芳烃含量和液体收率，对生产芳烃有利，还可以降低设备使用要求。

7、重整反应器为什么要分成几个反应器操作？催化剂装入量为什么不同？ 答:因为重整反应是强吸热反应，如果用一个反应器操作达到要求的转化率，反应器进出口温降太大， 分成几个反应器操作，反应器之间补充热量就可以降低反应器进出口温降。

因为大量脱氢反应在一反进行，反应速度快，温降大，所以一反装入量不需很多，二、三、四反应主要 是五元环异构化烷烃环化， 异构化， 这些反应有些较慢反应深度逐渐增加， 所以催化剂装入量逐渐增多。

8、如何判断裂化反应加剧？

答：液体收率下降，氢纯度下降，反应温度减少。在相同反应条件下，重整转化率下降，液化气增多等 现象说明裂化反应加剧。

9、重整催化剂中毒有什么现象？ 答：总温降迅速下降、塔底油芳烃含量下降、氢纯度下降、产氢量显著减少。

10、重整裂化加剧的原因？怎样控制？ 答：原因：空速过小，氢油比下降，温度高，原料杂质含量高，催化剂活性下降。 控制方法：保持温度、压力、氢油比，空速平稳，杂志合格，调整操作幅度要小。

11、重整催化剂再生的步骤？

12、重整催化剂在什么条件下还原的？ （X ）

13、 再生器干燥区下面分哪两个小区？

（X ） 14、 催化重整过程中包括那些主反应和副反应？ 答 ：芳构化，异构化（主反应） 加氢裂化，生焦反应（副反应）

15、 什么是芳烃的异构化反应、歧化反应、烷基转移反应、烷基化反应？举例写出相应的反应方程式。

16、 什么是催化重整？ （催化重整的目的是什么？）

答：以石脑油为原料，Pt/Al 2O 3为催化剂，通过脱氢芳构化等反应生产高辛烷值汽油和芳烃，同时副产 氢气。

17、 什么是双功能催化剂？催化重整采用什么催化剂？各种活性组分其什么催化作用？

答 ：具有两个活性组分的催化剂就是双功能催化剂。催化重整采用 Pt/Al 2O 3 为催化剂， Pt 起加氢、 脱氢 作用，Al 2O 3起异构化作用。

18、 催化重整为什么要临氢操作？

答： 1）减少催化剂积炭，延长催化剂的使用寿命， 2）起载热体作用，减少反应床层内的温降， 3）稀释 原料，使原料更均匀的分布于床层。

9. 煤的化学加工产品

1 、植物成煤的煤化序列经历；

2 煤如何形成的？

3 煤主要有哪些物质结构组成？

4 原料煤哪些性质对气化有影响？

5 煤气化炉有哪些类型？各有何特点？

6 煤气联合循环发电原理是什么？

7 煤的气化，煤的液化，煤的焦化？

答：煤的气化是指在高温（900 —1300 C ）常压或加压条件下使煤、焦炭和半焦等固体燃料与气化剂反 应，转化成主要含有 CO 、CO 2、H 2、CH 4和水蒸气等可燃气体的过程。

煤的液化分两个途径： 其一是使煤在高温高压下与氢反应直接转化为液体油类， 二是先使

煤气化生成合成气 （ CO+H 2），再由合成气合成液体燃料或化学产品， 接液化产物轻油

和中油主要含芳烃， 其次是环烷烃以及部分脂肪烃等化合物。

是脂肪烃化合物。 ）

煤的焦化：煤在炼焦炉中隔绝空气加热到

1000 C 左右，经过干馏的一系列阶段，最终得到焦炭、焦油 和煤气，这

一过程称为高温干馏或炼焦。 8 什么是煤直接液化和间接液？

9 费托合成

答：费托合成是用合成气为原料生产各种烃类以及含氧化合物的方法。

10 煤焦化成焦分哪几个过程？ 固体燃料气化（造气） ；空气煤气；水煤气；混合煤气；半水煤气；合成天然气；合成气： 硫容；变换率；平衡变换率；平衡温度；最适宜温度；平衡温距； 电解过程；法拉第第一定律；第二电解定律；烃类的热裂解；一次反应；二次反应；深冷分离；冷箱； 固氮；裂解原料烃的族组成；蒸汽裂解；加氢裂化；催化裂化；催化重整；甲即煤直接加氢液化； 其 称为煤的间接液化。 （直 间接液化产品主要

烷化；蒸汽转化；一氧化碳变换；烷基化（烃化）；歧化反应；烷基转移反应；理论氢空速；原料气空速；碳空速；动力学裂解深度函数；

分子筛；王水；发烟硫酸；纯碱；苛性钠；a烯烃；内烯烃；PET; PTA; MTBE ; ABS树脂；EO; EG; 煤的气化；煤的液化；煤的焦化（乙烯氧化制环氧乙烷）致稳气；熔融指数；全同立构；间同立构；无规立构；硫融：单位质量脱硫剂所能脱硫的最大数量。变换率：指一氧化碳变换中CO 的转化率。平衡温度：指平衡时达到与转化炉出口气体组成相对应所需的温度。

化工工艺学考试卷

《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭的可能性， 这三个副反应的化学反应方程式分别为______________________、_______________-_______和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、_______- __和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和__________两种类 型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________________- __（反应方程式）和____________________________________________（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标 O<8%。 为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：①稳定的空 气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反应方程 式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。 4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。 5、写出转化率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式。 《化工工艺学》试题二

