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
=+
33.索尔维制碱法主要原料是NH3 、CaCO3 与NaCl 。
34.索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO3=Na2CO3+CaCl2，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）。
35.侯氏制碱法主要原料是NH3 、CO2 与NaCl 。
36.侯氏制碱法的主要产品是Na2CO3和NH4Cl 。
37.湿法磷酸生产的两种主要原料是磷矿石和硫酸。
38.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。
39.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。
40.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。
41.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。
42.生产氯乙烯主要原料是乙炔和乙烯。
43.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。
44.烃类热裂解中一次反应的主要产物为乙烯和丙烯。
45.烷烃热裂解主要反应为脱氢反应和断链反应。
46.羰基化最典型的应用是甲醇制醋酸。
47.催化剂一般由活性组分、载体和助催化剂组成。
48.乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是Ag 。
49.丙烯腈的主要生产方法是氨氧化，主要原料是丙烯和氨。
50.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。
51.皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应。
52.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。
53.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。
54.煤干馏产物有焦炭、煤焦油和焦炉气。
55.水煤气是以水蒸气为气化剂制得的煤气，主要成分是CO 和H2。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。
56.合成气的主要成分是CO 和H2。
57.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。
58.煤液化有两种工艺，它们是直接液化和间接液化。
59.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。
60.精细化学品生产常用的单元反应有磺化、硝化、氯化。
61.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。
62.高分子化合物是指相对分子量高达104~106的化合物。
63.高分子聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。
64.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。
65.常用的塑料有聚乙烯(PE) 、聚丙烯(PP) 和聚氯乙烯(PVC) 。
66.常用的合成纤维有涤纶、锦纶和腈纶。
67.根据介质不同，聚合方法有四种，分别是本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
二、单选题
1.转化率、选择性与收率是衡量一个化工过程的重要指标。下列关于转化率、选择性与收率说法错误的是：( C )
A. 转化率是针对反应物而言的；
B. 选择性是针对目的产物而言的；
C. 转化率越高，选择性也越高；
D. 收率等于转化率与选择性之积。
2.下列油品中，沸程最低的是( A)
A 汽油
B 煤油
C 柴油
D 润滑油
3.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。
4.SO2的氧化反应是一个有催化剂存在下进行的可逆、放热、体积缩小的反应。下列措施中不能提高SO2平衡转化率的是：
( D )
A. 降低温度；
B. 提高压力；
C. 增加氧含量；
D. 提高温度。
5.对CO变换反应，下列说法正确的是：( B )
A．高温和高水碳比有利于平衡右移；B. 变换反应是可逆放热反应；
C．变换过程采用单反应器； D. 压力对平衡和反应速度都无影响。
6.合成氨反应是：( A )
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
7.下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：( D )
A. Fe3O4是活性组分；
B. Al2O3是结构型助催化剂；
C. K2O是电子型助催化剂；
D. 使用前不需升温还原活化。
8.在纯碱生产过程中，溶解度最低，最先析出的是( B )
A. NaCl
B. NaHCO3
C. NH4Cl
D. NH4HCO3
9.下列关于煅烧与焙烧的说法正确的是：( C )
A. 焙烧是在高于熔点的高温下进行；
B. 焙烧是物料分解失去结晶水或挥发组分；
