化工工艺学习题全集

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date化工工艺学习题全集化工工艺学练习题化工工艺学练习题一、填空题1. 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. 根据变质程度不同，煤可以分为 泥炭 、 褐煤 、 烟煤 和 无烟煤 ；随变质程度增加 碳 含量增加， 氢 和 氧 含量降低。化学工艺学是研究由 化工原料 加工成 化工产品 的化学生产过程的一门科学，内容包括 生产方法 、 原理 、 流程 和 设备 。3. 高含量的 烷烃 ，低含量的 烯烃 和 芳烃 是理想的裂解原料。4. 化工中常见的三烯指 乙烯 、 丙烯 、 丁二烯 ；三苯指 苯 、 甲苯 、 二甲苯 。5. 石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物。石油中的化合物可以分为 烷烃 、 环烷烃 、 芳香烃 三大类。6. 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： 催化重整 、 催化裂化 、 加氢裂化 和焦化 等。7. 辛烷值 是衡量汽油抗爆震性能的指标， 十六烷值 是衡量柴油自燃性能的指标。8. 天然气的主要成分是 甲烷 。9. 天然气制合成气的方法有 蒸汽转化法 和 部分氧化法，主要反应分别是 和 。10. 硫酸生产以原料划分主要有 硫磺 制酸、 硫铁矿 制酸、 冶炼烟气 制酸和石膏 制酸等。11. 工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用 湿法脱硫 ，低硫含量可以采用 干法脱硫 。12. SO2氧化成SO3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此， 降低温度 、 提高压力有利于平衡转化率的提高。13. 接触法制硫酸工艺中主要设备包括 沸腾炉 、 接触室 和 吸收塔 。14. 硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括 SO2的制取和净化 、 SO2氧化成SO3 和 SO3的吸收 。15. 稀硝酸生产工艺大致可以分为三步，包括 氨氧化制NO 、 NO氧化制NO2 和 水吸收NO2 制酸 。17硝酸生产的原料有 氨 、 空气 和 水 。16. 浓硝酸生产方法有 直接法 、 间接法 和 超共沸酸精馏法 。17. 氨的主要用途是 生产化肥 和 硝酸 。18. 平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度 降低 ，或压力 升高 时，都能使平衡氨浓度增大。19. 目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是 煤 和 天然气 。20. 甲烷化反应是 CO+3H2=CH4+H2O 。21. 氯在氯碱厂主要用于生产 液氯 和 盐酸 。22. 氯碱厂的主要产品一般有 烧碱 、 盐酸 、和 液氯 。23. 食盐水电解阳极产物是 Cl2 ，阴极产物是 NaOH和H2 。24. 食盐水电解制氯碱方法有 隔膜法 、 汞阴极法 和 离子交换膜法 。25. 氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电解槽，它们是 离子膜电解槽 、 隔膜电解槽 、和 水银电解槽 26. 铬铁矿焙烧主要有两种方法，它们是 有钙焙烧 和 无钙焙烧 。有钙焙烧生产铬盐的主要废物是 铬渣 ，它含有致癌物 六价铬 。27. 常见的铬盐产品主要有 重铬酸钠 、 重铬酸钾 、 铬酐 和 （铬绿）Cr2O3 。28. 目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法) 、侯氏制碱法(联碱法) 和 天然碱法 。29. 索尔维制碱法主要原料是 NH3 、 CaCO3 与 NaCl 。30. 索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO3=Na2CO3+CaCl2，则该反应的原子利用度为 48.85% （已知原子量Na：23，C：12，O：16，Ca：40，Cl：35.5）。31. 侯氏制碱法主要原料是 NH3 、CO2 与 NaCl 。32. 侯氏制碱法的主要产品是 Na2CO3 和 NH4Cl 。33. 湿法磷酸生产的两种主要原料是 磷矿石 和 硫酸 。34. 磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结晶形式，分别是 两水 、 半水 和 无水 。35. 烷基化最典型的应用是 烷基化汽油生产 和 甲基叔丁基醚(MTBE)生产 。