化学工艺学试卷A

**学院2011-2012 学年度第2 学期 《化学工艺学》( 本科)期末试卷(A)(时间120分钟) 试卷编号: 院(系) 班姓名学号得分 一、判断题（对的画“√”，错的画“×”）（每小题1分，共10分） 1．对烃类的裂解过程，要求高温，高压，低停留时间（） 2．通过CO变换可产生更多氢气和降低CO含量。（√） 3、设备或装置在任何条件下可以达到的最大生产能力，称为设计能力。（×） 4、对于采用循环式流程的过程来说，单程转化率即是全程转化率（×） 5、馏分油的关联指数是表示芳烃的含量。（√） 6、合成气是指二氧化碳和氢气的混合气。（×） 7、关联指数越大，则油品的芳烃含量越高。（√） 8、催化剂的作用是它能与反应物生成不稳定中间化合物，改变了反应途径，活化能得以降低。（√） 9、催化剂能缩短达到化学平衡的时间，故能改变化学平衡。（×） 10、羰基铑催化剂的主要缺点是异构化活性很高。（√） 二、填空题（每空1分，共10分） 1、磷肥的生产方法有酸法和热法两大类。 2、石油中的非烃化合物主要有硫化物、氮化物、含氧化合物和金属有机化物。P14 3、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应、和产品分离及精制三大步骤。P24 4、催化剂按催化反应体系的物相均一性可分为均相催化剂和非均相催化剂。 5、乙烯产量常作为衡量一个国家基本化学工业发展水平的标志。 6、工程中常以C5和C5以上液相产品氢含量不低于8%作为裂解深度的限度。 7、由于受炉管耐热程度的限制，管式裂解炉出口温度一般均限制在950℃以下。 8、乙烯生产中常采用脱除乙炔的方法有溶剂吸收法和催化加氢法。 9、裂解气深冷分离中，脱甲烷塔和乙烯精馏塔是两个关键的精馏塔。10、芳烃中的三苯和烯烃中的三烯是化学工业的基础原料，其中三苯是指苯、甲苯和二甲苯。 10、芳烃中的三苯和烯烃中的三烯是化学工业的基础原料，其中三烯是指乙烯、丙烯和丁二烯。 11、工业上分离对二甲苯的主要方法有：深冷结晶分离法、_ 络合分离法_和模拟移动床吸附分离法。 12、按脱硫剂的状态来分，脱硫方法有__ ___和__ __两大类。 13、烃类选择性氧化可分为：碳链不发生断裂的氧化反应、碳链发生断裂的氧化反应和氧化缩合反应三种。 14、氧化反应是一大类重要的化学反应，其特征为：反应放热量大、反应不可逆、氧化途径复杂多样、过程易燃易爆。 15、羰基合成的初级产品为醛 16、高压法甲醇羰化反应合成醋酸采用的催化剂为钴碘催化剂、低压法采用铑碘催化剂。 17、目前对乙烯氧氯化的反应机理主要有两种不同看法。一种认为是氧化-还原机理；另一种认为是环氧乙烷机理。 1、裂解炉在裂解过程中，由于有二次反应的存在，炉管会结焦，为了保持设备的正常运行，必须定期给裂解炉管清焦，清焦分清焦和清焦或蒸汽-空气清焦。 2、工业催化剂的使用性能指标为：、、寿命和其它廉价易得、无毒、易分离等。 3、裂解气中酸性气体脱除的方法有碱洗法和两种。 4、裂解气深冷分离中，和乙烯精馏塔是两个关键的精馏塔。 5、工业上分离对二甲苯的主要方法有：、_ _和模拟移动床吸附分离法。 6、按脱硫剂的状态来分，脱硫方法有__ ___和__ __两大类。 三、选择题（每小题1分，共10分） 1、下列哪个过程属于对石油的一次加工： A．烃类热裂解；B. 催化重整；C. 催化裂化；D.常压蒸馏和减压蒸馏 2、各族烃类的裂解反应难易顺序为：p61 A. 正烷烃>异烷烃>环烷烃>芳烃 B. 正烷烃<异烷烃<环烷烃<芳烃 ---------------------------------------- 装-------------------------------------- 订------------------------------------- 线----------------------------------------------------

化工工艺学题库

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《化工工艺学》题库 1.什么叫烃类的热裂解 裂解（splitting）是将烃类原料（气或油品）在隔绝空气和高温作用下，使烃类分子发生断链或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃和烷烃及炔烃 热裂解不加催化剂及添加剂裂解的分类 2. 目前世界上主要乙烯生产国的产量是多少 3. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应 一次反应：即由原料烃类经热裂解生成乙烯、丙烯的主反应。 二次反应：即一次反应生成的乙烯、丙烯进一步反应生成多种产物，甚至最后生成焦和碳 一次反应和二次反应的共同点：是随着反应的进行，气体产物的氢含量增加，液体产物的氢含量降低。 各族烃进行一次反应的容易程度顺序: P (链烷)＞N（环烷）＞A（芳环） 各族烃进行二次反应的容易程度顺序： P(链烷)＜N(环烷)＜A(芳环） 4. 什么叫键能 5. 简述一次裂解反应的规律性。 可见规律： ⑴热效应很大的吸热反应，断链易于脱氢； ⑵ 断两端易于断中间； ⑶ M↑ ，断中间↑，断两端↓ ； ⑷ 生成大烯烃易于生成小烯烃； ⑸裂解产物中甲烷含量总是高于氢。 6. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个烃类热裂解的二次反应主要有哪几个 7. 什么叫焦，什么叫碳结焦与生碳的区别有哪些

