2022年化工工艺学考试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载三大步骤；1、合成氨生产过程包括造气、净化和压缩合成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：残余甲烷量的体积分数 0.5% ； H2+CO/N2（摩尔比）在 2.8-3.1 3、写出甲烷蒸汽转化反应的独立主反应： CH4+H2OCO+3H 2 、 CO+H2OCO 2+H24、甲烷蒸汽转化过程所用催化剂的主要活性成分是镍,载体是AL2O3MgO CaO ；5、脱硫方法分为干法脱硫和湿法脱硫,其中低温甲醇洗涤法属于 湿法脱硫；干法脱硫中最典型的方法是 氧化锌法；6、一段转化炉由 对流段 和 辐射段 两个主要

2、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,其中内件只承担 高温,外筒只承担 高压；8、合成尿素反应为 2NH3+CO 2=CONH 2 2+H2O；9、硫铁矿焙烧前应进行 破裂、筛分、 配矿、 脱水 等预处理；10、硫铁矿在氧较充分的情形下,其焙烧反应方程式为4FeS2+11O2=2Fe2O3+SO11、目前 SO2炉气在净化过程中主要采纳 酸洗流程 SO 2催化氧化所用催化剂为12、为了降低尾气中 SO2的含量,提高硫的利用率, 对SO2的转化工艺进行了改进,最有效的技术是 两次转化,两次吸取13、生产纯碱最重要的方法为 氨碱法、 联合制

3、碱法 和自然碱加工；14、制碱过程的吸氨塔常采纳 泡罩塔（填料塔、泡罩塔、筛板塔、浮阀塔,请挑选）15、氨碱法生产纯碱所用盐水精制除硫酸根的方法有 冷冻法蒸馏废液兑合法16、氨碱法制碱过程中碳酸化所需的CO 2主要来源于联合制碱的 CO主要来源于17、基本有机化学工业的主要原料自然气、煤、石油 以及 生物质18、石油加工方法主要有 常减压蒸馏、 催化裂化、 催化重整、 加氢裂化19、烃类管式裂解生产乙烯要求为、20、裂解气从裂解炉出来之后应立刻进行 压缩 处理,然后再净化；21、氨的生产方法有 和2 23、CO变换所用催化剂分为高变催化剂、 低变催化剂和宽温耐硫变换催化剂24、我国一般小型的合

4、成氨厂在脱除 合成氨流程制取；CO 2时,常采纳化学家侯德榜提出的碳化法25、铜铵液吸取法中,所采纳的再生装置中三个塔从上到下的正确位置是：回流塔、 再生塔 、仍原器；、和梯台炉；26、一段转化炉依据烧嘴的位置不同可分为27、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；29、目前焙烧硫铁矿主要采纳 技术30、硫铁矿在氧不充分的条件下,其焙烧反应方程式为3FeS2+8O2=Fe3O4+6O2名师归纳总结 31、SO2炉气干燥所采纳的干燥剂为浓硫酸,吸取 SO3采纳的吸取剂为第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 -

5、 - - - - - - - - 浓硫酸；学习必备欢迎下载两种方法32、硫酸的生产方法主要有和33、纯碱的分子式为 NaCO3倍半碱的分子式为,洁碱的分子式为 16、35、氨碱法生产纯碱所用盐水清除钙镁离子的方法有石灰 - 纯碱法和石灰 - 碳酸铵法 36、衡量一个国家基本有机化学工业进展水平的主要产品是 40、乙烯收率与原料烃的族组成的关系为简答题1、绘出自然气为原料的方块流程图；自然气压缩脱硫蒸汽压缩一段转化空气二段转化高温变换低温变换二氧化碳氨未反应的离脱碳甲 烷 化氢、氮气压缩分合成2、低温甲醇洗涤法脱出二氧化碳有何特点？答： 优点（1）可脱除多种杂质： H2S、CO2、COS、CS2

