化学工艺学考题.doc

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1、第一章1. 化学工艺学的争辩目的？答：创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。2. 化学工艺学涉及的内容？答：化学工艺学所涉及的内容一般包括 原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理； 设备反响器和其它的选择、构造和操作；催化剂的选择和使用；操作条件的影响和选定； 流程组织；生产把握；产品规格和副产物的分别与利用；能量的回收和利用；对不同工艺路 线和流程的技术经济评价等问题。3. 化学工艺学与化学工程学的分工？答：化学工艺学是以过程为争辩目的，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，重点解决整个生产过程流程的组织、优化；将各单项化学工程技术

2、在以产品为目标的前提下集成，解决各单元间的匹配、链接；在确保产品质量条 件下，实现全系统的能量、物料及安全污染诸因素的最优化。化学工程学主要争辩化学工业 和其他过程工业生产中所进展的化学过程和物理过程的共同规律，它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，特别是放大中的效应。其次章2-1 石油的综合利用途径有哪些？P14-19答：常压蒸馏减压蒸馏 催化重整 催化裂化催化加氢裂化 烃类热裂解2-3 何为化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？P24-25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

3、进展流程的设计。如“洋葱”模型。2-4 何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？P25-26 答：循环流程是指未反响的反响物从产物中分别出来，再返回反响器。循环流程的主要优点是能显著地提高原料利用率，削减系统排放量，降低了原料消耗，也削减了对环境的污染。其缺点是动力消耗大，惰性物料影响反响速率及产品收率。2-5 何谓转化率？何谓选择性？何谓收率？对于多反响体系， 为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？P28-29答：转化率指某一反响物参与反响而转化的数量占该反响物起始量的分率或百分率，用 X化工工艺过程的“洋葱”模表示；选择性是指体系中转化成目的产物的某反响物量与参与全部反响而转化的该反响物总量

4、之比，用S 表示；收率。通常使转化率提高的反响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。补 4.无机化学矿产量最大的两个产品分别是什么？如何加工利用？P12-13答：磷矿和硫铁矿。磷矿的加工利用方法有酸法和热法，主要是生产磷肥。硫铁矿用于制硫酸。补 5.石油的蒸馏与一般的精馏相比，有哪些特点？答：石油蒸馏的特点有 依据肯定的沸点范围收集馏出物，不是分别出纯组分 从塔的不同高度出料原油的加热在塔外加热炉中进展主要是避开长时间加热分解。补 6.简述化工生产过程的三大步骤。P24答：原料预处理 主要目的是使初始原料到达反响所需要的状态和规格。化学

5、反响 通过该步骤完成由原料到产物的转变，是化工生产过程的核心。产品的分别和精制 目的是猎取符合规格的产品，并回收、利用副产物。补 8.何谓生产力量？何谓生产强度？P27答：生产力量是指一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量，或在单位时间内处理的原料量。生产强度为设备单位特征几何量的生产力量，即设备的单位体积的生产力量，或单位面积的生产力量。补 9.对于可逆放热反响，净反响速率随温度变化的规律如何？P31答：对可逆放热反响，净速率随温度变化有三种可能性，即，T当温度较低时，净反响速率随温度的上升而增高；当温度超过某一值后，净反响速率开头随着温度的上升而下降。因此存在最正确反响温度

6、。op第三章3-3 在原料确定的状况下，从裂解过程的热力学和动力学动身，为了猎取最正确裂解效果，应选择什么样的工艺参数停留时间、温度、压力，为什么？P72-75答：应选择的工艺参数有裂解温度、停留时间、烃分压、稀释剂及裂解深度。应选择高温短停留时间和较低烃分压。3-5 为了降低烃分压，通常参加稀释剂，试分析稀释剂参加量确定的原则是什么？P75 答：裂解反响后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分别，不会增加裂解气的分别负荷和 困难。水蒸气热容量大，使系统有较大热惯性，当操作供热不平衡时，可以起到稳定温度 的作用，保护炉管防止过热。抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀。脱除积碳， 炉管的铁和镍能催

7、化烃类气体的生碳反响。3-9 裂解气进展预分别的目的和任务是什么？裂解气中要严格把握的杂质有哪些？这些杂质存在的害处？用什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？P85，87-92答：目的和任务：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。裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组 分，削减进入压缩分别系统的负荷。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别回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大削减污水排放量。在裂解气的预分 馏过程中连续回收裂解气低能位热量。需严格把握的杂质有 HS，CO ，H O，C H ，CO 等气体

