化工工艺学考试卷.docx

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、在合成氨烧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nJ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、依据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、和一4、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、甄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须要达到的组成指标为：S>20%、_-、和H20<8%o9、在沸腾炉培烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温须要做到的三个稳定分别为：稳定的空气量、和-_010、电解法生产烧碱的电解反应为-（反应方程式）。二、曾答题（本题共50分，共5小题，每题各10分）1、简述燃类蒸汽转化过程中析炭的危害与防止析炭应实行的措施。2、简述铁一格系高温变换催化剂的组成（含量）与各组分的作用。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、收率与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意：残余甲烷含量的体积分数小于:（CO+HJN2（摩尔比）在之间。2、在合成氨烧类蒸汽转化的过程中，当析炭较轻时可采纳-和两种法将积炭消退。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的汲取具有活性的离子为O6、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;和有利于调整操作的热平衡。8、硫铁矿接触法生产硫酸的过程包括、和汲取三个基本过程。9、目前，世界上生产纯减的方法主要有、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、写出气态燃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式。2、从热力学分析气态燃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3.54.OMpa,简述其缘由。3、简述合成双原料气净化阶段滉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纳低温甲醇洗涤法的优、缺点。5,试写出尿素合成过程中发生的三个主要副反应的名称与化学反应方程式。化工工艺学试题三一、填空题（本题共30分，每空1分，共30空）1、合成城生产过程包括_、_和_三大步骤。2、以自然气为原料，采纳蒸汽转化法制造粗原料气时应满意两大要求：3、写出甲烷蒸汽转化反应的独立主反应：_：O4、甲烷蒸汽转化过程所用催化剂的主要活性成分是载体是。5、脱硫方法分为干法脱硫和湿法脱硫，其中低温甲醉洗涤法属于干法脱硫中最典型的方法是6、一段转化炉_和_两个主要部分组成。7、氨合成反应是在高温高压下进行，为了适应当条件，氨合成塔通常由内件和外筒两部分组成，其中内件只承受外筒只承受O8、合成尿素反应为：9、硫酸生产原料主要有：硫铁矿、硫磺、硫酸盐、硫化氢等，我国分布较广。10、硫铁矿在氧较足够的条件下，其焙烧反应方程式为11、目前SO,炉气在净化过程中主要采纳_（请选择：酸洗流程或水洗流程）。12、S0,催化氧化所用催化剂为：_013、为了降低尾气中S02的含量，提高硫的利用率.，对S0?的转化工艺进行了改进，最有效的技术是O14、生产纯碱最重要的方法为、和自然碱加工。15、织碱法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于_。16、电解法制烧碱的原理为：一17、有机化学工业的最基本的产品为。