C. 煅烧是物料分解失去结晶水或挥发组分；
D. 煅烧是在高于熔点的高温下进行。
10.乙烯环氧化法制环氧乙烷生产中加入微量二氯乙烷是为了：( A )
A 提高环氧乙烷的选择性
B 提高环氧化反应速率
C 提高乙烯的转化率
D 以上都对
11.乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是：( B )
A. Cu
B. Ag
C. Al2O3
D. Fe
12.乙烯氧氯化双组分催化剂中的KCl可视为：( B )
A. 活性组分之一
B. 助催化剂
C. 抑制剂
D. 氧化促进剂
13.烷基化汽油是由烯烃和反应生成的( C)
A 丙烷
B 正丁烷
C 异丁烷
D 乙烷
14.下列分子发生热裂解反应，反应温度最高的是( D )
A 丙烷
B 正丁烷
C 异丁烷
D 乙烷
15.下列醇中可以通过烯烃直接水合得到的是( D )
A 正丙醇
B 正丁醇
C 甲醇
D 乙醇
16.煤气化过程中温度最高的是：( B )
A. 灰渣层
B. 氧化层
C. 还原层
D. 干馏层和干燥层
17.制备多硝基化合物适宜的加料方法为( B )。
A 正加法
B 反加法
C 并加法
D 都可以
18.高分子一般指相对分子量为( D )的化合物。
A. 102~104
B. 103~105
C. 104~105
D. 104~106
19.下列关于加聚反应单体，说法错误的是：( A )
A. 在一个加聚反应中单体必须相同；
B. 加聚反应单体必须含有不饱和键；
C. 在一个加聚反应中单体可以不同；
D. 加聚反应单体可以含有特征官能团。
20.下列关于缩聚反应单体，说法错误的是：( B )
A. 在一个缩聚反应中单体可以相同；
B. 缩聚反应单体不能含有不饱和键；
C. 在一个缩聚反应中单体可以不同；
D. 缩聚反应单体应含有特征官能团。
21.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( C )。
A 相同
B 相近
C 不相同
D 无关
22.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( A )。
A 相同
B 相近
C 不相同
D 无关
23.下列化合物中不能发生聚合反应的是：( D )
A. 乙烯
B. 环氧丙烷
C. 己二胺
D. 乙醇
三、简答题
1.简述化学工程与化学工艺的关系。
答：化学工程主要研究化工生产中的共性问题，单元操作，工程因素尤其是放大效应。
化学工艺指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。它主要研究化工生产中的个性问题，即研究具体一个产品从初始原料到最终产品的整个过程以及系统优化。
两者相辅相承，密不可分：化学工程的最新成果要通过具体产品的化学工艺体现出来，化学工艺的进步离不开化学工程的支撑。
2.举例说明化工生产过程常用的节能降耗措施。
答：化工生产过程中节能措施很多，根据不同的生产工艺及其复杂程度可以采用不同的方法。例如大多反应都是放热的，如何充分合理地利用反应热对节能很重要。一般来说，蒸汽压力越高，其热效率越高，因此，如果反应温度高，应尽可能产生高压蒸汽。另外，燃烧废气带有大量显热，应尽可能回收利用。蒸汽加热的冷凝水要视其压力进一步充分利用。高压下的减压膨胀过程要设计作功机械，避免过分的不可逆过程，造成能量浪费。要注意加强保温、保冷措施，减少热量损失。精馏过程耗能很多，要充分重视换热措施，若有可能可以采用热泵技术。
3.简述化学工业发展方向。
答：清洁生产、可持续发展、精细化
具体包括：提高原料利用率、减少副产物；副产物循环利用；降低能耗；采用可再生原料；加强环境保护、尽可能避免环境污染；加大研发力量和投入、开发新产品，缩短工业化周期。
4.简述我国化学工业面临的问题及机遇。
答：问题：规模小、能耗高、污染重、精细化率低、缺乏自主知识产权和创新能力。
机遇：国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了条件；改革开放为技术改造提供了条件；国际合作更广泛；国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇；需求增长及政策支持为新技术、新产品开发提供了动力。
5.对比国内外化学工业的现状。结合具体例子简述国内技术差距及努力方向。
答：与国际先进水平相比，我国的化学工业还很落后，我国的化学工业产值只占世界化学工业总产值的5％左右，这与我国的国际地位极不相称。总的来讲，我们工艺落后、能耗高、污染重、品种少，缺少自主知识产权。
以硫酸为例，发达国家主要以回收硫为原料，而国内大量采用硫铁矿，流程长，设备多，污染重。同样，发达国家主要以天然气为原料合成氨，而我国大量采用煤；食盐电解发达国家主要采用离子膜电解槽，而我国大量采用隔膜电解槽。当然，其中有资源的问题，也同样有技术问题。比如煤气化炉，大型炉依然全靠进口。
6.简述氧化反应的特点。
答：(1). 强放热反应；
(2). 反应途径多样，副产物多；
(3). 烃类易完全氧化成CO2和水。
7.简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。
答：硫酸生产包括三步，即二氧化硫制取、二氧化硫催化氧化为三氧化硫、水吸收三氧化硫制硫酸，主要反应为：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
主要设备包括：沸腾炉，接触室，吸收塔等。
8.简述氨氧化生产稀硝酸的原理（主要反应）及工艺流程。
答：
9.
