泰山医学院化工工艺学7套题和答案

1、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、在合成氨烃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可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为 ,，而从动力学角度分析只有_才可能析炭。2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：_空气煤气；水煤气；混合煤气；半水煤气3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、_吸附态水；化学键态水4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有_铜锌铝系_和_铜锌铬系_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：_湿法脱硫_和_干法脱硫_两种类型。6、氨合成塔的内件主要由催化剂筐,热交换器_和电加热器

2、三个部分组成。7、尿素的合成主要分两步进行分别为：_2NH3 (g)+CO2 (g)=NH4COONH2 (l)（反应方程式）和_ NH4COONH2 (l)NH2CONH2 (l)+H2O (l)（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需要达到的组成指标为：S>20%、As<0.05%；C<1%；Pb<0.6%；F<0.05%和H2O<8%。9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：稳定的空气量、_稳定的矿石组成和稳定的投矿量10、电解法生产烧碱的电解反应为_（反应方程式）。二、简答题（本题共5

3、0分，共5小题，每题各10分）1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。1、答：危害： 炭黑覆盖催化剂的表面，堵塞催化剂的孔道，降低催化剂的活性。 炭黑的生成影响反应器内的传热，致使转化炉管壁局部过热，而缩短其使用寿命。 炭黑的生成能使催化剂粉碎，增大床层阻力，影响生产能力。应采取的措施： 提高蒸汽比（水碳比）； 保持催化剂的活性； 选择适宜的操作条件。2、简述铁铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。2、答： 铁氧化物，含量为8090%，是催化剂的活性组分； 三氧化二铬，含量为3.015%，是催化剂的稳定剂，防止催化剂中的铁组分过渡还原； 氧化钾，含量为0.20.4

4、%，是催化剂的助剂，能提高催化剂的活性，强度及耐热性。3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。3、答：优点： 转化反应速度快，最终转化率高； 能处理SO2含量较高的气体； 能减轻尾气的危害。缺点： 热量损失大； 阻力大，能耗增加； 流程长，操作复杂。4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。4、答：优点：原料便宜；生产过程中氨能循环使用，损失少；能实现大规模连续生产；易实现机械化和自动化；产品质量高。缺点：原料利用率低；废液废渣污染严重，不便在内陆建厂；母液中含有大量的NH4Cl，需加入石灰乳才能使之分解，并通过蒸馏回收氨，设置蒸氨塔消耗大量蒸汽和石灰；流程长，设备庞大，能量消耗大。5、写出转化率、产

5、气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式。5、答： 转化率：转化率(参加反应的原料量通过反应器的原料量)×100%； 产气率： 产气率(气体产物总质量原料质量)×100%； 选择性：选择性(转化为目的产物的原料摩尔数反应掉的原料摩尔数)×100%； 收率：收率(转化为目的产物的原料摩尔数通过反应器的原料摩尔数)×100%； 质量收率：质量收率(实际所得目的产物质量通入反应器的原料质量)×100%三、计算题（本题共30分，共2小题，每题各15分）1、在CO变换的实际生产中，通常可测得原料气及变换气中CO的干基含量，假设以1mol干原

6、料气为基准，初始CO的干基含量为y1，变换后CO的干基含量为y2，试计算在转化过程中CO的转化率x。1、解：CO变换的方程式为：CO+H2OCO2+H2设：在变换过程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设及题意可得：当反应到平衡时，CO转化的物质的量为mol，而生成的CO2和H2的物质的量分别为mol和mol，则平衡时变换气的物质的量为：平衡时CO物质的量为：由CO物质的量的守恒则有：初始CO的物质的量转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有： 整理得：2、在隔膜法电解食盐水溶液时，若电解槽的实际电压（V槽）为3.35V，电流效率为95%，食盐水的理论分解电压（V理

7、）为2.171V，试求电解过程中的电能效率。（计算结果保留小数点后两位有效数字）2、解：电能效率=(W理/W实)×100%=(I理×V理)/ (I实×V实) ×100%=(I理/I实)×(V理/V实) ×100%=95%×(2.171/3.35) ×100%=61.65%在电解过程中的电能的效率为61.65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足：残余甲烷含量的体积分数小于0.5%；(CO+H2)/N2(摩尔比)在_2.83.1之间。2、在

