化工工艺学考试卷

《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_____________________-_、______________________和______________________，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：__________、__________、-_________和__________。

3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________

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：__________和_________-_两种类型。

6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________-__________（反应方程式）和________________________________________-____（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%、__________、__________、__________、__________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：①

稳定的空气量、②__________和③_________________。

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50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。 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。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。

4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。

5、写出转化率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式。

《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：①残余甲烷含量的体积分数小于__________；②(CO+H2)/N2(摩尔比)在__________之间。 2、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，当析炭较轻时可采用_____________和____-_______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__________、 __-_________和压力。

4、煤气化的工业方法要有_____________、___________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-_________。

6、在用甲烷化法脱碳时的主反应为______________________和_____________-_________；副反应为______________________和______________________。 7、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___________-___________；______________________和有利于调节操作的热平衡。 8、硫铁矿接触法生产硫酸的过程包括___________、__________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__________、___________和联合制碱法。 10、生物质是指自然界中含有__________、___________、__________、_______-____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。

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3.5～4.0Mpa，简述其原因。

3、简述合成氨原料气净化阶段湿法脱硫和干法脱硫两种方法各自的特点。 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。

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。

《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 、 和 三大步骤。

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：

； 。

3、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 ，载体是 。

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 。干法脱硫中最典型的方法是 。

6、一段转化炉 和 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 ，外筒只承受 。 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，我国 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 （请选择：酸洗流程或水洗流程）。 12、SO2催化氧化所用催化剂为： 。

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 。

14、生产纯碱最重要的方法为 、 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 。

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 。

18、烃类管式炉裂解生产乙烯要求为： 、 、 。

19、裂解气从裂解炉出来之后应立即进行 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？ 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？

4、联合法制碱包括哪两个过程？绘出其原则流程图？ 5、简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。 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，，求反应的转化率、选择性和收率。

《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 和 。

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：

； 。

3、CO变换所用催化剂分为 、 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 。

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： 、

、 。

6、一段转化炉根据烧嘴的位置不同可分为 、 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 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 。 12、硫酸的生产方法主要有 和 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 。 15、苛化法制烧碱的原理为： 。

16、有机化学工业的基本原料有：煤、 、 和 。

17、裂解气从裂解炉出来之后应立即进行 处理，然后再净化。 18、工业上烃类裂解乙烯的过程主要有： 、 、 。 19、乙烯收率与原料烃的族组成的关系为： 。 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

以降低原料气制备与净化系统的设备投资。

《化工工艺学》试题六答案

一、填空题（本题共35分，每空1分，共35空） 1、固体燃料、气体燃料、液体燃料 2、空气煤气、水煤气、混合煤气、半水煤气

3、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、Fe2O3、Cr2O3 5、物理法、化学法、物理-化学法 6、催化剂、尿素、碳酸氢铵 7、络合氨、固定氨、游离氨 8、CO2?2NH3?NH2CONH2?H2O 9、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、焙烧、转化、吸收 11、4FeS2?11O2?2Fe2O3?8SO2 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、急冷 二、简答题（本题共45分，每小题9分，共5题）

答案要点：

产品硫酸 2、（1）氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。

吸收 杂质 FeS2 As、Se、 Pb、SiF4

焙烧 SO2炉气 烧渣 除尘 SO2炉气 杂质 净化 炉气 酸雾 干燥 空气或O2

降温

浓硫酸

烧渣 硫酸 O2 SO2 转化 （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、（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+ + CO32

－－ NH3 + HCO3 → NH2COO + H2O

－－原则流程图：

NH3

Ⅰ过程 母液Ⅱ 吸 氨 氨母液Ⅱ NaCl CO2 加 盐 碳酸化 过 滤 NaHCO3去煅烧 Ⅱ过程

NH4Cl去干燥 过 滤 冷却加盐 NaCl

碳酸化 氨母液Ⅰ 吸 氨 母液Ⅰ

CO2 NH3

4、

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。压力通常为3.5~4.0Mpa。

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760℃3.2Mpa，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2.5~3.5。

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。

5、①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。

②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。 ③选择适宜的操作条件： ④检查转化管内是否有炭沉积。

⑤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。

《化工工艺学》试题七答案

一、填空题（本题共35分，每空1分，共35空）

1、氰化法、直接合成法 2、高炉温、高风量、高炭层、短循环 3、低温变换催化剂 、高温变换催化剂 4、湿法脱硫、氧化锌脱硫5、回流塔、还原器、再生器 6、外扩散、内扩散、化学反应动力学

7、尿素的水解、缩合、异构化 8、CO2?2NH3?NH2CONH2?H2O 9、93~95%的浓硫酸 10、硝化法、接触法 11、NaHCO3、 Na2CO3·NaHCO3·2H2O

12、合成氨系统 13、Na2CO3?Ca(OH)2?CaCO3??2NaOH

14、催化、催化氧化、加氢、水蒸气 15、急冷 16、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）

天然气 压 缩 脱 硫 蒸汽 一段转化 2、①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空气 于理论最小水炭比，这是保证不会有炭黑生成的前提。 压 缩 二段转化 ②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。

高温变换 低温变换 ③选择适宜的操作条件： ④检查转化管内是否有炭沉积。

⑤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、答案要点：温度：400~500℃；压力：中小型厂20~32Mpa；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、盐水制备、石灰石煅烧、吸氨、碳酸化、过滤、煅烧、氨回收。

5、

过程 项目 主要成分 活性成分 载体 NiO2 Ni 耐火材料烧结型Al2O3 MgO / ＞500 甲烷转化 高变 Fe2O3 Fe3O4 主要成分 Cr2O3、K2O 350~400 低变 CuO Cu / Fe3O4 Fe 铁Al2O3 Al2O3、K2O SiO2、CaO 500左右 CO变换 氨合成 SO2催化氧化 V2O5 V2O5 硅铝酸钙 助催化剂 活性温度范围℃ Cr2O3、ZnO 180~250 K2SO4 450~600

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