36. 甲基叔丁基醚(MTBE) 是常用的汽油添加剂，是通过 烷基化 反应生产的。37. 氯化反应主要有三种类型，分别是 加成氯化 、 取代氯化 和 氧氯化 。38. 生产氯乙烯主要原料是 乙炔 和 乙烯 。39. 氯乙烯的主要生产方法有 乙烯氧氯化 和 乙炔和氯化氢加成 。40. 烃类热裂解中一次反应的主要产物为 乙烯 和 丙烯 。41. 烷烃热裂解主要反应为 脱氢反应 和 断链反应 。42. 羰基化最典型的应用是 甲醇制醋酸 。43. 催化剂一般由 活性组分 、 载体 和 助催化剂 组成。44. 乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是 Ag 。45. 丙烯腈的主要生产方法是 氨氧化 ，主要原料是 丙烯 和 氨 。46. 环氧乙烷的主要生产方法是 乙烯环氧化 ，生产原料是 乙烯 和 氧 ，主要用途是 乙二醇 。47. 皂化反应是指油脂在 碱性 条件下的水解反应。48. 煤的化工利用途径主要有三种，它们是 煤干馏 、 煤气化 和 煤液化 。49. 已知有三种不同煤气化工艺，它们是 固定床 、 流化床 、和 气流床 。50. 煤干馏产物有 焦炭 、 煤焦油 和 焦炉气 。51. 水煤气是以 水蒸气 为气化剂制得的煤气，主要成分是 CO 和 H2 。半水煤气是以 空气和水蒸气 作气化剂制得的煤气，主要成分是 CO 、 H2 和 N2 。52. 合成气的主要成分是 CO 和 H2 。53. 煤气化发生炉中煤层分为 灰渣层 、 氧化层 、 还原层 、 干馏层 和 干燥层 。54. 煤液化有两种工艺，它们是 直接液化 和 间接液化 。55. 精细化学品是指 小吨位、高附加值、具有特定用途或功能的化工产品 。56. 精细化学品生产常用的单元反应有 磺化 、 硝化 、 氯化 。57. 绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的 化学原料 、 化学和化工过程 、以及最终的 产品 ，对人类的健康和环境都应该是友好的。58. 高分子化合物是指相对分子量高达 104106 的化合物。59. 高分子聚合反应分为 加聚反应 和 缩聚反应 。60. 石油化工中的三大合成材料指 合成塑料 、 合成橡胶 、 合成纤维 。61. 常用的塑料有 聚乙烯(PE) 、 聚丙烯(PP) 和 聚氯乙烯(PVC) 。62. 常用的合成纤维有 涤纶 、 锦纶 和 腈纶 。63. 根据介质不同，聚合方法有四种，分别是 本体聚合 、 溶液聚合 、乳液聚合 和 悬浮聚合 。二、单选题1. 转化率、选择性与收率是衡量一个化工过程的重要指标。下列关于转化率、选择性与收率说法错误的是：( C ) A. 转化率是针对反应物而言的； B. 选择性是针对目的产物而言的； C. 转化率越高，选择性也越高； D. 收率等于转化率与选择性之积。2. 下列油品中，沸程最低的是 ( A ) A 汽油 B 煤油 C 柴油 D 润滑油3. 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。4. SO2的氧化反应是一个有催化剂存在下进行的可逆、放热、体积缩小的反应。下列措施中不能提高SO2平衡转化率的是：( D ) A. 降低温度； B. 提高压力； C. 增加氧含量； D. 提高温度。5. 对CO变换反应，下列说法正确的是：( B ) 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. 合成氨反应是：( A ) 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7. 下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：( D ) 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. 使用前不需升温还原活化。8. 在纯碱生产过程中，溶解度最低，最先析出的是( B )A. NaCl B. NaHCO3 C. NH4Cl D. NH4HCO39. 下列关于煅烧与焙烧的说法正确的是：( C ) A. 焙烧是在高于熔点的高温下进行； B. 焙烧是物料分解失去结晶水或挥发组分； C. 煅烧是物料分解失去结晶水或挥发组分； D. 煅烧是在高于熔点的高温下进行。10. 乙烯环氧化法制环氧乙烷生产中加入微量二氯乙烷是为了：( A )A 提高环氧乙烷的选择性 B 提高环氧化反应速率 C 提高乙烯的转化率 D 以上都对11. 乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是：( B )A. Cu B. Ag C. Al2O3 D. Fe12. 