8、。这些杂质量不大，但对深冷分别2222 2过程是有害的，而且会使产品达不到规定的标准。酸性气体的脱除有碱洗法和醇胺法。脱水用吸附枯燥法。炔烃脱除有催化加氢法和溶剂吸取法。3-10 裂解气的压缩为什么承受多级压缩，确定段数的依据是什么？P95-96答：裂解气压缩根本上是一个绝热过程，气体压力上升后，温度也上升。为了节约压缩功耗、降低出口温度、削减分别净化负荷，气体压缩承受多级压缩。3-12 裂解气分别流程各有不同，其共同点是什么？试绘出挨次分别流程、前脱乙烷后加氢流程，前脱丙烷后加氢流程简图，指出各流程特点、适用范围和优缺点。P101答：共同点是裂解气分别装置都是主要由精馏分别系统、压缩和制冷系

9、统、净化系统所组成。CCC挨次分别流程的特点是分别流程是按 、 、 挨次进展切割分馏。123流程图见尾页补 10.正构烷烃热裂解过程的主要反响通式？P54-55 答：补 11.在烃类热裂解过程中，何谓一次反响？何谓二次反响？P64答：一次反响是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反响，二次反响则是指一次反响产物连续发生的后继反响。补 12.试分别简述直馏汽油、重整汽油、催化裂化汽油和裂解汽油的生产过程。916答：直馏汽油是以原油为原料经常压蒸馏得到沸程为175275的 C C 烃类。重整汽油是以直馏汽油为原料经催化重整制得的芳烃或异构烷烃等高辛烷值汽油。催化裂化汽油是以重质油为原料在 4

10、50530，0.10.3MPa 下经催化裂化得到的汽油。裂解汽油是以各种CC烃类为原料的裂解产物 5第四章汽油。94-1 简述芳烃的主要来源及主要生产过程。P114-119答：芳烃的主要来源为焦化芳烃和石油芳烃。焦化芳烃生产过程为在高温作用下，煤在焦炉炭室内进展干馏得到粗苯，粗苯再经分别精制得到苯、甲苯和二甲苯等芳烃。石油芳烃是以石脑油和裂解汽油为原料经反响、分别和转化生产苯、甲苯和二甲苯等芳烃的过程。4-3 试论芳烃转化的必要性与意义，主要的芳烃转化反响有哪些？P123-124答：开发芳烃的转化是为了依据市场的供求调整和平衡各种芳烃的产量，解决供需不平衡的冲突。主要的芳烃转化反响如下第五章5

11、-2 合成气可用来制造什么化工产品？为什么近年来合成气的生产和应用受到重视？P152-153答：合成气可用来合成氨，合成甲醇，合成醋酸，合成烯烃的氢甲酰化产品，合成自然气、汽油和柴油。5-3 以自然气为原料生产合成气的过程有哪些主要反响？从热力学角度考虑，对反响条件有哪些要求？从动力学角度考虑又有哪些要求？P161，165-1684答：甲烷蒸汽转化反响 CH H2OCO3H22CO 变换反响 COH2OCO H2析碳反响 CH4C2H2热力学：温度800以上，水碳比3.5 以上，压力2MPa 左右。动力学：温度、压力、组分。5-5 自然气-水蒸气转化法制合成气过程有哪些步骤？为什么自然气要预先

12、脱硫才能进展转化？用哪些方法较好？P169，181-182答：预先脱硫是为了避开蒸汽转化催化剂中毒。脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸取法、物理吸取法、物理-化学吸取法和湿式氧化法。5-9 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？较先进的方法是什么？P156-159答：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。5-10 一氧化碳变换的反响是什么？影响该反响的平衡和速度的因素有哪些？如何影响？为什么该反响存在最正确反响温度？最正确反响温度与哪些参数有关？P175-17722答：CO 变换反响 COH2O

13、CO HTT影响平衡因素有温度、水碳比、原料气中 CO2 含量等。影响速度因素有压力、温度、水蒸气。因该反响为可逆放热反响，所以存在最正确反响温度，与气体原始组成、转化率及催化opop剂有关。5-11 为什么一氧化碳变换过程要分段进展，要用多段反响器？段数的选定依据是什么？有哪些形式的反响器？P178-179答：在工程实际中，降温措施不行能完全符合最正确温度曲线，因此承受分段冷却，段数越多操作温度越接近最正确温度曲线。具体段数由水煤气中CO 含量、所要到达的转化率、催化剂活性温度范围等因素打算。变换反响器的类型有中间间接冷却式多段绝热反响器、原料气冷 激式多段绝热反响器、水蒸气或冷凝水冷激式多

14、段绝热反响器等。5-12 一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？使用中留意哪些事项？P176答：一氧化碳变换催化剂有三大类，铁铬系变换催化剂，反响前复原成Fe O才有活性，34适用温度为 300530，为中温或高温变换催化剂；铜基变换催化剂，反响前要复原成具有活性的小铜晶粒，适用温度为180260，为低温变换催化剂；钴钼系耐硫催化剂， 反响前将钴、钼氧化物转变为硫化物才有活性，适用温度为 160500，为宽温变换催化剂。5-14 在合成气制造过程中，为什么要有脱碳CO 步骤？通常有哪些脱碳方法，各适用于2什么场合？P183-1852答：在将气、液、固原料经转化或气化制造合成气过程中会