18、烧类管式炉裂解生产乙烯要求为：一、.19、裂解气从裂解炉出来之后应马上进行处理，然后再净化。二、简答题（本题共60分，每题10分，共6题）1、请绘出以硫铁矿为原料生产硫酸的方块流程图。2、对裂解气进行深冷分别包括哪三大部分？每部分作用是什么？3,不论是氨的合成还是裂解气的分别，都要进行压缩，而且采纳的是多级压缩，为什么？4、联合法制碱包括哪两个过程？绘出其原则流程图？5、简述自然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。6、简述该课程的特点。三、计算题（10分）原料丙烷进料100Okgh,反应掉丙烷量700kgh,得乙烯400kgh,求反应的转化率、选择性和收率。化工工艺学试题四二、填空题（本题共30分，每空1分，共30空）1、氨的生产方法有和。2、以自然气为原料，采纳蒸汽转化法制造粗原料气时应满意两大要求：:-O3、CO变换所用催化剂分为_、_和宽温耐硫变换催化剂。4、我国一股小型的合成第厂在脱除C(时，常采纳化学家侯德榜提出的碳化法合成氨流程制取_。5、铜钺液汲取法中，所采纳的再生装置中三个塔从上到卜的正确位置是：_、_O6、一段转化炉依据烧嘴的位置不同可分为_、_和梯台炉。7、氨合成塔分为连续换热、多段间接换热、多段冷激式等塔型，在布朗深冷净化工艺中，合成塔采纳的是氨合成塔。8、合成尿素反应为。9、目前，焙烧硫铁矿主要采纳_(沸腾焙烧或固定床焙烧)技术。10、硫铁矿在氧不够足够的条件下，其焙烧反应方程式为_。11、SO?炉气干燥所采纳的干燥剂为一12、硫酸的生产方法主要有_和_两种方法。13、纯碱的分子式为Na£。3,倍半破的分子式为a£(hNaHC032H。洁碱的分子式为：。14、联合法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于_。15、苛化法制烧碱的原理为：一16、有机化学工业的基本原料有：煤、_、_和。17、裂解气从裂解炉出来之后应马上进行一处理，然后再净化。18、工业上烧类裂解乙烯的过程主要有：_、_、_o19、乙烯收率与原料燃的族组成的关系为：_»二、简答题（每题10分，共60分）1、绘出自然气为原料合成氨的方块流程图2、二氧化硫催化氧化时，假如采纳四段绝热中间换热式转化器,请在转化率一温度图上绘出转化过程的绝热操作线与冷却线。3、城合成的工艺条件如何选择？4、简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？5、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、第的合成、二氧化硫氧化所采纳催化剂的状况。6、绘出深冷分别流程方块示意图三、计算题（10分）原料乙烷进料100Okgh,反应掉乙烷量700kgh,得乙烯500kgh,求反应的转化率、选择性和收率。化工工艺学试题五一、填空题（20分，每空2分）1.化工生产过程一般可概括为_、_和产品分别与精制三大步骤。2 .燃类裂解反应机理探讨表明裂解时发生的基元反应大部分为自由基反应。大部分烧类裂解过程包括_、_、和_三个阶段。3 .由反应方程式CHNu）=C0+3压表示的反应，常被称为反应。4 .平衡次浓度与温度、压力、氢钗比和惰性气体浓度有关。当温度或压力时，都能使平衡城浓度增大。5 ._反应器特殊适用于有串联式深度氧化副反应的反应过程，nJ抑制串联副反应的发生，_反应器比较适合用于深度氧化产物主要来自平行副反应，且主、副反应的活化能相差甚大的场合。二、选择题（共2阴，每题2分）1 .下列哪个过程属于对石油的一次加工：A.燃类热裂解；B.催化重整；C.催化裂化：D.常压蒸僧和减压蒸窗2 .各族煌类的裂解反应难易依次为：.正烷姓异烧烧环烷蛛芳烬B.正烷烧异烷元环烷烧芳煌C.环烷煌芳煌正烷烧异烷燃D.环烷烧芳燃正烷烧异烷煌3 .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；4 .对于天燃气水蒸汽转化反应，卜.列说法正确的为：A.水蒸气转化反应是吸热的可逆反应；B.低温对转化反应平衡有利；C.高压有利于转化反应平衡；D.低水碳比有利于转化反应：5 .对Co变换反应，下列说法正确的是：.