工艺思考题-1

第一篇：工艺思考题-1

化工生产过程一般可概括为哪几个步骤？ 上烃类均不易吸附。裂解气分离靠的是深冷精馏，需要气液分5-1什么是合成气？有哪些原料可生产合成气？合成气的生产化工生产过程一般可概括为：原料预处理；化学反应；产品分离，不压缩，产生不了液相，就分离不了。为了节约能量，气方法有哪些？近年来出现哪些生产合成气的新方法？它们与离与精制三个步骤。体压缩采用多级压缩。原有生产方法相比有什么优点？化工过程的主要效率指标有？ 20脱甲烷塔的任务是什么?它在裂解分气离流程中占有怎样的答：H2与CO的混合气，比值随原料和生产方法不同，其H2化工过程的主要效率指标有：生产能力和生产强度；化学反应地位? ／CO(摩尔比)由0.5到3。的效率—合成效率；转化率、选择性和收率（产率）；平衡转脱甲烷塔的任务是：将裂解气中C1，H2及其它懒性气体与C2 原料：多种多样（煤、天然气、石油馏分、废料、垃圾）化率和平衡产率。以上组分进行分离。（1）以煤为原料的生产方法有间歇式和连续式两种操作方式。3 转化率、选择性、收率的基本溉念是什么?它们之间有什么它在裂解分气离流程中占有必不可少，对乙烯的纯度及收率影（2）以天然气为原料的生产方法主要有转化法和部分氧化法。关系? 响最大的地位。（3）以重油或渣油为原料的生产方法主要采用部分氧化法。转化率(X)：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起21采用催化加氢法脱除裂解气中炔烃的工艺流程有前加氢和生产合成气的新方法：近年来，部分氧化法的工艺因其热效率始量的分率或百分率。选择性(S)：体系中转化成目的产物的某后加氢两种，试解释何谓前加氢，何谓后加氢，并比较这工艺较高。H2/CO比值易于调节，故逐渐收到重视和应用，但需要反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。（表达流程的优缺点。有廉价的氧源，才能有满意的经济性。最近开展了二氧化碳转主、副反应进行程度的大小反映原料的利用是否合理）采用催化加氢法脱除裂解气中炔烃的工艺流程有前加氢和后加化法的研究，有些公司和研究者已进行了中间规模和工业化的收率（Y）：从产物角度来描述反应过程的效率。氢两种，（1）前加氢：在裂解气中氢气未分离出来之前，利用扩大试验。

关系：根据转化率、选择性和收率的定义可知，相对于同一反裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢，以脱除其中炔烃。优点：5-5天然气-水蒸汽转化法制合成气过程有哪些步骤？为什么应物而言，三者有以下关系：Y＝SX。对于无副反应的体系，流程简化，节省投资。缺点：操作稳定性差。（2）后加氢：指天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些脱硫方法较好？ S＝1，故收率在数值上等于转化率，转化率越高则收率越高；裂解气分离出C2馏分和C3馏分后，再分别对C2和C3馏分答：基本步骤有：原料气脱硫、脱硫后的原料气与水蒸气在一有副反应的体系，S<1，希望在选择性高的前提下转化率尽可进行催化加氢，以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。优点：温度段转化炉中进行反应生成合成气、未反应的甲烷与补入的氧气能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降较易控制，不易发生飞温。缺点：后加氢的缺点呢？流程复杂或空气燃烧放热，进行转化反应、根据对合成气使用目的不同低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，化，耗新氢。选择是否进行变换反应、脱除合成气中的二氧化碳，使成品气使目的产物的收率最高。22利用裂解汽油来生产芳烃时，首先要经过裂解汽油预处理及中只含有CO和H2。重要的有机化工基础原料有？ 裂解汽油的加氢这两道工序，试说明应用这两道工序的目的。即极少量的硫化物就会使催化剂中毒，使活性明显降低，时间重要的有机化工基础原料有：乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃利用裂解汽油来生产芳烃时，首先要经过裂解汽油预处理及裂不长就完全失活，所以必须先脱硫才能进行转化。

