化工工艺学复习纲要

《化学工艺学》复习纲要

1 绪论

(1) 化学工业的范围、现状和发展方向？

(2) 无机化工、精细化工、生物化工、有机化工、煤化工和高分子化工等概念的含义。

(3) 化学工艺学和化学工业以及化学工艺、化学工程、工业催化和应用化学等学科的关系？

2 化工资源及其初步加工

(1) 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利 用途径有哪些？

(2) 试述煤化程度与煤性质及其应用的关系。

(3) 组成煤和石油的元素、化合物各有哪些？煤和石油在组成、结构和性质上有 何差别？目前合成有机化工产品原料路线多以石油和天然气为主的原因？ (4) 为多产芳烃，在催化重整中要控制哪些工艺参数？ (5) 石油通常可以按照哪几种方法进行分类？

(6) 围绕原油的常减压流程图：① 简述流程；② 原油为什么要进行预处理？③ 原油直接蒸馏后为什么还要经过减压蒸馏？ (7) 衡量汽油的质量指标有哪些？

(8) 什么是辛烷值？提高汽油辛烷值的方法有哪些？如何测定辛烷值？ (9) 什么是热裂化、催化裂化和加氢裂化？催化裂化和加氢裂化各有哪些特点？ (10) 什么是催化重整？其主要反应有哪些？简述催化重整催化剂的组成、作用及其发展趋势？

(11) 石油的一次加工、二次加工和三次加工过程有什么区别？加氢精制属哪类过程？它有什么作用？

参考答案：三次加工过程 主要指将二次加工生产的各种气体进一步加工，以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品，包括石油烃烷基化、烯烃叠合、石油烃异构化等。

(12) 什么是芳烃抽提？ (13) 原油的馏分？

3 通用反应单元工艺

(1) 氧化反应单元的含义、特点，这些特点和工艺流程的组织有什么具体的联系？氧化反应单元工艺中如何合理利用反应热？

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(2) 生产硫酸的主要原料和选择原则？

(3) 围绕接触法制硫酸的工艺流程图：① 简述流程；② SO2催化氧化生成SO3 的机理？③ SO2催化氧化生成SO3时，为什么要在不同温度条件下分段进行？④ 接触法生产硫酸时SO2转化反应的温度应如何控制？⑤ 三废如何治理？ (4) 表述催化剂活性的概念有哪些？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率 和选择性两个指标？

(5) 结合乙烯环氧化制环氧乙烷反应的特点，简述：① 环氧乙烷生产中车间的 安全问题；② 对氧化反应器的要求；③ 工艺条件，尤其是反应温度的控制；④ 管式反应器壳程冷却液传统采用导生油或煤油，为何现多改用沸水反应器？ (6) 氢化和脱氢反应单元各有哪些特性？影响氢化和脱氢反应单元的因素各有 哪些？如何抑制脱氢反应过程中的结焦副反应？ (7) 氢有哪些制备方法？烃类水蒸气转化制氢的流程？ (8) 乙苯与丙烯共氧化法生产苯乙烯的优缺点？

(9) 如何判断一个催化反应过程是否受内外扩散过程的影响？乙苯脱氢制苯乙烯时，如何选择适当的氧化铁系催化剂颗粒大小并控制乙苯液空速？采用稀释剂水蒸气的目的？

(10) 评价一个工艺过程的主要技术经济指标有哪些？

4 无机化工反应单元工艺

(1) 简述化学矿物加工成产品的一般生产流程。

(2) 什么是焙烧、煅烧和烧结？它们各有哪些相同和不同之处？试举例并写出实

际化工生成过程中的焙烧、煅烧和烧结反应式各一条？

(3) 什么是浸取？选择浸取剂有哪些原则？如何选择适当的浸取条件来提高矿

物的浸取速度？

5 有机化工反应单元工艺

(1) 烃类受热后主要发生哪两类反应，二者有何区别？简述各种烃类的热裂解反应规律？烃类热裂解时在原料气中加入水蒸气有哪些作用？ (2) 以乙烷为例说明烃类热裂解的反应机理。

(3) 为提高裂解产物中乙烯的含量应如何控制烃类热裂解的工艺条件？ (4) 裂解气深冷分离时回收冷量可以采用哪些措施？ (5) 说明催化裂化和烃类热裂解的异同点。

