石油化工工艺学(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？

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？

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．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。

7重油部分氧化法的实质是什么？

8已知一段转化炉进口气体组成为：

组成CH4C2H6C3H8C4H10C5H12其他

Mol% 81.18 7.31 3.37 1.12 0.45 6.57

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？

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？

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ＣＯ30%，Ｏ20.5%，变换气中ＣＯ0.3%，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9×105Nm3/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？

2 尿素生产的方法有哪些？主要采用什么方法？

3 尿素合成反应机理是什么？控制步骤是什么？

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。

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？

2炉气中的有害杂质有哪些？如何除去？

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？

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 SO2氧化成SO3时，为什么会存在最佳温度？

7 请绘出段间分别采取SO2炉气冷激、间接冷却、空气冷激的SO2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SO3生产硫酸。

9 SO2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，K2O／V2O5的比值及转化率为3>2>1，请解释实验结果和反常现象。

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？

2非铂催化反应与铂催化反应相比，优缺点如何？

3影响氨－空气混合物爆炸极限的因素有那些？其影响如何？

4为什么ＮＯ氧化反应速度常数不符合阿累尼乌斯定律？

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。

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．

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？

8 写出水吸收N2O生产硝酸的反应方程式。

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==2NO2

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？

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？

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？

4 钠利用率、氨利用率分别指什么？如何计算？

5 碳化度指什么？如何计算取出液的碳化度？

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？

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。

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？

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？

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？

13 什么是氯化铵结晶的并料流程和逆料流程？

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？

2什么是电化当量？氯碱工业生产中，如何表示电化当量？

3什么是电流效率？如何计算碱工业中的电流效率？

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？

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？

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？

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？

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，一昼夜可生产电解液146.2m3，电解液中NaOH的浓度为125g/l，试计算阳极电流效率。（1F=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。（1F=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？

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？

2 熔融指数含义是什么？

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？

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？

9、LDPE和LLDPE？

10、聚乙烯中加入的添加剂有什么？

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？

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．

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）：

φ（C2H4）：10％；φ（空）：90％［φ（N2）＝79％，φ（O2）＝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

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？

2什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？

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？

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？

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？

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？

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？

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；

11 管式列解炉如何进行清焦？

12管式炉裂解工艺流程由哪几部分系统够成？

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），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。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？

19 裂解气深冷分离法的原理是什么？

20裂解气中含有哪些杂质？有何危害？怎样除去？

21什么叫分子筛？分子筛脱水干燥的原理是什么？

22为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？

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？

27简述前加氢脱炔前冷工艺流程。

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20℃，P1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。

32 什么是热泵？闭式热泵？开式A和开式B热泵？

（2）芳烃及芳烃的转化

1、什么是芳构化反应？异构化反应？

2、重整反应有温降说明了什么？

3、重整进料中水含量高有什么影响？怎样处理？

4、在重整反应中为什么要注氯？

5、什么是芳烃潜含量？为什么要分析原料芳烃潜含量？

6、重整为什么要选择低压操作？

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？

8、如何判断裂化反应加剧？

9、重整催化剂中毒有什么现象？

10、重整裂化加剧的原因？怎样控制？

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？

13、再生器干燥区下面分哪两个小区？

14、催化重整过程中包括那些主反应和副反应？

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？）

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？

18、催化重整为什么要临氢操作？

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？

8什么是煤直接液化和间接液？

9费托合成

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；α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；

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-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）。

