化学工艺学复习思考题2013

化学工艺学总复习题1、化工生产过程一般可概括哪三大步骤？P24 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、化学工艺学的目的是什么？P1 创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。

3、烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段？P61链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。

链引发反应是自由基的产生过程；链增长反应时自由基的转变过程，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；链终止是自由基消亡生产分子的过程。

4、各族烃类的裂解反应难易顺序为？P61正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃5、三大合成材料是哪些？合成塑料、合成橡胶、合成纤维。

6、氨合成采用什么催化剂？各组分各有什么作用？P197氨合成催化剂以熔铁为主，还原前主要成分是四氧化三铁，有磁性，另外添加Al2O3、K2O等助催化剂。

为了降低温度和压力，在催化剂中加入钴和稀土元素。

活性组分Fe3O4经还原后生成α-Fe，活性中心的功能是化学吸附氮分子，使氮氮之间的三键削弱，以利于加氢形成氨。

Al2O3是结构型助催化剂，它均匀地分散在α-Fe晶格内和晶格间，能增加催化剂的比表面，并防止还原后的铁微晶长大，从而提高催化剂的活性和稳定性。

K2O是电子型助催化剂，能促进电子转移过程，有利于氮分子的吸附和活化，也促进生成物氨的脱附。

SiO2的加入虽然有削弱催化剂碱性作用，但起到稳定铁晶粒作用，增加催化剂的抗毒性和耐热性等。

加入MgO能提高耐热性能和耐硫性，加入CaO能起助熔作用，使催化剂各组分易于熔融而形成均匀分布的高活性状态7、影响化学平衡的因素有哪些？P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。

8、烯烃裂解反应主要发生反应有哪些？P56 1.断链反应 2.脱氢反应 3.歧化反应 4.双烯合成反应 5.芳构化反应9、影响化学反应速度的因素有哪些？P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。

《化学工艺学》第二版米田涛主编部分思考题答案课后习题增加部分英语题型专业（词汇）催化裂化，catalytic cracking加氢裂化，hydrocracking延迟焦化，delayed coking凝析油（Natural gasoline）、石脑油(Naphtha)、轻柴油(Atmospheric gas oil)、粗柴油(Vacuum gas oil)、加氢裂化尾油(Hydrogenated tail oil) 苯（Benzene, ），甲苯(Toluene, )，二甲苯(Xylene, )；乙烯，ethylene丙烯，propylene丁二烯，butadiene邻二甲苯（Ortho-xylene,）、对二甲苯（Para-xylene,）、间二甲苯(Met-xylene,)聚乙烯， polyethylene;聚氯乙烯， polyvinylchlorid聚苯乙烯， polystyrene第三章3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。

造成裂解过程结焦生碳的主要反应是哪些？答：由表3-3 各种键能比较的数据可看出：○1同碳数的烷烃C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易；○2烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;○3异构烷烃的键能小于正构烷烃，异构烷烃更容易发生脱氢或断链。

由表3-4数值，可看出：○1烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高；断链反应的标准自由焓有较大的负值，是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小的负值，是可逆过程，受化学平衡的限制；○2乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不发生变化。

烷烃热裂解的规律：烷烃热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应：RCH2-CH3↔CH＝CH2+H2②断链反应：RCH2-CH2-R′↔RCH＝CH2+R′H不同烷烃脱氢和断链的难易，可以从分子结构中键能数值的大小来判断。

在高温下，烷烃和烯烃还会发生分解反应生成少量的碳。

13、烃类热裂解中二次反应有哪些？二次反应则是指一次反应产物继续发生的后继反应乙烯、丙烯消失，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应。

烃类的二次反应比一次反应更复杂，生成的高级烯烃还会进一步裂解成低级烯烃，低级烯烃相互聚合或缩合可转化为环烷烃、芳烃、稠环芳烃直至转化为焦。

烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃；芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦；烷烃会进一步裂解成低级烷烃，最后转化为碳和氢。

