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化工导论习题第1章 化工概述1、请解释“化工”的含义，包括哪些内容？化学工业，化学工程和工艺的总称或其单一部分都可称为化工2、请说明“化学工程”与“化学工艺”的关系。两者相辅相成，密不可分3、请说明“化学”与“化工”的区别与关系。化学学科属于理科，化工学科属于工科4、请举例说明化工在国民经济中起什么作用。化学与农业：化肥，农药，农膜 ；化学与医药：化学合成制药，生物制药，中药制药；化学与能源；煤，燃料，天然气；化学与国防：火药，导弹，原子弹，人造卫星，核潜艇：化学与人类生活：衣食住行5、请列举5个古代化学加工方法。酿酒，染色，制陶，制药，火药6、请简要说明世界近代化学工业的状况。 无机化学工业已经形成一个完整的酸碱氯体系，煤化工趋于成熟带的有 机化学工业发展，炼油工业已有一定规模，但只应用于燃料未与化工联系，高分子染料医药有所发展，但其规模尚小 7、请简要说明世界现代化学工业的状况。 20世纪化学工业飞速发时期，60年代是化学工业真正成为大规模生产主要阶段，合成氨和石油化工得到飞速发展，高分子化工品种基本配齐形成大规模化，精细化工逐渐兴起，精细率成为新的化学工业发展标志。8、我国化学工业的三位先驱人物是谁，他们有何贡献？ 范旭东：1914年与天津塘沽集资创办久大精盐股份有限公司，1917年创办永利制碱公司，1926年生产高质量三角牌纯碱 侯德榜：1921年在永利制碱厂担任技术员生产出优质碱，用英文撰写“ 纯碱制造 ”1933年在纽约出版产生深远影响 吴蕴初：1923年创办天厨味精厂，1929年创办天原电化厂生产盐酸烧碱漂白粉，1934年创办天利氮气生产厂第2章 化工的科学基础1、请描述化学工程的产生和发展历程。 形成阶段：19世纪末至20世纪30年代提出并发展单元操作发展阶段：20世纪40年代至60年代各个二级学科相继问世拓宽阶段：20世纪70,80年代后形成的新的交叉学科发展领域2、请列举5种化工过程中常见的单元操作。搅拌，粉碎，沉降，过滤，蒸发3、化学工程学科主要包括什么课程？ 数学基础：高等数学，线性代数，概率统计基础，大学物理化学基础：无机化学与分析化学，物理化学，有机化学，生物化学化工基础：化工导论，化工原理，化工热力学，质量与能量平衡，化学反应工程，化学系统工程，化工设计概论，分离工程第3章 石油与化工1、请描述石油的特征。颜色：黄褐色至黑色 状态：流动半流动粘稠液体2、石油主要由哪些元素组成？C,H,O,S,N3、石油所包含化合物可分为哪几类？烃类：烷烃，环烷烃，芳烃。 非烃类：含S,O,N化合物4、石油加工的主要产品有什么？燃料，润滑油，蜡，沥青，石油焦，有机化工原料5、基本有机化工原料包括什么？三烯：乙烯，丙烯，丁烯。 三苯：苯，甲苯，二甲苯一炔：乙炔 。 一萘：萘6、石油炼制和石油化工有何区别？ 石油炼制：经过炼制生产各种燃料，石蜡，沥青等（炼油厂）石油化工：馏分油进行热裂解气化，分离，抽离，聚合，缩合等工序生产有机化工原料，石油化学品7、石油的主要加工手段有哪些？常减压装置，催化裂化，热加工，催化加氢，催化重整，烷基化，异构化，醚化，润滑油生产第4章 天然气与化工1、天然气主要由哪些组分组成？主要成分为甲烷，和不同量的乙烷，丙烷，丁烷，少量戊烷以上重组分，可能含有硫化氢，二氧化碳，氮，氢气等杂质2、天然气资源的蕴藏形式有哪些 ？气田，油田气或油田伴生气，煤层气，致密气，天然水合物3、天然气的化工利用途径有什么？ （1）甲烷先制成合成气，进一步通过化学转化合成系列产品（2）甲烷热裂解先制成乙炔和炭黑，然后通过乙炔合成其他化工产品（3）通过氯化，硫化，硝化制成各种衍生物（4）直接转化利用4、合成气主要组成是什么？合成气有何用途？ 一氧化碳，氢气 用途：（1）合成氨基尿素 （2）合成甲醇及下游产品第5章 煤与化工1、请描述煤的化学组成。化学组成（1）有机；由C,H,O,S,N等元素构成的复杂高分子有机化合物的混合物 （2）无机：主要包括粘土矿物，黄铁矿等矿物和水2、请描述煤的分子结构特征？煤中的有机质的化学结构是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键相互连接，并带有官能团的大分子结构3、煤的化工利用途径有哪些？煤焦化，煤气化4、煤干馏后的主要产品有哪四种？粗苯，焦炉气，煤焦油，焦炭5、中国煤化工产业现状如何？ （1）我国已掌握现代煤化工核心技术制高点（2）现代煤化工可实现石油的直接或间接替代（3）现代煤化工产业有较好的经济效益第6章 其它化工1、无机化工主要产品有哪些？酸，碱，化肥，无机盐产品，无机非金属材料2、三酸两碱具体包括哪些酸和碱？三酸：硫酸，硝酸，盐酸 三碱：氢氧化钠，碳酸钠3、请列举出4种化肥。氮肥，磷肥，复合肥，钾肥，4、无机非金属材料中的碳素材料包括哪几种？ 金刚石，石墨烯，碳纳米管5、请写出5种精细化学品。染料，农药，电子化学产品，纳米材料，智能材料6、请简要描述精细化工的特点？商品性强，市场竞争激烈，利润高7、什么是高分子材料？分子量很大的高分子化合物，相对分子质量在1000以上8、三大高分子材料包括什么？ 塑料，合成橡胶，合成树脂9、请写出3种常用塑料的名字。聚乙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯10、请写出3种常用人造纤维的名字。涤纶，腈纶，尼龙11、请写出3种合成橡胶的单体的名字。1,3-丁二烯 苯乙烯，氯乙烯12、请写出5种功能高分子材料。 （1）分离性功能高分子材料（2）导电材料（3）高分子液晶（4）医用高分子材料（5）超高吸水性材料13、生物化工的主要特点。 以生物为对象，常有生命的活细胞和酶催化剂14、请列举生物石油化工的应用领域。 微生物采油，石油脱蜡，石油脱氢，石油脱硫15、请列出环境污染的主要类型。 大气污染，水污染，固体废弃物，噪声污染，热污染，放射性污染16、列举两个大气污染的例子，分析该污染产生的原因及危害。 雾霾 原因；机动车尾气，建筑行业扬尘，餐饮业油烟，火电，钢铁 水泥行业煤炭燃烧不充分的颗粒17、列举出5种水体污染物。 石油泄漏，工业污水，悬浮垃圾，工业粉尘，核废料18、列举固体废弃物的来源及危害。 来源：工业废物，矿业废物，农业废物，城市垃圾 危害；侵占土地，污染大气，污染土壤，污染水源，影响环境卫生景观第一章绪论化工的特点1.生产方法的多样性和复杂性 2.能耗大3.生产过程条件变化大 4.知识密集、技术密集、资金密集现代化学工业1.装置大规模化 2.精细化率提高3.新技术新材料的发展 4.生物化工的发展第2章 化学工程与工艺的科学基础第3章 化学工程的研究内容1 单元操作：工艺过程中只改变物料状态或物理性质，并不改变物料化学性质的物理过程。2传递过程：是单元操作和和化学反应工程研究的理论基础。3 分离工程4化工热力学：是研究化工过程中各种状态变化、能量转换规律和能量有效利用的分支学科，指明反应发生的可能性、方向及其限度。5 化学反应工程6 化工系统工程：以化工系统为对象，将系统工程的理论和方法应用于化工过程的一种工程学和方法论，是在系统工程、运筹学、化学工程、过程控制及计算机技术等学科基础上发展起来的一门交叉性分支学科。第三章 无机化工无机化工的原料：空气、水、 化学矿物、 化石燃料、工农业副产品无机化工的主要产品1 酸、 碱、盐：三酸 两碱 无机盐（食盐 明矾 漂白粉 小苏打等，水处理剂：絮凝剂、杀菌剂)2化肥： 氮肥 磷肥 钾肥3无机非金属材料：硅酸盐材料(陶瓷 水泥 玻璃 耐火材料)、 碳素材料(人造石墨、人造金刚石)新型无机非金属材料 1.先进陶瓷（精细陶瓷或特种陶瓷） 2.新型碳材料3.新型硅材料（太阳能电池板）：单晶硅 多晶硅 非晶硅典型产品生产工艺接触法生产硫酸工艺原料：硫铁矿1、二氧化硫制备 4FeS + 7O2=2Fe2O3 + 4SO2+ Q2、原料气的净化:稀硫酸洗涤, 除去氧化砷等3、氧化硫制 SO2 + 0.5O2= SO3 + Q4、三氧化硫吸收 SO3 + H2O =H2SO4 + Q主要设备：沸腾炉、接触室、吸收塔合成氨生产工艺原料：煤、焦炭水蒸气1、造气：C + H2O = CO + H22、脱硫：采用物理吸收和化学吸收方法，脱除原料 气中的二氧化碳3、CO变换：CO + H2O =CO2 + H24、脱CO25、合成：N2 + H2=NH3合成氨的用途：硝酸 、化肥、 制冷剂、 合成材料 纯碱的用途：食品添加剂 玻璃 皮革工业 水玻璃等 肥皂、洗涤剂 化学试剂石油化工产品：1、基本有机化工产品： “三苯” “三烯”2、有机化工产品：醇、醛、酮、酸等3、高分子化工产品：合成树脂 、合成橡胶、合成纤维电脱盐-脱去原油中的水和盐及其他杂质。异辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）辛烷值为100。