化学工艺学
第一章
1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系？
答:化学工艺学就是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中,以化工产品为目标的过程技术。化学工程学主要研究化学工业与其她过程工业生产中所进行的化学过程与物理过程的共同规律,她的一个重要任务就就是研究有关工程因素对过程与装置的效应,特别释放大中的效应。化学工艺学与化学工程学都就是化学工业的基础科学。化学工艺与化学工程相配合,可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题;此外,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
2现代化学工业的特点？
答:特点就是:(1)原料、生产方法与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)重视能量的合理利用,积极采用节能工艺与方法;(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。
1、生产磷肥的方法就是哪两类？
答:生产磷肥的两种方法就是:
(1)酸法它就是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石,最常用的就是硫酸。硫酸与磷矿反应生成磷酸与硫酸钙结晶,(2)热法利用高温分解磷矿石,并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。
2、石油的主要组成就是什么？
答:石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质与沥青三大类。烃类即碳氢化合物,在石油中占绝大部分。非烃类指含有碳、氢及其她杂原子的有机化合物。
第二章
1、化工生产过程包括哪些？
答:化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应与产品分离及精制。
2、化工生产过程的定义及工艺流程图就是什么？
答:将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。工艺流程多采用图示方法来表达,称为工艺流程图。
5、进行工艺流程设计常用的三种方法就是什么？
答:三种方法就是:推论分析法、功能分析法、形态分析法。
第三章
1、结焦、生碳反应的途径如何？
答; 1、烯烃经过炔烃中间阶段而生碳2、经过芳烃中间阶段而结焦。
2、裂解反应机理如何？
答:烃类裂解反应机理研究表明裂解时发生的基元反应大部分为自由基反应。大部分烃类裂解过程包括链引发反应、链增长反应与链终止反应三个阶段。链引发反应就是自由基的产生过程;链增长反应就是自由基的转变过程,在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生,反应前后均保持着自由基的存在;链终止就是自由基消亡生成分子的过程。3、什么就是一次反应？什么就是二次反应？
答:一次反应就是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应,二次反应则就是指一次反应产物继续发生的后继反应。
4、评价裂解原料性质的指标主要有哪些？
答:①族组成——PONA值②氢含量③特性因数④关联指数(BMCI值)
5、温度-停留时间对裂解产品收率有何影响？
答:从裂解反应的化学平衡也可以瞧出,提高裂解温度有利于生成乙烯的反应,并相对减少乙烯消失的反应,因而有利于提高裂解的选择性;根据裂解反应的动力学,提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度,提高乙烯收率。
从化学平衡来瞧,为获得尽可能多的烯烃,必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应;从动力学来瞧,由于有二次反应,对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间。因此可以得出,短停留时间对生成烯烃有利。
①对于给定原料,相同裂解深度时,提高温度,缩短停留时间,可以获得较高的烯烃收率,并减少结焦。
②高温-短停留时间可抑制芳烃生成,所得裂解汽油的收率相对较低。③高温-短停留时间可使炔烃收率明显增加,并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大。
答:①高温裂解条件有利于裂解反应中一次反应的进行,而短停留时间又可抑制二次反应的进行。因此,对给定裂解原料而言,在相同裂解深度条件下、高温一短停留时间的操作条件可以获得较高的烯烃收率,并减少结焦。
②高温一短停留时间的操作条件可以抑制芳烃生成的反应,对给定裂解原料
而言,在相同裂解深度下以高温一短停留时间操作条件所得裂解汽油的收率相对较低。
③对给定裂解原料,在相同裂解深度下,高温一短停留时间的操作条件将使
裂解产品中炔烃收率明显增加,并使乙烯／丙烯比及C
中的双烯烃／单烯烃
4
的比增大。
6、裂解气预分馏的目的与任务分别就是什么？
答:裂解气预分馏的目的就是:①尽可能降低裂解气的温度;②尽可能分馏出裂解气的重组分;③将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收,用以再发生稀释蒸汽;④继续回收裂解气低能位热量。
裂解气预分馏的任务就是:①保证裂解气压缩机的正常运转,并降低裂解气压缩机的功耗,减少压缩分离系统的进料负荷;②大大减少污水排放量;③合理的热量回收,由急冷油回收的热量用于发生稀释蒸汽,由急冷水回收的热量用于分离系统的工艺加热。
7、裂解气的净化主要除掉哪几种组分？为什么要除去？