8、合成氨烃类蒸汽转化的过程中，当析炭较轻时可采用降压减量和提高水碳比_两种法将积炭消除。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温度；加热速率和压力。4、煤气化的工业方法要有蓄热法；富氧空气气化法和外热法。5、在用铜氨液对合成氨原料气进行最终净化时，对CO的吸收具有活性的离子为Cu(NH3)2+6、在用甲烷化法脱碳时的主反应为CO+3H2=CH4+H2O；和CO2+3H2=CH4+2H2O；副反应为2COC+CO2；Ni+4CONi(CO)47、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抑制缩二脲的生成；降低物系介质的腐蚀性和有利于调节操作的热平衡。8、硫铁矿接触法

9、生产硫酸的过程包括_焙烧；转化和吸收三个基本过程。9、目前，世界上生产纯碱的方法主要有氨碱法；天然碱加工和联合制碱法。10、生物质是指自然界中含有纤维素；半纤维素；淀粉；糖类和油脂等的物质。二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分）1、写出气态烃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式。主反应：； ； ； ； ； 副反应：； ； 2、从热力学分析气态烃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3.54.0Mpa，简述其原因。2、答： 可以节省压缩功消耗； 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。3、简述合成氨原料气净化阶段湿法脱硫和干法脱硫两种

10、方法各自的特点。3、答：湿法脱硫：吸收速度或化学反应速度快，硫容量大，适合于高硫含量的原料气，脱硫液再生方便，可循环使用，还可回收硫黄，但脱硫精度不高。干法脱硫：使用固体脱硫剂，脱硫精高，可将硫化物脱至0.10.5cm3/m3，但脱硫设备机组庞大，更换脱硫剂工作笨重，再生能耗大，仅适用于脱除低硫或微量硫。4、简述在合成氨粗原料气净化阶段采用低温甲醇洗涤法的优、缺点。4、答：优点： 可脱除多种杂质：H2S、CO2、COS、CS2、RSH、C4H4S、HCN、NH3和NO，同时还有脱水作用，使气体得到干燥，有用的组分在甲醇的再生过程中得到回收。 净化程度高：总硫可降到0.1ppm以下；CO2可降到

11、10ppm以下。 可选择性脱除H2S和CO2，并可分别加以回收利用。 甲醇热稳定性和化学稳定性好，不会被降解，不腐蚀设备管道，便宜，易获得，可大量生产。 可与液氮脱除CO、CH4联合使用，工艺更加合理，能节省投资和动力消耗。缺点： 甲醇有毒，对设备管道安装要求非常严格。 工艺流程长，再生过程比较复杂。5、试写出尿素合成过程中发生的三个主要副反应的名称及化学反应方程式。5、答： 尿素水解反应：NH2CONH2+H2O=2NH3+CO2； 缩合反应：2 NH2CONH2NH2CONH2+NH3； 异构反应：NH2CONH2NH4NCO，NH4NCONH3+HNCO三、计算题（本题共30分，共2小题

12、，每题各15分）1、在CO变换的实际生产中，通常可测得原料气及变换气中CO的干基含量，假设以1mol干原料气为基准，初始CO的干基含量为y1，变换后CO的干基含量为y2，试计算在转化过程中CO的转化率x。1、解：CO变换的方程式为：CO+H2OCO2+H2设：在变换过程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设及题意可得：当反应到平衡时，CO转化的物质的量为mol，而生成的CO2和H2的物质的量分别为mol和mol，则平衡时变换气的物质的量为：平衡时CO物质的量为：由CO物质的量的守恒则有：初始CO的物质的量转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有：整理得：2、在隔膜法

13、电解食盐水溶液时，若电解槽的实际电压（V槽）为3.35V，电流效率为95%，食盐水的理论分解电压（V理）为2.171V，试求电解过程中的电能效率。（计算结果保留小数点后两位有效数字）2、解：电能效率=(W理/W实)×100%=(I理×V理)/ (I实×V实) ×100%=(I理/I实)×(V理/V实) ×100%=95%×(2.171/3.35) ×100%=61.65%在电解过程中的电能的效率为61.65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、合成氨生产过程包括造气、净化、压缩与合成三