裂解过程中，生成的乙烯在900~1000℃或更高的温度下，主要经过乙炔阶段而生碳，即烯烃经过炔烃中间阶段而生碳。 裂解反应所生成的乙烯，在500℃以上的温度下，经过生成芳烃的中间阶段而结焦。焦中，碳含量高于95%，且含有一定量的H2。 8. 试述烃类热裂解的反应机理。 9. 什么叫一级反应写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。 10.烃类裂解有什么特点 11.11. 裂解供热方式有哪两种 12.12. 什么叫族组成，PONA的含义是什么什么叫芳烃指数什么叫特性因素 P—烷烃；O—烯烃；N—环烷烃；A—芳香烃 特性因素特性因素是用作反映石脑油、轻柴油等油品的化学组成特性的一种因素，用K表示。原料烃的K值愈大,乙烯的收率愈高。烷烃的K 值大，芳烃的K值小。 13. 裂解炉温度对烃的转化率有何影响，为什么说提高裂解温度更有利于一次反应和二次反应的竞争 裂解反应是强烈的吸热反应，温度越高，越有利于反应的进行。 14. 什么叫停留时间，停留时间与裂解产物分布有何影响 15. 应用化学平衡常数表达式推导低烃分压有利于裂解反应进行的结论。 16. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么 17. 什么叫KSF,为什么要用正戊烷作为衡量石脑油裂解深度的当量组分。

化工工艺学-期末复习题

《化工工艺学》期末复习题 1、化学工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括（原料加工、设 备、工艺流程）。 2、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和（化学矿）。 3、石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物。石油中的化合物可 以分为（烷烃、环烷烃、芳香烃）三大类。 4、辛烷值是衡量汽油抗爆震性能的指标，（十六烷值）是衡量柴油自燃性能的指标。 5、硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括（SO2的制取和净化）、（SO2氧化成SO3）和SO3的吸收。 6、各族烃类裂解反应的难易顺序为（正烷烃>异烷烃>环烷烃>芳香烃）。 7、CO变换反应是（可逆放热反应）。 8、隔膜法电解食盐水工艺的主要产品是（NaOH和Cl2）。 9、烷烃热裂解主要反应为（脱氢反应和断链反应）。 10、催化剂一般由（活性组分、载体和助催化剂）组成。 11、半水煤气是以空气和水蒸气作气化剂制得的煤气，主要成分是（CO、H2和N2）。 12、转化率是针对（反应物）而言的；选择性是针对（目的产物）而言的；收率等于转化率与选择性之 积。 13、聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而得，在其高分子中结构单元与重复单元（相同）。 14、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和（产品分离及精制）三大步骤。 15、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和（丁二烯），三苯指苯、甲苯和（二甲苯）。 16、SO2氧化成SO3的反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此，（降低温度）、（提高压力）有 利于平衡转化率的提高。 17、合成氨反应方程式为H2+3N2→2NH3，该反应是一个（可逆）、（放热）、体积缩小的反应。 18、分子发生热裂解反应，反应温度最高的是（乙烷）。 19、硫铁矿焙烧工艺中（硫酸化焙烧）是用来回收中钴、铜、镍等有色金属的。 20、块状原料煤一般用固定床气化炉。加料位置在（上部），气化位置在（中部）。 21、氧氯化最典型的应用是（乙烯制氯乙烯）。 22、煤干馏产物有（焦炭、煤焦油和煤气）。 23、煤气化过程中温度最高的是：（氧化层）。 24、己二胺和己二酸缩聚生成尼龙-66，在其高分子中，结构单元与重复单元（不相同）。