答:裂解气的净化主要除掉酸性气体(CO2,H2S与其她气态硫化物)、水、炔烃等杂质。
除去这些杂质的原因为:这些杂质的含量虽不大,但对深冷分离过程就是有害的。对裂解气分离装置而言,CO2会在低温下结成干冰,造成深冷分离系统设备与管道堵塞,H2S将造成加氢脱炔催化剂与甲烷化催化剂中毒;对于下游加工装置而言,当氢气,乙烯,丙烯产品中的酸性气体含量不合格时,可使下游加工装置的聚合过程或催化反应过程的催化剂中毒,也可能严重影响产品质量,使产品达不到规定的标准。
原理分别如下:⑴脱除酸性气体①碱洗法用NaOH作为吸收剂,通过化学吸收使NaOH与裂解气中的酸性气体发生化学反应,脱除酸性气体。②乙醇胺法
用乙醇胺作为吸收剂,除去CO2与H2S,就是一种物理吸收与化学吸收相结合的方法。
⑵脱水吸附法进行干燥,采用分子筛(离子型极性吸附剂)对极性分子特别就是水有极大的亲与性,易于吸附。
⑶脱炔溶剂吸收与催化加氢将炔烃加氢成烷烃除去。
8、脱除酸性气体有哪2种方法？各有什么优缺点？
答:脱除酸性气体的方法有碱洗法与乙醇胺法两种。
碱洗法优点:除酸彻底
缺点:①碱不可再生,消耗量大;②适于酸含量低;③产生黄油问题;④废水处理量大乙醇胺法优点:①吸收剂可再生;②适用酸含量高
缺点:①设备要求高;②吸收双烯烃,再生易聚合
9、裂解气分离流程中能耗最大的两个设备就是什么？
答:裂解气分离流程中能耗最大的两个分别就是“脱甲烷”与“乙烯精馏”。脱甲烷塔就是脱除裂解气中的氢与甲烷,就是裂解气分离装置中投资最大、能耗最多的环节,其冷冻功耗约占全装置冷冻功耗的50%以上。由于乙烯塔温度仅次于脱甲烷塔,所以冷量消耗占总制冷量的比例也较大,约为38%～44%。
第四章
1、简述芳烃的的主要工业来源。
答:芳烃最初主要来源于煤焦化工业,由于有机合成工业的迅速发展,煤焦化工业生产的芳烃在数量上、质量上都不能满足需要,逐渐发展成为以石油为原料生产石油芳烃。石油芳烃成为芳烃的主要来源。
2、简述目前工业上实际应用的芳烃馏分的主要分离方法。
答:芳烃馏分的分离方法主要有溶剂萃取法与萃取蒸馏法2种。其原理分别如下: 溶剂萃取分离芳烃就是利用一种或两种以上的溶剂(萃取剂)对芳烃与非芳烃选择溶解分离出芳烃。对溶剂性能的基本要求:对芳烃的溶解选择性好、溶解度高;与萃取原料密度差大;蒸发潜热与热容小、蒸汽压小;有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小。
萃取蒸馏就是利用极性溶剂与烃类混合时,能降低烃类蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的工艺过程,由于此种效应对芳烃的影响最大,对环烷烃的影响次之,对烷烃的影响最小,这样就有助于芳烃与非芳烃的分离。
答:芳烃馏分都就是由芳烃与非芳烃组成的混合物,目前工业上实际应用的主要就是溶剂萃取法与萃取蒸馏法。
溶剂萃取法:从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯
萃取蒸馏法:从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃
3、简述芳烃转化的化学反应。
答:1、芳烃的脱烷基化2、芳烃的歧化与烷基转移3、C8芳烃的异构化4、芳烃的烷基化
4、简述C8芳烃的分离方法。
答:4种C8芳烃的分离方法如下:
①邻二甲苯的分离
沸点最高,与关键组分对二甲苯的沸点相差5、3℃精馏法分离。
②乙苯的分离
沸点最低,与关键组成对二甲苯的沸点仅差2、2℃精馏分离耗能大,在异构化装置中转化回收。
③对、间二甲苯的分离
由于对二甲苯与间二甲苯的沸点差只有0、75℃,难于采用精馏方法进行分离。目前工业上采用的方法主要有深冷结晶分离法、络合萃取分离法、模拟移动床吸附分离法。
第五章
1、由煤制合成气有哪些生产方法？这些方法相比较各有什么优点？较先进的方法就是什么？
答:固定床间歇式气化制水煤气法:优点就是只用空气不用纯氧,成本与投资费用低。
固定床连续式气化制水煤气法:优点就是可连续制气,生产强度较高,而且煤
气质量也稳定。
流化床连续式气化制水煤气法:优点就是提高了单炉的生产能力,同时适应了采煤技术的发展,直接使用小颗粒碎煤为原料,并可利用褐煤等高灰分煤。
气流床连续式气化制水煤气法:优点就是扩散速率与反应速率均相当高,生产强度非常大,碳的转化率很高。
通过以上可以瞧出较先进的方法就是固定床连续式气化制水煤气法、流化床连续式气化制水煤气法与气流床连续式气化制水煤气法。
2、为什么一氧化碳变换过程要分段进行,要用多段反应器？段数的选定依据就是什么？有哪些形式的反应器？
答:变换反应的温度最好沿最佳反应温度曲线变化,反应初期,转化率低,最佳温度高;反应后期,转化率高,最佳温度低,但就是CO变换反应就是放热的,需要不断地将此热量排出体系才可能使温度下降。在工程实际中,降温措施不可能完全符合
最佳温度曲线,变换过程就是采用分段冷却来降温,即反应一段时间后进行冷却,然后再反应,如此分段越多,操作温度越接近最佳温度曲线。应特别注意的就是,操作温度必须控制在催化剂活性温度范围内,低于此范围,催化剂活性太低,反应速率太慢;高于此范围,催化剂易过热而受损,失去活性。
反应器分段太多,流程与设备太复杂,过程上并不合理,也不经济。具体段数由水煤气CO含量、所要达到的转化率、催化剂活性温度范围等因素决定,一般2-3段即可满足高转化率的要求。
变换反应器的类型有:中间间接冷却式多段绝热反应器、原料气冷激式多段绝热反应器与水蒸气或冷凝水冷激式多段绝热反应器。
3、一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？使用中注意哪些事项？
答:铁铬系变换催化剂:其化学组成以Fe2O3为主,促进剂有Cr2O3与K2CO3,反应前还原成Fe3O4才有活性。适用温度范围300～530℃。该类催化剂称为中温或高温变换催化剂,因为温度较高,反应后气体中残余CO含量最低为3%～4%。