分子中具有双键，化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共解汽油的加氢这两道工序，裂解汽油预处理目的：分馏除去C5采用钴钼加氢转化-氧化锌组合法较好。原因是：钴钼加氢脱硫聚或自聚等反应，生成一系列重要的产物。馏分、部分C9芳烃与C9以上馏分；得到 C6-C8馏分。裂解剂先将原料中的有机硫化物氢解，转化成易于脱除的硫化氢，5 烃类热裂解其反应历程分为哪三个阶段？ 汽油的加氢目的：除去双烯烃、单烯烃和氧、氮、硫等有机化硫化氢再与氧化锌发生反应生成稳定的硫化锌固体，由于硫化烃类热裂解其反应历程分为：链引发、链增长、链终止三个阶合物。（一段加氢是将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以锌难离解，净化气中总硫含量（体积分数）可降低至0.1?106段。及烯基芳烃转化为芳烃；二段加氢主要使单烯烃饱和并脱除硫、以下，符合要求。烃类热裂解一次反应的现律性有哪些？ 氧、氮等有机化合物）5-7.为什么说一段转化管属于变温反应器？为什么天然气-烃类热裂解一次反应的现律性有：烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃23 简述苯、甲苯和各种二甲苯单体的主要生产过程，并说明水蒸气转化要用变温反应器？的反应规律。各自的特点。烃类热裂解的二次反应都包含哪些反应类型? 简述苯、甲苯和各种二甲苯单体的主要生产过程，并说明各自5-10一氧化碳变换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度包含：烯烃的再裂解、聚合、环化、缩合、生炭、加氢和脱氢的特点。苯、甲苯和各种二甲苯单体可以从由煤焦油、石油芳的因素有哪些？如何影响？为什么该反应存在最佳反应温反应类型。烃（主要来源于石脑油重整生成油及烃裂解生产乙烯副产的裂度？最佳反应温度与哪些参数有关？裂解原料性质的参数有哪四种？ 解汽油）中经过精制、芳烃抽提、精馏及通过吸附、结晶等过答：CO变换反应CO＋H2OCO2＋H2影响平衡因素有温度、水碳族组成---PONA值；氢含量；特性因数；芳烃指数四种。程分离提炼而得。除此之外，还可以通过以下各工艺来补充生比、原料气中CO2含量等。影响速度因素有压力（加压可以提9 什么叫停留时间?停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何产。1）苯单体的其他主要生产过程脱烷基化：甲苯脱甲基制苯。高反应物分压，在3.0MPa以下，反应速率与压力的平方根成正影响? 甲苯的歧化反应:通过甲苯歧化反应可使用途较少并有过剩的比，压力再高，影响就不明显了）、温度（CO的变换反应为可停留时间：裂解原料经过辐射盘管的时间。甲苯转化为苯和二甲苯两种重要的芳烃原料。2）各种二甲苯单逆放热反应，所以存在最佳反应温度）、水蒸气（水蒸气的用量停留时间与裂解温度对裂解产物分布影响：①高温裂解有利于体的其他主要生产过程。甲苯的歧化反应。通过甲苯歧化反应决定了H2O/CO比值，在水碳比低于4时，提高水碳比，可使反一次反应的进行。短停留时间可抑制二次反应的进行。同时可可使用途较少并有过剩的甲苯转化为苯和二甲苯两种重要的芳应速率增长较快，但水碳比大于4后，反应速率的增长不明显，减少结焦。②高温—短停留时间操作可以抑制芳烃的生成，减烃原料。C8芳烃的异构化：C8芳烃的异构化是以不含或少含故一般选用H2O/CO比为4左右）。因该反应为可逆放热反应，少汽油收率。③使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4对二甲苯的C8芳烃为原料，通过催化剂的作用，转化成浓度所以存在最佳反应温度Top，Top与气体原始组成、转化率及催中的双烯烃/单烯烃的比增大，工业上利用此效应，适应市场需接近平衡浓度的C8芳烃，从而达到增产对二甲苯的目的。化剂有关

要。24 芳烃转化的必要性与意义是什么？ 5-12一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？10 烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中，加入水蒸气的作用是什芳烃转化的必要性与意义是：芳香烃中需求量最大的是对二甲使用中注意哪些事项？

么？ 苯、邻二甲苯及乙苯。而粗苯、乙烯裂解汽油的芳烃中主要含答：一氧化碳变换催化剂有三大类，①铁铬系变换催化剂，反烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中，加入水蒸气的作用是：1.易量为苯；重整芳烃中对二甲苯及邻二甲苯含量也不高。因此将应前还原成Fe3O4才有活性，适用温度为300～530℃，为中温