化工工艺学习题全集

化工工艺学习题全集 Revised as of 23 November 2020

化工工艺学练习题 一、填空题 1. 化工生产过程一般可概括为 原料预处理 、 化学反应 和 产品 分离及精制 三大步骤。 2. 根据变质程度不同，煤可以分为 泥炭 、 褐煤 、 烟煤 和 无 烟煤 ；随变质程度增加 碳 含量增加， 氢 和 氧 含量降低。化学 工艺学是研究由 化工原料 加工成 化工产品 的化学生产过程的一门 科学，内容包括 生产方法 、 原理 、 流程 和 设备 。 3. 高含量的 烷烃 ，低含量的 烯烃 和 芳烃 是理想的裂解原 料。 4. 化工中常见的三烯指 乙烯 、 丙烯 、 丁二烯 ；三苯指 苯 、 甲苯 、 二甲苯 。 5. 石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化 合物构成的混合物。石油中的化合物可以分为 烷烃 、 环烷烃 、 芳香 烃 三大类。 6. 为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次 加工。一次加工方法为 常压蒸馏 和 减压蒸馏 ；二次加工主要方法 有： 催化重整 、 催化裂化 、 加氢裂化 和焦化 等。 7. 辛烷值 是衡量汽油抗爆震性能的指标， 十六烷值 是衡量柴 油自燃性能的指标。 8. 天然气的主要成分是 甲烷 。 9. 天然气制合成气的方法有 蒸汽转化法 和 部分氧化法，主要反 应分别是 和 。 10. 硫酸生产以原料划分主要有 硫磺 制酸、 硫铁矿 制酸、 冶炼烟气 制酸和石膏 制酸等。 11. 工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用 湿法脱 硫 ，低硫含量可以采用 干法脱硫 。 12. SO 2氧化成SO 3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因 此， 降低温度 、 提高压力有利于平衡转化率的提高。 13. 接触法制硫酸工艺中主要设备包括 沸腾炉 、 接触室 和 吸收 塔 。 14. 硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括 SO 2的制取和净化 、 SO 2氧化成SO 3 和 SO 3的吸收 。 15. 稀硝酸生产工艺大致可以分为三步，包括 氨氧化制NO 、 NO 氧化制NO 2 和 水吸收NO 2 制酸 。 17硝酸生产的原料有 氨 、 空气 和 水 。 16. 浓硝酸生产方法有 直接法 、 间接法 和 超共沸酸精馏法 。 17. 氨的主要用途是 生产化肥 和 硝酸 。 18. 平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温 度 降低 ，或压力 升高 时，都能使平衡氨浓度增大。 19. 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是 煤 和 天然气 。 20. 甲烷化反应是 CO+3H 2=CH 4+H 2O 。 21. 氯在氯碱厂主要用于生产 液氯 和 盐酸 。 22. 氯碱厂的主要产品一般有 烧碱 、 盐酸 、和 液 氯 。 23. 食盐水电解阳极产物是 Cl 2 ，阴极产物是 NaOH 和H 2 。 24. 食盐水电解制氯碱方法有 隔膜法 、 汞阴极法 和 离子交 换膜法 。 25. 氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的 电解槽，它们是 离子膜电解槽 、 隔膜电解槽 、和 水银电解槽 26. 铬铁矿焙烧主要有两种方法，它们是 有钙焙烧 和 无钙焙烧 。有钙焙烧生产铬盐的主要废物是 铬渣 ，它含有致癌物 六价 铬 。 27. 常见的铬盐产品主要有 重铬酸钠 、 重铬酸钾 、 铬酐 和 （铬绿）Cr 2O 3 。 28. 目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法) 、侯氏制碱法(联碱法) 和 天然碱法 。 29. 索尔维制碱法主要原料是 NH 3 、 CaCO 3 与 NaCl 。 30. 索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO 3=Na 2CO 3+CaCl 2，则该反应的原子利用度为 % （已知原子量 Na ：23，C ：12，O ：16，Ca ：40，Cl ：）。 31. 侯氏制碱法主要原料是 NH 3 、CO 2 与 NaCl 。 32. 侯氏制碱法的主要产品是 Na 2CO 3 和 NH 4Cl 。 33. 湿法磷酸生产的两种主要原料是 磷矿石 和 硫酸 。 34. 磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结晶形式，分别是 两水 、 半水 和 无水 。 35. 烷基化最典型的应用是 烷基化汽油生产 和 甲基叔丁基醚 (MTBE)生产 。 36. 甲基叔丁基醚(MTBE) 是常用的汽油添加剂，是通过 烷基化 反应生产的。 37. 氯化反应主要有三种类型，分别是 加成氯化 、 取代氯化 和 氧氯化 。 38. 生产氯乙烯主要原料是 乙炔 和 乙烯 。 39. 氯乙烯的主要生产方法有 乙烯氧氯化 和 乙炔和氯化氢加成 。 40. 烃类热裂解中一次反应的主要产物为 乙烯 和 丙烯 。 41. 烷烃热裂解主要反应为 脱氢反应 和 断链反应 。 42. 羰基化最典型的应用是 甲醇制醋酸 。 43. 催化剂一般由 活性组分 、 载体 和 助催化剂 组成。 44. 乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是 Ag 。 45. 丙烯腈的主要生产方法是 氨氧化 ，主要原料是 丙烯 和 氨 。 46. 环氧乙烷的主要生产方法是 乙烯环氧化 ，生产原料是 乙烯 和 氧 ，主要用途是 乙二醇 。 47. 皂化反应是指油脂在 碱性 条件下的水解反应。 422CH +H O CO+3H →422 CH +1/2O CO+2H →

( 化工工艺学综述)由煤制合成气综述

由 煤 制 合 成 气 综 述 学院：化学化工学院班级：200 级化贸班姓名： 学号：09130

前言 传统的煤炭开发和利用对我国经济和环境产生了严重的影响，制约着国民经济的可持续发展。为了保证国民经济的可持续发展，必须提高煤炭的利用率，减少燃煤对大气的污染。发展洁净煤技术。 洁净煤技术（CCT——Clean Coal Technology）一词源于80年代的美国，是关于减少污染和提高效率的煤炭洗选加工及燃烧转化，烟气净化等一系列新技术的总称。1985年美国和加拿大曾就解决跨国界的酸雨问题进行谈判，关于1986年开始实施洁净煤技术计划（CCTP），其基本做法是把具有潜力的先进技术通过示范进入市场，所优选出的示范项目要有足够的普遍性和商业应用前景。现在已完成五轮计划项目，主要优选项目有：先进的选煤技术、先进的燃烧器、流化床燃烧、煤气联合循环发电、煤炭气化、煤油共炼、烟道气净化工艺及炼焦厂、水泥厂污染控制技术。该计划的实施将有助于扩大美国的煤炭生产和利用，减少石油进口、增强美国在高技术领域的国际竞争力。从长远看，也将对世界能源供应格局，煤炭工业的前景及改善环境产生重大影响。 由煤制合成气综述 摘要:论述了煤转化技术、煤气化工艺的技术特点、发展现状和工业应用;对比和分析了固定床、流化床和气流床气化炉的气化特点和工程应用概况;提出了目前国内可采用优先发展工业化成熟的Texaco气化技术和自主开发的对置式多喷嘴气化技术,适时发展具有广阔发展潜力的干煤粉气化技 术的参考性意见。 关键词：化工行业；煤制气；洁净煤技术 Abstract: Author has discussed the features, presently developing situation and industrial application of the coal conversion technology and coal gasification technology; has compared and analyzed gasification features and engineering application situation for gasifies of fixed bed, fluidized bed and gas flow bed technologies; has presented that it can be adopted in China at present to develop preferentially the ripped Texaco gasification and self-developed gasification technology with multi-burners oppositely arranged, has proposed to develop at the right moment the pulverized dry coal gasification technology which has wide development potential. Keyword: chemical industry; coal gasification; clean coal technology 煤制合成气，是指以煤或焦炭为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸汽等为气化剂，在高温条件下，通过化学反应把煤或焦炭中的可燃部分转化为气体的过程。生产的气体作为生产工业燃料气、民用煤气和化工原料气。它是洁净、高效利用煤炭的最主要途径之一，是许多能源高新技术的关键技术和重要环节。如燃料电池、煤气联合循环发电技术等，煤制气应用领域非常广发。如图1-1示意图。