二次裂解的结果是一次反应所得的低级烯烃转化为用途不大的裂解产物，使低级烯烃收率明显降低。

16、什么是ＰＯＮＡ？族组成——PONA值适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油烷烃（paraffin) 烯烃（olefin)环烷烃（naphthene) 芳烃（aromatics)✓烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高✓对于科威特石脑油，其烷烃、环烷烃及芳烃典型含量分别为72.3、16.3、11,大庆石脑油则为53、43、417、说明什么是芳烃指数？答：芳烃指数即美国矿务局关联指数（Bureau　of Mines Correlation Index）,简称BMCI。

用以表征柴油等馏分油中烃组分的结构特性。

已知原料烃的体积平均沸点(t v,K)及其对水的相对密度(d剫,°C)，用下式即可算出芳烃指数值：正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯为99.8），因此烃原料的BMCI值越小则乙烯潜在产率越高。

中东轻柴油的BMCI典型值为25左右，中国大庆轻柴油约为20。

18、烃类热裂解采用什么样的温度、保留时间和烃分压能得到较好的产物分布?✓裂解温度:750-900℃,原料分子量越小，所需裂解温度越高，乙烷裂解温度最高✓温度——停留时间的影响:对于给定原料，相同裂解深度，提高温度，缩短停留时间可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加.✓压力对裂解反应的影响从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响）对一次反应：A ↔B+Cρn<0时，P↓，平衡向生成产物的方向移动对于二次反应中的聚合反应，降低压力可减少结焦生碳,结论：低压有利于乙烯的生产.19、提高裂解温度、及缩短停留时间在烃类裂解生产乙烯中对产物的分布？答：无需赘述，见18题。

课后习题思考题（第一章）1 现代化学工业的特点是什么？2 化学工艺学的研究范畴是什么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 你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？2生物质和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和选择性两个指标？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、塔顶馏出物和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 0 602. C7H16 25 21.5 303. 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。

已知输入和输出的烃类组成为：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）如果原料烃的密度是0.9 g/cm3,输出烃的密度是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。

※<习题一>课后习题：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。

5※<习题二>课后习题：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，主反应式为（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。

1. 石油的主要组成是什么？常、减压蒸馏有哪几类？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。

常、减压蒸馏有三类：（1）燃料型（2）燃料—润滑油型（3）燃料—化工型4. 石油的一次加工、二次加工介绍答：石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。

石油的二次加工方法有：（1）催化重整催化重整的原料是石脑油，催化重整装置能提供高辛烷值汽油，还为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料以及提供液化气和溶剂油，并副产氢气。

其催化剂是由活性组分（铂）、助催化剂和酸性载体（如经HCl处理的Al2O3）组成。

化学工艺期末考试重点复习题1、化学工艺学的研究范畴包括哪些内容？包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理；设备(反应器和其他)的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；操作条件的影响和选定；流程组织；生产控制；产品规格和副产物的分离与利用；能量的回收和利用；对不同工艺路线和流程的技术经济评比等。

2、现代化学工业的特点有哪些？(1)原料、生产方法和产品的多样性与复杂性(2)向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高(3)是多学科合作、生产技术密集型的生产部门(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)化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题3、大宗的无机化工产品有硫酸、硝酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨和氮、磷、钾等化学肥料。

大宗的有机化工产品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙块、荼、合成气。

5、对石油的一次加工和二次加工有哪些加工方法？一次加工方法为常压蒸憾和减压蒸馄。

二次加工主要方法有：.催化重整；•催化裂化，催化加氢裂化，桂类热裂解；烷基化；异构化；焦化等6、常、减压蒸憎流程有哪些？①燃料型。

②燃料一润滑油型。

③燃料一化工型。

7、煤的加工路线：煤的高温干憎(炼焦)；煤的低温干憎；煤的气化；煤的液化。

8、化学工业的原料资源：无机化学矿；石油；天燃气；煤；生物质；再生资源；空气和水。

9、化工生产过程一般可分为：原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。

10、什么是转化率、选择性、收率？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分率或百分率用符号X表示。

其定义式为转化率表征原料的转化程度，反映了反应进度。

选择性系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。

廿某一反应物的转化量,、转化为目的产物的某反应物的最=转化为冃的产物的某反应物的量该反应物的起始星汝反血物的转化急量该反应物的起始量在复杂反应体系中，选择性是个很重要的指标，它表达了主、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。