化工工艺学习题与答案

化工工艺学试题（1） 一、填空：（每空1分共10分） 1.目前工业上对、间二甲苯的分离方法有-------------------------------- 、 ---------------------- 和 ------------------------ 三种。 2.乙苯催化脱氢合成苯乙烯时脱氢部分常用--------------------- 和----------------- 两种类型反应器。 3.催化加氢反应所用的催化剂以催化剂的形态分有、、------------------- 、----------------------- 、------------------ 五种？ 1、低温结晶分离法、络合分离法和模拟移动床吸附法三种。 3、金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物、金属硫化物、金属络合物。 二、简答（每题5分，共90分） 1、煤的干馏和煤的气化的定义。 答：将煤隔绝空气加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥物性产物主是焦炭或半焦，这种加工方法称煤的干馏。煤、焦或半焦在高温常压或加压条件下，与气化剂反应转化为一氧化碳、氢等可燃性气体的过程，称为煤的气化。 2、什么叫烃类热裂解？ 答：烃类热裂解法是将石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子 发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其它分子量不同的轻质和重质烃类。 3、烃类热裂解的原料有哪些？ 答： 4、烃类热裂解过程有何特点？ 答：①强吸热反应，且须在高温下进行，反应温度一般在750K以上；②存在二次反应，为了避免二次反 应，停留时间很短，烃的分压要低；③反应产物是一复杂的混合物，除了气态烃和液态烃外，尚有固态焦的生成。 5、烃类热裂解制乙烯的分离过程中，裂解气为什么要进行压缩？为什么要分段压缩？ 答：裂解气中许多组分在常压下都是气体，沸点很底，为了使分离温度不太底，可以适当提高分离压力。多段压缩有如下好处：节省压缩功；段与段中间可以进行降温，避免温度太高引起二烯烃的聚合；段与段中间也可便于进行净化和分离。 6、烃类裂解制乙烯的过程中，为什么要对裂解气进行脱酸性气体？怎样进行脱除？ 答：酸性气体主要是指二氧化碳和硫化氢，另外还含有少量有机硫化物，这些酸性气体过多会对分离过程带来危害：例如硫化氢会腐蚀管道和设备，使加氢脱炔催化剂中毒，使干燥用的分子筛寿命缩短，二氧化碳会结成干冰，会堵塞管道，他们对产物的进一步利用也有危害，所以必须脱除。用碱洗法脱除；酸性气体量多时可以先用乙醇胺脱除，再用碱洗法彻底除去。 7、脱甲烷塔高压法和低压法有何优缺点？ 答：低压法分离效果好，乙烯收率高，能量消耗低。低压法也有不利之处，如需要耐低温钢材、多一套甲 烷制冷系统、流程比较复杂。高压法的脱甲烷塔顶温度为一96C左右，不必采用甲烷制冷系统，只需用液 态乙烯冷剂即可，比甲烷冷冻系统简单。此外提高压力可缩小精馏塔的容积，所以从投资和材质要求来看， 高压法是有利的；但高压法因乙烯与甲烷相对挥发度接近而不易分离，运行能耗要高于低压法。

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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

化学工艺学习题及解答

习题及解答 第二章化工资源及初步加工 2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。

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

化学工艺学课后习题及答案

第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？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：转化率是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百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6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：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③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。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18

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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?