铜基变换催化剂:其化学组成以CuO为主,ZnO与Al2O3为促进剂与稳定剂,反应前也要还原成具有活性的细小铜晶粒。该类催化剂另一弱点就是易中毒,所以原料气中硫化物的体积分数不得超过0、1×10-6。铜基催化剂适用温度范围180～260℃,称为低温变换催化剂,反应后残余CO可降至0、2%～0、3%。铜基催化剂活性高,若原料气中CO含量高时,应先经高温变换,将CO降至3%左右,再接低温变换,以防剧烈放热而烧坏低变催化剂。
钴钼系耐硫催化剂:其化学组成就是钴、钼氧化物并负载在氧化铝上,反应前将钴、钼氧化物转变为硫化物(预硫化)才有活性,反应中原料气必须含硫化物。适用温度范围160～500℃,属宽温变换催化剂。其特点就是耐硫抗毒,使用寿命长。
4、工业上气体脱硫有哪些方法,各使用于什么场合？
答:脱硫有干法与湿法两大类。
干法脱硫又分为吸附法与催化转化法:吸附法就是采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫,吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等;催化转化法就是使用加氢脱硫催化剂,将烃类原料中所含的有机硫化合物氢解,转化成易于脱除的硫化氢,再用其她方法除之。
湿法脱硫剂为液体,一般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。按其脱硫机理的不同又分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法与湿式氧化法。
化学吸收法就是常用的湿式脱硫工艺。有一乙醇胺法(MEA)、二乙醇胺法(DEA)、二甘醇胺法(DGA)、二异丙醇胺法(DIPA)、以及近年来发展很快的改良甲基二乙醇胺法(MDEA)。物理吸收法就是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫,然后减压而释放出硫化物气体,溶剂得以再生。主要有冷甲醇法(Rectisol),此外还有碳酸丙烯酯法(Fluar)与N-甲基吡啶烷酮法(Purisol)等等。冷甲醇法可以同时或分段脱除H2S、CO2与各种有机硫,还可以脱除HCN、C2H2、C3及C3以上气态烃、水蒸气等,能达到很高的净化度。
物理-化学吸收法就是将具有物理吸收性能与化学吸收性能的两类溶液混合在一起,脱硫效率较高。常用的吸收剂为环丁砜-烷基醇胺(例如甲基二乙醇胺)混合液,前者对硫化物就是物理吸收,后者就是化学吸收。
湿式氧化法脱硫的基本原理就是利用含催化剂的碱性溶液吸收H2S,以催化剂作为载氧体,使H2S氧化成单质硫,催化剂本身被还原。再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原,如此循环使用。湿式氧化法一般只能脱除硫化氢,不能或只能少量脱除有机硫。最常用的湿式氧化法有蒽醌法(ADA法)。
第六章
1、加氢反应规律如何？
答:催化加氢反应就是放热反应过程,由于有机化合物的官能团结构不同,加氢时放出的热量也不同。影响加氢反应的因素有温度、压力以及反应物中氢的用量。
答:催化加氢反应就是可逆放热反应。绝大多数的加氢反应平衡常数值都非常大,可瞧作为不可逆反应。由于加氢反应就是放热反应,其热效应△H <0,所以加氢反应的平衡常数Kp随温度的升高而减小。
加氢反应就是分子数减少的反应,即加氢反应前后化学计量系数的变化△v<0,因此,增大
值,从而提高加氢反应的平衡产率。
反应压力,可以提高K
p
的用量,可以有利反应向右进行,以提高其平衡转化率,同从化学平衡分析,提高反应物H
2
时氢作为良好的载热体,及时移走反应热,有利于反应的进行。但氢用量比也不能过大,以免造成产物浓度降低,大量氢气的循环,既消耗了动力,又增加了产物分离的困难。
对于热力学上十分有利的加氢反应,可视为不可逆反应,温度升高,反应速率常数k也升高,反应速率加快。但温度升高会影响加氢反应的选择性,增加副产物的生成,加重产物分离的难度,甚至催化剂表面积炭,活性下降。对于可逆加氢反应,反应速率常数k随温度升高而升高,但平衡常数则随温度的升高而下降。其反应速率与温度的变化就是:当温度较低
时,反应速率随温度的升高而加快,而在较高的温度下,平衡常数变得很小,反应速率随温度的升高反而下降,故有一个最适宜的温度,在该温度下反应速率最大。
提高氢分压与被加氢物质的分压均有利于反应速率的增加
一般总就是采用氢过量。氢过量不仅可以提高被加氢物质的平衡转化率与加快反应速率,且可提高传热系数,有利于导出反应热与延长催化剂的寿命。但氢过量太多,导致产物浓度下降,增加分离难度。
2、合成氨生产中影响氨平衡浓度的因素有哪些？
答:温度、压力、氢氮比与惰性气体含量
答:①温度与压力温度降低或压力增高,都能使平衡常数及相应的平衡氨含量增大;②氢氮比当氢氮比为3时,平衡氨含量最大;③惰性气体惰性气体会使平衡氨含量明显下降。
3、惰性气体对氨合成反应的平衡浓度及反应速率的影响。
答:惰性气体含量增加,会使反应速率下降,也使平衡氨浓度降低。
4、简述乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中温度与空速对选择性的影响。
答:乙笨脱氢反应就是可逆吸热反应,温度升高有利于平衡转化率提高,也有利于反应速率的提高。而温度升高也有利乙苯的裂解与加氢裂解,结果就是随着温度的升高,乙苯的转化率增加,二苯乙烯的选择性下降。而温度降低时,副反应虽然减少,有利于苯乙烯选择性的提高,但因反应速率下降,产率也不高。
乙苯脱氢反应就是个复杂反应,空速低,接触时间增加,副反应加剧,选择性显著下降,故需采用较高的空速,以提高选择性,虽然转化率不就是很高,末反应的原料气可以循环使用,必然造成能耗增加,因此需要综合考虑,选择最佳空速。
第七章
一、附图为丙烯氨氧化制丙烯腈工艺流程、请您回答下列题、
1、该工艺流程分为哪几部分?