14、大步骤。2、以天然气为原料，采用蒸汽转化法制造粗原料气时应满足两大要求：残余CH40.5%、（H2+CO）/ N2 =2.83.13、写出甲烷蒸汽转化反应的独立主反应：；。4、甲烷蒸汽转化过程所用催化剂的主要活性成分是Ni、，载体是Al2O3 。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脱硫。6、一段转化炉对流段和辐射段两个主要部分组成。7、氨合成反应是在高温高压下进行，为了适应该条件，氨合成塔通常由内件和外筒两部分组成，其中内件只承受高温，外筒只承受高压。8、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

15、国硫铁矿 分布较广。10、硫铁矿在氧较充足的条件下，其焙烧反应方程式为 。11、目前SO2炉气在净化过程中主要采用酸洗流程（请选择：酸洗流程或水洗流程）。12、SO2催化氧化所用催化剂为：钒催化剂。13、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收。14、生产纯碱最重要的方法为氨碱法、联合制碱法和天然碱加工。15、氨碱法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于石灰石煅烧。16、电解法制烧碱的原理为： 。17、有机化学工业的最基本的产品为乙烯。18、烃类管式炉裂解生产乙烯要求为：高温、停留时间短、低烃分压19、裂解气从裂解炉出来之后应立

16、即进行急冷处理，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离包括哪三大部分？每部分作用是什么？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。精馏分离系统精馏塔、分离甲烷、乙烯、丙烯、C4馏分及C5馏分。3、不论是氨的合成还是裂解气的分离，都要进行压缩，而且采用的是多级压缩，为什么？3、（1）氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。（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润滑油闪点，造成压缩机摩擦损

17、耗和功耗增加。因此需要采用多段压缩，目的是尽可能接近等温压缩。4、联合法制碱包括哪两个过程？绘出其原则流程图？ 4、（1）制碱过程NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3+ NH4Cl（2）从母液中将氯化铵结晶出来：NH3 + HCO3 NH4+ + CO32NH3 + HCO3 NH2COO + H2O原则流程图：5、简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。5、压力：热力学上，降压有利，但是实际采用加压操作，可以节省压缩功消耗；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。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，温度不

18、能太高，具体与操作压力大小有关。一段炉1.8Mpa，出口温度约7603.2Mpa，出口温度约800二段炉：确保出口甲烷低于0.5%。出口温度需达1000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及操作压力等因素综合决定。6、简述该课程的特点。三、计算题（10分）原料丙烷进料1000kg/h，反应掉丙烷量700kg/h，得乙烯400 kg/h，求反应的转化

19、率、选择性和收率。转化率：70%，选择性：89.8%，收率：62.86%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、氨的生产方法有氰化法、直接合成法2、以天然气为原料，采用蒸汽转化法制造粗原料气时应满足两大要求：残余CH40.5%；（H2+CO）/ N2 =2.83.1 3、CO变换所用催化剂分为低温变换催化剂 、高温变换催化剂和宽温耐硫变换催化剂。4、我国一般小型的合成氨厂在脱除CO2时，常采用化学家侯德榜提出的碳化法合成氨流程制取碳酸氢铵。5、铜铵液吸收法中，所采用的再生装置中三个塔从上到下的正确位置是：回流塔、还原器、再生器6、一段转化炉根据烧嘴的位置不同可分为顶

20、部烧嘴炉、侧壁烧嘴炉和梯台炉。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，合成塔采用的是绝热式 氨合成塔。8、合成尿素反应为 。9、目前，焙烧硫铁矿主要采用沸腾焙烧（沸腾焙烧或固定床焙烧）技术。10、硫铁矿在氧不够充足的条件下，其焙烧反应方程式为 。11、SO2炉气干燥所采用的干燥剂为9395%的浓硫酸。 12、硫酸的生产方法主要有硝化法、接触法两种方法。13、纯碱的分子式为Na2CO3，倍半碱的分子式为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，洁碱的分子式为： 。14、联合法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于合成氨系统。15、苛化法制

21、烧碱的原理为： 。16、有机化学工业的基本原料有：煤、石油、天然气 、生物质。17、裂解气从裂解炉出来之后应立即进行急冷处理，然后再净化。18、工业上烃类裂解乙烯的过程主要有：热裂解、裂解气预处理、裂解气分离19、乙烯收率与原料烃的族组成的关系为：PNA二、简答题（每题10分，共60分）1、绘出天然气为原料合成氨的方块流程图2、二氧化硫催化氧化时，如果采用四段绝热中间换热式转化器，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。3、氨合成的工艺条件如何选择？3、答案要点：温度：400500；压力：中小型厂2032Mpa；空间速度：根据压力来确定；进塔气体组成：氢氮比约3；惰性气体：根据新鲜