化工工艺学习题答案

(1).干法脱硫：用固体吸收剂吸收原料气中的硫化物，一般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高，标况下在3~5g/m3才适用。干法脱硫包括：a.氧化锌法脱硫，可脱除有机硫和无机硫。ZnO+H2S=ZnS+H2O ZnO+C2H5SH=ZnS+C2H5OH ZnO+C2H5SH=ZnS +C2H4+H2O b.钴-钼加氢脱硫法（脱除含氢原料中的有机硫）RCH2SH+H2=RCH3+H2S RCH2S-CH2R’+2H2=RCH3+R’CH3+H2S RCH2S-SCH2R’+3H2=RCH3+R’CH3+2H2S (2).湿法脱硫可脱除大量无机硫 ：3.化学-物理综合吸收法。 典型脱硫法：ADA脱硫法（原理）（PH8.5~9.2）：Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3 2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S Na2 V4O9+2ADA(氧化态)+2NaOH+H2O=4NaVO3+2ADA(还原态) 2ADA （还原态）+O2=2ADA（氧化态）+H2O ⒏克劳斯法回收硫磺流程(1).单硫法工艺流程：酸性气体中的硫化氢高于25%，所有酸化气体全部进入燃烧炉，按严格的要求配给空气，使酸性气体中的烃类全部燃烧，硫化氢只反应了1/3，以后生成的二氧化硫与剩余的2/3的硫化氢反应生成单质硫。燃烧炉内的温度一般为1100~1600℃，约60%~70%的硫化氢转化为硫。从燃烧炉出来的含硫蒸汽的高湿气体，经废热锅炉回收热能后，经冷凝分硫后进入一级转换器，转换反应是放热反应，一级转换气经二级冷凝分硫后，再送人二级转换器中，二级转换器中通常装活性较高的催化剂，以获得高效转化率，由于是放热反应，降低转化温度有利于硫的生成，但转换器的温度不能太低。为了防止蒸汽硫凝析出来，造成催化剂阻塞，最后送入三级冷凝器。 (2)分硫法工艺流程：酸化气中的硫化氢不足25%，只让1/3的酸性气体进入燃烧炉。严格按要求配给空气，是全部烃类完全燃烧，其中硫化氢反应生成二氧化硫，剩余的氧气为0，从燃烧炉出来的含二氧化硫的高温气体在废热锅炉回收能量后，与另外的2/3的酸性气体会合，进入一级转化器，之后与单硫法相同，要求气体中不得含有重烃类化合物和其他有机物，以免引起催化剂的结碳和结焦，影响成品硫的含量。 ⒘原油常减压蒸馏的塔釜温度一般控制在什么范围？常减压蒸馏的拔出率一般为多少？常压蒸馏的塔釜温度：350-365℃。拔出率：25-40%；减压蒸馏的塔釜温度；390-400℃，拔出率30%。 20.催化裂化的催化裂化过程中发生的主要反应类型有哪些？生产中采取什么工艺措施来提高目的产物的产率？从烃的类别来说，哪些组分是催化裂化的优质原料？裂化反应异构化反应氢转移反应芳构化烷基化反应，提高反应温度压力，增加反应时间提高油剂比。含有吸附性强的烷烃多的重质馏分油 21.从热力学角度分析烷烃、环烷烃、芳香烃裂解反应规律？其主要反应有哪些类型？烃类裂解的五大主要设备是什么？为什么选择透平压缩机？ （1）烷烃裂解规律：正构烷烃最利于生成乙烯、丙烯，分子越小则烯烃的效率越高。环烷烃裂解规律：在裂解过程中，环烷烃可开环生成乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯，也可脱氢生成环烷烃和芳烃。有带侧链的环烷烃裂解时，首先是侧链断裂，然后才进行烃环开裂。（2）主要反应类型：裂化、氢转移、叠合、异构化、芳构化。（3）五大主要设备：裂解炉、再生器、反应器、分馏塔、吸收解析塔。 （4）没有活塞环等易损部件，加工制作成本较为经济；转速通常在3500-12000r/min，可直接用同转速透平机驱动变速装置。透平压缩机噪声较小，压力稳定，此时可甲机运转，省去备用机组，其吸收状态最好，可达30万~45万立方米每小时。 23.以乙烷为原料裂解制取乙烯时，从反应的热力学和动力学出发，为了获得最佳裂解效果，应采取什么样的工艺措施？热力学：根据热力学计算可得出不同温度下裂解反应的平衡常数和乙烷裂解体系的平衡组成，若裂解反应达到平衡，基本全部生成氢气和碳。所得的烯烃极少。因此应当在尽可能短的时间内进行裂解，另外，C2H6裂解生成C2H4的平衡常数远远大于C2H4小时的平衡常数，各反应的平衡常数都随温度的升高而增加，因此，提高裂解温度对裂解生成烯烃是有利的动力学，影响速率常数的主因素是反应活化能与温度，活化能越大，速率常数值越小。而原料裂解生成C2H4的反应速率大于原料完全分解为碳和氢的速率，为了生成目的产物，因此，当提高反应温度缩短停留时间，以调高更多的C2H4。 25.液相本体法生产聚丙烯的流程中，如何控制反应温度和分子量（或聚合度）？ 用氢调节产品分子量，用氢调节产品分子量，精丙烯经计量进入聚合釜，并将活化剂二乙基氯化铝，（液相）催化剂三氯化钛，分子量调节剂氢化。按一定比例一次性加入聚合釜中，物料加完后，向夹套内同热水，将聚合釜内的物料加热。使液相丙烯在75℃，3.5MPa进行液相本体聚合反应。 26.乙烯氧化制取环氧乙烷属于烃类氧化反应，烃类氧化反应有哪些特点？如何提高反应的选择性？ 烃类氧化反应的特点：强烈的放热反应，有很多副产物生成。过程易燃易爆， 提高反应的选择性的主要是选择有良好选择性的催化剂乙烯的纯度保持在百分之30左右，选择合适的温度增加空速。 d) 加入抑制CO2生成的抑制剂，有助于提高催化剂的选择性 27.催化重整的主要目的分别是什么？工业生产中影响催化重整的主要工艺条件有哪些a)反应温度：最积极、最活跃的因素b)反应压力：提高压力会抑制环烷脱氢和烷烃环化脱氢。压力低有利于芳构化反应。 c)空速：随空速增加产品收率增加，但是产品芳香度、辛烷值、气体烃产率下降，芳烃生产通常采用较高空速，中等温度及中等压力。d) 氢油比：标准状态下的氢气流量与进料量的比值。对称性较高的催化剂和生焦倾向小的原料，采用较小氢油比。反之采用较大的氢油比。 e) 原料油组成29.从热力学角度分析乙苯脱氢制取苯乙烯中，影响反应的主要工艺条件有哪些？应如何控制反应条件？ 影响乙苯脱氢反应的因素主要有：反应温度、反应压力、水蒸气用量、原料纯度、催化剂。从热力学角度分析：（1）乙苯脱氢是吸热反应。平衡常数随温度的升高而增加，故升温对脱氢反应有利。但是烃类物质在高温下不稳定，易发生许多副反应，所以脱氢在较低的温度下进行。适宜的温度为600~660℃（2）反应压力：乙苯脱氢反应是体积增大的过程，降低压力对反应有利，平衡转化率随压力的降低而升高。适宜的压力位0.01~0.1Mpa（3）水蒸气用量：乙苯脱氢转化率随水蒸气用量增大而提高。当水蒸气与乙苯的摩尔比增加到一定程度时，乙苯转化率提高不显著。故在工业生产中，乙苯与水蒸气质量一般为1:1.2~2.6 （4）原料纯度：为了保证生产的进行，要求原料乙苯中，二甲苯的质量分数<0.04%，为了保证催化剂的活性和寿命，要求乙炔的体积分数≤10×10-6 ，硫的体积分数（H2S计）≤2 ×10-6 ，氯的质量分数（以HCL计）2×10-6，水的体积分数≤10×10-6 （5）催化剂：采用氧化铁系催化剂，即Fe203Cr2O3.K2CO3. 30 芳烃转化过程中发生反应的主要类型有哪些？从热力学角度来分析应采取哪些措施来提高目的产物的产率？ （1）（a）芳烃歧化和烷基转移(b)烷烃基反应(c)异构化反应 (2)提高温度、合适的氢烃比、保持适当的氢分压。31.催化重整中发生的反应主要有哪些？氢气在催化重整中有哪些作用？ (1)催化重整中发生的反应有五种：六元环烷脱氢反应、五元环烷的异构化反应、烷环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂解化反应。 （2）氢在催化重整中的作用a)预加氢可以使能够让催化剂中毒的金属元素含量降到允许范围内b)使烯烃饱和，减少催化剂积碳，延长操作周期，c)控制氢油比,可降低催化剂的失活速率，提高催化剂的稳定性，延长催化剂寿命。d)循环氢气将大量热量带入反应器，氢油比高可减少反应床层温度降。 32.催化重整时，采用溶剂抽提分离芳烃的过程中，反映溶剂性能的主要指标是什么？除此之外，还要考虑溶剂的哪些性质？ （1）主要指标：溶解性、选择性、黏度、沸点、气化潜热、化学稳定性、密度差、表面张力等。（2）操作参数：温度和含水量。 35.联碱法中，析碱后要得到氯化铵，得到氯化铵前，为什么要先吸氨？目的是什么？联碱法循环过程中α值、β值、γ值的含义是什么？为什么要控制这三个指标？ (1)α值：指氨母液I中游离氨对二氧化碳的物质的量之比。氨母液I是析碱后第一次析碱的母液。（2）β值：氨母液II中游离氨与氯化钠的物质的量之比。（3）γ值：母液II中钠离子对结合氨的物质的量之比或物质的两浓度之比。（4）（α总要大于2）通过控制α，β，γ值，使HCO3-尽量转化成CO32-离子，生成正盐SL溶解度增大，有利于析出NH4CL。