答:主要有三个部分,即丙烯腈合成部分、产品与副产品的回收部分、精制部分。
2、空气经过怎样的预处理?
答:除尘、压缩。
空气经过过滤器去除灰尘与杂质后,用透平压缩机加压,在空气预热器与反应器出口物料进行热交换,预热。
3、空气、丙烯、氨应有怎样的配比?
答:丙烯:氨:空气=1:1:10、2(摩尔比)
4、7#设备为何装置, 有何特点与作用?
答:7#
设备为氨中与塔,也称急冷塔。该设备的主要作用就是除去氨,采用硫酸中与法,中与的
过程也就是反应物料的冷却过程,反应物料经急冷塔除去反应氨并冷却到40℃左右后,就进入回收系统。
5、9#设备的作用就是什么?
答:萃取精馏塔主要作用就是分离丙烯腈与乙腈。因为丙烯腈与乙腈的相对挥发度很接近,难于用一般的精馏方法分离,工业上用萃取精馏以水作萃取剂,以增大它们的相对挥发度。在萃取塔塔顶蒸出氢氰酸与丙烯腈与水的共沸物,乙腈残留精馏塔釜。
6、15#设备为何塔?
答:15##设备为丙烯腈精制塔。主要作用就是分离水与高沸点杂质。在丙烯腈精制塔塔顶蒸出的就是丙烯腈与水的共沸物,并含有微量丙烯醛、氢氰酸等杂质,经冷却、冷凝与分层后,油层丙烯腈回流入塔,水层分出。成品聚合级丙烯腈自塔上部侧线出料。
7、丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺流程主要包括哪几个部分？请在图中画出。
8、丙烯氨氧化的主、反应有哪些？
附图:丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺流程示意图
1一空气压缩机;2一丙烯蒸发器;3一氨蒸发器;4一反应器;5一热交换器;6一冷却管补给水加热器;7一氨中与塔;8一水吸收塔;9一萃取精馏塔;10乙腈塔;11一贮罐;12、13—分层器14一脱氰塔:15一丙烯腈
第八章
1、羰化反应如何分类？
答:包括二大类:不饱与化合物的羰化反应与甲醇的羰化反应。
不饱与化合物的羰化反应包括:
(1)烯烃的氢甲酰化
(2)烯烃衍生物的氢甲酰化
(3)不饱与化合物的氢羧基化
(4)不饱与化合物的氢酯化反应
(5)不对称合成某些结构的烯烃进行羰基合成反应能生成含有对映异构体的醛。
甲醇的羰化反应包括:
(1)甲醇羰化合成醋酸
(2)醋酸甲酯羰化合成醋酐
(3)甲醇羰化合成甲酸
(4)甲醇羰化氧化合成碳酸二甲酯、草酸或乙二醇
2、工业上采用的羰基合成催化剂有哪些,各有何特点？
答:迄今为止,工业上采用的羰基合成催化剂,其中心原子只有钴与铑。未经改性的羰基钴作催化剂,需要苛刻的反应条件,工业上采用的反应压力高达30MPa。经配体改性后,反应压力可以降低,但催化剂活性下降很多,反应生成醛的选择性亦发生变化,故限制了其应用范围。未改性的羰基铑同样需要高的反应压力,并且产物的区域选择性很差,未能在工业上采用。经配体改
性的羰基铑催化剂,反应条件缓与,在催化剂浓度很低的情况下,即有满意的反应速度,产物的化学选择性与区域选择性都大大优越于钴。
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）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。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
试卷总分:100 得分:100 一、多选题(共3 道试题,共6 分) 1.10提高辛烷值的方法是（）。 A.添加四乙基铅 B.增加汽油中芳烃、环烷烃和异构烷烃的量，效果最好的是增加其中芳烃的量 C.添加烷基醚或烷基醇,如添加甲基叔丁基醚（MTBE) 正确答案:A、B、C 2.提高矿物的浸取速度的措施有（）。 A.提高浸取温度 B.提高浸取剂浓度 C.减小矿石粒度 D.充分搅拌 正确答案:A、B、C、D 3.结焦的后果（）。 A.传热系数下降（热量利用率低） B.压差升高（设备阻力增大） C.乙烯收率下降 D.能耗增大 正确答案:A、B、C、D 二、判断题(共47 道试题,共94 分) 1.为避免环氧乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇，需将皂化剂快速加入氯乙醇中。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 2.乙醇以外的所有伯醇都不能用水合方法制取，而必须借助其他的合成途径。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 3.烃类热裂解是指将石油系烃类原料经高温作用，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、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类的过程。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确
4.氨合成反应为不可逆放热反应，因此存在最适宜的反应温度。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 5.煤的低温干馏可以得到煤气、焦油和残渣半焦。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 6.汽油的辛烷值越小，抗爆震性能越低，汽油质量越好。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 7.工业上常采用萃取精馏法来分离C4馏分中沸点相近的各组分，所用的萃取剂有N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺和乙腈。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 8.脱氢过程中为了抑制结焦副反应，常用的方法是在脱氢催化剂中加入助催化剂；降低原料气压力；添加水蒸气稀释反应物。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 9.根据法拉第电解定律，96500库仑会从银盐的溶液中沉积出107.870g的银，会从铜盐的溶液中沉积出31.77g的铜。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 10.Pd、Pt、Ni三种对苯加氢有催化活性的金属，其加氢活性顺序为Pd> Pt>Ni。（） A.错误 B.正确
《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
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
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。
第2章化学工艺基础 2-1 为什么说石油、天然气和煤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？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有 90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 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
阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应 集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正； 对评定分数或统分记录进行修改时，修改人必须签名。 题号一二三四总分得分 阅卷人 复核人 一、填空题（每空2分，共21分） 1、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。 2、化学工艺学是以过程为研究目的，是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过 程中，以化工产品为目标的过程技术。 3、由反应方程式CH 4+H 2 O=CO+3H 2 表示的反应，常被称为天然气蒸汽转化 反应。 4、由煤制合成气生产方法有：固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床 连续式气化法、气流床连续式气化法。 5、具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发， 称为催化自氧化。 6、烯烃甲酰化是指在双键两端的C原子上分别加上一个氢和一个甲酰基制备多一个碳原子的醛或醇。 7、工业上氯乙烯的生产方法有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。 得分
8、影响加氢反应的因素有温度、压力和反应物中H 的用量。二、名词解释（每小题4分，共20分） 1、转化率 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X 表示错误!未找到引用源。； 2、族组成 PONA 值，适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油的化学特性 3、C 1化工 凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C 1化学，涉及C 1化学反应的工艺过程和技术称为C 1化工。 4、催化加氢 指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 5、选择性氧化 烃类及其衍生物中少量H 原子或C 与氧化剂发生作用，而其他H 和C 不与氧化剂反应的过程。 三、简答题（每小题5分，共35分）1、裂解气进行预分离的目的和任务是什么？ 目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。（1分）②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。 （1分）③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水 排放量。（2分）④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。 （1分）2、简述芳烃馏分的分离方法 沸点接近形成共沸物，蒸馏法、溶剂萃取法。（3分） 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯用萃取蒸馏法（2分） 3、天然气-水蒸气转化法制合成气过程为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？ 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。（2分）脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理 -化学吸收法和湿式氧化法。（3分） 4、非均相催化氧化的特点是什么？ 反应温度较高，有利于能量的回收和节能（ 1分）得分得分
1、基本有机化学工业的任务是什么？ 指生产有机小分子化合物的工业部门。进行的主要反应有裂解、氧化还原、加氢-脱氢、水解-水合和羰基化等。产品有低级烯烃、醇、酸、脂和芳烃等 2、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径？ ●经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学 品； ●经部分氧化制乙炔； ●直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。 3、催化裂化条件下，主要发生的化学反应？ ●烷烃的的裂解，产物以C3、C4和中等大小的分子居多 ●异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多； ●氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃），使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少 ●聚合、缩合反应 4、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？ 六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢；烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化 5、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？ 加氢裂化是催化裂化技术的改进，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。主要反应有加氢精制、加氢裂化。加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油 6、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？ 焦化-气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化 7、什么叫烃类热裂解法？ 烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。 8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些？ 脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2 断链反应：R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H 9简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？ ●同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，固断链比脱氢容易 ●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低 ●脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之 ●带支链的C-H键或C-C键，较直链的键能小 ●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易，较大分子量的烷烃反之。 10、环烷烃热裂解的规律是什么？ 环烷烃热裂解易得芳烃，含环烷烃较多的原料，裂解产物中丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯较低，单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成C4以上烯烃、单环芳烃 11、芳烃热裂解的反应类型？ 