6、、RSH、C4H4S、HCN、NH3、NO,同 时仍有脱水作用,使气体得到干燥,有用的组分在甲醇的再生过程中可得到回收；（2）净化度高：总 S可降到 0.1ppm以下；CO2可降到 10ppm以下；适用于对 S含量 有严格要求的化工生产；（3）可挑选性脱除 H2S、CO2、并可分别加以回收利用； （低温下： H2S、CO2、COS溶解度大, H2、N2溶解度小,有用气体缺失小（失小）；CH3OH 蒸汽压小：吸取剂损（4）CH3OH热稳固性和化学稳固性好,不会被降解,不腐蚀设备管道（可用碳 钢和低温低合金钢制造） ,廉价,易获得,可大量生产；（5）与液 N2脱出残余 CO、CH4联合使用,更加合

7、理；液N2洗涤需要在 -190 下名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载进行,要求气体完全干燥,而 节约了投资和动力消耗；缺点：CH3OH具有干燥作用,且在 -50-70 低温下进行,（1）甲醇有毒,对设备管道安装要求特别严格；（2）工艺流程长,特殊是再生过程比较复杂；2、如何提高铜氨液的吸取才能？铜氨液进行再生有哪些目的？答： ,即 T ； A ,即浓度 ； PCO ,即 P ； B ,即游离氨浓度 ； ：吸取系数；设 A：为低价铜盐的浓度（吸取前）B：为铜液中游离氨的浓度（吸取前） m ：平稳时每

8、mol CUNH42+ 转变成 CuNH33CO+的分数,即 1molCu+吸取 CO 的mol数；目的：将CO2和CO释放出来； 将被氧化的高价铜仍原成低价铜；同时调整铜比；回收氨；增加总铜；4、氨合成的工艺条件如何挑选？答：温度：可逆放热反应,存在正确反应温度 Tm；一般合成反应温度为 400500压力：从热力学和动力学角度,提高压力都是有利的,生产才能大大提高,氨分别流程可以简化；但是压力高,对设备的要求高,而且高压下,反应温度一般也较高,也会影响Cat的寿命；我国中小型氨厂：P=2032MPa 空间速度：一般 P=30MPa SV=2000030000h-1；氨净值 1015%；P=1

9、5MPa 轴向 SV=10000h-1 ,氨净值 10%；P=27MPa 径向 SV=16200h-1 ,氨净值 12.4% 氢氮比：主要是在合成过程中 使H2/N2失调；H2 ：N2=3 ：1,否就有余外的 H2或N2积存,5、二氧化硫催化氧化时,假如采纳部分冷激式转化器请在转化率- 温度图上绘出转化过程的绝热操作线及冷却线6、硫铁矿焙烧时有哪些因素会影响炉温？采纳哪些措施可以掌握温度？答：影响焙烧温度的主要因素是：投矿量、矿料的含S量及水分；空气的加入量；措施：在热量极不平稳时, 可增加或削减沸腾焙烧内的换热元件数来掌握炉床温 度；在 S含量太低时,操作无法维护自热,可用出口炉气与入炉空气

10、换热提高炉温；炉底压力波动将会影响炉内的空气量,排渣来掌握炉底压力,从而掌握温度；7、如何挑选尿素合成时的工艺条件？炉温也将受到影响, 可通过连续匀称答：温度 反应速度增大；温度提高,蒸汽压增大,要求操作压力增加,动力消耗和对设备要求增加；随温度上升,设备腐蚀加剧；一般为 190210氨碳比 a 依据反应平稳可知：提高氨碳比,可增大 CO2平稳转化率；另外过量的氨和生成的水结合成NH4OH,更有利于尿素的生成反应；降低物系介质的名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载腐蚀性；抑制缩二脲的生成；可调剂操作热

11、平稳；一般,水碳比 b 热力学上,水碳比增大,对合成尿素不利,a=2.853.5 ；b增加 0.1 ,就转化率降低1.5 2% ；水碳比增大,可使反应在低压下进行；也有利于回收热能的利用；压力 压力的高低直接影响压缩动力的消耗和有关设备的结构 反应时间 停留时间越长,意味着单位时间通过合成塔的物料越少,反 应越接近平稳,但反应速度越慢；停留时间短,虽然转化率降低,但是可提高设 备生产才能和生产强度；原料纯度 NH3（干基）：要求在 99.5%以上； CO2 ：要求 CO2体积分数高于 98.5%8、在尿素合成与分别过程中为什么要采纳高压气提技术？高压圈由哪些设备 组成？各有什么作用？答：将混合