高温柔高水碳比有利于平衡右移；B.变换反应是可逆放热反应;C.变换过程采纳单反应器：D.压力对平衡和反应速度都无影响；6 .合成氨反应是：.可逆放热反应B.放热反应C.可逆吸热反应D.吸热反应7 .保持强放热的氧化反应能稔定进行的关键是：A.合理选择载热体和我热体的温度限制B.限制好单程转化率.C限制好原料的配比D.限制好相宜的空速.8 .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.三班化二铝D.Fe9 .丙烯氨氧化制丙烯靖工艺流程回收部分设置急冷器，是为r.冷却反应后物料.B.除去反应后物料中未反应的氨同时使其冷却.C.除去反应后物料中未反应的宓D.防止内烯脂，HCN等副产物聚合.10 .乙烯氧氯化双组分催化剂中的KC1.nJ视为：A.活性组分之一B.助催化剂C抑制剂D.氧化促进剂四、简要回答下列各题.（共30分，每题6分）1 .常采纳哪些方法对合成气精制？这些方法各有何优缺点。2 .裂解气为何脱快，如何脱块？3 .乙烯环氧化的主、付反应如何？4 .在氧化反应过程中，致稳气有何作用？5 .结合你所学的工艺学问，谈谈水在化工生产中的作用？五、参考有关工艺流程图，简要回答问题（20分）附图为以自然气为原料的日产千吨的大型合成氨厂的转化工段流3、答案要点:温度：400500C;压力：中小型厂20'32Mpa;空间速度：依据压力来确定；进塔气体组成：氢氮比约3：惰性气体：依据簇新原料气中量来确定：初始赛含量：越低越好，详细量由氨分别方法确定。水汲取可低于0.5%O4、盐水制备、石灰石燃烧、吸氨、碳酸化、过滤、烦烧、氨回收。5、项目W烷转化CO变换第合成SO?催化弱化高变低变主要成分NiOzFeaCuOFe3O1V。活性成分NiFe3O4CuFeV2Os载体耐火材料烧结型A1.2O3MgO主要成分/铁A1.2O3硅铝酸钙助催化剂/Cr2O3,K2OCr2O3.ZnOA1.2O,.K2OSio2、CaOK2SO1活性温度范围C>500350400180、250500左右450600反应装置和催化剂，设备虽然简洁，但消耗了合成气中的氢气，除了采纳低温变换反应外，最好增加一套一氧化碳选择氧化反应器，以便进一步降低一氧化碳残余含量；液氮洗涤法需有空分装置，假如已具备此条件，只需增加一套高效热交换器和液氮洗涤泡罩塔。2、答：乙烯和丙烯产品中所含快烧对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦。它们可能影响催化剂寿命，恶化产品质量，形成担心全因素，产生不希望的副产品。常采纳脱除乙烘的方法是溶剂汲取法和催化加氢法。溶剂汲取法是运用溶剂汲取裂解气中的乙快以达到净化目的，同时也回收肯定量的乙块。催化加氢法是将裂解气中乙焕加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炊的目的。溶剂汲取法和催化加氢法各有优缺点。3、答：主反应:QH4+4Q一C2H4OH0(298K)三-103.41.JrmHe(523K)=-1O7.2kJhx)1.平行副反应:C2H4+M*20Q1.+2H20(g)H(298K)-1324.6kj/mdH(523K)=-1324.6kJ/mo1.(74!)串联副反应：Q1.1.o+2Q2*2+31.i2O(g)H0(298K)=-1221.2kJ/tno1.H(523K)=-1217.4kJ/mo1.(7-42)二氧化碳和水主要由乙烯干脆氧化生成，反应的选择性主要取决于平行副反应的竞争，环氯乙烷串联副反应是次要的。4、答：致稳气是惰性的，能减小混合气的爆炸限，增加体系平安性:具有较高的比热容，能有效地移出部分反应热，增加体系稳定性。5、略五、参考有关工艺流程图，简要回答问题（共20分）答案要点：1、1#设备的作用是将有机硫转化为无机硫。2、2#设备的作用是用氧化锌干法脱硫法脱除H然气中的无机硫。3、一段生产无法达到对自然气转化的要求：残余甲烷含量低于0.5%,H2/N2=3/1。二段转化可以满意上述要求，同时还可以供应后续合成所需氮气。4、降低二段转化的热负荷，提高二段转化催化剂的利用率。