为什么常规的氨氧化工艺只能生产稀硝酸？怎样才能得到浓硝酸？简述其中的一种流程。
答：因为二氧化氮的吸收制酸是化学吸收，由于化学平衡的限制，无法直接得到浓硝酸。
生产浓硝酸可以采用三种方法：直接法、稀硝酸脱水法、超共沸酸法。硝酸镁脱水法是常用方法之一，其大致流程为：
10.
简述浓硝酸的生产方法。
答：直接法、间接法和超共沸酸精馏法。
直接法：NH 3氧化制NO ，NO 氧化为NO 2，浓硝酸吸收NO 2制发烟硝酸，发烟硝酸解吸制N 2O 4，N 2O 4和水加压氧化反应得浓硝酸。
间接法：稀硝酸加脱水剂（硫酸或无机盐如硝酸镁）精馏。
超共沸酸精馏法：使氧化气中水脱除较多，NO x 直接生成超共沸酸，再蒸馏得浓硝酸。 11. 简述直接法生产浓硝酸的步骤和原理。
答：
(1). NH 3氧化制NO ：3224NH +5O =4NO+6H O (2). NO 氧化为NO 2：222NO+O =2NO ,
322NO+2HNO =3NO +H O
(3). 浓硝酸吸收NO 2制发烟硝酸：2332NO +HNO =HNO NO ?
(4). 发烟硝酸解吸制N 2O 4：3
223HNO NO =NO +HNO ?，2242NO N O =
(5). N 2O 4和水加压氧化反应得浓硝酸：242232N O +2H O+O =4HNO 12. 简述以煤为原料合成氨的主要步骤及各步骤的主要作用。
答：
（1）制气：主要目的是制氢 （2）净化：主要目的是除灰
（3）脱硫：主要目的是脱出无机及有机硫
（4）变换：主要目的是将CO 转化为CO 2，同时制氢
Air H 2制合成气
净化
脱硫
变换
脱碳
液氮洗或甲烷
分离NH 3
驰放气
（5）脱碳：主要目的是除去二氧化碳
（6）甲烷化：主要目的是进一步脱除一氧化碳、二氧化碳及硫杂质 （7）压缩：主要目的是将合成气加压 （8）合成：主要目的是氢与氮反应得氨 （9）分离：主要目的是将生成的氨分离出来 13. 简述以煤为原料合成氨的原理（主要反应）及工艺流程。
答：
（1） 制气：
22222222
C+O CO C+O CO C+H O H +CO C+2H O 2H +CO ??→??→??→??→， ， ， （2） 变换：222CO+H O CO +H ??→←?? （3）. 氨合成：223N +3H 2NH ??→←??
14.
简述合成氨的主要生产步骤
答：煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，但它们都包括：制合成气、脱硫、变换、脱碳、净化、合成、压缩、
分离等步骤。 15.
目前合成氨生产的主要原料是什么？其原理（主要反应）及工艺流程主要差别有哪些？
答：煤、天然气。
煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，煤的主要成分是碳，造气反应主要包括煤燃烧、碳和水蒸汽反应。天然气主要成分是甲烷，造气主要反应是甲烷蒸汽转化。由于煤含硫量高，因此一般采用湿法脱硫，然后再干法脱硫；天然气含硫量低，一般是直接采用干法脱硫。 16.