化学工艺学复习题化学工艺学是一门研究将原材料转化为有价值产品的过程和方法的学科。

它涵盖了广泛的领域，从化学原理的应用到工业生产的实际操作，对于化工专业的学生来说，是一门至关重要的课程。

以下是一些化学工艺学的复习题，帮助大家巩固所学知识。

一、化学反应原理1、请简述化学反应速率的影响因素，并举例说明。

化学反应速率受到多种因素的影响，包括反应物浓度、温度、压强（对于有气体参与的反应）、催化剂等。

反应物浓度越高，反应速率通常越快，例如在铁与稀硫酸的反应中，增加硫酸的浓度，反应会更剧烈。

温度升高，分子运动加剧，有效碰撞增加，反应速率加快，像食物在高温下变质的速度就比在低温时快得多。

压强的影响主要针对有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应，增大压强相当于增大了反应物浓度，从而加快反应速率。

催化剂能够降低反应的活化能，极大地提高反应速率，例如在工业合成氨中使用铁触媒。

2、平衡常数在化学反应中有何意义？如何通过平衡常数判断反应进行的方向？平衡常数（K）反映了化学反应达到平衡时，生成物与反应物浓度之间的关系。

K 值越大，说明反应进行得越彻底，产物的生成越有利。

通过比较反应商（Q）与平衡常数（K）的大小，可以判断反应进行的方向。

当 Q ＜ K 时，反应正向进行；当 Q ＝ K 时，反应达到平衡；当 Q ＞ K 时，反应逆向进行。

3、解释化学热力学中的熵增原理，并举例说明其在化学反应中的应用。

熵增原理指出，在孤立系统中，熵总是趋向于增加。

熵是系统混乱程度的度量。

例如，气体的扩散过程，气体分子从高浓度区域向低浓度区域扩散，使系统的混乱度增加，熵增大。

在化学反应中，如果生成物的熵大于反应物的熵，从熵增的角度来看，该反应更有可能自发进行。

二、化工生产流程1、以合成氨为例，简述其生产工艺流程及主要设备。

合成氨的工艺流程大致包括原料气的制备、净化和压缩、氨的合成三个主要步骤。

原料气（氮气和氢气）的制备通常通过空气分离得到氮气，以及通过水煤气变换反应和甲烷蒸汽转化等方法得到氢气。

化学工艺学复习资料一、选择题1、化工原理中的“三传”是指 D 。

（A）动能传递、势能传递、化学能传递（B）动能传递、内能传递、物质传递（C）动能传递、能量传递、热量传递（D）能量传递、热量传递、质量传递2、下列单元操作中属于热、质同时传递的有 D 。

（A）过滤（B）萃取（C）搅拌（D）干燥3、研究化工流体时所取的最小考察对象为 C 。

（A）分子（B）离子（C）流体质点（D）流体介质4、化工原理中的连续流体是指 D 。

（A）流体的物理性质是连续分布的（B）流体的化学性质是连续分布的（C）流体的运动参数在空间上连续分布（D）流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布，可用连续函数来描述5、粘性的物理本质是 A 。

（A）促进流体流动产生单位速度的剪应力（B）流体的物性之一，是造成流体内摩擦的原因（C）影响速度梯度的根由（D）分子间的引力和分子的运动与碰撞，是分子微观运动的一种宏观表现6、随着温度的升高，则 C 。

（A）气体、液体粘度均减少（B）气体、液体粘度均增大（C）气体粘度增大，液体粘度减小（D）气体粘度减小，液体粘度增大7、流体静力学方程式：P2=P1+ρg（Z1+Z2）= P1+ρgh的适用条件是 B 。

（A）重力场中静止流体（B）重力场中不可压缩静止流体气（C）重力场中不可压缩连续静止流体（D）重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体8、不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动是，平均速度沿流动方向的变化为 C 。