22、原料气中量来确定；初始氨含量：越低越好，具体量由氨分离方法确定。水吸收可低于0.5%。4、简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？4、盐水制备、石灰石煅烧、吸氨、碳酸化、过滤、煅烧、氨回收。5、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催化剂的情况。5、过程项目甲烷转化CO变换氨合成SO2催化氧化高变低变主要成分NiO2Fe2O3CuOFe3O4V2O5活性成分NiFe3O4CuFeV2O5载体耐火材料烧结型Al2O3 MgO主要成分/铁Al2O3硅铝酸钙助催化剂/Cr2O3、K2OCr2O3、ZnOAl2O3、K2OSiO2、CaOK2SO4活性温度范围500350400180250

23、500左右4506006、绘出深冷分离流程方块示意图三、计算题（10分）原料乙烷进料1000kg/h，反应掉乙烷量700kg/h，得乙烯500 kg/h，求反应的转化率、选择性和收率。70%，选择性：76.5%，收率：53.55%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原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。2. 烃类裂解反应机理研究表明裂解时发生的基元反应大部分为自由基反应。大部分烃类裂解过程包括链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。3由反应方程式CH4+H2O=CO+3H2表示的反应，常被称为天然气蒸汽转化反应反应。4平衡氨浓度与温度、压

24、力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度降低，或压力提高时，都能使平衡氨浓度增大。5固定床、硫化床.反应器特别适用于有串联式深度氧化副反应的反应过程，可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20分，每题2分）1、D 2、A 3、D 4、A 5、B1. 下列哪个过程属于对石油的一次加工： A烃类热裂解；B. 催化重整；C. 催化裂化；D.常压蒸馏和减压蒸馏 2各族烃类的裂解反应难易顺序为： A. 正烷烃>异烷烃>环烷烃>芳烃 B. 正烷烃<异烷烃<环烷烃<芳烃C. 环烷烃>

25、;芳烃>正烷烃>异烷烃 D. 环烷烃<芳烃<正烷烃<异烷烃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,下列说法正确的为: 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： 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、A 7、C 8、C 9、D 10

26、、C6. 合成氨反应是： A. 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稳定进行的关键是: A.合理选择载热体和载热体的温度控制. B.控制好单程转化率. C.控制好原料的配比. D.控制好适宜的空速. 8. 乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是： A. Cu B. Ag C.三氧化二铝 D. Fe 9. 丙烯氨氧化制丙烯腈工艺流程回收部分设置急冷器, 是为了 A.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氨. D.防止丙烯腈, HCN等副产物聚合. 10. 乙烯氧氯化双组分催化剂中

27、的KCl可视为: A. 活性组分之一 B. 助催化剂 C. 抑制剂 D. 氧化促进剂 三、判断对错.(对的在括号内划, 错的划×)（共10分，每题2分）1、 2、× 3、× 4、 5、×1通过CO变换可产生更多氢气和降低CO含量。（ ） 2对烃类的裂解过程，要求高温，高压，低停留时间（ ） 3吸热反应是热力学上不利的反应。（ ） 4用于氨合成的熔铁催化剂，使用前必须升温还原活化。（ ） 5醋酸铜氨溶液精制合成氨用合成气是工业上应用最广泛的方法，增加高价铜浓度能增加铜液的吸收能力。（ ） 四、简要回答下列各题.（共30分，每题6分） 1常采用哪些方法对合成

28、气精制？这些方法各有何优缺点。1、答：精制合成气的方法有铜氨液吸收法，甲烷化法，液氮洗涤法三种。三种精制方法比较，铜氨液精制法需建立一套加压铜氨液吸收塔及再生系统，设备投资增大管理复杂；甲烷化转化法只需增加一套甲烷化反应装置和催化剂，设备虽然简单，但消耗了合成气中的氢气，除了采用低温变换反应外，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，如果已具备此条件，只需增加一套高效热交换器和液氮洗涤泡罩塔。 2. 裂解气为何脱炔，如何脱炔？ 2、答：乙烯和丙烯产品中所含炔烃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，形成不安全