乙烯氧氯化双组分催化剂中的KCl可视为：( B )A. 活性组分之一 B. 助催化剂 C. 抑制剂 D. 氧化促进剂13. 烷基化汽油是由烯烃和 反应生成的 ( C )A 丙烷 B 正丁烷 C 异丁烷 D 乙烷14. 下列分子发生热裂解反应，反应温度最高的是( D )A 丙烷 B 正丁烷 C 异丁烷 D 乙烷15. 下列醇中可以通过烯烃直接水合得到的是( D )A 正丙醇 B 正丁醇 C 甲醇 D 乙醇16. 煤气化过程中温度最高的是：( B )A. 灰渣层 B. 氧化层 C. 还原层 D. 干馏层和干燥层17. 制备多硝基化合物适宜的加料方法为( B )。A 正加法 B 反加法 C 并加法 D 都可以18. 高分子一般指相对分子量为( D )的化合物。A. 102104 B. 103105 C. 104105 D. 10410619. 下列关于加聚反应单体，说法错误的是：( A ) A. 在一个加聚反应中单体必须相同； B. 加聚反应单体必须含有不饱和键； C. 在一个加聚反应中单体可以不同； D. 加聚反应单体可以含有特征官能团。20. 下列关于缩聚反应单体，说法错误的是：( B ) A. 在一个缩聚反应中单体可以相同； B. 缩聚反应单体不能含有不饱和键； C. 在一个缩聚反应中单体可以不同； D. 缩聚反应单体应含有特征官能团。21. 己二胺和己二酸缩聚生成尼龙-66，在其高分子中，结构单元与重复单元 ( C )。A 相同 B 相近 C 不相同 D 无关22. 聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而得，在其高分子中结构单元与重复单元 ( A )。A 相同 B 相近 C 不相同 D 无关23. 下列化合物中不能发生聚合反应的是：( D )A. 乙烯 B. 环氧丙烷 C. 己二胺 D. 乙醇三、简答题1. 简述化学工程与化学工艺的关系。 答：化学工程主要研究化工生产中的共性问题，单元操作，工程因素尤其是放大效应。化学工艺指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。它主要研究化工生产中的个性问题，即研究具体一个产品从初始原料到最终产品的整个过程以及系统优化。两者相辅相承，密不可分：化学工程的最新成果要通过具体产品的化学工艺体现出来，化学工艺的进步离不开化学工程的支撑。2.举例说明化工生产过程常用的节能降耗措施。答：化工生产过程中节能措施很多，根据不同的生产工艺及其复杂程度可以采用不同的方法。例如大多反应都是放热的，如何充分合理地利用反应热对节能很重要。一般来说，蒸汽压力越高，其热效率越高，因此，如果反应温度高，应尽可能产生高压蒸汽。另外，燃烧废气带有大量显热，应尽可能回收利用。蒸汽加热的冷凝水要视其压力进一步充分利用。高压下的减压膨胀过程要设计作功机械，避免过分的不可逆过程，造成能量浪费。要注意加强保温、保冷措施，减少热量损失。精馏过程耗能很多，要充分重视换热措施，若有可能可以采用热泵技术。2. 简述化学工业发展方向。答：清洁生产、可持续发展、精细化具体包括：提高原料利用率、减少副产物；副产物循环利用；降低能耗；采用可再生原料；加强环境保护、尽可能避免环境污染；加大研发力量和投入、开发新产品，缩短工业化周期。3. 简述我国化学工业面临的问题及机遇。答：问题： 规模小、能耗高、污染重、精细化率低、缺乏自主知识产权和创新能力。机遇：国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了条件；改革开放为技术改造提供了条件； 国际合作更广泛；国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇；需求增长及政策支持为新技术、新产品开发提供了动力。4. 对比国内外化学工业的现状。结合具体例子简述国内技术差距及努力方向。答：与国际先进水平相比，我国的化学工业还很落后，我国的化学工业产值只占世界化学工业总产值的5左右，这与我国的国际地位极不相称。总的来讲，我们工艺落后、能耗高、污染重、品种少，缺少自主知识产权。以硫酸为例，发达国家主要以回收硫为原料，而国内大量采用硫铁矿，流程长，设备多，污染重。同样，发达国家主要以天然气为原料合成氨，而我国大量采用煤；食盐电解发达国家主要采用离子膜电解槽，而我国大量采用隔膜电解槽。当然，其中有资源的问题，也同样有技术问题。比如煤气化炉，大型炉依然全靠进口。5. 简述氧化反应的特点。答：(1). 强放热反应；(2). 反应途径多样，副产物多；(3). 烃类易完全氧化成CO2和水。6.简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。