最新《化工工艺学》期末考试试卷含答案(全)
- 格式:docx
- 大小:258.44 KB
- 文档页数:27
最新《化工工艺学》期末考试试卷含答案一、选择题(20分,每题2分)1、下列哪一项不是天然气转化合成气时副反应析碳的危害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,沸程最低的是A、汽油B、煤油C、柴油D、润滑油3、合成氨反应是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的催化剂活性组分为A、AgB、FeC、NiD、Co5、对CO变换反应,下列说法正确的是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、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是A、CuB、AgC、Al2O3D、Fe7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为A、N2,CO2B、Ar,CO2C、O2,H2OD、N2,CH48、关于脱氢反应中下面哪一项是错误的A、催化剂活性组分为FeB、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的催化剂为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、下列哪项不是磺化反应的特点A、亲电取代B、饱和烃比芳环易磺化C、可逆反应D、HSO3+阳离子为真正的磺化剂1、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和三大步骤。
( 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、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和。
( C )A、金属矿;B、化学矿;C、化学中间体;D、工业盐3、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和,三苯指苯、甲苯和。
( A )A、丁二烯和二甲苯;B、丁二烯和乙苯;C、丁烯和二甲苯;D、丁烯和乙苯4、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等。
( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化 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,该反应是一个、、体积缩小的反应。
《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242H C CH +↔ ,22CO C CO +↔,,O H C H CO 22+↔+而从动力学角度分析只有_242H C CH +↔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:__空气煤气;水煤气;混合煤气;半水煤气3、煤中的水分主要分为三类,其中包括:游离水、__吸附态水;化学键态水4、在合成氨CO 变换工序阶段低温变换催化剂主要有__铜锌铝系________和___铜锌铬系_-______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:_湿法脱硫_________和__干法脱硫_-_______两种类型。
6、氨合成塔的内件主要由催化剂筐,热交换器_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:_2NH 3 (g)+CO 2 (g)=NH 4COONH 2 (l)(反应方程式)和___ NH 4COONH 2 (l)=NH 2CONH 2 (l)+H 2O (l)(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为:S>20%、As<0.05%;C<1%;Pb<0.6%;F<0.05%和H 2O<8%。
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_稳定的矿石组成和③稳定的投矿量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。
1、答:危害:① 炭黑覆盖催化剂的表面,堵塞催化剂的孔道,降低催化剂的活性。
合成氨1. 合成氨生产过程主要分为哪几个工序?以煤为原料以天然气为原料2. 天然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有哪些?抑制副反应的策略如何?主要反应 主要副反应 抑制副反应:为控制积碳,增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决. 从反应平衡及副反应来看,水碳比高,残余甲烷含量降低,且可防止析碳。
因此一般采用较高的水碳比,约3。