29、因素，产生不希望的副产品。常采用脱除乙炔的方法是溶剂吸收法和催化加氢法。溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化目的，同时也回收一定量的乙炔。催化加氢法是将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的。溶剂吸收法和催化加氢法各有优缺点。 3乙烯环氧化的主、付反应如何？3、答：主反应：平行副反应：串联副反应：二氧化碳和水主要由乙烯直接氧化生成，反应的选择性主要取决于平行副反应的竞争，环氧乙烷串联副反应是次要的。4在氧化反应过程中，致稳气有何作用？4、答：致稳气是惰性的，能减小混合气的爆炸限，增加体系安全性；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. 结合你

30、所学的工艺知识，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） 附图为以天然气为原料的日产千吨的大型合成氨厂的转化工段流程图。请参考此流程图回答下列问题： 1.1#设备的作用是什么？ 2. 2#设备的作用是什么？3.此工艺为何要设置二段转化？4.为何要向二段转化器中引入经预热至450左右的空气？5.此工艺的压力为何选3MPa？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天然气中的无机硫。3、一段生产无法达到对天然气转化的要求：残余甲烷含量低于0.5%，H2/N2 = 3/1。二段转化可以满足上述要求，同时还可以提供后

31、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：可以节省压缩功消耗；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。附图：天然气一水蒸气转化工艺流程示意图 l钴钼加氢脱硫器；2一氧化锌脱硫罐；3段炉对流段；4_-段炉辐射段；5一二段转化炉；6一第一废热锅炉；第二废热锅炉；汽包；9辅助锅炉；10排风机；11一烟囱化工工艺学试题六三、 填空题（本题共35分，每空1分，共35空）1、合成氨原料构成从以固体燃料 为主转移到以气体燃料、液体燃料 为主。2、煤气化因采用不同的气化剂，可以生产几种不同用途的工业煤气：空气煤气、水煤气、混合煤气、半水煤

32、气3、甲烷蒸汽二段转化的目的：将一段转化气中的甲烷进一步转化、加入空气提供氨合成需要的氮，同时燃烧一部分转化气而实现内部给热。4、一氧化碳高变催化剂是以Fe2O3 为主体，以Cr2O3为主要添加物的多成分铁-铬系催化剂。5、脱硫方法分为干法脱硫和湿法脱硫，湿法脱硫按其作用原理可分为物理法、化学法、物理-化学法6、二氧化碳既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。7、氨是铜氨液中的主要组分，它以络合氨、固定氨、游离氨三种形式存在。8、合成尿素反应为： 。9、提高平衡氨含量的途径有：降低温度、提高压力、保持氢氮比为3左右、减少惰性气体含量 10、接触法制造硫酸生产过程包含有三

33、个基本工序：焙烧、转化、吸收11、硫铁矿在氧较充足的条件下，其焙烧反应方程式为。12、SO2催化氧化所用催化剂为：钒催化剂。13、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收14、生产纯碱最重要的方法为氨碱法、联合制碱法和天然碱加工。15、氨碱法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于石灰石煅烧。16、裂解气从裂解炉出来之后应立即进行急冷 处理，然后再净化。二、简答题（本题共45分，每题9分，共5题）1、 请绘出以硫铁矿为原料生产硫酸的方块流程图。2、不论是氨的合成还是裂解气的分离，都要进行压缩，而且采用的是多级压缩，为什么？2、（1

34、）氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。（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润滑油闪点，造成压缩机摩擦损耗和功耗增加。因此需要采用多段压缩，目的是尽可能接近等温压缩。3、联合法制碱包括哪两个过程？绘出其原则流程图？ 3、（1）制碱过程NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3+ NH4Cl（2）从母液中将氯化铵结晶出来：NH3 + HCO3 NH4+ + CO32NH3 + HCO3 NH2COO + H2O原则流程图：4、简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。4、压力：热力学上，

35、降压有利，但是实际采用加压操作，可以节省压缩功消耗；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，温度不能太高，具体与操作压力大小有关。一段炉1.8Mpa，出口温度约7603.2Mpa，出口温度约800二段炉：确保出口甲烷低于0.5%。出口温度需达1000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