12、液中的一部分氨和二氧化碳气提出来,随后再冷凝为液体, 可以不用泵而直接返回合成塔； 气提出来的氨和二氧化碳混合气体所含水蒸气比减压循环 返回的甲铵液中的少, 有利于提高合成反应速率； 气提出来的氨和二氧化碳混合 气在高压下冷凝,冷凝温度较高,放出热量可以回收利用；合成塔,合成反应本身；气提塔、未反应物的分别；高压甲铵冷凝器、余热能量 的回收；9、简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？答：过程名称 主要反应和作用CO2 的制备 CaCO3 CaO CO2 盐水预处理 Mg2+ + 2OH- MgOH2 Ca2+ + CO32- CaCO3 氨化盐水溶液在吸氨塔中吸取氨,确保碳酸化过程顺当进行；主（2）氨

13、盐水碳酸化NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 +NH4Cl （1）生成碳酸氢钠2NaCl 2NH3 CO2 H2O Na2CO3 2NH4Cl （3）3NaCl 3NH3 2CO2 4H2O Na2CO32H2O 3NH4Cl NaHCO3 的煅烧2NaHCO3 Na2CO3 2H2O CO2 NH4HCO3 NH3 H2O CO2 （NH4 ）2CO3 2NH3 H2O CO2 母液中 NH4HCO3 和NH4HCO3 NH3 H2O CO2 NH42CO3 的分解（NH4 ）2CO3 2NH3 H2O CO2 2NH4Cl + CaOH2 2NH3 H2O + CaCl 2 氨

14、的回收石灰乳制备CaO+ H2O CaOH2 10、从主要成分、活性成分、助催化剂、载体以及活性温度范畴等角度比较甲 烷蒸汽转化一氧化碳变换、氨的合成、二氧化硫氧化所采纳催化剂的情形？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答：活性组分和助催化剂 主要成分： NiO,4%30%,活性成分 Ni,其含量越高,活性越高,一、二段对催 化剂要求不同,二段要求活性更高的催化剂；助催化剂：抑制熔结过程,防止镍晶粒长大,保持较高的稳固性,延长寿命,增加抗析炭才能；催化剂载体 作用：分散催化剂活性组分,提高比表面、阻挡

15、镍晶体熔结；要 求：耐高温、机械强度高；11、从键能和反应热和反应自由焓分析烃类热裂解过程脱氢和断链的难易程度 关系及规律？答：（1）、同碳原子数的烷烃 C-H比C-C键能大,故易发生断链；（2）、热稳固性：碳链越长热稳固性越差,即越简洁断链；（3）、烷烃脱氢才能与分子结构有关,叔氢 仲氢 伯氢；（4）、带支链烃的 C-H或C-C键的键能较直链烃的键能小,易断链,即有支链 的烃简洁裂解或脱氢；（1）、脱氢和断链反应均为吸热反应,脱氢比断链所需的热量更多；（2）、断链的 G0都有较大的负值,反应接近不行逆反应,而脱氢的G0负 值较小,为可逆反应； 因此热力学上, 断链比脱氢更简洁进行, 且不受平

16、稳限制；要使脱氢转化率较高,必需采纳较高的温度；乙烷更是如此；（3）、断链中,低分子烷烃的 C-C键在分子两端断裂比在分子中心断裂热力学 上占优势,而随着碳链增长,在中心断裂的可能性增大；（4）、乙烷不发生断链反应,只发生脱氢反应生成乙烯及氢；甲烷生成乙烯 反应的 G0的正值很大,一般裂解温度下不会发生的；12、绘出乙烯深冷分别流程方块示意图？裂解气答：脱酸性压缩C 1 0冷冻富脱富氢乙C2丙脱C30 4压缩 -气体冷箱乙烯烯C0 3炔塔塔氢炔炔C0 2富氢脱脱丙炔CO 脱脱甲烷脱脱脱C水甲乙丙丁进料预冷烷烷烷烷名师归纳总结 塔塔塔塔C0 5第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选