0~3。
5转化为可逆反应,温度越高,平衡转化率越高,从组成计算看出,1000℃以上CH4含量才小于0。
5%,要求设备的耐高温性能。
3.为什么采用两段转化?两段转化的供热方式各有什么不同?如何确定和控制二段转化的温度?全部采用高温转化,设备费用和操作费用太高,所以采用低温(700~800℃)转化和高温(1200℃)转化的两段方式。
一段温度对合金钢管要求低,用合金钢管保证传热和供热;二段采用砖内衬的绝热设备,并通入一定比例的空气与一段的H2反应产生热量和高温(1200~1400℃),保证CH4转化彻底,同时加入了合成氨需要的原料N2。
二段炉温度:按甲烷控制指标来确定。
压力和水碳比确定后,按甲烷平衡浓度来确定温度,要求yCH4<0。
005,出口温度应为1000℃左右.凯洛格(Kellogg)甲烷蒸汽转化工艺流程mol kJ H CO O H CH 4.2063)1(224-++=mol kJ H CO O H CO /2.41)2(222+++=124.9.742--+mol kJ C H CH =12.4.1722-++=mol kJ C CO CO 122.36.131-+++mol kJ C O H H CO =1—钴钼加氢反应器;2—氧化锌脱硫罐;3—对流段;4—辐射段(一段炉);5-二段转化炉;6-第一废热锅炉;7—第二废热锅炉;8-汽包;9—辅助锅炉;10—排风机4.天然气中的硫成分有哪些?干法脱硫和湿法脱硫的主要方法有哪些?其适用范围有何区别?硫化氢(H2S),同时此外还可能有一些有机硫化物,如硫醇(C2H5SH )、硫醚(CH3SCH3)及噻吩(C4H4S )、二硫化碳(CS2)等.• 干法脱硫:一般适用于含S 量较少的情况 氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等• 湿法脱硫:一般适用于含S 量较大的场合 化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等5。
化工工艺期末考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工工艺中,下列哪种物质不属于催化剂?A. 硫酸B. 氧化铁C. 铂D. 氯化铵2. 在化工生产中,下列哪个过程不是化学反应?A. 蒸馏B. 聚合C. 裂化D. 氧化3. 化工工艺中,控制反应温度的主要目的是什么?A. 增加产率B. 提高反应速率C. 降低成本D. 减少副反应4. 下列哪个不是化工原料?A. 石油B. 天然气C. 煤炭D. 塑料5. 化工工艺中,哪个设备主要用于分离液体混合物?A. 反应器B. 蒸馏塔C. 蒸发器D. 混合器二、填空题(每空2分,共20分)6. 化工工艺中,______ 是指在一定条件下,原料转化为产品的过程。
7. ______ 是指在化学反应中,不参与反应的物质,但能加速反应速率。
8. 化工生产中,______ 是指在反应过程中,反应物的转化率。
9. 化工工艺中,______ 是指通过物理方法将混合物分离成不同组分的过程。
10. 化工生产中,______ 是指在反应过程中,反应物和产物的浓度变化。
三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述化工工艺中常见的几种反应类型,并举例说明。
12. 解释化工工艺中“平衡常数”的概念,并说明其在工艺设计中的重要性。
13. 描述化工工艺中常见的分离技术,并简述其工作原理。
四、计算题(每题15分,共30分)14. 假设某化学反应的速率常数 \( k \) 为 0.05 min⁻¹,初始浓度 \( [A]_0 \) 为 1 mol/L。
如果反应是一级反应,请计算10分钟后反应物A的浓度。
15. 给定一个二元混合物的蒸馏曲线,其中组分A的沸点为100°C,组分B的沸点为120°C。
如果蒸馏塔的操作温度为105°C,请计算塔顶和塔底的产品组成。
五、论述题(共30分)16. 论述化工工艺中环境保护的重要性,并提出在化工生产中实现绿色化学的策略。
化工工艺学A 2022秋复习题提示:输入题目题干部分文字,按键盘快捷键CtrWF查找题目答案。
超越高度一、单选题(每题2分,共35道小题,总分值70分)1.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于()A、0μg∕LB、20mg∕LC^40μg∕LD、20μg∕L正确答案:D2.小批量、多品种的精细化学品的生产适用于()过程。
(2分)A、连续操作B、间歇操作C、半间歇操作D、半连续操作正确答案:B3.以下对硫酸生产中二氧化硫催化氧化采用“两转两吸”流程叙述正确的是()(2分)A、最终转化率高,尾气中二氧化硫低B、进转化器中的炉气中二氧化硫的起始浓度高C、催化剂利用系数高D、用于该流程的投资较其他流程的投资少正确答案:A4.燃类热裂解产生的裂解气在分离前需净化除去的杂质有()。