36、越少，其大小的选择由设备尺寸，催化剂的颗粒大小以及操作压力等因素综合决定。5、简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。5、应使转化过程不在热力学析炭的条件下进行，也就是说，需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。选用适宜的催化剂并保持活性良好，以避免进入动力学可能析炭区。选择适宜的操作条件：检查转化管内是否有炭沉积。当析炭较轻时，可采取降压、减量，提高水炭比的办法将其除去。当析炭较重时，可采用蒸汽除炭。三、计算题（20分，每小题10分）1、某一氯碱工厂的电解车间，采用隔膜法电解食盐水溶液，共有40台电解槽，通电电流为10000A/台，求该厂每天

37、理论上可生产多少NaOH 、Cl2、 H2 ？1、解：NaOH的产量：G1 = 1.492 × 10000 × 24 × 40 / 106 = 14.32 (t)Cl2的产量： G2 = 1.323 × 10000 × 24 × 40 / 106 = 12.7 (t)H2的产量： G3 = 0.0376 × 10000 × 24 × 40 / 106 = 0.36 (t)2、 管式裂解炉原料乙烷进料1000kg/h，反应掉乙烷量700kg/h，得乙烯400 kg/h，求反应的转化率、选择性和收率。2、解：

38、按反应 C2H6 C2H4 + H2转化率 = （700/1000）×100% = 70%目的产物摩尔数 = 400/28 = 14.28 mol反应掉原料摩尔数 = 700/30 = 23.33mol选择性 = （14.28/23.33）×100% = 61.22%收率 = 转化率 × 选择性 = 70% × 61.22% = 42.85%化工工艺学试题七四、 填空题（本题共35分，每空1分，共35空）1、氨的生产方法有氰化法、直接合成法2、工业实践证明，煤气化操作采用三高一短，即高炉温、高风量、高炭层、短循环的经验是行之有效的。3、CO变换所用催化剂

39、分为低温变换催化剂 、高温变换催化剂和宽温耐硫变换催化剂。4、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脱硫 。5、铜铵液吸收法中，所采用的再生装置中三个塔从上到下的正确位置是：回流塔、还原器、再生器。、 。6、氨合成反应过程由气固相催化反应过程的外扩散、内扩散、化学反应动力学等一系列连续步骤组成。7、尿素合成条件下可能发生的副反应有三个：尿素的水解、缩合、异构化。8、合成尿素反应为 。9、SO2炉气干燥所采用的干燥剂为9395%的浓硫酸。 10、硫酸的生产方法主要有硝化法、接触法两种方法。11、纯碱的分子式为Na2CO3，倍半碱的分子式为

40、，洁碱的分子式为：Na2CO3·NaHCO3·2H2O 。12、联合法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于合成氨系统。13、苛化法制烧碱的原理为： 。14、芳烃的脱烷基化有：催化、催化氧化、加氢、水蒸气16、工业上烃类裂解乙烯的过程主要有：热裂解、裂解气预处理、裂解气分离二、简答题（本题共45分，每小题9分，共5题）1、 绘出天然气为原料合成氨的方块流程图2、简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。2、应使转化过程不在热力学析炭的条件下进行，也就是说，需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。选用适宜的催化剂并保持活性良好

41、，以避免进入动力学可能析炭区。选择适宜的操作条件：检查转化管内是否有炭沉积。当析炭较轻时，可采取降压、减量，提高水炭比的办法将其除去。当析炭较重时，可采用蒸汽除炭。3、氨合成的工艺条件如何选择？3、答案要点：温度：400500；压力：中小型厂2032Mpa；空间速度：根据压力来确定；进塔气体组成：氢氮比约3；惰性气体：根据新鲜原料气中量来确定；初始氨含量：越低越好，具体量由氨分离方法确定。水吸收可低于0.5%。4、简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？4、盐水制备、石灰石煅烧、吸氨、碳酸化、过滤、煅烧、氨回收。5、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催化剂的情况。5、过程项目甲

42、烷转化CO变换氨合成SO2催化氧化高变低变主要成分NiO2Fe2O3CuOFe3O4V2O5活性成分NiFe3O4CuFeV2O5载体耐火材料烧结型Al2O3 MgO主要成分/铁Al2O3硅铝酸钙助催化剂/Cr2O3、K2OCr2O3、ZnOAl2O3、K2OSiO2、CaOK2SO4活性温度范围500350400180250500左右450600三、计算题（20分，每小题10分）1、某一氯碱工厂的电解车间，采用隔膜法电解食盐水溶液，共有40台电解槽，通电电流为10000A/台，求该厂每天理论上可生产多少NaOH 、Cl2、 H2 ？1、解：NaOH的产量：G1 = 1.492 ×