(6) 烃类热裂解过程中主要中间产物及其变化如下图所示：① 按反应先后顺序可 将其划分为一次反应和二次反应，说明二者的区别；② 为多产烯烃应如何控制烃 类热裂解的工艺条件？

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6 煤化工反应单元工艺

(1) 什么是煤的干馏？煤干馏时主要发生哪些变化？ (2) 煤的低温干馏和高温干馏有什么区别？ (3) 简述煤在高温干馏时炭化室内的成焦过程？

(4) 简述煤干馏时焦化产品的回收、加工和焦炉煤气的处理流程？

(5) 实习配煤炼焦有哪些积极意义？什么是煤气化联合循环发电技术？这种联 合循环发电由哪几部分组成？实现煤气化联合循环发电工艺有哪些好处？ (6) 什么是煤的气化？其气化产物有哪些？煤气化技术有哪些应用？简述煤的 气化过程？煤性质对煤的气化过程有哪些影响？

(7) 什么是理想水煤气和实际水煤气？间歇法制水煤气工作循环由哪几个阶段 构成？各起什么作用？

(8) 煤的液化有哪两种途径？有何异同点？什么是C1化学？ (9) 煤的间接液化工艺主要有哪两种？

(10) 用反应实例说明煤直接液化的原理？煤直接液化的反应历程？煤直接液化时为何要控制较高的系统温度和压力？

(11) 围绕煤加氢液化产物的液固分离流程：① 煤液化气体包括哪些？② 煤加 氢液化时为何要提供足够的氢？氢的来源？③ 如何采取有利供氢的措施？④ 前沥青烯、沥青烯和残渣的组成有何不同？④ 煤加氢液化油一般如何进一步分 离？

(12) 围绕维巴石油公司煤液化装置的工艺流程图：① 简述工艺流程；② 管式 炉中加热时加入氢气的作用？③ 常压塔7塔底产物混合油、减压塔8塔顶产物 等为何用作过程循环油？④ 煤加氢液化时消耗氢的流向？如何降低氢的消耗？ ⑤ 加氢反应器为何需要同时控制较高的系统温度和压力？

(13) 煤直接液化新技术的开发动向及其着眼点？煤-渣油共炼有什么优点？ (14) 泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤有什么共同点和不同点？为什么煤化程度增加，热解开始温度逐渐升高？ (15) 什么是合成气？

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7 精细化工反应单元工艺

(1) 精细化学品和专用化学品有什么不同？ (2) 精细化学品是如何进行分类的？

(3) 什么是涂料？它有哪些作用？其组成又有哪些？

综合与拓展

(1) 从你所学的各种反应单元工艺中总结一下催化剂在化工生产中起什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？

(2) 烃类热裂解时提高反应温度的技术关键在何处，应解决什么问题才能最大限 度地提高裂解温度？

(3) 试设计一个简单的流程表述烃类热裂解时从原料到产品所经历的主要工序 及其关系。

(4) 总结芳烃的来源及其主要生产过程。

(5) 绿色化学化工技术：绿色化学的概念；绿色化学的基本原则；绿色化学的前沿研究领域；

(6) 绿色化学与环境化学、环境治理有何区别？

(7) 评价化学过程绿色程度的主要指标有哪些？分别说明其含义。

(8) 如果让你从一种未知的化学矿物中提取某种化学品组分，你打算怎样安排实验室里的小试实验？注意从一般加工过程并结合自己的学习心得论述。 (9) 就你所熟悉的化工产品，请举一例简要阐述该产品的生产原理，画出生产工艺流程图，并指出该生产工艺的特点。

小知识：

1、为了满足对芳烃纯度的要求，目前工业上用溶剂萃取和萃取蒸馏两种方法来分离芳烃馏分。

2、乙烯、丙烯和丁二烯简称“三烯”，是石化工业的基础原料，其主要来源是烃类热裂解和炼厂气分离。

3、苯、甲苯和二甲苯在工业上俗称“三苯”，其主要来源是从炼焦副产粗苯中获取、从裂解汽油中获取和从重整汽油中获取。

4、乙苯与丙烯共氧化法生产苯乙烯时联产环氧丙烷的缺点？ 5、为得到-100℃以下的低温，工业上常采用的方法？

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