答：硫酸生产包括三步，即二氧化硫制取、二氧化硫催化氧化为三氧化硫、水吸收三氧化硫制硫酸，主要反应为：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4主要设备包括：沸腾炉，接触室，吸收塔等。6. 简述氨氧化生产稀硝酸的原理（主要反应）及工艺流程。答：7. 为什么常规的氨氧化工艺只能生产稀硝酸？怎样才能得到浓硝酸？简述其中的一种流程。答：因为二氧化氮的吸收制酸是化学吸收，由于化学平衡的限制，无法直接得到浓硝酸。生产浓硝酸可以采用三种方法：直接法、稀硝酸脱水法、超共沸酸法。硝酸镁脱水法是常用方法之一，其大致流程为：8. 简述浓硝酸的生产方法。答：直接法、间接法和超共沸酸精馏法。直接法：NH3氧化制NO，NO氧化为NO2，浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸，发烟硝酸解吸制N2O4，N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸。间接法：稀硝酸加脱水剂（硫酸或无机盐如硝酸镁）精馏。超共沸酸精馏法：使氧化气中水脱除较多，NOx直接生成超共沸酸，再蒸馏得浓硝酸。9. 简述直接法生产浓硝酸的步骤和原理。答：(1). NH3氧化制NO： (2). NO氧化为NO2：, (3). 浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸：(4). 发烟硝酸解吸制N2O4：，(5). N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸：10. 简述以煤为原料合成氨的主要步骤及各步骤的主要作用。答：（1）制气：主要目的是制氢 （2）净化：主要目的是除灰（3）脱硫：主要目的是脱出无机及有机硫（4）变换：主要目的是将CO转化为CO2，同时制氢（5）脱碳：主要目的是除去二氧化碳（6）甲烷化：主要目的是进一步脱除一氧化碳、二氧化碳及硫杂质（7）压缩：主要目的是将合成气加压（8）合成：主要目的是氢与氮反应得氨（9）分离：主要目的是将生成的氨分离出来11. 简述以煤为原料合成氨的原理（主要反应）及工艺流程。答：（1） 制气：（2） 变换： （3）. 氨合成：12. 简述合成氨的主要生产步骤答：煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，但它们都包括：制合成气、脱硫、变换、脱碳、净化、合成、压缩、分离等步骤。13. 目前合成氨生产的主要原料是什么？其原理（主要反应）及工艺流程主要差别有哪些？答：煤、天然气。煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，煤的主要成分是碳，造气反应主要包括煤燃烧、碳和水蒸汽反应。天然气主要成分是甲烷，造气主要反应是甲烷蒸汽转化。由于煤含硫量高，因此一般采用湿法脱硫，然后再干法脱硫；天然气含硫量低，一般是直接采用干法脱硫。14. 比较几种食盐电解工艺的优缺点。答： 离子膜：代表发展方向，占地面积小、产品质量好，投资大、投资回收期长；隔膜：技术成熟、投资小，产品质量差；水银：产品质量好，水银易造成环境污染，逐步淘汰。 15. 简述烷基化反应及羰基化反应的定义，分别举例说明其典型应用。答：烷基化是指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的氮、氧、碳、金属或非金属硅、硫等原子上引入烷基R-或芳烃基如苄基(C6H5CH2-)的反应。典型应用为烷基化汽油生产和甲基叔丁醚生产。烷基化汽油生产原理为：羰基合成泛指在有机化合物中引入羰基()的反应。产物除醛和醇外，还有酸、酯、酸酐和酰胺等。最典型的是甲醇羰基化制醋酸。16. 简述两种主要的氯乙烯生产方法及其特点。答：（1）乙烯氧氯化成本低（取决于原油价格）、环境友好，但投资大、流程长。（2）乙炔氯化氢加成 成本高（取决于煤价和电价）、有污染，但投资小、工艺可靠。17. 乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成，同时写出每步的主要反应。答：(1). 乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：(2). 乙烯气相氧氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：；(3). 1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯，反应为：。18. 简述煤化工利用的主要途径及相应产品。答：(1) 焦化：焦炭、焦炉煤气、煤焦油。进一步加工可得上百种产品，如苯、酚、萘、蒽等。(2). 煤气化：制氢、合成氨、甲醇、二甲醚、汽油等。(3). 煤液化：汽油、柴油、蜡等。19. 煤和石油在组成、结构及应用上有什么差别。