分离；2.热容量大，使系统有较大的热惯性；3.抑制硫对镍铬合苯、甲苯、间二甲苯转化为对二甲苯、邻二甲苯及乙苯很有必或高温变换催化剂；②铜基变换催化剂，反应前要还原成具有金炉管的腐蚀；4.脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用。要。2）主要的芳烃转化反应：a.异构化反应：间二甲苯转化为活性的小铜晶粒，适用温度为180～260℃，为低温变换催化剂；11 烃类蒸汽热裂解过程中，为什么要采取高温短停留时间、对二甲苯及邻二甲苯。b.歧化反应：甲苯歧化为二甲苯。c.烷基③钴钼系耐硫催化剂，反应前将钴、钼氧化物转变为硫化物才低烃分压的操作条件？ 化反应：苯与乙烯通过烷基化转化为乙苯。有活性，适用温度为160～500℃，为宽温变换催化剂。裂解过程的工艺参数选择：高温短停留时间，低烃分压。原因 5-14在合成气制造过程中，为什么要有脱碳（CO2）步骤？通常

如下：1）高裂解温度。裂解反应为一级不可逆强吸热反应；提5.SRT管式裂解炉的盘管结构从I型到VI型经历了哪些变有哪些脱碳方法，各适用于什么场合？

化？这些结构的变化对裂解反应具体有哪些影响？ 高裂解温度，有利于乙烯产率的增加。裂解温度的提高受到a)答：在将气、液、固原料经转化或气化制造合成气过程中会生

二次反应的产物分布及目的产品收率的限制；b)受到.裂解炉管双辐射立管实现高温短停留时间；分叉变径管实现低压降和低成一定量的CO2，尤其当有一氧化碳变换过程时，生成更多的烃分压；耐高温材质以及增加管排实现高热强度并提高产量；CO2，因此需要脱除CO2。通常脱碳方法有化学吸收法（本菲尔的结焦影响及清焦周期的限制；c.受到裂解炉管材质要求的限

制。2）低停留时间。停留时间越短，可以抑制二次反应的进行，多分叉变径管、带内翅片缩短停留时间延长清焦期。法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法）、物理吸收对提高乙烯产率有利。3）低烃分压。乙烯裂解反应为体积增大 法（低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法）、物的化学反应。降低压力有利乙烯的生成。乙烯裂解反应为气相3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的理-化学吸收法、变压吸附法。

反应。裂解反应为一级反应；缩合/聚合反应为二级反应，压力裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷5-15工业上气体脱硫有哪些方法，各适用于哪些场合？ 提高，反应物浓度增加，反应速度加快。但对缩合/聚合反应增烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。造成裂解过程结焦生碳的主答：脱硫方法有干法和湿法。

加的幅度更大。所以应采取低的反应压力。4）稀释剂。稀释剂要反应是哪些？ 干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸

由表3-3各种键能比较的数据可看出：①同碳数的烷烃C-H收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。作用是降低烃分压，防止裂解炉管内壁的结焦。同时可以.稳定答：

裂解温度，.脱除结焦。缺点是需要的急冷速度、急冷剂用量大；.键能大于C-C键能，断链比脱氢容易；②烷烃的相对稳定性随干法脱硫适用于低含硫气体的精脱硫；湿法脱硫剂为液体，一

异构烷烃般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。处理能力下降；.所需炉管管径、管长增大，所需的热负荷增加。碳链的增长而降低;③异构烷烃的键能小于正构烷烃，更容易发生脱氢或断链。12 管式裂解炉辐射盘管的清焦方法（原理）是什么？

管式裂解炉辐射盘管的清焦方法（原理）是：（1）停炉清焦：由表3-4数值，可看出：①烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应

断链反应的标准自由焓有较大的负值，切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空气和比断链反应吸热值更高；

水蒸气烧焦。（2）在线清焦：交替裂解法和水蒸气、氢气清焦是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小

法。切换物料。其它方法：加入助剂，起到抑制作用。原理：的负值，是可逆过程，受化学平衡的限制；②乙烷不发生断链

利用空气或空气中的氧与焦垢反应气化而达到清焦的目的。反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不

发生变化。13 裂解气分离装置主要由那几个系统所组成？

裂解气分离装置主要的系统有：净化系统；压缩和制冷系统；烷烃热裂解的规律：

烷烃热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应：RCH2-CH3↔CH＝精馏分离系统所组成。

CH2+H2②断链反应：RCH2-CH2-R′↔RCH＝CH2+R′H不同烷烃14 为什么要对缓解气进行急冷?急冷方式有哪几种?