芳烃不易裂解为烯烃，主要发生侧链断链脱Ｈ及脱H缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃，再转化为焦炭。固有：脱Ｈ缩合、断侧链反应，脱氢反应、开环脱氢。 12、简述各类烃类热裂解的规律？ 烷烃：正构烷烃最利于乙烯、丙烯的生成，且烯烃的分子量越小，总产率越高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃； 烯烃：大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯；烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃； 环烷烃：环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应； 芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）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。 A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成
《化工工艺学》试卷A 参考答案与评分标准 一、解释名词（每题1.5分，共15分） 1、精细化工产值率：可以用下面的比率表示化工产品的精细化率： ×100精细化工产品的总产值精细化工产值率（精细化率）＝％化工产品的总产值 2、附加价值 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后，剩余部分的价值。它包括利润、人工劳动、动力消耗以及技术开发等费用，所以称为附加价值。 3、食品抗氧化剂 能够阻止或延缓食品氧化，以提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂称为食品抗氧化剂。 3、Fox 公式 12121=++??????+=∑n i g g g gn gi W W W W T T T T T 4、高固体分涂料 高固体分涂料就是要求固体分含量在60％～80％或更高，有机溶剂的使用量大大低于传统溶剂型涂料，符合环保法规要求的涂料 5、光致变色高分子材料 是含有光色基团的聚合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色的材料。 6、光导纤维 是一种能够传导光波和各种光信号的纤维。 7、增塑剂 是一种加入到材料中能改进其加工性能（挤出、模塑、热成型性）及物理和机械性能（弹性、伸长率等）的物质。 8、分散染料 是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料。 9、造纸化学品 一般是指在制浆、抄纸这一整个纸及纸板的加工制造过程中所使用的所有化学品。 10、油田化学品 亦称油田化学剂，系指解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率及集输等过程中所使用的助剂。 （每题1.5分，答对基本概念或内容即可） 二、举例说明精细化工与新能源技术的关系。（8分） 精细化工与能源技术的关系十分密切。精细化工与新能源技术相互促进、相互发展。例如太阳能电池材料是新能源材料研究的热点，IBM 公司研制的多层复合太阳能电池其光电转换效率可达40％。氢能是人类未来的理想能源，资源丰富、干净、无污染，应用范围广。而光解水所用的高效催化剂和各种储氢材料，固体氧化物燃料电池(SOFC)所用的固体
第二章 2-1为什么说石油、天然气和煤是现代阿化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 2-3何谓化工生产的工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的。 答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。化工生产工艺流程的组织可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。如“洋葱”模型。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程是指未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。循环流程的主要优点是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。其缺点是动力消耗大，惰性物料影响反应速率及产品收率。 2-5何谓转化率？何谓选择性？何谓收率？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X 表示 ； 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，用S 表示 ；； 收率 。 原因：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产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，但大多数转化为副产物，目的产物很少，意味着愈多原料浪费，所以需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率，因此需要同时考虑这两个指标。在化工生产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：催化剂有三个基本特征： 1；催化剂是参与反应的，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。起到的作用：催化剂能够提高正逆反应速率，缩短反应时间：催化剂可以使反应向需要的方向进行。在生产中应注意以下几点： 1；在生产过程中要考虑催化剂的活性，即活性越高则原料的的转化率、选择性越高，生产单位量的目的产物的原料消耗定额越低。若反应原料昂贵或
化学工艺学 第一章 1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系 答：化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中，以化工产品为目标的过程技术。化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，他的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别释放大中的效应。化学工艺学与化学工程学都是化学工业的基础科学。化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。 2现代化学工业的特点 答：特点是：（1）原料、生产方法和产品的多样性和复杂性；（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）重视能量的合理利用，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。 1. 生产磷肥的方法是哪两类 答：生产磷肥的两种方法是： （1）酸法它是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，（2）热法利用高温分解磷矿石，并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。 2、石油的主要组成是什么 答：石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。烃类即碳氢化合物，在石油中占绝大部分。非烃类指含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。 第二章 1.化工生产过程包括哪些 答：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。 2、化工生产过程的定义及工艺流程图是什么 答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。工艺流程多采用图示方法来表达，称为工艺流程图。 5、进行工艺流程设计常用的三种方法是什么