(2分)A、CH4、C2H4、C3H6、C4H6B、C2H2、H2S、CO2、H2OC、C2H6、C3H8、C4H10.C6H6D、NH3、HCI、NaOH.H2SO4正确答案:B5.脱除二氧化硫气体应选用以下哪种介质()(2分)A、水B、碱性溶液C、硅胶D、酸性溶液正确答案:B6.合成氨工艺中,原料气需要进行预处理,其中脱硫、脱碳是指脱除原料气中的()(2分)A、SO2、C02B、H2S、C02C、So2、COD、H2S、CO正确答案:B7.在硫酸生产中,硫铁矿沸腾炉属于()(2分)A、固定床反应器B、流化床反应器C、管式反应器D、釜式反应器正确答案:B8.化工生产中常用的“三酸二碱”是指()(2分)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、碳酸钾正确答案:C9.对于石油炼制中进行的裂化过程,下列表述正确的是。
(2分)A、加氢裂化操作不需要催化剂B、裂化不能提高汽油的品质C、加氢裂化工艺比热裂化先进D、裂化是生成大量芳燃的工艺过程正确答案:C10.有利S02氧化向正方向进行的条件是()A、增加温度B、降低温度C、降低压力D、增加催化剂正确答案:B11.三合一石墨炉是将合成、吸收和()集为一体的炉子。
化工工艺复习题带答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 化工生产中常用的分离方法不包括以下哪一项?A. 蒸馏B. 萃取C. 离心D. 吸附答案:C2. 化工工艺中,下列哪种催化剂不是固体?A. 铂催化剂B. 氧化铝载体催化剂C. 钯催化剂D. 硫酸催化剂答案:D3. 以下哪个不是化工工艺中常见的反应类型?A. 氧化还原反应B. 聚合反应C. 酯化反应D. 光合作用答案:D4. 在化工生产中,下列哪种设备主要用于气体的压缩?A. 压缩机B. 离心泵C. 反应器D. 换热器答案:A5. 化工生产中,下列哪种物质不是常用的溶剂?A. 水B. 乙醇C. 甲苯D. 氢氧化钠答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 化工工艺中,以下哪些物质可以作为反应介质?A. 空气B. 水C. 有机溶剂D. 固体催化剂答案:ABC2. 化工生产中,哪些因素会影响反应速率?A. 温度B. 压力C. 催化剂D. 反应物浓度答案:ABCD3. 化工工艺中,下列哪些设备用于物料的混合?A. 搅拌器B. 离心泵C. 混合机D. 反应器答案:ACD4. 化工生产中,哪些因素会影响产品的纯度?A. 反应条件B. 分离技术C. 原料纯度D. 操作人员的技能答案:ABCD5. 化工工艺中,以下哪些是常见的热交换方式?A. 直接接触B. 间接接触C. 辐射D. 对流答案:ABD三、填空题(每题2分,共10分)1. 化工工艺中,反应器的类型包括_______、_______和_______。
答案:间歇式、半间歇式、连续式2. 在化工生产中,_______是用来衡量反应进行程度的重要参数。
答案:转化率3. 化工工艺中,_______是指在一定条件下,反应物完全转化为产物所需要的时间。
答案:反应时间4. 化工生产中,_______是指在反应过程中,反应物和产物之间的平衡状态。
答案:化学平衡5. 化工工艺中,_______是指在一定条件下,反应物转化为产物的速率。
化工工艺学答案一. 单项选择题1. D2. D3. B4. C5. A6. B7. A8. C9. B10. B二. 多项选择题11.AB12.BC13.CD14.AB15.AB16.AB17.DE18.DE19.AB20.CD三. 简单应用题21.答:用皮带输送机将磷矿送入颚式破碎机,破碎后送入料斗,再放入球磨机,同时加入一定量的水,出球磨机经筛滤后矿浆放入矿浆储槽。
用隔膜泵将料浆送入萃取槽,同时加入浓硫酸,不断进行搅拌反应。
将反应产物泵送入过滤机,经一洗的洗液和初滤液送入磷酸储槽。
二洗和三洗的洗水返回再用。
滤饼,磷石膏送去堆场,经过处理再利用。
过程中排出的含氟气体必须进行回收利用22.答:入厂天然气经压缩至~3.5MPa进入钴钼加氢脱硫器,脱除有机硫,再进入氧化锌脱硫器,使总硫含量降至<0.5ppm的天然气,进入一段蒸汽催化转化,再进入二段转化,经废热锅炉后,进入中温变换,再进入低温变换,去脱碳系统脱除二氧化碳,解析气CO2备用。
脱碳气进入甲烷化炉,在催化剂作用下将残余CO和CO2与H2反应生成CH4,使其中的CO含量符合要求,这样就制得了合成气。
23. 答:进一步提纯的方法有:化学沉降、结晶分离、溶剂萃取等多种方法。
由于溶剂萃取法具有处理量大,传质速率快,分离选择性好等优点,为国内外稀土分离的主要方法24. 答:有(1)蒸馏;(2)分子蒸馏;(3)离子交换与吸附;(4)膜分离萃取 ;(5)萃取25.答:可分为三个步骤,反应物滴外扩散,反应物滴内扩散与反应这三步四.简单应用题26. 答:分为①吹风阶段。
吹入空气,燃烧,回收热量后排空。
②水蒸汽吹净阶段。
③上吹制气阶段。
④下吹制气阶段。
⑤二次上吹制气。
⑥空气吹净阶段。
27. 答:有喷雾塔,湿壁塔,填料塔,鼓泡塔,板式塔,机械搅拌接触塔,喷射接触塔,文氏洗涤塔,射流循环接触器28. 答:可分为(1)气液稳定流动滴流区;(2)过渡流动区;(3)脉冲流动区;(4)分散鼓泡区。
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。