17、学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载13、简述自然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件？答：压力：热力学上宜在低压下进行,但是现在已将压力提高到3.54.0 MPa；温度：热力学和动力学角度证明高温有利于转化反应；一段转化炉出口温度：温度直接影响反应管寿命,不宜过高,视操作压力而定,1.8Mpa,约 760；3.2Mpa,约 800；二段转化炉出口温度 ：粗原 料 气质量 由 二段转化炉出口 温度掌握；残余CH40.5 %,就出口温度为 1000左右；水碳比： m ,转化率,析炭；但是过高,经济上不合理,且增加系统阻力,吸取辐射热,增加辐射段热负荷；一般在 3.52.5

18、；空间速度：直接影响催化剂的用量；14、一氧化碳变换工艺条件如何挑选？Sv ,催化剂 Catalyzer 用量 ；答：压力：热力学角度：加压无好处（变换反应是等体积反应,压力对其无影 响,但是提高压力对析炭和甲烷化等付反应有利）；动力学角度：加压有利于提高反应速率（高变和低变）；能耗：加压有利于降低能耗；但是对设备材质要求也提高；综合各因素： 一般小型氨厂为 0.71.2MPa,中型氨厂为 1.21.8MPa；大型氨厂要 依据蒸汽转化压力而定；温度 热力学角度：低温有利于变换； （放热反应）动力学角度：高温有利于提 高反应速度；水蒸气比例 H2O/CO （干原料气）值,可以调剂床层温度；中变：

19、 H2O/CO =35 低变： H2O/CO 15 2 、16、依据换热方式不同,氨合成塔可以分成哪些类型？对这些类型的合成塔共 同要求是什么？答：连续换热式、多段间接换热式和多段冷激式、绝热式；对合成塔的共同要求：反应能维护自热, 塔的结构要有利于升温、 仍原,保证 Cat有较大的生产强度；Cat床层温度分布合理,充分利用 Cat的活性；气流在 Cat床层内分布匀称,塔的 压力降小；换热器传热强度大,体积小,高压容器空间利用率高；敏捷稳固,调 节敏捷,具有较大的弹性；结构简洁牢靠,各部件的连接和保温合理,内件在塔 内有自由伸缩的余地以削减热应力；17、请绘出已硫铁矿为原料生成硫酸的方块流程图

20、？FeS2 空气或 O2 降温SO2 炉气净化转化炉气浓硫酸第 6 页,共 7 页焙烧SO2 炉气除尘干燥As、Se、杂质酸雾烧渣Pb、SiF4 产品硫酸烧渣硫酸杂质O2 SO2 吸取名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载18、简述影响浓硫酸吸取过程的因素？答：影响吸取速率的因素主要有：硫酸浓度、硫酸温度、气体温度、喷淋酸量、气速、设备；8、7、21、联合制碱法包括哪两个过程？绘出其原就流程图 答：制碱 ：母液中的 NH4Cl结晶析出；过程母液NH3 氨母液NaCl CO2 过 滤NaHCO3 去煅烧吸 氨加 盐碳酸化过过

21、滤冷却加盐碳酸化氨母液吸 氨程NH4Cl 去母液干燥NaCl CO2 NH3 22、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？答：气体净化系统脱酸性气体、脱水、脱炔、脱一氧化碳 压缩和冷冻系统加压降温；精馏分别系统精馏塔、分别甲烷、乙烯、丙烯、23、烃类裂解结果受哪些因素影响？它们是如何影响的？C4馏分及 C5馏分；答：裂解温度影响 一次反应产物分布；温度越高,可获得较高的乙烯、丙烯收 率；一次反应和二次反应的竞争, 热力学上：温度越高越有利于二次反应； 动力学上：升温更有利于降低一次反应活化能,提高乙烯收率；停留时间的影响 物料从反应开头到达某一转化率时在反应器内经受的反应时 间,存在一个最相宜停留时间 烃分压与稀释剂的影响名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页