答：(1). 煤的H/C原子比远低于石油，含氧量远高于石油；(2). 煤的主体是高分子聚合物，而石油的主体是小分子化合物；(3). 煤中矿物质较多。(4). 石油采用蒸馏、萃取、催化裂化和催化重整等简单的物理化学方法就可分离或改变结构，在化工中应用广泛。(5) 煤须经焦化、气化或液化等深加工手段打破化学键，获得组成复杂的低相对分子量化合物，由于技术及成本原因限制了它在化工中的应用，目前主要是用于生产焦炭、制合成气、合成氨、甲醇等。20. 间歇法水煤气工作循环由那几个阶段组成？答：(1). 吹风阶段 (2). 水蒸气吹净阶段 (3). 上吹制气阶段 (4). 下吹制气阶段 (5). 二次上吹制气阶段 (6). 空气吹净阶段。1. 化学工业按生产的产品分类可分为那几大类？答：化学工业按产品分类可分为如下几大类：(1无机化学工业(2有机化学工业(3精细化学品工业(4高分子化学工业(5生物化工工业。2. 化学工业的主要资源包括那些？答：化学工业的主要资源包括：无机化学矿，石油，煤，天然气，生物质，再生资源，空气和水等。3. 烃类热裂解产物中的有害物质有哪些？存在哪些危害？如何脱除？答：烃类热裂解产物中的有害物质包括：硫化氢等硫化物，二氧化碳，炔烃和水。硫化氢的危害：硫化氢会腐蚀设备和管道，使干燥的分子筛的寿命缩短，使脱炔用的加氢催化剂中毒并使烯烃聚合催化剂中毒。二氧化碳的危害：在深冷分离裂解气时，二氧化碳会结成干冰，堵塞管道及设备，影响正常生产；对于烯烃聚合来说，是烯烃聚合过程的惰性组分，在烯烃循环时造成积累，使烯烃的分压下降，从而影响聚合反应速度和聚合物的分子量。炔烃的危害：炔烃使乙烯和丙烯聚合的催化剂中毒。水的危害：在深冷分离时，温度可达-100，水在此时会结冰，并与甲烷，乙烷等形成结晶化合物（CH46H2O，C2H67H2O，C4H107H2O），这些结晶会堵塞管道和设备。脱除方法：硫化氢和二氧化碳用氢氧化钠碱液吸收来脱除；炔烃采用选择性加氢法来脱除。水采用分子筛干燥法脱除。4. 简述芳烃的主要来源。答：芳烃的主要来源有：从煤焦化副产煤气所得粗苯和煤焦油中提取；从催化重整汽油中提取；烃类热裂解制乙烯所得裂解汽油中提取；轻烃芳构化和重芳烃轻质化制芳烃。5. 举例说明芳烃转化催化剂有哪些？答：芳烃转化所用催化剂包括：(1酸性卤化物，如：AlCl3、AlBr3、BF3等路易斯酸。(2浸渍在载体上的质子酸，如：载于硅藻土或硅胶等载体上的硫酸、磷酸及氢氟酸等。(3浸渍在载体上的路易斯酸，如载于-Al2O3上的AlCl3、AlBr3、BF3、FeCl3、ZnCl2、TiCl4等。(4混合氧化物催化剂，如SiO2-Al2O3等。(5贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂，如Pt/ SiO2-Al2O3等。(6分子筛催化剂，如经过改性的Y型分子筛、丝光沸石和ZSM系列分子筛等。6. 工业上生产合成气的方法有哪些？其中哪种方法投资和成本最低？答：工业上生产合成气的方法有：以煤为原料的煤气化法。以天然气为原料的天然气蒸汽转化法。以重油或渣油为原料的部分氧化法。其中以天然气蒸汽转化法的投资和成本最低。7. 合成气主要工业化用途有哪些？合成气的主要工业化用途包括：合成氨；合成甲醇；合成醋酸；烯烃的羰基合成；合成天然气、汽油和柴油。8. 在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中，与空气氧化法相比较，氧气氧化法有哪些优点？答：与空气氧化法相比，用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点：（1）空气氧化法反应部分的工艺流程较为复杂，需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催化燃烧系统，23台氧化反应器。而氧气氧化法只需要一台反应器，不需要上述系统，仅多了一套脱碳系统，不包括空气分离装置时，氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。（2）氧气氧化法的催化剂不会受空气污染，且氧化反应温度低，因此催化剂的寿命长。（3）氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯，反应器的生产能力比空气氧化法高。（4）氧气氧化法的乙烯消耗定额和电力消耗比空气氧化法低。9. 天然气蒸汽转化反应是体积增大的可逆反应，加压对化学平衡不利，为什么还要加压操作？答：从烃类蒸汽转化反应的平衡考虑，反应宜在低压下进行，但从20世纪50年代开始，逐渐将压力提高到3.54.0MPa下操作，现在的最高压力可达5MPa。其原因如下：（1） 可以节省压缩功耗。烃类蒸汽转化为体积增大的反应，而气体的压缩功与被压缩气体的体积成正比，所以压缩含烃原料和二段转化所需的空气的功耗要比压缩转化气节省。