化学工艺学1.根据不同的需求对油品沸程的划分也略有不同,一般分为:轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、( )和重油。
(A)减压渣油(B)胶质(C)润滑油(D)重柴油2.根据不同的需求对油品( )的划分也略有不同,一般分为:轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油和重油。
(A)沸程(B)密度(C)黏度(D)特性因数3.( )是催化重整装置生产芳烃的原料,也是生产乙烯的原料。
(A)石脑油(B)柴油(C)航空煤油(D)煤油4.原油经过初馏塔,从初馏塔塔顶蒸出的轻汽油,也称( )。
(A)石脑油(B)柴油(C)航空煤油(D)煤油5.原油在蒸馏前,一般先经过( )处理。
(A)脱盐、脱水(B)脱硫、脱盐(C)脱蜡、脱水(D)脱盐、脱硫6.根据石油所含烃类主要成分的不同可以把石油分为烷基石油(石蜡基石油)、环烷基石油(沥青基石油)和( )三大类。
(A)芳香基石油(B)中间基石油(C)直链基石油(D)支链基石油7.石油中所含烃类有烷烃、()和芳香烃。
(A)烯烃(B)环烷烃(C)炔烃(D)二烯烃8.石油主要由()氢两元素组成的各种烃类组成。
(A)氧(B)氮(C)碳(D)硫9.天然气主要由()、乙烷、丙烷和丁烷组成。
(A)甲烷(B)乙烯10.()产量往往标志着的一个国家基本有机化学工业的发展。
(A)甲烷(B)乙烯(C)苯(D)丁二烯11.催化重整是使原油常压蒸馏所得的轻汽油馏分经过化学加工变成富含( )的高辛烷值汽油的过程。
(A)芳烃(B)甲烷(C)环氧乙烷(D)脂肪酸12.保持强放热的氧化反应能稳定进行的关键是: ()(A)合理选择载热体和载热体的温度控制.(B)控制好单程转化率.(C)控制好原料的配比.(D)控制好适宜的空速.13.下列可用来评价裂解原料性质的指标为: ()(A)转化率;(B)氢含量;(C)选择性;(D)氢碳比;14.催化重整是使( )经过化学加工变成富含芳烃的高辛烷值汽油的过程,现在该法不仅用于生产高辛烷值汽油,且已成为生产芳烃的一个重要来源。
合成氨1. 合成氨生产过程主要分为哪几个工序以煤为原料以天然气为原料2. 天然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有哪些 抑制副反应的策略如何主要反应 主要副反应 抑制副反应:为控制积碳,增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决; 从反应平衡及副反应来看,水碳比高,残余甲烷含量降低,且可防止析碳;因此一般采用较高的水碳比,约3.0~3.5转化为可逆反应,温度越高,平衡转化率越高,从组成计算看出,1000℃以上CH4含量才小于0.5%,要求设备的耐高温性能;3.为什么采用两段转化 两段转化的供热方式各有什么不同 如何确定和控制二段转化的温度全部采用高温转化,设备费用和操作费用太高,所以采用低温700~800℃转化和高温1200℃转化的两段方式;一段温度对合金钢管要求低,用合金钢管保证传热和供热;二段采用砖内衬的绝热设备,并通入一定比例的空气与一段的H2反应产生热量和高温1200~1400℃,保证CH4转化彻底,同时加入了合成氨需要的原料N2;二段炉温度:按甲烷控制指标来确定;压力和水碳比确定后,按甲烷平衡浓度来确定温度,要求yCH4<0.005,出口温度应为1000℃左右;凯洛格Kellogg 甲烷蒸汽转化工艺流程mol kJ H CO O H CH 4.2063)1(224-++=mol kJ H CO O H CO /2.41)2(222+++=124.9.742--+mol kJ C H CH =12.4.1722-++=mol kJ C CO CO 122.36.131-+++mol kJ C O H H CO =1-钴钼加氢反应器;2-氧化锌脱硫罐;3-对流段;4-辐射段一段炉;5-二段转化炉;6-第一废热锅炉;7-第二废热锅炉;8-汽包;9-辅助锅炉;10-排风机4.天然气中的硫成分有哪些 干法脱硫和湿法脱硫的主要方法有哪些 其适用范围有何区别 硫化氢H2S,同时此外还可能有一些有机硫化物,如硫醇C2H5SH 、硫醚CH3SCH3及噻吩C4H4S 、二硫化碳CS2等;• 干法脱硫:一般适用于含S 量较少的情况 氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等• 湿法脱硫:一般适用于含S 量较大的场合 化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等5.氧化锌脱硫的工作原理是什么 其工艺流程和工艺条件如何氧化锌脱硫法也可以脱除硫醇、硫醚等有机硫,但反应速度较慢,一般选择较高的温度350~400℃,才能获得较快的反应速度;反应式如下:在有H2存在时,一些有机硫可先转化为H2S,再被氧化锌所吸收,反应式如下:流程1:硫含量较高 流程2:硫含量较低6.