化工工艺学_习题

化工工艺学练习题 一、填空题 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 生产方法 、 原理 、 流程 和 设备 。 2. 化学工业的主要原料包括 化学矿 、 煤 、 石油 和 天然气 。 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。 4. 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。 5. 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 。 6. 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。 7. 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。 8. 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。 9. 天然气的主要成分是 甲烷 。 10. 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 。 11. 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。 12. 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 。 13. 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。 14. 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 。 15. 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 。 16. 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 。 18. 浓硝酸生产方法有 直接法 、 间接法 和 超共沸酸精馏法 。 19. 氨的主要用途是 生产化肥 和 硝酸 。 20. 合成氨反应方程式为 ，该反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应。 21. 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。 22. 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是 煤 和 天然气 。 23. 甲烷化反应是 CO+3H 2=CH 4+H 2O 。 24. 氯在氯碱厂主要用于生产 液氯 和 盐酸 。 25. 氯碱厂的主要产品一般有 烧碱 、 盐酸 、和 液氯 。 26. 食盐水电解阳极产物是 Cl 2 ，阴极产物是 NaOH 和H 2 。 27. 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 。 28. 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 。 29. 尿素合成反应为 。 30. 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 。 31. 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 。 32. 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 。 422CH +H O CO+3H →42 2 CH +1/2O CO+2H →223N +3H 2NH 3222 22NH +CO CO(NH )H O =+