化学工艺学试题答案

《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应

化工工艺学期末考试总结(1)

《化工工艺学》 一、填空题 1. 空间速度的大小影响甲醇合成反应的选择性和转化率。 2. 由一氧化碳和氢气等气体组成的混合物称为合成气。 3. 芳烃系列化工产品的生产就是以苯、甲苯和 二甲苯为主要原料生产它们的衍生物。 4. 石油烃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压。 5. 脱除酸性气体的方法有碱洗法和乙醇胺水溶液吸附法。 6. 天然气转化催化剂，其原始活性组分是，需经还原生成才具有活性。 7. 按照对目的产品的不同要求，工业催化重整装置分为生产芳烃为主的化工型，以生产高辛烷值汽油为主的燃料型和包括副产氢气的利用与化工燃料两种产品兼顾的综合型三种。 8. 高含量的烷烃，低含量的烯烃和芳烃是理想的裂解原料。 9. 氨合成工艺包括原料气制备、原料气净化、原料气压缩和合成。

10.原油的常减压蒸馏过程只是物理过程，并不发生化学变化，所以得到的轻质燃料无论是数量和质量都不能满足要求。 11. 变换工段原则流程构成应包括：加入蒸汽和热量回收系统。 12. 传统蒸汽转化法制得的粗原料气应满足：残余甲烷含量小于0.5% 、（H2）2在 2.8~3.1 。 13. 以空气为气化剂与碳反应生成的气体称为空气煤气。 14. 低温甲醇洗涤法脱碳过程中，甲醇富液的再生有闪蒸再生、_ 汽提再生 _、_热再生_三种。 15．石油烃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间和低烃分压。 16. 有机化工原料来源主要有天然气、石油、煤、农副产品。 18. 乙烯直接氧化过程的主副反应都是强烈的放热反应，且副反应（深度氧化） 防热量是主反应的十几倍。 19. 第二换热网络是指以_ _为介质将变换、精炼和氨合成三个工序联系起来，以更合理充分利用变换和氨合成反应热，达到节能降耗的目的。 20. 天然气转化制气，一段转化炉中猪尾管的作用是

《化工工艺学》考试试卷

《化工工艺学》考试试卷 一、选择题(20分,每题2分) １、下列哪一项不就是天然气转化合成气时副反应析碳得危害 A、降低催化剂活性 B、使催化剂崩解 C、堵塞床层,增加阻力 D、使反应局部温度下降 2、下列油品中,沸程最低得就是 A、汽油 B、煤油 C、柴油 D、润滑油 3、合成氨反应就是 A、放热、体积减小反应 B、放热、体积增大反应 C、吸热、体积减小反应 D、吸热、体积增大反应 ４、天然气转化合成气使用得催化剂活性组分为 A、Ag B、Fe Ｃ、Ni Ｄ、Co 5、对CO变换反应,下列说法正确得就是 A、高温与高水碳比有利于平衡右移 B、变换反应就是可逆放热反应 C、变换过程采用单反应器 D、压力对平衡与反应速度都无影响 6、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺得催化剂得活性组分就是 A、ＣｕＢ、Ag Ｃ、Al2O3 D、Fe 7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为 A、N2,CO２ B、Ar,CO2 Ｃ、O２,H2O Ｄ、N2,CH4 ８、关于脱氢反应中下面哪一项就是错误得 A、催化剂活性组分为Ｆe B、需要高温低压操作 C、用水蒸气作稀释剂 D、吸热反应 9、气相烷基化法制乙苯得催化剂为 A、铁系催化剂 B、镍系催化剂 C、膦羰基钴催化剂Ｄ、ZSＭ-5分子筛催化剂 10、下列哪项不就是磺化反应得特点 Ａ、亲电取代Ｂ、饱与烃比芳环易磺化