变换工序的反应原理和主要任务是什么 为什么要分中温变换和低温变换)()()()(5252g OH H C s ZnS g SH H C s ZnO ++=)()()()()(24233g O H g H C s ZnS g SCH CH s ZnO +++=42224CH S H H CS ++=COS H H COS ++22=是将原料气中的CO 变成CO2和H2;H2是合成氨需要的原料成份,CO2在后面的脱碳和甲烷化两个工序中除去,作为生产尿素或食品级CO2的原料;变换反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小;为了变换过程进行彻底,要求尽可能低的反应温度;但温度低,反应速度必然减缓7.苯菲尔脱碳的主要化学反应和脱碳原理是什么 再生指数碳化度的定义是什么原理:CO2的吸收过程是CO2与K2CO3反应生成KHCO3;但是由于受反应速度的限制,气体中CO2与溶液中K2CO3的反应速度较慢;为了加快CO2在K2CO3溶液中的吸收速度,通常在K2CO3溶液中又添加了一种催化剂二乙醇胺再生指数碳化度的定义:每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数,即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度;化肥1.描述由NH3和CO2合成尿素的化学反应过程与相态;重点上述两个反应中,第一个反应为快速放热反应,反应程度很大,生成溶解态的氨基甲酸铵;第二个脱水生成尿素的反应为慢速吸热反应,且为显著可逆反应;2. 尿素合成反应过程的主要副反应及控制措施;熟悉就行当温度在60℃以下时,尿素水解缓慢;温度到100 ℃时尿素水解速度明显加快;温度在145 ℃以上时,水解速度剧增;尿素浓度低时,水解率大;氨也有抑制尿素水解的作用,氨含量高的尿素溶液的水解率低;3. 尿素生产的氨汽提法流程中,合成塔出来的尿素溶液主要经过了那些设备,溶液的温度、压力、组成如何 常识了解设备:气提塔,降膜分解器,目前,工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的,温度的影响:温度较低时平衡转化率随温度升高而增加,在190℃时达最大,温度进一步升高,平衡转化率反而下降;一般选择尿素合成温度为180~190℃组成的影响:CO2过量对转化率影响很小,氨过量则明显提高转化率;氨碳比的影响如右图;水碳比增加0.1,转化率下降约1%;不同工艺选择的合成过程物料比不同;如:水溶液全循环法氨碳比4.0, 水碳比0.65 ~0.7; 汽提法工艺氨碳比2.9~3.1,水碳比0.3~0.4;压力的影响:压力对液相反应的影响很小;但由于体系存在惰性气体mol kJ H CO O H CO /2.41222++−−→−+催化剂Q(aq)KHCO O (aq) H (aq)CO K (aq)CO +=++32322214223.93.86)()()(2-+=+mol kJ l COONH NH l CO l NH 122242.45.28)()()(--+=mol kJ l O H l CONH NH l COONH NH )()()(232222g NH l CONHCONH NH l CONH NH +=)()(2)()(23222g CO g NH l O H l CONH NH +=+和气液平衡,操作压力应该大于平衡压力4. 硝酸铵的主要用途是什么1.硝铵是重要的氮肥,特别适用于温度低的旱田;还是制造复合肥料的原料;2.硝铵是炸药的主要原料;3.硝铵还是制麻醉剂N2O,笑气的原料;5.湿法磷酸是用磷酸为催化剂、硫酸溶液分解磷矿的过程,磷矿以Ca5FPO43为主,还有Si 、Fe 、Al 等杂质元素,试分析一下反应过程的主、副反应及其产物,并说明副反应对反应过程的影响;主反应:一步反应过程HF O H CaSO PO H n SO H PO nH PO F Ca +++=++24434243345.5)3(5)(两步反应过程: O nH CaSO PO H SO H PO H Ca 244342242.5105)(5+=+副反应:副反应不仅损失磷,而且沉淀会包裹在矿石表面,阻止酸分解反应的进一步进行,产生“钝化现象”;硫酸和硝酸1. 工业上曾经氧化SO2制硫酸的方法有哪些 写出其主要反应式;亚硝基法和接触法亚硝基法22SO )(O S →+高温 NO SO NO SO +→+322 4223SO H O H SO →+接触法S + O2→SO2 2 SO2 + O2→2SO3 2SO3 + H2O →H2SO42. 硫铁矿的主要成分是什么 焙烧硫铁矿的主要化学反应有哪些FeS2主要反应2FeS2=2FeS+S2 S2 + O2 = SO23. 