下列过氧化物中活性最高的是 A：过氧化物二正丁烷 B：过氧化物二异丁烷 C：过氧化物二正癸烷 D：过氧化物二异癸烷 参考答案：A 第2题[单选题] 难度系数（一般） Arrhenius方程能适用的反应是() A：基元反应 B：简单反应 C：复杂反应 参考答案：A 第3题[单选题] 难度系数（一般） 同一过氧化物，在下列溶剂中分解速率最快的是 A：石油醚 B：苯 C：甲醇 参考答案：C 第4题[单选题] 难度系数（一般） 下列无机矿的热法加工中，不需要添加其他物料的有() A：焙烧 B：煅烧 C：烧结 参考答案：B 第5题[单选题] 难度系数（一般） 硫酸生产方法中得到硫酸浓度最高的生产方法是 A：塔式法 B：铅式法 C：接触法 参考答案：C 第6题[单选题] 难度系数（一般） 下列物质中分子量最低的是： B ，分子量分布最窄的是 A：橡胶 B：纤维 C：塑料 参考答案：B
第7题[单选题] 难度系数（一般） 二氧化硫催化氧化反应最适宜温度随转化率增加而() A：增加 B：降低 C：不变 参考答案：B 第8题[单选题] 难度系数（一般） 相对密度小于() 的原油可判定是轻质油 A：1.05 B：1.0 C：0.9 D：0.75 参考答案：C 第9题[单选题] 难度系数（一般） 下列物质中是天然高分子的有 A：蚕丝 B：丁苯橡胶 C：聚乙烯 D：尼龙 参考答案：A 第10题[单选题] 难度系数（一般） 相同温度下，二氧化硫催化氧化反应转化率越高，反应速度() A：越快 B：越慢 C：不变 参考答案：B 第11题[单选题] 难度系数（一般） 温度增加对二氧化硫催化氧化反应速度的影响规律是 A：先降低后增加 B：先增加后降低 C：一直增加 D：一直降低 参考答案：B 第12题[多选题] 难度系数（一般） LDPE制备过程中，可以提高聚合物分子量的因素有 A：提高压力 B：提高引发剂浓度 C：提高温度 D：延长停留时间
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（ 分 题） 化学工业的基础原料有? ? ?石油 ?汽油 ?乙烯 ?酒精 ?化工生产中常用的“三酸二碱”是指? ? ?硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指? ? ?乙烯、丙烯、丁烯 ?乙烯、丙烯、丁二烯 乙烯、丙烯、戊烯 ?丙烯、丁二烯、戊烯 天然气的主要成份是（ ） ?乙烷 ?乙烯 ?丁烷 ?甲烷 ?化学工业的产品有? ? ?钢铁 ?煤炭 ?酒精 ?天然气 ?反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是? ? ?石油 ?乙烯 ?苯乙烯 ?丁二烯 在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是? ??操作稳定安全 ?一般年产量大于 ???的产品
反应速率极慢的化学反应过程 ?工艺成熟 进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为? ? ?间歇式 ?连续式 ?半间歇式 ?不确定 评价化工生产效果的常用指标有（ ） ?停留时间 ?生产成本 ?催化剂的活性 ?生产能力 ?转化率指的是? ? ?生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 在催化剂作用下反应的收率 ? 电解工艺条件中应控制盐水中 ? ? 、 ? ?等杂质总量小于（ ? ? ???? ? ?????? ? ???? ? ?????? ?带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（ ）总转化率的统计数据。 ?大于 ?小于 ?相同 ?无法确定 ? （ ）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。 ?转化率 ?选择性 ?收率 ?生产能力 ? 三合一石墨炉是将合成、吸收和（ ）集为一体的炉子。 ? 干燥 ? 蒸发 ? 冷却 ? 过滤
计算题： 1、计算在0.1013Mpa 900℃下 C + H 2O ﹦CO + H 2 和 C +2 H 2O ﹦CO 2 + 2H 2 同时进行反应的系统的蒸汽平衡分解率。 已知不同温度下的平衡常数如下所示： 温度(K) C + H 2O ﹦CO + H 2 C +2 H 2O ﹦CO 2 + 2H 2 平衡常数Kp 平衡常数Kp 1000 0.2654 1.374 1100 1.172 0.9444 1200 4.047 0.6966 2、甲烷蒸汽转化造气一段炉和二段炉的出口干气组成见下表： 亦即二段转化炉进出口转化气组成（mol%） 组成 H2 CO CO2 CH4 N2 Ar 合计 进口 69.0 10.12 10.33 9.68 0.87 - 100 出口 56.4 12.95 7.78 0.33 22.26 0.28 100 已知一段炉的水碳比为3.8，一段炉出口温度为860℃，加入二段炉的蒸汽是空气量的10%（mol 百分数），混合物的温度为450℃。试计算：（1）空气加入量，(m 3)n 空气/(m 3)n 一段气；（2）二段炉出口湿气组成；（3）二段炉出口温度（假定二段炉热损失不计）；（4）二段炉出口甲烷转化反应与变换反应的平衡温距。 解：（1）以二段炉为衡算列式： 设二段炉空气加入量为G 空，G1=1mol C 平衡：12,14,122,24,2 12()()CO CO CH CO CO CH G y y y G y y y ++=++ 2110.1210.339.68 () 1.430712.957.780.33 G G ++=?=++ 得出2G =1.4307mol N 元素平衡：2,2 2122N 1N y +G y N G y G =?空空 得出G 空，即空气加入量为G 空=0.3967mol （2）二段炉出口湿气组成 以二段炉为衡算系统，先求出一段炉的水含量 一段炉出口气G=1mol 作水平衡，则一段炉出口气含水蒸气为 222G =G -G H O H O H O 总反=3.8×G ×(y CO +y CO2+y CH4)-G(y CO +2y CO2)=0.8371mol 设二段炉转化汽水含量为G H2O ， 氧元素平衡：12222G ++G =G +O O H O O H O G G 空空 22H O G = 122G ++G -G O O H O O G 空空=G 1×(y CO1+2y CO2 1)+G 空+ 222,2222+G +10%-G y +O H O CO CO y G ??空空（y ）=0.9429mol 则二段炉出口总气量为 2222=G +H O G 总G =1.4307+0.9429=2.5736mol 得二段炉出口湿气H 2含量为：