可以从分子结构中键能数值的大小来判断。急冷的目的：终止裂解反应，回收废热；急冷方式：直接急冷、脱氢和断链的难易，a同碳数的烷烃，断链比脱氢容易； 间接急冷。

b烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;15 裂解气进行预分离的目的和任务是什么？

裂解气进行预分离的目的和任务任务：（1）经预分馏处理，尽c脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之，可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，伯氢最难；

并降低裂解气压缩机的功耗。（2）裂解气经预分馏处理，尽可环烷烃裂解的规律：

能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的进料负荷。a侧链烷基比烃环易裂解，乙烯收率高。

（3）在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水b环烷烃脱氢比开环反应容易，生成芳烃可能性大。的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排c长侧链的环烷烃断侧链时，首先在侧链的中央断裂，至烃环

放量。（4）在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热不带侧链为止；五元环比六元环较难开环。

d环烷烃裂解反应难易程度：侧链环烷烃＞烃环，脱氢＞开环。量。裂解气中严格控制的杂质有哪些？这些质存在的害处？用原料中环烷烃含量增加，则乙烯收率下降，丙烯、丁二烯、芳

烃收率增加。什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？

裂解气中严格控制的杂质有：H2S、CO2、H2O、C2H2、CO芳香烃热裂解的规律：

a芳烃的脱氢缩合反应，生成稠环芳烃甚至结焦； 等。

杂质存在的害处：①对裂解气分离装置而言，CO2会在低温下b烷基芳烃的侧链发生断裂或脱氢反应，生成苯、甲苯和二甲

结成干冰，造成深冷分离系统设备和管道堵塞。②H2S将造成苯；

加氢脱炔催化剂和甲烷化催化剂中毒。对于下游加工装置而言，c芳香烃不宜作为裂解原料，因为不能提高乙烯收率，反而易

当氢气、乙烯、丙烯产品中的酸性气体含量不合格时，可使下结焦缩短运转周期；

正构烷烃＞异构烷烃＞环烷烃(六元游加工装置的聚合过程或催化反应过程的催化剂中毒，也可能d各族烃的裂解难易程度：

严重影响产品质量。③水分带入低温分离系统会造成设备和管环＞五元环)＞芳烃。

道的堵塞，除水分在低温下结冰造成冻堵外，在加压和低温条造成裂解过程结焦生碳的主要反应：

①烯烃经过炔烃中间阶段而生碳 件下，水分尚可与烃类生成白色结晶的水合物。

除掉这些杂质的方法：碱洗法脱除酸性气体；乙醇胺法脱除酸②经过芳烃中间阶段而结焦萘

性气；H2S、CO2无机碱洗或醇胺湿法脱除；H2O：3A分子筛3-4提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最

大限度提高裂解温度？ 吸附脱除；C2H2、CO催化加氢脱除。

答：裂解反应的技术关键之一是采用高温-短停留时间的工17 裂解气分离的流程方案有多种，但都有一个共同点是什么?

裂解气分离的流程方案有多种，但都有一个共同点是：先分离艺技术。提高裂解温度，必须提高炉管管壁温度，而此温度受

到炉管材质的限制。因此，研制新型的耐热合金钢是提高反应不同碳原子数的烃；再分离同碳原子数的烷烃和烯烃。

温度的技术关键。当炉管材质确定后，可采用缩短管长（实际18 裂解气深冷分离的三大代表流程中是什么？

裂解气深冷分离的三大代表流程中是：顺序流程；前脱乙烷流上是减少管程数）来实现短停留时间操作，才能最大限度提高

程；前脱丙烷流程。1）分离流程的共同点：a.裂解气的分离由裂解温度。或者改进辐射盘管的结构，采用单排分支变径管、三个系统构成：气体净化系统，压缩与冷冻系统，精馏分离系混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐

统。b.都是先将不同碳原子数的烃分开，然后再采取先易后难射盘管，这些改进措施，采用了缩小管径以增加比表面积来提的分离顺序分离同一碳原子的烃。c.最终出产品的乙烯塔与丙高传热面积，使壁温下降，提高了盘管的平均传热强度，由此

烯塔并联安排，并且排于最后。2）流程的特点优缺点、适用达到高温-短停留时间的操作条件。

范围：1）顺序分离流程：工艺简单，适用于所有裂解原料。其3-5为了降低烃分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量