5、有三大优点：可以节约压缩功消耗；提高过量蒸汽余热的利用价值：可以降低原料气制备与净化系统的设备投资。化工工艺学试题六答案一、填空题（本题共35分，每空1分，共35空）1、固体燃料、气体燃料、液体燃料2、空气煤气、水煤气、混合煤气、半水煤气3、将一段转化气中的甲烷进一步转化、加入空气供应氨合成须要的氮，同时燃烧部分转化气而实现内部给热。4、FeZh、CrA5.物理法、化学法、物理-化学法6、催化剂、尿素、碳酸氢铉7、络合虬固定氨、游离氨8、CO,+'%=NHgN°9、降低温度、提高压力、保持氢氮比为3左右、削减惰性气体含量10、焙烧、转化、汲取11、"叫+116=2&q+8S?12、钿催化剂13、两次转化两次汲取14、宓碱法、联合制碱法15、石灰石段烧16、急冷二、筒答题（本题共45分，每小题9分，共5题）答案要点:空气或O2除迫2、（1）氨合成与燃类裂解都须要在高压卜.进行。（2）压缩机压缩功与压缩比的对数成正比，在压缩过程中绝热压缩功耗最大，温升最大，等温压缩功耗最低，当压缩比太大时，绝热压缩温升可能超过涧滑油闪点，造成压缩机摩擦损耗和功耗增力口。因此须要采纳多段压缩，目的是尽可能接近等温压缩。3、 （1）制碱过程NaC1.%COt+H1O-*NaHCO3/NH1C1.（2）从母液中将氯化筱结晶出来：NH3HCONH：+CONH3HCO3-NHJCo(T+HtO原则流程图:4、压力：热力学上，降压有利，但是实际采纳加压操作，可以节约压缩功消耗：可以提高蒸汽余热利用价值：可以降低原料气制备与净化系统的设备投资。压力通常为3.54.0Mpa.温度：升温在热力学和动力学上都有利，但受反应管寿命限制J，温度不能太高，详细与操作压力大小有关。一段炉1.8VPa,出口温度约760°C3.2Mpa,出口温度约800C二段炉：确保出口甲烷低于0.5%.出口温度需达100(TC以上。水蒸汽与甲烷的摩尔比m：提高水碳比，可以提高甲烷的转化率:此外还可抑制付反应即析碳反应的发生。但是过高，从经济上不合理;而且还会增大系统阻力、增加动力消耗：增加辐射段的热负荷，一般水碳比选择为2.53.5。空间速度：越大，催化剂用量越少，其大小的选择由设备尺寸，催化剂的颗粒大小以与操作压力等因素综合确定。5、应使转化过程不在热力学析炭的条件下进行，也就是说，须要把水蒸气用量提高到大于理论最小水炭比，这是保证不会有炭黑生成的前提。选用相宜的催化剂并保持活性良好，以避开进入动力学可能析炭区。选择相宜的操作条件：检查转化管内是否有炭沉积。当析炭较轻时，可实行降压、减量，提高水炭比的方法将其除去。当析炭较重时，可采纳蒸汽除炭。化工工艺学试题七答案、填空题（本题共35分，每空1分，共35空）1、轨化法、干脆合成法2、高炉温、高风量、高炭层、短循环3、低温变换催化剂、高温变换催化剂4、湿法脱硫、氧化锌脱硫5、回流塔、还原器、再生器6、外扩散、内扩散、化学反应动力学7、尿素的水解、缩合、异构化8、COgNH、=NHgNH>+H99、9395%的浓硫酸10、硝化法、接触法11、NaHCRNaiCO,NaHCO32Ht012、合成氨系统13.N1.C()CH>iCC()2NOH14、催化、催化氧化、加氢、水蒸气15、急冷16、热裂解、裂解气预处理、裂解气分别二、简答题(本题共45分，每小题9分，共5题)自然气压缩"脱硫2、应使转化过包呆在热力学析炭的条件尾幅%是说,须要把水蒸气用量提/轴用或感配辰山谶必有炭黑生成的前提。I拓击变换I选用相宜的催化剂并保持活性良好，以轲泡凝血学可能析炭当析炭较重时，可采纳蒸汽除炭。3、答案要点：温度：400500；压力：中小型厂20'32Mpa:空间速度：依据压力来确定；进塔气体组成：氢氮比约3；惰性气体：依据簇新原料气中量来确定：初始氨含量：越低越好，详细量由氨分别方法确定。水汲取可低于05乐4、盐水制备、石灰石煨烧、吸氨、碳酸化、过滤、燃烧、究回收。5、项目理烷转化CO变换氨合成S02催化领化高变低变主要成分NiO2Fe2O3CuOFe3O4V2Oi活性成分NiFe.Q1CuFeVA载体耐火材料烧结型A1.AMgO主要成分/铁AIa碎铝酸钙助催化剂/(I:。3、K.OC2O3.ZnOA1.A.K2OSa、CaOK2SO1活性温度范围C>500350、40O180"250500左右450'600