C、可逆反应 D、HSO3＋阳离子为真正得磺化剂 １、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应与三大步骤。( A ) A、产品分离及精制; B、工艺条件优化; C、设备与安装工程; D、产品方案设计 ２、化学工业得主要原料包括煤、石油、天然气与、( C ) A、金属矿; B、化学矿; C、化学中间体; Ｄ、工业盐 3、化工中常见得三烯指乙烯、丙烯与,三苯指苯、甲苯与。 ( A ) A、丁二烯与二甲苯; B、丁二烯与乙苯; Ｃ、丁烯与二甲苯; D、丁烯与乙苯 4、为了充分利用宝贵得石油资源,要对石油进行一次加工与二次加工。一次加工方法为常压 蒸馏与减压蒸馏;二次加工主要方法有等。 ( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化与焦化 B、催化重整、催化裂化、催化转化 C、催化重整、催化裂化、延迟焦化 D、催化重整、催化裂化、延迟焦化 ５、合成氨反应方程式为Ｈ2+3N2→2ＮH3,该反应就是一个、、体积缩小得反应。 ( D ) A、不可逆、吸热; Ｂ、不可逆、放热; C、可逆、吸热; D、可逆、放热 ６、侯氏制碱法得主要产品就是。 ( C ) A、NａＨCO3与NH4Ｃｌ;Ｂ、Nａ2ＣO3与NaCl; C、Na２CO3与NH4Cl;Ｄ、Na2CO３与ＮaHCO3 ７、烷烃热裂解主要反应为。 ( Ｂ) Ａ、加氢反应与断链反应 B、脱氢反应与断链反应 C、脱氢反应与重组反应 D、加氢反应与重组反应 ８、转化率就是针对而言得;选择性就是针对而言得;收率等于转化率与选择性之积。 ( D ) A、目得产物、中间产物 B、反应物、中间产物 C、目得产物、反应物 D、反应物、目得产物 ９、下列哪种方法不能提高汽油辛烷值: 。 ( B ) A、降低烯烃含量 B、降低芳烃含量; C、提高氧含量; D、添加甲基叔丁基醚 10、下列关于合成氨得熔铁催化剂Ｆｅ3O4－Ａl２O３-K2O说法错误得就是: 。 ( Ａ ) A、Fe3Ｏ4就是活性组分 B、Al2O3就是结构型助催化剂 C、K2O就是电子型助催化剂 D、使用前需升温活化

化工工艺习题

第一章合成氨原料气的制备 1.何为固体燃料气化？ 2.煤气的成分由哪些因素决定？（影响煤气组成的因素有哪些？） 3.常用的工业煤气有哪些？制合成氨所用的煤气是什么/ 4.何为独立反应数？如何计算/ 5.以煤和水蒸气反应，欲制得含CO和H2较高的水煤气，应在什么 条件下进行反应？欲制得CH4含量高的高热值煤气，应在什么条件下进行反应？ 6.以空气和水蒸气为汽化剂，对煤进行热加工，在自热平衡条件下 获得的煤气是什么煤气？ 7.什么是半水煤气？ 8.固体燃料间歇气化的原因是什么？ 9.如何进行煤气化过程的连续生产？ 10.间歇制半水煤气的工作循环包括哪几个阶段？用于制气的阶段有 哪些？各阶段的作用是什么？ 11.间歇制水煤气的工作循环包括哪几个阶段？ 12.间歇制低氮煤气的工作循环包括哪几个阶段？ 13.间歇制半水煤气中，炉内温度过高会造成什么影响？ 14.分析间歇制半水煤气中的能耗问题。 15.气化炉的操作温度即炉温指的是何处的温度？ 16.间歇制半水煤气各阶段时间分配的原则是什么？ 17.间歇制半水煤气中，调节气体组成常用的方法有哪些？ 18.燃烧室的作用是什么？ 19.富氧空气—水蒸气连续气化过程中，用调节什么的方法，保持燃 料层在允许温度范围内维持系统的自热平衡？ 20.富氧空气—水蒸气连续气化制半水煤气时，主要操作指标有哪 些？ 21.天然气蒸汽转化反应过程的主副反应主要有哪些？ 22.何为烃类蒸气转化？ 23.生产合成氨最经济的原料气生产方法是什么？ 24.影响天然气蒸汽转化反应平衡的因素有哪些？有何影响？ 25.提高温度，降低压力，提高水碳比，均有利于降低烃类蒸气转化 的转化气中的哪种组分含量。 ①H2②CO ③CH4④CO2 26.烃类蒸气转化过程为何分两段进行？二段转化的目的是什么？ 27.在天然气蒸气转化系统中，将水碳比从3.5~4降至2.5，试分析一 段转化炉可能出现的问题和解决的方法。 28.试分析烃类蒸气转化过程中加压的原因和确定操作温度的依据。

化学工艺学试题

化学工艺学：是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织和设备的选用和设计。 焙烧：是将矿石，精矿在空气，氯气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳等气流中，不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程煅烧：是在低于熔点的适当温度下加热物料使其分解，并除去所含结晶水二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程 平衡转化率：可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数 浸取：应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程 烷基化：指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入烷基（R--）或芳香基的反应。 羰基合成：指由烯烃，CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。 煤干馏：煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。 水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气（CO+H2） 精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能，特定用途，小批量生产的高附加值系列产品。 高分子化合物：指相对分子质量高达104~106的化合物 原子经济性：指化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所有原料尽可能多的转化到产物中。=目的产物分子量/所有产物分子量 环境因子：=废物质量/目标产物质量 1.化学工业的主要原料：化学矿，煤，石油，天然气 2.化工生产过程一般可概括为原料预处理，化学反应，产品分离及精制。 3.三烯：乙烯，丙烯，丁二烯。三苯：苯，甲苯，二甲苯。 4.石油一次加工方法为：预处理，常减压蒸馏。二次加工方法：催化裂化，加氢裂化，催化重整，焦化等。石油中的化合物可分为：烷烃，环烷烃，芳香烃。 5.天然气制合成气的方法：蒸汽转化法，部分氧化法。主要反应为：CH4+H2O-----?CO+3H2 和CH4+0.5O2-----?CO+2H2 CH4+CO2----?2CO+2H2 6.硫酸生产的原料有：硫磺，硫铁矿，有色金属冶炼炉气，石膏。 7.工业废气脱硫，高硫含量用湿法脱硫，低硫含量用干法脱硫。 8.硝酸生产的原料：氨，空气，水。 9.浓硝酸生产方法：直接法，间接法，超共沸酸精馏法。 10.氨的主要用途：生产化肥，生产硝酸。平衡氨浓度与温度，压力，氢氮比，惰性气体浓 度有关。温度降低或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。 11.合成氨反应方程式：N2+3H2?-----?2NH3 300--600℃ 8--45MPa，催化剂。 12.甲烷化反应：CO+3H2＝＝CH4+H2O 13.变换反应：CO+H2O===CO2+H2 14.氯在氯碱厂主要用于生产：液氨，盐酸。氯碱厂主要产品有：烧碱，盐酸，液氨。 15.食盐水电解阳极产物是：Cl2，阴极产物是：NaCl，H2 16.氯碱工业三种电解槽：隔膜，离子交换膜，汞阴极法。 17.汽提法生产尿素工艺中，常用气提气有：CO2和NH3 18.铬铁矿焙烧方法：有钙焙烧，无钙焙烧。有钙焙烧的主要废物是：铬渣。含有致癌物：六价铬。常见铬盐产品：重铬酸钾，重铬酸钠，铬酐，铬绿（Cr2O3）。 19.索尔维制碱法主要原料：NH3，CaCO3，NaCl。主要产品：Na2CO3，CaCl2 侯氏制碱法：NH3，CO2，NaCl 。主要产品：Na2Co3，NH4Cl