比较几种食盐电解工艺的优缺点。
答： 离子膜：代表发展方向，占地面积小、产品质量好，投资大、投资回收期长； 隔膜：技术成熟、投资小，产品质量差；
水银：产品质量好，水银易造成环境污染，逐步淘汰。 17.
简述索尔维制碱的原理及优缺点。
答： 原理： Na C l+C a C O 3 = Na 2C O 3+C a C l 2
但该反应无法进行，必须经以下过程实现：32CaCO CaO+CO →；
+→盐水盐水；→盐水+氨氨盐水；
234NaHCO +NH +CO Cl(aq)→氨盐水；322232NaHCO Na C CO H O O +→+； 3224CaO 2NH Cl(aq)+2N CaCl O H H →++。
原料丰富、技术成熟；但原料利用率低，废液排放量大。 18.
比较索尔维制碱法、侯氏制碱法和天然碱法的优缺点。
答：索尔维制碱法工艺成熟，原料丰富，但原料利用率低，三废排放量大。
Air H 2制合成气 净化 脱硫 变换 脱碳
液氮洗或甲烷
分离NH 3
驰放气
侯氏制碱法原料利用率高，三废排放量小，缺点是原盐要求高，氯化铵销路有问题。 天然碱法在碱矿品位高时，成本低，但原料受限制。 19.
简述尿素合成反应原理。
答： 尿素合成反应为：
3222
CO+2NH =CO(NH )+H O 该反应分两步进行：
(1). 液氨和C O 2反应生成中间物甲铵：324CO+2NH NH COONH ，该反应为快速、强放热反应，且
平衡转化率很高；
(2). 甲铵脱水生成尿素：24
222NH COONH CO(NH )+H O ，该反应为慢速、温和吸热的可逆反应，是速控
步骤。 20. 简述尿素生产步骤。
答：
(1). 尿素的合成
(2). 合成反应液的分解与分解气的冷凝回收 (3). 尿素溶液蒸浓 (4). 尿素的结晶与造粒 21.
简述烷基化反应及羰基化反应的定义，分别举例说明其典型应用。 答：烷基化是指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的氮、氧、碳、金属或非金属硅、硫等原子上引入烷基R-或芳烃基[如苄基(C 6H 5CH 2-)]的反应。典型应用为烷基化汽油生产和甲基叔丁醚生产。烷基化汽油生产原理为：
24H SO HF
35C -C ????→或异丁烷＋ 烯烃异构烷烃
羰基合成泛指在有机化合物中引入羰基()的反应。产物除醛和醇外，还有酸、酯、酸酐和酰胺等。最典型的是甲醇羰
基化制醋酸。
33RhCl(CO)PPh +HI
3o
175C, 3.0MPa
CH OH+CO CH COOH ????????→
22.
甲基叔丁基醚的催化蒸馏工艺特点是什么？画出催化精馏塔的简单结构示意图。
答：催化精馏塔的简单结构如图所示。特点是：(1)将反应和精馏结合起来，反应热用来分离产物，节能效果明显；
由于反应产物很快离开反应区，有利于平衡向甲基叔丁基醚方向进行，异丁烯的转化率高。(2)对设备无腐蚀，对催化剂和原料要求高。(3)设备少，只需一个反应器，投资省。 23.
简述两种主要的氯乙烯生产方法及其特点。
答：（1）乙烯氧氯化
成本低（取决于原油价格）、环境友好，但投资大、流程长。
224O ,CuCl /KCl
2C H 精馏段 提馏段
反应段
（2）乙炔氯化氢加成
2HgCl /2o 100~180C
HC CH+HCl CH =CHCl ≡??????→活性炭
成本高（取决于煤价和电价）、有污染，但投资小、工艺可靠。 24.
乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成，同时写出每步的主要反应。
答：(1). 乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：22222CH =CH +Cl ClCH CH Cl ??→；
(2). 乙烯气相氧氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：
222222CH =CH +2HCl + 0.5O ClCH CH Cl+H O ??→；
(3). 1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯，反应为：222ClCH CH Cl CH =CHCl+HCl ??→。 25.
简述煤液化技术现状及该技术对我国的重要意义。
答：煤液化技术分为间接液化和直接液化两种，间接液化是指先将煤气化制得合成气，然后合成气在催化剂作用下再转化为液体。直接液化是煤在供氢溶剂中，在催化剂作用下加氢，部分转化为液体。间接液化是成熟技术，南非已经生产近50年，直接液化尚无工业化先例，我国第一套工业化装置正在建设中。
中国是一个多煤、少气、贫油的国家，目前中国是世界上第二大石油消耗国，第三大石油进口国，煤炭在中国的能源结构中约占三分之二，煤液化技术不仅对我国的国家安全和经济建设具有非常重要的意义，对改善民生，保护环境也十分重要。 26. 简述煤化工利用的主要途径及相应产品。
答：
(1) 焦化：焦炭、焦炉煤气、煤焦油。进一步加工可得上百种产品，如苯、酚、萘、蒽等。 (2). 煤气化：制氢、合成氨、甲醇、二甲醚、汽油等。 (3). 煤液化：汽油、柴油、蜡等。 27.
煤和石油在组成、结构及应用上有什么差别。 答：(1). 煤的H/C 原子比远低于石油，含氧量远高于石油； (2). 煤的主体是高分子聚合物，而石油的主体是小分子化合物； (3). 煤中矿物质较多。
(4). 石油采用蒸馏、萃取、催化裂化和催化重整等简单的物理化学方法就可分离或改变结构，在化工中应用广泛。
(5) 煤须经焦化、气化或液化等深加工手段打破化学键，获得组成复杂的低相对分子量化合物，由于技术及成本原因限制了它在
化工中的应用，目前主要是用于生产焦炭、制合成气、合成氨、甲醇等。 28.
间歇法水煤气工作循环由那几个阶段组成？
答：(1). 吹风阶段 (2). 水蒸气吹净阶段 (3). 上吹制气阶段 (4). 下吹制气阶段 (5). 二次上吹制气阶段 (6). 空气吹净阶段。
《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
课后习题 思考题(第一章) 1 现代化学工业的特点就是什么？ 2 化学工艺学的研究范畴就是什么 3 简述石油化工原料乙烯的用途 4 利用合成气可以合成哪些产品 5 您觉得应该如何来学习该门课程？ 6 化学工艺与化学工程有何不同? 思考题(第二章) √1 为什么说石油、天然气与煤就是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 2生物质与再生资源的利用前景如何？ 3 何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程就是如何组织的。 4 何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 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与选择性两个指标？ 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？ 7 在天然气开采中,有时可获得含有C6～C8烃类的天然汽油,为了改善其辛烷值,用蒸馏塔除去其中的轻组分。如果天然汽油、塔顶馏出物与塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为: 物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物 1、C6H14 25 0 60 2、C7H16 25 21、5 30 3、C8H18 50 78、5 10 假设它们的密度为0.8g/cm3,那么,从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油？(1桶= 42 US加仑, 1US加仑=3、78541dm3, 1dm3 =103cm3) 8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物,其质量组成各占50%,进料流量为10000kg/d,从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯;柱底馏出物含95%甲苯。离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量就是8000kg/d,全部冷凝为液体后,部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部,其余取出即为产品。求回流与取出产品量之比。 在一个加氢裂化器中,较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。已知输入与输出的烃类组成为: a) 烃类输入输出 b) C5H12 10 mol% c) C6H14 40 mol% d) C7H16 20 mol% e) C12H26 100 mol% 30 mol% (1)每100 kmol原料烃可生产出多少C5～C7烃产品？ (2)每100 kmol原料烃消耗多少氢气？ (3)如果原料烃的密度就是0.9 g/cm3,输出烃的密度就是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃？ 9 假设某天然气全就是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的干基摩尔组成为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。 10 在高温下裂解天然气可获得炭黑与含氢的裂解气。已知天然气的体积组成为82、3%CH4、8、3%C2H6、3、7%C3H8与5、7%N2,产生的炭黑可以视为纯碳,裂解气含60、2%H2、23、