同时由于氨是在高压下合成的，氢氮混和气压缩的功耗与压缩前后压力比的对数成正比，这就是说，合成压缩机的吸入压力越高，压缩功耗越低。尽管转化反应压力提高后，原料气压缩和二段转化所用的空气压缩机的功耗要增加，但单位产品氨的总功耗还是减少的。（2） 可以提高过量蒸汽余热的利用价值。由于转化是在过量水蒸气条件下进行的，经一氧化碳变换冷却后，可以回收原料气中大量余热。其中水蒸气的冷凝热占有相当大的比重，这部分热量与水蒸气的分压有直接关系，压力越高，水蒸汽的分压也越高，因此其冷凝温度（即露点）越高，在同一汽气比条件下，低变炉出口气体的露点随压力的升高而增加，蒸汽冷凝液利用价值也就越高，温度相同，压力越高，热效率越高，即回收的热量越多。（3） 可以减少原料气制备与净化系统的设备投资。转化压力提高，变换、净化以至到氢氮混和气压缩机前的全部设备的操作压力都随着提高，对于同样的生产规模，在一定程度上，可以减少设备投资，而且在加压条件下操作，可提高转化和变换的反应速率，可以减少催化剂用量。10. 在烃类热裂解的过程中，加入水蒸气作为稀释剂具有哪些优点？答：在烃类热裂解的过程中，加入水蒸汽作为稀释剂具有如下优点：（1水蒸汽的热容较大，能对炉管温度起稳定作用，因而保护了炉管（2水蒸汽价廉易得，且容易与裂解产物分离（3水蒸汽可以抑制原料中的硫化物对合金钢裂解炉管的腐蚀（4水蒸汽可以与裂解管中的焦炭发生水煤气反应而清焦（5水蒸汽对金属表面起一定的氧化作用，使金属表面的铁镍形成氧化膜，从而减轻了铁、镍对烃类气体分解生炭的催化作用。11. 裂解气的压缩为什么采用多级压缩？确定压缩段数的依据是什么？答：；裂解气的采用多级压缩的优点：（1）节约压缩功耗，压缩机压缩气体的过程接近绝热压缩，功耗大于等温压缩，如果把压缩分为若干段进行，段间冷却移热，则可节省部分压缩功，段数越多，越接近等温压缩。（2）裂解气中的二烯烃易发生聚合反应，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重危及操作的正常进行。而二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快，为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于100 。（3）减少分离净化负荷，裂解气经过压缩后段间冷凝，可除去大部分的水，减少干燥器的体积和干燥剂的用量，延长干燥器的再生周期；同时还可以从裂解气中分凝出部分C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷，从而节约了冷量。根据每段压缩后气体温度不高于100，避免二烯烃在压缩机内发生聚合反应，压缩机的压缩比为2左右，并依据气体的最初进口压力和最终出口压力来确定压缩机的段数。12. 说明在裂解气的分离过程中，设置冷箱的作用及其特点。答：在烃类热裂解的裂解气分离的过程中，设置冷箱的作用提高乙烯的回收率。冷箱的特点：（1用冷箱分出氢气（91.48%），使脱甲烷塔的CH4/H2增加，从而使乙烯的回收率增加（2冷箱分出的富氢可作为炔烃加氢的原料（3冷箱采用逐级冷凝，分股进料，从而减轻脱甲烷塔的负荷（4流程通过节流阀A、B、C的节流制冷作为低温冷量的来源（5冷箱适用于生产规模大，自动化水平高，原料气组成稳定的流程。13. 工业上氢气的来源有哪些？答：工业上氢气的来源包括：（1水电解制氢（2焦炉煤气、油品铂重整和烃类热裂解等副产氢气，经过变压吸附可制得纯氢（3煤气化制氢，工业煤经过水煤气反应或半水煤气反应可制得氢气（4气态烃或轻油（石脑油）经水蒸汽转化反应可制氢。15. 解释加氢和脱氢，加氢和脱氢的催化剂有哪几类？防止催化剂表面结焦采取哪些方法？加氢:氢分子进入化合物内，使化合物还原，或提高不饱和有机化合物的饱和度的一种特殊类型的还原反应。脱氢：系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。加氢催化剂有：金属催化剂，合金催化剂（骨架催化剂、熔铁催化剂两类），金属氧化物和硫化物催化剂以及均相配位催化剂；脱氢催化剂有：金属，金属氧化物，金属盐类；方法：在催化剂中加入助催化剂，作用是:稀释催化剂表面的脱氢活性中心，并将活性组分分割成较独立的微小区域；可中和一部分活性过强的活性中心，抑制裂解在工业上也常采用降低原料气压力或添加水蒸气稀释反应物的办法。降低产物在催化剂表面的停留时间加氢裂化特点（1）煤的反应活性 使用的原料油范围广，连高硫、高氮、高芳烃的劣质重馏分都能加工，加氢裂化产品结构可根据市场调整（2）产品收率高，质量好 产品中含不饱和烃少，含重芳烃和非烃类杂质更少，故产品安定性好、无腐蚀。（3）没有焦炭沉积，所以不需要再生催化剂，因而可以使用固定床反应器；总过程是放热的，所以反应器需冷却，而不是加热。