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化工工艺学练习题 一、填空题 1. 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三 大步骤。 2. 根据变质程度不同，煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤；随变质程 度增加碳含量增加，氢和氧含量降低。化学工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括生产方法、原理、流程和设备。 3. 高含量的烷烃，低含量的烯烃和芳烃是理想的裂解原料。 4. 化工中常见的三烯指乙烯、丙烯、丁二烯；三苯指苯、甲苯、二甲苯。 5. 石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的 混合物。石油中的化合物可以分为烷烃、环烷烃、芳香烃三大类。 6. 为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次 加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏；二次加工主要方法有：催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化等。 7. 辛烷值是衡量汽油抗爆震性能的指标，十六烷值是衡量柴油自燃性能的 指标。 8. 天然气的主要成分是甲烷。 9. 天然气制合成气的方法有蒸汽转化法和部分氧化法，主要反应分别是 和。 10. 硫酸生产以原料划分主要有硫磺制酸、硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸和石膏 制酸等。 11. 工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用湿法脱硫，低硫含 量可以采用干法脱硫。 12. SO 2氧化成SO 3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此，降低温 度、提高压力有利于平衡转化率的提高。 13. 接触法制硫酸工艺中主要设备包括沸腾炉、接触室和吸收塔。 14. 硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括SO 2的制取和净化、SO 2氧化成SO 3和 SO 3的吸收。 15. 稀硝酸生产工艺大致可以分为三步，包括氨氧化制NO 、NO 氧化制NO 2和 水吸收NO 2制酸。 17硝酸生产的原料有氨、空气和水。 16. 浓硝酸生产方法有直接法、间接法和超共沸酸精馏法。 17. 氨的主要用途是生产化肥和硝酸。 18. 平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度降低， 或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。 19. 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是煤和天然气。 20. 甲烷化反应是CO+3H 2=CH 4+H 2O 。 21. 氯在氯碱厂主要用于生产液氯和盐酸。 22. 氯碱厂的主要产品一般有烧碱、盐酸、和液氯。 23. 食盐水电解阳极产物是Cl 2，阴极产物是NaOH 和H 2。 24. 食盐水电解制氯碱方法有隔膜法、汞阴极法和离子交换膜法。 25. 氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电解槽， 它们是离子膜电解槽、隔膜电解槽、和水银电解槽 26. 铬铁矿焙烧主要有两种方法，它们是有钙焙烧和无钙焙烧。有钙焙烧生 产铬盐的主要废物是铬渣，它含有致癌物六价铬。 27. 常见的铬盐产品主要有重铬酸钠、重铬酸钾、铬酐和（铬绿）Cr 2O 3。 28. 目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法)、侯氏制 碱法(联碱法)和天然碱法。 29. 索尔维制碱法主要原料是NH 3、CaCO 3与NaCl 。 30. 索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl+CaCO 3=Na 2CO 3+CaCl 2，则该反应的 原子利用度为48.85%（已知原子量Na ：23，C ：12，O ：16，Ca ：40，Cl ：35.5）。 31. 侯氏制碱法主要原料是NH 3、CO 2与NaCl 。 32. 侯氏制碱法的主要产品是Na 2CO 3和NH 4Cl 。 33. 湿法磷酸生产的两种主要原料是磷矿石和硫酸。 34. 磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结 晶形式，分别是两水、半水和无水。 35. 烷基化最典型的应用是烷基化汽油生产和甲基叔丁基醚(MTBE)生产。 36. 甲基叔丁基醚(MTBE)是常用的汽油添加剂，是通过烷基化反应生产的。 37. 氯化反应主要有三种类型，分别是加成氯化、取代氯化和氧氯化。 38. 生产氯乙烯主要原料是乙炔和乙烯。 39. 氯乙烯的主要生产方法有乙烯氧氯化和乙炔和氯化氢加成。 40. 烃类热裂解中一次反应的主要产物为乙烯和丙烯。 41. 烷烃热裂解主要反应为脱氢反应和断链反应。 42. 羰基化最典型的应用是甲醇制醋酸。 43. 催化剂一般由活性组分、载体和助催化剂组成。 44. 乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是Ag 。 45. 丙烯腈的主要生产方法是氨氧化，主要原料是丙烯和氨。 46. 环氧乙烷的主要生产方法是乙烯环氧化，生产原料是乙烯和氧，主要用 途是乙二醇。 47. 皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应。 48. 煤的化工利用途径主要有三种，它们是煤干馏、煤气化和煤液化。 49. 已知有三种不同煤气化工艺，它们是固定床、流化床、和气流床。 50. 煤干馏产物有焦炭、煤焦油和焦炉气。 51. 水煤气是以水蒸气为气化剂制得的煤气，主要成分是CO 和H 2。半水煤气 是以空气和水蒸气作气化剂制得的煤气，主要成分是CO 、H 2和N 2。 52. 合成气的主要成分是CO 和H 2。 53. 煤气化发生炉中煤层分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层。 54. 煤液化有两种工艺，它们是直接液化和间接液化。 55. 精细化学品是指小吨位、高附加值、具有特定用途或功能的化工产品。 56. 精细化学品生产常用的单元反应有磺化、硝化、氯化。 57. 绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化 工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。 58. 高分子化合物是指相对分子量高达104 ~106 的化合物。 59. 高分子聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。 60. 石油化工中的三大合成材料指合成塑料、合成橡胶、合成纤维。 61. 常用的塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。 62. 常用的合成纤维有涤纶、锦纶和腈纶。 63. 根据介质不同，聚合方法有四种，分别是本体聚合、溶液聚合、乳液聚 422 CH +H O CO+3H →422 CH +1/2O CO+2H →