正庚烷辛烷值为0。最重要的原油二次加工过程：流化 催化 裂化常用催化剂：分子筛主要产品：催化柴油、稳定汽油、液化气酸性气杂质的来源：气体裂解原料带入。 液体裂解原料中硫化物的反应。 结炭与水蒸气的反应。 氧与烃类的反应。酸性气体的危害：腐蚀设备 堵塞管路 催化剂中毒 后续产品质量受影响脱酸方法：碱洗法 醇胺法工业上一般是先用醇胺法吸收然后再进行碱洗裂解气脱炔烃和CO：来源：炔烃来自裂解反应，CO来自水煤气反应危害：影响催化剂寿命，恶化产品质量，产生不希望的副产品，积累爆炸。脱除方法： Co加氢转化为甲烷。 炔烃：催化加氢或者溶剂吸收脱除天然气的用途：1、燃气 2、发电 3、 化工颗粒污染物治理： ?吸收法 、?吸附法、 ?催化转化法、 ?燃烧法、冷凝法汽车尾气治理：机内净化、机外净化、采用清洁能源、替代驱动、交通合理规划精细化工在国民经济中的作用1、作为最终产品使用。2、作为材料添加剂，增强材料功能3、增进保障农林牧副渔的丰产丰收。4、丰富人民生活，保障促进健康。5、促进技术创新与进步。6、经济效益高7.4.3 固体废物的处理技术物理处理 ：包括压实、破碎、分选等。化学处理 ：包括氧化、还原、中和等。生物处理： 包括好氧处理、厌氧处理和兼氧处理。热处理 ：包括焚烧、热解以及熔烧、烧结等。固化处：理 主要处理危险固体废物。7.4.4 固体废物的最终处置固体废物的最终处置包括：陆地处置和海洋处置。海洋处置： 包括深海投弃和海上焚烧总体环境意识的提高，海洋处置受到越来越多的限制，已被国际公约禁止。陆地处置：可分为土地耕作、永久贮存进而土地填埋三种类型。其中应用最多的是土地填埋处置技术填空题：1、石油峰值论和后石油时代含义是 石油作为一种不可再生资源，其生产量迟早会出现一个峰值，石油供应峰值之后，即进入后石油时代 。2、进口石油依存度是指 一个国家每年的依赖进口石油量占石油消费总量的比率 ，目前中国对进口石油的依存度达到约 60% 。3、西方认为中国进口石油的咽喉要道是 马六甲海峡 。中国有开辟了哪些石油进口通道： 中俄石油管道 、 中哈石油管道 、 中缅石油管道 等。4、根据国际能源署(IEA)的指导性标准，当石油供应中断量达到需求量的 7% 的时候，就是能源安全的警戒线，战略石油储备一般相当于 90 天的进口量。美国的石油战略储备容量约为 7亿 桶。5、非常规油气资源包括： 煤层气 、 页岩气 、 天然气水合物 、 页岩油 、 油砂 等。6、现代煤化工的主要路线包括： 煤制油 、 煤制气 、 煤制烯烃 、 煤制化学品 等。7、生物质能源化工的代表性产品有： 燃料乙醇 、 生物柴油 、 生物质基材料和化学品 等。8、反映炼化企业石油综合加工水平的指标有： 吨原油综合能耗 、 重油转化率 、 轻质油收率 、 产品精细化率 等。9、精细化率是衡量一个国家化学工业技术水平的重要标志，精细化率是指 精细化工产品产值占化工产品生产总值的比率 。美国、西欧和日本等发达国家的化学工业精细化率达到 6070% （约占世界总销售额的75%以上），我国约 45% 。10中国提出“一带一路”倡议和发起组建“亚投行”，“一带一路”是指 “丝绸之路经济带” 和 “21世纪海上丝绸之路” 的简称，“亚投行”的全称是 亚洲基础设施投资银行（Asian Infrastructure Investment Bank） 。问答题：1、当前石油化学工业发展面临哪些方面的形势与挑战？资源短缺和油价高企或剧烈波动的冲击；原油劣质化和产品质量升级的挑战；节能减排和环境保护的压力等。2、石油化工发展方向与科技创新的主要方向有哪些？灵活加工来源多元化和劣质化原油；原油高效深度转化与资源综合利用；企业的规模化和装置的大型化趋势；炼油化工一体化和精细石油化工方向。3、中国为保障石油安全，应采取哪些方面的战略措施？国内石油资源开发战略；海外石油开发战略；进口石油通道保障；石油战略储备计划；石油能源替代战略等。4、常规石油能源替代战略包括哪些方面？煤层气、页岩气、天然气水合物、页岩油、油砂等非常规油气资源开发；煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制化学品等现代煤化工；燃料乙醇、生物柴油、木质纤维素类生物质气化-液化等生物质资源化工；风电、太阳能、核电等其它新能源。 8 / 8
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