43、10000 × 24 × 40 / 106 = 14.32 (t)Cl2的产量： G2 = 1.323 × 10000 × 24 × 40 / 106 = 12.7 (t)H2的产量： G3 = 0.0376 × 10000 × 24 × 40 / 106 = 0.36 (t)2、 管式裂解炉原料乙烷进料1000kg/h，反应掉乙烷量600kg/h，得乙烯340 kg/h，求反应的转化率、选择性和收率。2、解：按反应 C2H6 C2H4 + H2转化率 = （600/1000）×100% = 60%目的产

44、物摩尔数 = 340/28 = 12.143 mol反应掉原料摩尔数 = 600/30 = 20mol选择性 = （12.43/20）×100% = 60.7%收率 = 转化率 × 选择性 = 60% × 60.7% = 36.42%3、化工工艺学试题一答案一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分）1、；2、空气煤气；水煤气；混合煤气；半水煤气3、吸附态水；化学键态水4、铜锌铝系；铜锌铬系5、湿法脱硫；干法脱硫6、催化剂筐；热交换器7、2NH3 (g)+CO2 (g)=NH4COONH2 (l)；NH4COONH2 (l)NH2CONH2 (l)+H2O

45、(l)8、As<0.05%；C<1%；Pb<0.6%；F<0.05% 9、稳定的矿石组成；稳定的投矿量10、2NaCl+H2OCl2+H2+2NaOH二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分）1、答：危害： 炭黑覆盖催化剂的表面，堵塞催化剂的孔道，降低催化剂的活性。 炭黑的生成影响反应器内的传热，致使转化炉管壁局部过热，而缩短其使用寿命。 炭黑的生成能使催化剂粉碎，增大床层阻力，影响生产能力。应采取的措施： 提高蒸汽比（水碳比）； 保持催化剂的活性； 选择适宜的操作条件。2、答： 铁氧化物，含量为8090%，是催化剂的活性组分； 三氧化二铬，含量为3.015%，

46、是催化剂的稳定剂，防止催化剂中的铁组分过渡还原； 氧化钾，含量为0.20.4%，是催化剂的助剂，能提高催化剂的活性，强度及耐热性。3、答：优点： 转化反应速度快，最终转化率高； 能处理SO2含量较高的气体； 能减轻尾气的危害。缺点： 热量损失大； 阻力大，能耗增加； 流程长，操作复杂。4、答：优点：原料便宜；生产过程中氨能循环使用，损失少；能实现大规模连续生产；易实现机械化和自动化；产品质量高。缺点：原料利用率低；废液废渣污染严重，不便在内陆建厂；母液中含有大量的NH4Cl，需加入石灰乳才能使之分解，并通过蒸馏回收氨，设置蒸氨塔消耗大量蒸汽和石灰；流程长，设备庞大，能量消耗大。5、答： 转化率

47、：转化率(参加反应的原料量通过反应器的原料量)×100%； 产气率： 产气率(气体产物总质量原料质量)×100%； 选择性：选择性(转化为目的产物的原料摩尔数反应掉的原料摩尔数)×100%； 收率：收率(转化为目的产物的原料摩尔数通过反应器的原料摩尔数)×100%； 质量收率：质量收率(实际所得目的产物质量通入反应器的原料质量)×100%三、计算题（本题共30分，共2小题，每题各15分）1、解：CO变换的方程式为：CO+H2OCO2+H2设：在变换过程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设及题意可得：当反应到平衡时，CO转化的

48、物质的量为mol，而生成的CO2和H2的物质的量分别为mol和mol，则平衡时变换气的物质的量为：平衡时CO物质的量为：由CO物质的量的守恒则有：初始CO的物质的量转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有： 整理得：2、解：电能效率=(W理/W实)×100%=(I理×V理)/ (I实×V实) ×100%=(I理/I实)×(V理/V实) ×100%=95%×(2.171/3.35) ×100%=61.65%在电解过程中的电能的效率为61.65化工工艺学试题二答案一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2