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《化工工艺学》题库 1.什么叫烃类的热裂解? 裂解（splitting）是将烃类原料（气或油品）在隔绝空气和高温作用下，使烃类分子发生断链或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃和烷烃及炔烃 热裂解不加催化剂及添加剂裂解的分类 2. 目前世界上主要乙烯生产国的产量是多少？ 3. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？ 一次反应：即由原料烃类经热裂解生成乙烯、丙烯的主反应。 二次反应：即一次反应生成的乙烯、丙烯进一步反应生成多种产物，甚至最后生成焦和碳一次反应和二次反应的共同点：是随着反应的进行，气体产物的氢含量增加，液体产物的氢含量降低。 各族烃进行一次反应的容易程度顺序: P (链烷)＞N（环烷）＞A（芳环） 各族烃进行二次反应的容易程度顺序： P(链烷)＜N(环烷)＜A(芳环） 4. 什么叫键能？ 5. 简述一次裂解反应的规律性。 可见规律： ⑴热效应很大的吸热反应，断链易于脱氢； ⑵断两端易于断中间； ⑶ M↑ ，断中间↑，断两端↓ ； ⑷生成大烯烃易于生成小烯烃； ⑸裂解产物中甲烷含量总是高于氢。 6. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？ 7. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？ 裂解过程中，生成的乙烯在900~1000℃或更高的温度下，主要经过乙炔阶段而生碳，即烯烃经过炔烃中间阶段而生碳。 裂解反应所生成的乙烯，在500℃以上的温度下，经过生成芳烃的中间阶段而结焦。焦中，碳含量高于95%，且含有一定量的H2。 8. 试述烃类热裂解的反应机理。 9. 什么叫一级反应？写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。 10.烃类裂解有什么特点？ 11. 裂解供热方式有哪两种？ 12. 什么叫族组成，PONA的含义是什么？什么叫芳烃指数？什么叫特性因素？

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第一章合成氨 1、简述天然气为原料进行蒸汽转化的主反应和副反应有哪些?采用哪些措施可以抑制副反应? 2、甲烷蒸汽转化过程工艺条件该如何选择，为什么? 3、蒸汽转化过程为什么要采用两段转化?两段转化的供热方式有何不同 4、甲烷蒸汽转化-段炉的结构有哪些类型，各有何特点 5、一氧化碳变换为何要采用中温变换和低温变换?工艺条件如何选择? 6、天然气中的硫有哪些形式，干法和湿法脱硫各有哪些?有何优缺点? 7、氧化锌脱硫前为什么要和钴钼加氢脱硫联合使用? 8、什么叫热碳酸钾法?采用热碳酸钾脱碳的基本原理如何?条件如何选择? 9、合成氨粗原料气的精制方法有哪些?其基本原理如何? 10、提高铜氨液吸收残余CO和CO2的能力的措施有哪些? 11、简述铜铵富液的再生目的以及在再生塔中各设备中的流动路径。 12、氨合成反应有何特点?如何选择氨合成的工艺条件? 13、氨的合成流程为什么要采用回路流程?合成气中氨的分离方法有哪些，有何特点? 14、氨舍成塔为什么要采用夹层式?合成塔有哪些类型?各有何优缺点? 15、绘出天然气为原料合成氨的方块流程图。 16、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成所采用催化剂的情况。 第二章尿素 1、尿素合成的原料和基本原理是什么? 2、尿素生产的原则流程图是什么? 3、尿素合成工艺参数如何选择? 4、高压气提法生产尿素的高压圈包括那些设备，各起什么作用? 5、尿素生产主要有哪些设备?在结构上有什么特点? 第三章硫酸 1、简述硫酸生产原料的原料。 2、以硫铁矿为原料，绘出硫酸生产的工艺流程方块图。 3、硫铁矿焙烧之后，获得的炉气应经过哪些处理才能进入转化炉，分别采用何种设备完成? 4、沸腾焙烧时，可采用哪些措施保持炉温稳定。 5、SO,转化为SO,过程有何特点，为什么要采用两次转化两次吸收。 6、SO,吸收过程的工艺条件如何选择? 7、简述硫酸生产过程中是如何处理三废的。 第四章制碱 1、氨碱法制备纯碱的主要化学反应有哪些? 2、氨碱法制纯碱有哪些步骤? 3、氨碱法制碱过程中如何除去原料盐中的Ca2+、Mg2+离子 4、联合制碱法的生产原理是什么? 5、氨碱法与联合制碱法有何异同?