（A）增大（B）减少（C）不变（D）无法确定9、据l-Ｒｅ－ε／ｄ除阻力平方区外，下列分析中错误的是 D 。

（A）流体阻力损失占流体动能的比例随雷诺值的增大而下降（B）雷诺值增大，摩擦系数下降，流体阻力损失将减少（C）随着雷诺值的增大，管壁粗糙度对流动的影响增强（D）随着雷诺值的增大，流体粘度对流体的影响将相对削弱10、流体在圆管直管中流动时，若流动已进入完全湍流区，则摩擦系数l与Ｒｅ的关系为：随Ｒｅ增加，l C 。

化学工艺学思考题和部分答案篇一：化学工艺学思考题和部分答案课后习题增加部分英语题型专业（词汇）催化裂化，catalytic cracking加氢裂化，hydrocracking延迟焦化，delayed coking凝析油（Natural gasoline）、石脑油(Naphtha)、轻柴油(Atmospheric gas oil)、粗柴油(Vacuum gas oil)、加氢裂化尾油(Hydrogenated tail oil)苯（Benzene, ），甲苯(Toluene, )，二甲苯(Xylene, )；乙烯，ethylene丙烯，propylene丁二烯，butadiene邻二甲苯（Ortho-xylene,）、对二甲苯（Para-xylene,）、间二甲苯(Met-xylene,)聚乙烯， polyethylene;聚氯乙烯， polyvinylchlorid聚苯乙烯， polystyrene第三章3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。

造成裂解过程结焦生碳的主要反应是哪些？答：由表3-3 各种键能比较的数据可看1同碳数的烷烃C-H键能大于C-C键出：○2烷烃的相对稳定能，断链比脱氢容易；○3异构烷烃的键能性随碳链的增长而降低;○小于正构烷烃，异构烷烃更容易发生脱氢或断链。

1烷烃裂解是强由表3-4数值，可看出：○吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高；断链反应的标准自由焓有较大的负值，是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小的负值，是可逆2乙烷不发生过程，受化学平衡的限制；○断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不发生变化。

烷烃热裂解的规律：烷烃热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应：RCH2-CH3?CH＝CH2+H2②断链反应：RCH2-CH2-R′?RCH＝CH2+R′H不同烷烃脱氢和断链的难易，可以从分子结构中键能数值的大小来判断。

《化学工艺学》复习题第一章绪论1、化学工业（化学加工工业）：指生产过程中化学方法占主导地位的制造工业。

2、化学工业按产品的物质组成可分为：有机化工（碳氢化合物及其衍生物）和无机化工（非碳氢化合物）两大类。

3、一般综合考虑产品的性质、用途和生产量，化学工艺分为如下几类：无机化学工业、基本有机化学工业、高分子化学工业、精细化学工业、生物化学工业。

4、化学工业按原料的性质和来源分：石油化工、煤化工、生物化工、矿产化工、海洋化工。

5、化学工艺：将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，其中包括实现这种转变的全部化学和物理的措施。

6、原油按其组成大体分为：石蜡基、中间基、环烷基三大类。

7、辛烷值：将异辛烷规定为100，正庚烷为0，两者以不同比例混合，制成标准汽油。

将待测汽油与标准汽油相比较，若两者在标准汽油机中炕爆性能相同，则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷的百分含量。

8、原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程称为石油的一次加工，常减压蒸馏馏分油的进一步化学加工过程称为石油的二次加工。

9、石油的二次加工工艺主要包括：重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解这四种化学加工方法。

10、物料衡算和热量衡算的意义与用途：①进行方案比较，参数值确定的基本方法。

②化工设计的基础。

③通过衡算，找出生产的薄弱环节，工艺参数值是否合理，提出生产的方向，提供设计数据。

11、物料衡算的依据——质量守恒定律12、热量衡算的依据—热力学第一定律第二章合成气1、合成气的生产包括两个主要步骤：合成气的制取和净化。

2、合成气的制取（造气）即制备含H2 和CO 的气体。

3、合成气的净化即将原料气中的杂质如CO、CO2、S 等脱除到ppm级(10-6)。

4、合成气制备中，影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素有：水碳比、反应温度和反应压力。

5、合成气制备中，甲烷蒸汽转化在高温、高水碳比和低压下进行有利。

6、烃类蒸汽转化所使用的催化剂组成：NiO为最主要活性成份。