化工工艺学 - 习题1

1、化学工艺学是研究由 化工原料 加工成 化工产品 的化学生产过

程的一门科学，内容包括 生产方法、原理、流程和设备 。 2、化学工业的主要原料包括 化学矿、煤、石油和天然气 。

3、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。

4、化工中常见的三烯指 乙烯、丙烯、丁二烯 ；三苯指苯、甲苯、

二甲苯 。

5、石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合

物构成的混合物。石油中的化合物可以分为 烷烃、环烷烃、芳香烃 三大类。

6、为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加

工。一次加工方法为 常压蒸馏和减压蒸馏 ；二次加工主要方法有： 催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化 等。 7、辛烷值 是衡量汽油抗爆震性能的指标， 十六烷值 是衡量柴油

自燃性能的指标。

8、天然气的主要成分是 甲烷 。

9、天然气制合成气的方法有 蒸汽转化法(水合反应)和部分氧化法

(氧化反应)，主要反应分别是CH4+H2O→CO+3H2 和CH4+ 1/2O2→CO+2H2。

10、硫酸生产以原料划分主要有 硫磺 制酸、 硫铁矿 制酸等。 11、工业气体或废气脱硫方法分为两种，高硫含量须采用 湿法脱硫 ，

低硫含量可以采用 干法脱硫 。

13、SO2氧化成SO3反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此，

降低温度 、 提高压力有利于平衡转化率的提高。

14、接触法制硫酸工艺中主要设备包括 沸腾炉、接触室和吸收塔 。 15、硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括 SO2的制取和净化、SO2

氧化成SO3和SO3的吸收 。

16、氨的主要用途是 生产化肥和硝酸 。

17、合成氨反应方程式为 H2+3N2→2NH3，该反应是一个可逆、放热、

体积缩小的反应。

18、平衡氨浓度与温度、压力、氢氮比和惰性气体浓度有关。当温度

降低 ，或压力 升高 时，都能使平衡氨浓度增大。

19、目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是 煤和天然气 。 20、甲烷化反应是 CO+3H2=CH4+H2O 。

21、氯在氯碱厂主要用于生产 液氯和盐酸 。

22、氯碱厂的主要产品一般有 烧碱、盐酸、和液氯 。

23、食盐水电解阳极产物是 Cl2 ，阴极产物是 NaOH和H2 。

24、食盐水电解制氯碱方法有 隔膜法、汞阴极法和离子交换膜法 。 25、氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电

解槽，它们是 离子膜电解槽、隔膜电解槽、和水银电解槽 。 26、纯碱生产方法有 索尔维制碱法(氨碱法) 、侯氏制碱法(联合制

碱法) 。

27、索尔维制碱法主要原料是 NH3 、CaCO3 与NaCl 。

28、索尔维制碱法的总反应可以写成2NaCl +CaCO3=Na2CO3+CaCl2。 29、侯氏制碱法主要原料是 NH3 、CO2 与NaCl 。 30、侯氏制碱法的主要产品是 Na2CO3和NH4Cl 。 31、烷基化最典型的应用是 烷基化汽油生产和甲基叔丁基醚(MTBE)

生产 。

33、甲基叔丁基醚(MTBE) 是常用的汽油添加剂，是通过 烷基化 反

应生产的。

34、烃类热裂解中一次反应的主要产物为 乙烯和丙烯 。 35、烷烃热裂解主要反应为 脱氢反应和断链反应 。 36、羰基化最典型的应用是 甲醇制醋酸 。

37、催化剂一般由 活性组分、载体和助催化剂 组成。 38、乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是 Ag 。