缺点是:所得汽油辛烷值比催化裂化低，操作费用高。16.烃类裂解有什么特点？答：（1）高温，吸热量大（2）低烃分压，短停留时间，避免二次反应的发生（3）反应产物是复杂的混合物 17.裂解供热方式有哪两种？答：裂解供热方式有直接供热和间接供热两种。18.烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？答：（1）烃类热裂解的一次反应主要有：脱氢反应 断链反应(2) 烃类热裂解的二次反应主要有: 烯烃的裂解 烯烃的聚合、环化和缩合 烯烃的加氢和脱氢 积炭和结焦19.什么叫停留时间，停留时间与裂解产物分布有何影响？答：裂解反应的停留时间指从原料进入辐射段开始，到离开辐射段所经历的时间，即裂解原料在反应高温区内停留的时间。停留时间是影响裂解反应选择性、烯烃收率和结焦生炭的主要因素，并且与裂解温度有密切关系。20. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的？在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？答：这是因为：1) 裂解是在高温下进行的，如果系统在减压下操作，当某些管件连接不严密时，可能漏入空气，不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失，更严重的是空气与裂解气能形成爆炸混合物而导致爆炸；2)减压操作对后续分离部分的压缩操作也不利，要增加能耗。工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是：1) 水蒸汽热容量大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管；2) 水蒸汽与产物易分离，与产物不起反应，对裂解气的质量无影响；3) 水蒸汽可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用，可以保护裂解炉管；4) 水蒸气在高温下能与裂解管中的沉积焦炭发生如下反应： C + H2O H2 + CO具有对炉管的清焦作用；5) 水蒸气对金属表面起一定的氧化作用，形成氧化物薄膜，减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。21.为了提高烯烃收率裂解反应条件应如何控制？答：适量的提高裂解温度，减少停留时间，降低烃的分压，添加适量稀释剂。22.为什么要对裂解气急冷，急冷有哪两种？用列解管出来的裂解气是富含烯烃的气体和大量的水蒸气，温度在800度以上，烯烃反应性很强，若放任它们在高温度下长时间停留，仍会继续发生二次反应，引起结焦和烯烃的损失、生成很多副产物，因此必须急冷终止反应。急冷气有：直接急冷气 间接急冷气两种23.裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？答：裂解气是很复杂的混合气体，要从中分离出高纯度的乙烯和丙烯等产品，必须进行一系列的净化与分离过程。24. 裂解器的分离方法有：深冷分离法 油吸收精馏法裂解气净化：碱洗法除酸、吸附法脱水、加氢脱炔、甲烷法除CO25.水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？答：在低温下，水能冻结成冰，并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。冰和水合物凝结在管壁上，轻则增大动力消耗，重则堵塞管道，影响正常生产。 工业上采用吸附的方法脱水，用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。26.什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？答：狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成 特点：吸附水含量高、脱水效能高、规律：分子筛吸附水蒸汽容量，随温度变化很敏感。分子筛吸附水释放热过程，所以低温有利于放热的吸附过程，高温则有利于吸热的托付过程。27. 裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？答：聚合用的乙烯，应严格限制乙烯中乙炔的含量。乙炔会造成聚合催化剂的中毒，会降低乙烯的分压。在高压聚乙烯生产中，当乙炔积累过多后，会引起爆炸。 工业上脱炔的主要是采用催化加氢法，少量用丙酮吸收法。28.什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？答：加氢过程设在脱甲烷塔以前进行加氢脱炔的叫做前加氢。前加氢又叫做自给加氢。