49、分）1、0.5%；2.83.12、降压减量；提高水碳比3、温度；加热速率4、蓄热法；富氧空气气化法5、Cu(NH3)2+6、CO+3H2=CH4+H2O；CO2+3H2=CH4+2H2O；2COC+CO2；Ni+4CONi(CO)47、抑制缩二脲的生成；降低物系介质的腐蚀性8、焙烧；转化9、氨碱法；天然碱加工10、纤维素；半纤维素；淀粉；糖类二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分）1、答：主反应：； ； ； ； ； 副反应：； ； 2、答： 可以节省压缩功消耗； 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。3、答：湿法脱硫：吸收速度或化学反应速度快，硫容量大

50、，适合于高硫含量的原料气，脱硫液再生方便，可循环使用，还可回收硫黄，但脱硫精度不高。干法脱硫：使用固体脱硫剂，脱硫精高，可将硫化物脱至0.10.5cm3/m3，但脱硫设备机组庞大，更换脱硫剂工作笨重，再生能耗大，仅适用于脱除低硫或微量硫。4、答：优点： 可脱除多种杂质：H2S、CO2、COS、CS2、RSH、C4H4S、HCN、NH3和NO，同时还有脱水作用，使气体得到干燥，有用的组分在甲醇的再生过程中得到回收。 净化程度高：总硫可降到0.1ppm以下；CO2可降到10ppm以下。 可选择性脱除H2S和CO2，并可分别加以回收利用。 甲醇热稳定性和化学稳定性好，不会被降解，不腐蚀设备管道，便宜

51、，易获得，可大量生产。 可与液氮脱除CO、CH4联合使用，工艺更加合理，能节省投资和动力消耗。缺点： 甲醇有毒，对设备管道安装要求非常严格。 工艺流程长，再生过程比较复杂。5、答： 尿素水解反应：NH2CONH2+H2O=2NH3+CO2； 缩合反应：2 NH2CONH2NH2CONH2+NH3； 异构反应：NH2CONH2NH4NCO，NH4NCONH3+HNCO三、计算题（本题共30分，共2小题，每题各15分）1、解：CO变换的方程式为：CO+H2OCO2+H2设：在变换过程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设及题意可得：当反应到平衡时，CO转化的物质的量为mol，而生

52、成的CO2和H2的物质的量分别为mol和mol，则平衡时变换气的物质的量为：平衡时CO物质的量为：由CO物质的量的守恒则有：初始CO的物质的量转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有：整理得：2、解：电能效率=(W理/W实)×100%=(I理×V理)/ (I实×V实) ×100%=(I理/I实)×(V理/V实) ×100%=95%×(2.171/3.35) ×100%=61.65%在电解过程中的电能的效率为61.65化工工艺学试题三答案一、填空题（本题共30分，每空1分，共30空）1、造气、净化、压缩与合

53、成 2、残余CH40.5%、（H2+CO）/ N2 =2.83.13、；。4、Ni、Al2O3 5、湿法脱硫、氧化锌脱硫 6、对流段、辐射段 7、高温、 高压8、 9、硫铁矿10、 11、酸洗流程12、钒催化剂 13、两次转化两次吸收 14、氨碱法、联合制碱法 15、石灰石煅烧 16、17、乙烯 18、高温、停留时间短、低烃分压 19、急冷二、简答题（本题共60分，每题10分，共6题）答案要点：1、焙烧除尘净化干燥转化吸收产品硫酸As、Se、Pb、SiF4空气或O2FeS2SO2炉气烧渣降温SO2炉气杂质炉气酸雾SO2硫酸浓硫酸杂质烧渣O22、气体净化系统脱酸性气体、脱水、脱炔、脱一氧化碳。压

54、缩和冷冻系统加压降温。精馏分离系统精馏塔、分离甲烷、乙烯、丙烯、C4馏分及C5馏分。3、（1）氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。（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润滑油闪点，造成压缩机摩擦损耗和功耗增加。因此需要采用多段压缩，目的是尽可能接近等温压缩。4、（1）制碱过程NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3+ NH4Cl（2）从母液中将氯化铵结晶出来：NH3 + HCO3 NH4+ + CO32NH3 + HCO3 NH2COO + H2O原则流程图：过 滤碳酸化过 滤吸 氨冷却加盐氨母液氨母液母液NaHCO3去煅烧NaClCO2NH3吸 氨N