15、生成肯定量的CO ，尤其当有一氧化碳变换过程时，生成更多的 CO ，因此需要脱除 CO 。通常脱碳方法有化学吸取法本22菲尔法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法、物理吸取法低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法、物理-化学吸取法、变压吸附法。5-15 工业上气体脱硫有哪些方法，各适用于哪些场合？P181-182 答：见 5-5。1补 13.何谓合成气？何谓 C 化工？P152CCC答：合成气是指一氧化碳和氢气的混合气。凡包含一个碳原子的化合物参与反响的化学称为化学，涉及化学反响的工艺过程和技术称为 化工。111补 14.甲烷水蒸气转化体系中的独立反响？P160-1614答：甲烷

16、蒸汽转化反响 CH H2OCO3H22CO 变换反响 COH2OCO H2析碳反响 CH4C2H2补 15.如何计算吸热反响或放热反响的平衡温距？ 答：补 16.变换反响器的类型有哪些？画出相应操作过程的T-X 图。P178-179 答：略。第六章6-1 脱氢反响对催化剂有什么要求？P192答：首先是具有良好的活性和选择性，能够尽量在较低的温度条件下进展反响；其次催化剂 的热稳定性好，能耐较高的操作温度而不失活；第三是化学稳定性好，金属氧化物在氢气的存在下不被 复原成金属态，同时在大量的水蒸气下催化剂颗粒能长期运转而不粉碎，保持足够的机械强度；第四是有良好的抗结焦性和易再生性能。6-2 以煤为

17、原料和以自然气为原料合成氨生产过程有什么不同之处？ 答：脱硫位置不同，造气原理也不同。6-5 影响氨平衡浓度的因素有哪些？P195答：温度和压力的影响、氢氮比的影响、惰性气体的影响。6-11 合成氨与合成甲醇有哪些相像的地方？H答：都是气固相催化反响、都承受固定床反响器、都需加、都要进展粗产品冷凝、都要2进展循环压缩、都需排气以维持惰气平衡、都是可逆放热反响。6-14 乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中温度和空速对选择性的影响。P213答：温度上升时同时有利于乙苯的裂解和加氢裂解，结果是随着温度的上升，乙苯的转化率 增加，而苯乙烯的选择性下降。而温度降低时，副反响虽然削减，有利于苯乙烯选择性的提 高，

18、但因反响速率下降，产率也不高。空速低，接触时间增加，副反响加剧，选择性下降， 故需承受较高的空速，以提高选择性，虽然转化率不是很高，未反响的原料气可以循环使用， 但必定造成耗能增加。6-15 苯乙烯生产中，外热式工艺与绝热式工艺有什么不同？P214 答：外热式管式反响器间接加热水蒸汽用量少绝热式固定床反响器直接加热水蒸汽用量大反响器构造较简单造价较高 反响器构造简洁生产力量较小生产力量较大补 17.试分别画出以煤、自然气和重油为原料生产合成氨的工艺流程示意图。答：补 18.画出氨合成工段的原则流程示意图。答：补 21.画出合成甲醇工艺流程示意图。P209 答：略第九章9-2 工业上氯乙烯的生产

19、方法有哪几种，各有什么优势和缺点？P297-299 答：有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。优点缺点乙炔法联合法烯炔法设备、工艺简洁，投资低，可以小规模经营利用已有的电石资源的乙炔生产装置，快速提高氯乙烯生产力量摆脱了电石原料，省去了分别乙炔和乙烯的费用耗电量大且有汞污染 不能完全摆脱电石原料技术简单，投资较大，本钱较高平 衡 氧氯化法解决了氯化氢的利用问题我国乙烯资源匮乏9-3 什么是平衡氧氯化法，其原理是什么？P299答：将氧氯化法与乙烯直接氯化过程结合在一起，两个过程所生成的二氯乙烷一并进展裂解得到氯乙烯，以平衡氯化氢，这种方法称为平衡氧氯化法。其原理如下乙烯与氯气进展氯化反响生成 EDC：乙烯与氯化氢和氧进展氧氯化反响生成EDC：EDC 裂解脱氯化氢生成氯乙烯：总反响式即物料平衡式：补 23.画出隔膜法电解原理示意图及离子膜法电解原理示意图答：补 25.离子膜电解法的优点有哪些？答：膜具有选择透过性 电解液 NaOH 浓度高可达 3235%，常不需蒸发 产品质量好，不含有石棉等杂质 电流效率高，低电耗 消退了汞、石棉等的污染