39、环氧乙烷的主要生产方法是 乙烯环氧化 ，生产原料是 乙烯和

氧 ，主要用途是 乙二醇 。

40、皂化反应是指油脂在 碱性 条件下的水解反应。

41、煤的化工利用途径主要有三种，它们是 煤干馏、煤气化和煤液

化 。

42、已知有三种不同煤气化工艺，它们是 固定床、流化床、和气流

床 。

43、煤干馏产物有 焦炭、煤焦油和焦炉气 。 44、水煤气是以 水蒸气 为气化剂制得的煤气，主要成分是 CO和H2 。

半水煤气是以 空气和水蒸气 作气化剂制得的煤气，主要成分是 CO 、H2 和 N2 。

45、合成气的主要成分是 CO和H2 。

46、煤气化发生炉中煤层分为 灰渣层 氧化层、还原层、干馏层和干

燥层 。

47、煤液化有两种工艺，它们是 直接液化 和 间接液化 。 48、转化率是针对反应物而言的；选择性是针对目的产物而言的； 收

率等于转化率与选择性之积。

49、提高汽油辛烷值方法：降低烯烃含量；提高氧含量；添加甲基叔

丁基醚。 简答题

1、简述化学工程与化学工艺的关系。

答：化学工程主要研究化工生产中的共性问题，单元操作，工程

因素尤其是放大效应。化学工艺指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。它主要研究化工生产中的个性问题，即研究具体一个产品从初始原料到最终产品的整个过程以及系统优化。两者相辅相承，密不可分：化学工程的最新成果要通过具体产品的化学工艺体现出来，化学工艺的进步离不开化学工程的支撑。

2、简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。

答：硫酸生产包括三步，即二氧化硫制取、二氧化硫催化氧化为

三氧化硫、水吸收三氧化硫制硫酸，主要反应为：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，2SO2+O2=2SO3。SO3+H2O=H2SO4主要设备包括：沸腾炉，接触室，吸收塔等。 3、简述合成氨的主要生产步骤

答：煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和脱硫，但它们

都包括：制合成气、脱硫、变换、脱碳、净化、合成、压缩、分离等步骤。

4、目前合成氨生产的主要原料是什么？其原理及工艺流程主要差别有

哪些？

答：煤、天然气。煤和天然气生产合成氨工艺主要差别在造气和

脱硫，煤的主要成分是碳，造气反应主要包括煤燃烧、碳和水蒸汽反应。天然气主要成分是甲烷，造气主要反应是甲烷蒸汽转化。由于煤含硫量高，因此一般采用湿法脱硫，然后再干法脱硫；天然气含硫量低，一般是直接采用干法脱硫。 5、比较几种食盐电解工艺的优缺点。

答： 离子膜：代表发展方向，占地面积小、产品质量好，投资大、

投资回收期长；

隔膜：技术成熟、投资小，产品质量差；

水银：产品质量好，水银易造成环境污染，逐步淘汰。 6、比较索尔维制碱法、侯氏制碱法的优缺点。

答：索尔维制碱法工艺成熟，原料丰富，但原料利用率低，三废

排放量大。

侯氏制碱法原料利用率高，三废排放量小，缺点是原盐要求高，

氯化铵销路有问题。

7、简述煤化工利用的主要途径及相应产品。

答：(1) 焦化：焦炭、焦炉煤气、煤焦油。进一步加工可得上百

种产品，如苯、酚、萘、蒽等。

(2). 煤气化：制氢、合成氨、甲醇、二甲醚、汽油等。 (3). 煤液化：汽油、柴油、蜡等。

8、煤和石油在组成、结构及应用上有什么差别。

答：(1). 煤的H/C原子比远低于石油，含氧量远高于石油；

(2). 煤的主体是高分子聚合物，而石油的主体是小分子化合物； (3). 煤中矿物质较多。

(4). 石油采用蒸馏、萃取、催化裂化和催化重整等简单的物理化

学方法就可分离或改变结构，在化工中应用广泛。

(5) 煤须经焦化、气化或液化等深加工手段打破化学键，获得组

成复杂的低相对分子量化合物，由于技术及成本原因限制了它在化工中的应用，目前主要是用于生产焦炭、制合成气、合成氨、甲醇等。

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