焙烧硫铁矿的设备是什么 根据物料状态,设备内可分几个区域 各区域的物料特点是什么HFPO H Ca PO H n PO nH PO F Ca ++-=+2424343345)(5)7()(OH SiF H SiO HF 262226+=+)()(2462g SiF g HF SiF H +=OH g SiF SiO SiF H 242622)(+=+O H g CO s CaSO SO H CaCO 224423)()(++=+OH s FePO PO H O Fe 2443323)(22+=+O H s AlPO PO H O Al 2443323)(22+=+t/℃ lgk441 560 727 977 设备:沸腾培烧炉460~560℃为第一阶段,斜率大,活化能大;温度升高,反应速率增加很快;化学反应受动力学速度控制;560~720℃为过渡阶段,反应速度受温度影响较小;> 720℃为第三阶段,反应速度随温度升高再增加,但增加幅度小;实验证明,第三阶段活化能较小,焙烧反应主要受氧扩散的控制;4. SO2氧化为SO3的温度、压力、SO2含量等工艺条件如何温度: 在催化剂活性温度范围内催化剂床层温度应沿最佳温度线变化,即先高后低 压力:二氧化硫氧化反应是体积减小的反应,提高压力可提高平衡转化率SO2含量:根据硫酸生产总费用最低的原则来确定二氧化硫的起始浓度,最适宜的最终转化率与所采用的工艺流程、设备和操作条件有关;5. SO3的吸收过程通常采用发烟硫酸或/和浓硫酸吸收,为什么采用浓度为98.3%的浓硫酸 浓度太高、太低有什么影响 确定吸收塔操作温度主要考虑哪些方面的因素如图所示,在任何温度下选择浓度为98.3%的硫酸作为吸收液比较合适;若吸收酸浓度太低,因水蒸气分压增高,易形成酸雾;但若吸收酸浓度太高,则液面上SO3分压较高,气相中的不能完全被吸收;因为标准发烟硫酸游离SO3浓度为21%;从上表看出,在气体中SO3浓度为7%时,则说明吸收酸温不能超过80℃;不同转化气SO3浓度下,SO3吸收率与温度的关系如右图所示,其中7.4%的曲线与上表数据一致;可见,温度升高,吸收率下降;气相SO3浓度增加,吸收率上升;6. 制硝酸氨氧化的主要反应,其相态、热效应、反应平衡、催化剂等有什么特点 主要副反应有哪些主反应 副反应 在反应温度下,上述反应的平衡常数都很大;如果对反应不加控制,氨和氧反应的最终产物必然是N2;要得到希望的产物NO,不能从反应热力学去改变化学平衡来达到目的,只能从反应kJ/mol.O H NO O g NH 28907645)(4223++=+kJ/molO H O N O g NH 9.1104624)(42223++=+kJ/molO H N O g NH 02.1269623)(42223++=+kJ/molH N g NH 69.913)(2223-+=kJ/molO N NO 6.180222++=kJ/molO H N NO NH 6.181********++=+动力学方面去着手;即寻找一种选择性的催化剂,抑制不希望的反应;目前最好选择性的催化剂是铂;纯碱和烧碱复习思考题1. 纯碱中的重碱是什么意思密度为0.95~1.07g/cm-3的纯碱2. 氨碱法制纯碱的主要原料有哪些 制碱过程的主要反应有哪些 主要副产物是什么 原料:氯化钠NaCl 和碳酸钙CaCO3主要反应主要副产物CaO NH4Cl3. 从干盐相图分析,为什么在P1点NaHCO3的结晶析出最多 且Na 利用率最高 如何控制操作点的位置;升高温度对最佳操作点P1、Na 利用率和NaHCO3结晶有什么影响右图中,ⅠP2、P2Ⅱ、P2P1、P1Ⅲ、P1Ⅳ为饱和线;1,2,3区为NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl 的析出区;P1点可析出三种结晶;氨盐水碳酸化后的组成在AC 线上;如果只需析出NaHCO3时,组成应R-S 线内,超过S 析出NH4HCO3,超过R 析出NaCl;如果总组成在X 点,T 点为饱和溶液,结晶与溶液比为TX:XD,比值越大,析出结晶越多;可见P1点操作最好;4. 氨盐水碳化是在什么设备中进行的 CO2经氨盐水吸收,生成氨基甲酸铵、碳酸氢铵、最终生成碳酸氢纳,各步骤的速度、温度有何特点氨盐水碳酸化是在碳酸化塔中进行随着CO2的不断溶解,溶液中过量的氨基甲酸铵进一步发生水解反应;甲铵水解是慢反应,是碳酸化的控制步骤:当PH 值>10.5的强碱性时,碳酸氢盐也存在下述离解反应当氨盐水被碳酸化达到一定程度,HCO3-积累超过溶度积,析出碳酸氢钠:mol kJ s CaO g CO s CaCO /105.176)()()(23-+−−→−焙烧Cl NH s NaHCO O H CO NH NaCl 43223)(++++=)()()()(222323g O H g CO s CO Na s NaHCO ++=-+-+=233CO H HCO 334422)(2NH HCO NH aq COONH NH +=氨盐水进塔温度约30~50 ℃,中部温度升到60℃左右,中部不冷却,但下部要冷却,控制塔底温度在30℃以下,保证结晶析出; 碳化塔中部温度高,一方面反应本身有一些热量放出,另一方面主要是考虑结晶初期温度高一点对晶粒长大有利,可形成较大晶体以利过滤;同时冷却速度不宜过快,过快可能形成结晶浆,难于过滤分离;5. 工业生产烧碱的方法有哪些 电解法生产烧碱的原料、电极反应、总化学反应是什么精制食盐水时,其中的镁、硫酸根杂质如何去除方法:生产氢氧化钠通常用电解法NaCl 为原料、苛化法Na2CO3为原料;原料:NaCl 水溶液电极反应:总反应:除去杂质:去除镁离子的方法用OH-而沉淀MgOH2出来:少量硫酸盐对电解过程影响大,在这一步也要除去:煤的化学加工1. 煤的结构及煤气化原理;煤的基本结构单元为缩合芳烃及环烷烃及多种侧链,杂原子及官能团;网络结构模型-整体 平均结构单元模型-有机质煤气化原理:煤气化是煤与气化剂作用生成气体混合物的反应过程;目的是将煤转化成可 燃气体;煤气化过程包含煤的热解、半焦的气化等过程;2. 