设在脱甲烷塔以后进行加氢脱炔的叫做后加氢。前加氢流程的优点是氢气可以自给，缺点是氢气是过量的，氢气的分压比较高，会降低加氢的选择性，增大乙烯的损失。后加氢的优点是组分少，选择性高；催化剂寿命长；产品纯度高。缺点是能量利用不如前加氢流程，流程也比前加氢流程复杂。29.为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？ 答：裂解气压缩的目的是使分离温度不太低少耗冷量。 为了节省能量，降低压缩的功率，气体压缩一般都采用多段压缩，段与段段与段之间都设置中间冷却器。裂解气分段压缩的合理段数主要由压缩机各段出口温度所限定。30.简述三种深冷分离流程并画简图，三种深冷分离流程有什么共同点和不同点？脱丙塔塔底温度为什不能超过100？答：裂解气压缩碱洗压缩干燥脱甲烷脱乙烷脱丙烷脱丁烷乙烯精馏丙烯精馏 脱炔 脱炔 （顺序分离流程 ）1) 顺序分离流程 2)前脱乙烷分离流程3)前脱丙烷分离流程共同点：先将不同C源自顺分开，再分离同一C原子数的烷烃和烯烃最终出产品的乙烯塔和丙烯塔并联安排，且排在最后，作为二元组分的精馏处理。不同点：精馏塔的排列顺序不同，即脱甲烷塔，脱乙烷塔、脱丙烷塔；前脱乙烷为2、1、3；前脱丙烷为3、1、2加氢脱炔位置不同。前脱乙烷和前脱丙烷为前加氢，顺序深冷为后加氢。冷箱位置不同：顺序分离流程和前脱丙烷流程的冷箱是在脱甲烷塔之前。而前脱乙烷流程的冷箱是在脱甲烷塔之后. 脱乙烷塔塔底的液体进入脱丙烷塔，在塔顶分出C3馏分，塔底的液体为C4以上馏分，液体里面含有二烯烃，二烯烃容易聚合结焦，所以脱丙烷塔塔底温度不宜超过10031.工业上如何解决“热点”的危害？答：在原料气中加入微量抑制剂，使催化剂部分中毒以控制活性在反应管进口段填用惰性载体西施的催化剂或部分老化的催化剂，以降低入口段的反应速率和放热速率 采用分段冷却法 32.流化床反应器结构的优缺点？答：优点：结构简单，催化剂装卸容易，空速大，有良好的传热速率，反应器内温度军一，温差小，反应温度易控制。缺点：返混现象严重，有些反应物停留时间短，有些又太长，串联副反应严重，转化率低，对催化剂强度要求高，需配备高效率的旋风分离器。33.固定床反应器结构的优缺点？答：优点：气体在床层内流动接近平推流，返混小；可抑制串联副反应的发生，提高选择性；对催化剂的强度和耐磨性能要求低。缺点：结构复杂，催化剂装卸困难，空速较小，生产能力比流化床反应器小。34.乙烯直接氧化生成环氧乙烷工业上采用什么形式反应器，所采用催化剂中各组分作用是什么？影响乙烯环氧化反应有哪些因素？答：采用列管式固定床反应器；所采用催化剂为银催化剂。载体作用：提高活性组分银的分散度，防止银的微小晶粒在高温下烧结。助催化剂作用（碱金属助催化剂）：使载体表面酸性中心中毒，以减少副反应的进行。抑制剂的作用：使催化剂表面部分可逆中毒，使活性适当降低，减少深度氧化，提高选择性。活性组分银：高银含量催化剂，可提高催化剂的活性。影响乙烯环氧化反应的因素有：反应温度空速反应压力原料配比及致稳气原料气浓度乙烯转化率 35.侯氏制碱法的优点和缺点：优点（1 食盐的利用率高（2 与氨厂联合生产，即可使氨加工成盐，又克服了大量的废液废渣，使氨厂的二氧化碳得到了充分利用。缺点：（1 单位体积的母液所制得的纯碱量少（2 由于需用精制盐粉，需要增设原料预处理系统（3 设备腐蚀厉害36. 非均相催化氧化反应的特点：（1 反应原料、产物均为气态，催化剂为固态（2 传热情况复杂（3 非均相催化氧化一般采用固定床或流化床反应器。37. 氢气的来源：电解水、电解食盐水、水蒸气转化法、部分氧化法、水煤气化法、烃类裂解生产乙烯装置复产氢气。煤气化制合成气中间歇式制气法的6个阶段：（1 吹风阶段（2 水蒸气吹净阶段（3 上吹制气阶段（4下吹制气阶段（5二次吹制气 阶段（6空气吹净阶段38. CO变换中变化器的类型有：（1中间间接冷却式多段绝热反应器（2原料气冷激式多段绝热反应器（3水蒸气或冷凝水冷激式多段绝热反应器。39. 干法脱硫一般使用在硫含量较低的场合，如果硫含量较高，会造成再生频繁和费用大增的不良后果。湿法脱硫一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫，案其脱硫机理不同又分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。40. 氨合成工艺条件的选择：压力、温度、空速、气体组成41. SO2炉气净化中矿尘的清除：集尘器除尘、旋风除尘、电除尘净化原则：悬浮粒粒径分级逐段，先大后小，先易后难。悬浮粒密度大，先重后轻文尘管除尘：除尘、降温、除酸雾、泡沫塔水洗除尘：吸收、降温、除尘、SO2脱洗42. 干燥酸以浓度93%-95%的H2SO4较合适，而且具有结晶温度较低的优点，可以避免在冬季的低温下，因结晶带来操作和储运上的麻烦。-