氨合成 1、请写出氨合成的反应方程式，并回答由热力学分析可得出哪些结论。 2、请写出30MPa合成氨的工艺条件。 3、请问凯洛格法合成氨流程中，放空管（驰放气管）是设置在压缩机之前还是之后？将放空管设置于此处有什么好处？氨冷凝又是在压缩机之前还是之后？如此设置又有什么好处？ 4、凯洛格法合成氨中所用的合成塔是属于什么类型的塔，从结构上看它的主要特点是什么？请简要说明气体在塔内是如何流动进行合成和换热的？ 1、请写出甲烷转化的主反应方程式。 2、原料气制取过程中会发生析碳反应，析碳的危害表现有哪些？如何防止？ 3、为什么甲烷转化采用两段式转化？并说出一段转化和二段转化分别所承担的任务。 4、请写出甲烷转化的五个工艺条件。 5、氮气的制取是在哪一步中进行的？二段转化炉是如何实现快速升温的？炉出口度是多少？ 6、请简要说明一段及二段转化炉的结构和材质，及其工作原理。 7、请简单描述甲烷转化的流程。 8、请问干法脱硫常用的两种方法是什么？本章中以此两方法串联脱硫，请写出其联合反应方程式（按脱硫顺序写）。 9、高变（中变）及低变的作用是什么？请写出其变换方程式，以及变换后所要达到的指标。 10、请列表写出高变及低变的工艺条件。 11、参见书P22图1.17说出AB，CD，EF，GH，GF五条线段的含义，进一步简要说明为什么变换反应要分段进行。并回答什么叫做最佳温度分布曲线。 12、常用的脱碳吸收方法叫什么法？写出脱碳吸收和再生的反应方程式。 13、苯菲尔法脱碳液的主要成分有哪些？各起什么作用？ 14、脱碳的两个关键设备分别是什么？它们之间是如何关联实现脱碳的？（请画简要流程图说明） 15、甲烷化的作用是什么？请写出主要的反应方程式。 16、请写出甲烷化的工艺条件。 化肥 1、尿素的物理性质和化学性质有哪些？ 2、请写出尿素合成的主反应以及两个副反应的反应方程式；其中，决定合成速率的是哪一步反应？ 3、请写出尿素合成的工艺条件。 4、请画出尿素生产的大致工艺流程。 5、造粒塔是如何实现将高温熔融尿素结晶的？塔下的沸腾床有何作用？（简答） 磷酸 1、请问湿法磷酸生产过程中，生成的硫酸钙结晶体有哪三种形式？ 2、请问湿法磷酸的生产方法分为哪几类？ 3、二水物法生产磷酸的主要设备有哪些？分别有什么作用？ 硫铁 1、硫铁矿在焙烧前需进行原料配矿，配矿要求有哪些？并简要说明为什么要达到这样的配矿要求？ 2、硫铁矿的焙烧温度是多少？若超过此温度会产生什么不良后果？ 1、画出以普通硫铁矿为原料的接触法生产硫酸的总流程图。 2、写出硫酸工艺各工段所涉及的主要化学方程式（焙烧反应、转化反应、吸收反应、尾气处理反应） 3、写出SO2转化的工艺条件。 4、SO2转化之前为什么要对焙烧来的炉气作净化及干燥处理？并补充完下表。
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（ 2 分/ 题） 1.化学工业的基础原料有 ( ) 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指 ( ) A 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A 乙烯、丙烯、丁烯 C乙烯、丙烯、戊烯 4. 天然气的主要成份是（ A 乙烷B乙烯B乙烯、丙烯、丁二烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 ） C丁烷D甲烷 5.化学工业的产品有 ( ) A 钢铁B煤炭C酒精D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是 ( ) 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A 操作稳定安全B一般年产量大于4500t 的产品 C反应速率极慢的化学反应过程D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为 ( ) A 间歇式B连续式C半间歇式D不确定 9. 评价化工生产效果的常用指标有（） A 停留时间B生产成本C催化剂的活性D生产能力 10.转化率指的是 ( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 11. 电解工艺条件中应控制盐水中2+2+) Ca 、 Mg 等杂质总量小于（ A 10 μ g/L B 20mg/L C 40μg/L D 20 μg/L 12. 带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A 大于B小于C相同D无法确定 13.（）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。 A 转化率B选择性C收率D生产能力 14. 三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥B蒸发C冷却D过滤 15.转化率 X、选择性 S、收率 Y 的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下 ( ) 组成 A 原料处理和化学反应B化学反应和产品精制
精品文档
、中国乙烯生产量居世界首位A、乙烯是直接从石油中分离出来的B C、乙烯具有双键，化学性质非常活泼、大部分乙烯是由天然气和氢气合成的D C :标准答案C 学员答案:5 本题得分: 5 :单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:题号:2 题型 :内容）。烃类热裂解产生的裂解气在分离前需净化除去的杂质有（ C4H6 C3H6、A、CH4、C2H4、H2O B、 C2H2、H2S、CO2、C6H6 、C3H8C4H10、、C C2H6、H2SO4 HClD、 NH3、、NaOH、 B :标准答案B 学员答案:5 本题得分: 5 题型:题号3 :本题分数 :单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）内容:精品文档． 精品文档
元素组成的烃类、石油的主要成分是C、HA B、石油是一种纯物质、石油是一种有气味的蜡状固体C石油可直接用作化工原料、D A :标准答案A :学员答案5 :本题得分 5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数::题号4
内容:烃类发生了完全降解氧化反应的结果是（）。、CH4等低分子物A、生成了H2 B、生成了目的氧化产物 C、使反应转化率降低降低了反应的选择性、D D :标准答案D 学员答案:5 本题得分: 5 ::题号:5 题型单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数内容:）。下述反应中属于加氢反应类型的有（ 、烃类裂解气净化脱除乙炔A以乙苯为原料生产苯乙烯 B、、以丙烯为原料 生产丙烯腈C CO2 、D水蒸气变换为 CO 精品文档．
、流化床反应器A鼓泡式反应器、B C、列管式换热型反应器绝热型反应器、D AC :标准答案AC 学员答案:5本题得分: 多选题（请在复选框中打勾，在以下几个选项中选择正确答案，答案可题型::题号7 5 :以是多个）本题分数内容: 裂解气深冷分离前脱除H2O的原因是（）。 H2O会稀释产物浓度，降低装置生产能力、A B、 H2O低温下会结冰，会堵塞管道 H2O低温下会形成固体结晶水合物，增加动力消耗C、 H2O、对裂解气会产生污染D BC :标准答案BC 学员答案:5本题得分: 多选题（请在复选框中打勾，在以下几个选项中选择正确答案，答案可题型:8 题号:5 以是多个） :本题分数内容: 通常指的三大合成材料中有（）。 A、合成纤维 B、合成甲醇精品文档． 精品文档