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。
《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 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 →
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 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
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
《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 →
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》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？
《化工工艺学》复习题（部分） （说明：红色部分作为重点看，黄色部分内容以 达到了解程度为主） （填空20分，选择30分判断题10分，简答20 分，流程说明20分） 复习以上课画的重点为主 1．基本有机化工产品是指什么？ 2．衡量裂解结果的几个指标：转化率、产气率、选择性、收率和质量收率。 4. 乙烯液相加氯生产二氯乙烷的反应机理是什么？乙烯氧氯化生产氯乙烯的反应机理是什么？甲烷热氯化反应机理是什么？ 5. 目前氯乙烯生产的主要方法有哪几种。平衡型氯乙烯生产工艺流程的主要特点是指什么？ 6.不同族烃类，如链烷烃、环烷烃、芳烃，其氢含量高低顺序？ 7．基本有机化学工业原料包括哪些？ 8．基本有机化学工业的主要产品? 9. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？ 10. 简述一次裂解反应的规律性。 11. 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？ 12. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？ 13. 试述烃类热裂解的反应机理。 14. 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。 15. 烃类裂解有什么特点？ 16. 裂解供热方式有哪两种？ 17. 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？ 18. 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？ 19. 什么叫停留时间，停留时间与裂解产物分布有何影响？
20. 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？ 21. 烃类热裂解过程中为实现减压而采用加入稀释剂的方法，稀释剂可以是惰性气体或水蒸气。工业上都是用水蒸气作为稀释剂，其优点是什么？ 22. 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。 23. 为了提高烯烃收率裂解反应条件应如何控制？ 24. 为什么要对裂解气急冷，急冷有哪两种？ 25. 管式裂解炉结焦的现象有哪些，如何清焦？ 26. 裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？ 27. 什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？ 28. 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？ 29. 裂解气中含有哪些杂质？为什么在分离前必须除去？方法有哪些? 30. 什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？ 31. 在烃类裂解流程中，什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？32．根据顺序深冷分离流程图，用文字描述有物料经过时，在各装置发生的变化，如脱去何物质，塔顶分离出何物质，塔釜分离出何物质等，将每一条流向都尽量详细说明。33．说明三种深冷分离流程(顺序分离、前脱乙烷、前脱丙烷流程)有什么特点. 34．脱丙塔塔底温度为何不能超过100℃？ 35. 什么叫“前冷”流程，什么叫“后冷”流程？前冷流程有什么优缺点？ 36. 脱甲烷塔在深冷分离中的地位和作用是什么？脱甲烷塔的特点是什么？ 37. 脱甲烷过程有哪两种方法，各有什么优缺点？乙烯塔在深冷分离中的地位是什么？乙烯塔应当怎样改进？ 38．简述影响乙烯回收的诸因素。 39. 能量回收在整个裂解工艺流程中，主要有哪三个途径? 40. 脱甲烷塔和乙烯塔采用中间冷凝器和中间再沸器各有什么优缺点? 41. 举例说明复迭制冷的原理。 42. 多级循环制冷的原理是什么？应当采取哪些措施，才能使多级循环制冷的能量得到合理利用？ 43．苯酚和丙酮均为重要的基本有机原料，由苯和丙烯烷基化通过均相自氧化生成过氧化异丙苯，再在酸的催化作用下分解为苯酚和丙酮。请画出异丙苯法生产苯酚和丙酮的原则流程图(图中标出物料流向，原料名称等)和指明各过程所起的作用？ 44. 什么叫热泵？