煤气化主要方法及能量利用;煤气化方法有多种,气化炉也有多种;可分为固定床、沸腾床、气流床三种形式;3. 费托合成原理;化学反应基本反应: nCO + 2nH 2 CH 2 n + nH 2O△H=-158 kJ/mol 250ºCH 2O + CO CO 2 + H 2)(2)()(2)(2222aq NaOH g H g Cl O H aq NaCl ++=++++=+Na s OH Mg NaOH Mg 2)()(222--+=+Cl s BaSO BaCl SO 2)(4224)(33s NaHCO HCO Na =+-+△H=-39.5 kJ/mol 250ºC4.费托合成流程及产品加工流程的主要过程5.煤的成焦过程及影响因素;在高温脱氧情况下,煤大分子的侧链不断脱落,芳核缩合并稠化,最后形成煤气、焦炭及硫铵、苯、酚等多种化学产品;煤的成焦过程分为:煤的干燥预热阶段温度<350ºC胶质形成阶段温度350~480ºC →半焦形成阶段温度480~650ºC →焦炭形成阶段温度650~950ºC;。
最新《化工工艺学》期末考试试卷含答案一、选择题(20分,每题2分)1、下列哪一项不是天然气转化合成气时副反应析碳的危害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,沸程最低的是A、汽油B、煤油C、柴油D、润滑油3、合成氨反应是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的催化剂活性组分为A、AgB、FeC、NiD、Co5、对CO变换反应,下列说法正确的是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、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是A、CuB、AgC、Al2O3D、Fe7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为A、N2,CO2B、Ar,CO2C、O2,H2OD、N2,CH48、关于脱氢反应中下面哪一项是错误的A、催化剂活性组分为FeB、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的催化剂为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、下列哪项不是磺化反应的特点A、亲电取代B、饱和烃比芳环易磺化C、可逆反应D、HSO3+阳离子为真正的磺化剂1、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和三大步骤。
( 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、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和。
( C )A、金属矿;B、化学矿;C、化学中间体;D、工业盐3、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和,三苯指苯、甲苯和。
( A )A、丁二烯和二甲苯;B、丁二烯和乙苯;C、丁烯和二甲苯;D、丁烯和乙苯4、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等。
( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化 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,该反应是一个、、体积缩小的反应。
A、不可逆、吸热;B、不可逆、放热;C、可逆、吸热;D、可逆、放热6、侯氏制碱法的主要产品是。
( C )A、NaHCO3和NH4Cl;B、Na2CO3和NaCl;C、Na2CO3和NH4Cl;D、Na2CO3和NaHCO37、烷烃热裂解主要反应为。
( B )A、加氢反应和断链反应B、脱氢反应和断链反应C、脱氢反应和重组反应D、加氢反应和重组反应8、转化率是针对而言的;选择性是针对而言的;收率等于转化率与选择性之积。
( D )A、目的产物、中间产物B、反应物、中间产物C、目的产物、反应物D、反应物、目的产物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、下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是:。
( A )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、使用前需升温活化二、填空题(30分,每空2分)1、煤高温干馏的产物、、、。
2、四大基本有机化工原料分别是、、、。
3、化工中常见的三烯指、、;三苯指、、。
4、为将重质油转化为轻质油及化工产品,石油二次加工方式有、、、。
5、电解法制烧碱阴阳极反应分别是、。
6、催化剂永久毒物主要是以下几类:、、、。
7、侯氏制碱法主要原料是,主要产品是。
8、乙烯氧氯化反应主反应式为。
9、浓度为80%的氯磺酸α值为,浓度为80%三氧化硫的α值为。
10、硝化反应器中蛇管圈的作用是。
1、接触法生产硫酸的4个工序分别是:硫铁矿的焙烧、二氧化硫的净化、二氧化硫催化氧化(二氧化硫的转化)、三氧化硫的吸收。
2、烃类热裂解中降低反应压力的方法是添加H2O、惰性气体作稀释剂降低分压。
3、电解食盐水制烧碱中,阴极反应式为 H2O+e = H2+OH-。
4、乙烯环氧化反应催化剂由活性组分银、载体、助催化剂和抑制剂组成。
5、直接急冷是指冷却介质与裂解气直接接触,间接急冷是指用急冷锅炉、废热锅炉等换热器回收大量热量。
6、苯气相烷基化反应原理方程为。
7、磺化剂α的计算,写出计算式和计算结果:SO3[ω(SO3)=93%] α= (80/80)×93%=93硫酸[ω(H2SO4)=92%] α= (80/98)×92%=75.1三、简答题(50分)1、裂解工艺流程由几部分组成?各部分的作用是什么?答:(1)裂解反应烃类裂解中,烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成相对分子质量较小的乙烯、丙烯等烯烃和烷烃,还联产丁二烯和芳烃等基本有机化工产品。
自然界中不存在烯烃,工业获取低级烯烃的主要方法就是将烃类裂解。
(2)裂解产物的急冷产物急冷目的在于a.回收高温热能,产生高压蒸汽;b.终止裂解反应(二次反应)。
(3)裂解产物的冷凝回收对裂解产物各组分作精馏回收。
1、简述氨氧化时加入蒸汽的原因。
2、促进烃类裂解环境需要高压还是低压?为什么?通过何种方式形成此压力环境?3、什么是直接急冷和间接急冷?二者的优缺点分别是什么?2、加氢和脱氢反应各有什么特点?答:加氢是指在催化剂的作用下,化合物分子与氢气发生反应而生成有机化工产品的过程,是还原反应得一种。
主要反应类型有不饱和烃的加氢、芳环加氢、含氧化合物加氢、含氮化合物加氢等。
催化加氢除了合成有机化工产品外,还用于许多化工产品的精制过程。
脱氢是指从化合物中除去氢原子的过程,是氧化反应的一个特殊类型。
它可以在加热而不使用催化剂的情况下进行,称为加热脱氢,也可在加热又使用催化剂的情况下进行,称为催化脱氢。
脱氢反应时获得烯烃或二烯烃的主要途径。
3、写出平衡氧氯化法生产氯乙烯的三步主要反应方程式和总反应方程式?答:2CH2=CH2+2Cl2---->2ClCH2CH2Cl2CH2=CH2+4HCl+O2-->2ClCH2CH2Cl+2H2O4ClCH2CH2Cl----->4CH2=CHCl+4HCl总反应式:4CH2=CH2+2Cl2+O2-->4CH2=CHCl+2H2O《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为:S>20%、__________、__________、__________、__________和HO<8%。
29、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》试题二一、填空题(本题共20分,共10小题,每题各2分)1、在合成氨工艺中应用蒸汽转化制得的粗原料气应满足:①残余甲烷含量的体积分数小于__________;②(CO+H2)/N2(摩尔比)在__________之间。
2、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中,当析炭较轻时可采用_____________和____-_______两种法将积炭消除。
3、在煤热解的过程中,对热解产物的组成有较大影响的因素有__________、__-_________和压力。
4、煤气化的工业方法要有_____________、___________和外热法。
5、在用铜氨液对合成氨原料气进行最终净化时,对CO的吸收具有活性的离子为-_________。
6、在用甲烷化法脱碳时的主反应为______________________和_____________-_________;副反应为______________________和______________________。
7、在合成尿素时适当提高氨碳比是有利的,其有利方面主要表现在___________-___________;______________________和有利于调节操作的热平衡。
8、硫铁矿接触法生产硫酸的过程包括___________、__________和吸收三个基本过程。
9、目前,世界上生产纯碱的方法主要有__________、___________和联合制碱法。
10、生物质是指自然界中含有__________、___________、__________、_______-____和油脂等的物质。
二、简答题(本题共50分,共5小题,每题各10分)1、写出气态烃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式。
2、从热力学分析气态烃蒸汽转化宜在低压下进行,但在工业生产中一般将压力提高到3.5~4.0Mpa,简述其原因。
3、简述合成氨原料气净化阶段湿法脱硫和干法脱硫两种方法各自的特点。
4、简述在合成氨粗原料气净化阶段采用低温甲醇洗涤法的优、缺点。