中的中、低压脱甲烷技术，流程复杂。2）前脱丙烷流程：适用确定的原则是什么？

于液体原料。流程简单、运行稳定、开车时间短。深冷部分采答：①裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离，用分凝分离器前脱丙烷流程，能耗低，但流程中的热泵系统的不会增加裂解气的分离负荷和困难。②水蒸气热容量大，使系

统有较大热惯性，当操作供热不平衡时，可以起到稳定温度的优化不好，其采用的特殊设备分凝分离器价格昂贵。

19分子筛脱水干燥的原理是什么?为什么裂解气要进行压缩？作用，保护炉管防止过热。③抑制裂解原料所含硫对镍铬合金

炉管的腐蚀。④脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体的生为什么要采用多级压缩?

分子筛脱水干燥的原理：3A分子筛是极性吸附剂，对极性分子碳反应。

特别是水有极大的亲和性，易于吸附，而对H2、CH4和C3以

第二篇：大学 食品工艺 课后思考题

第一章

食品的腐败变质及其控制

1．引起食品腐败变质的生物学因素及其特性。

（1）外在因素

1．微生物：

细菌：细菌引起的变质一般表现为食品的腐败；细菌会分解食品中的蛋白质和氨基酸，产生臭味或异味，甚至伴随有毒物质的产生；

酵母菌：在含碳水化合物较多的食品中容易生长发育，在含蛋白质丰富的食品一般不生长；在pH5.0左右的微酸性环境生长发育良好；

霉菌：在有氧、水分少的干燥环境能够生长发育；富含淀粉和糖的食品容易生长霉菌，出现长霉现象；

2．害虫和啮齿动物：

害虫：主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类、螨类。

啮齿动物：对食品危害最大的啮齿动物是老鼠。

（2）内在因素

食品自身的酶作用和各种理化作用

2.试述引起食品腐败变质的化学因素及其特性。

酶的作用：

（1）酶作用引起的食品变质主要表现在色、香、味、质地的变劣；

（2）非酶褐变：美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化反应

（3）氧化作用：脂肪的氧化

3.温度和水分对食品的腐败变质有何影响。

答：温度：影响食品中发生的化学变化和酶催化的生物化学反应速度以及微生物的生长发育

水分：水分不仅影响食品的营养成份，风味物质和外观形态的变化，而且影响微生物的生长发育。

4.食品保藏的基本原理是什么？

无生机原理……无菌原理；

假死原理……抑制微生物；

不完全生机原理……保鲜；

完全生机原理……发酵原理

5．如何根据食品的腐败变质的症状判断食品败坏的原因，制定相应的防治措施？

6.栅栏技术的基本原理是什么？食品生产和保藏过程中如何应用栅栏技术？

答：基本原理：各栅栏因子单独或相互作用，形成特有的防止食品腐败变质的“栅栏效应”，使微生物不能逾越，从而达到保藏食品的目的。

应用：⑴食品加工与保藏中的微生物控制；⑵食品加工与保藏中的工艺改造、新产品开发；⑶与HACCP有某些相同的作用。

7.食品标签的内容及其基本要求有那些？

1．内容：食品名称；配料表；净含量及固形物含量；制造者、经销者的名称和地址；日期标志和储藏指南；质量等级：按标准中的规定标注；产品标准号；特殊标记内容；条形码；各种标志

2．基本要求：

（1）食品标签不得与包装容器分开。

（2）食品标签的一切内容，不得在流通环节中变得模糊甚至脱落；必须保证消费者购买和食品时醒目，易于辨认和识读。

（3）食品标签的一切内容，必须清晰，简要，醒目，文字，符号，图形应直观，易懂，背景和底色应采用对比色。

（4）食品名称必须在标签的醒目位置，食品名称和净含量应排在同一视野内。

（5）食品标签所用文字必须是规范的文字。

（6）食品标签所用的计量单位必须以国家法定计量单位为准.第二章

食品干藏

1．水分活度与微生物的发育和耐热性的关系

答：1）与发育的关系：A.水分活度下降，微生物的生长繁殖速度下降，甚至等于零。B.微生物的种类不同，最适宜的水分活度和最低水分活度不同

；C.最适宜的水分活度和最低水分活度除与微生物的种类有关，还与食品的种类、温度、酸度有关；

2）与耐热性的关系：水分活度降低，微生物的耐热性增加。

2．水分活度与酶活性和酶耐热性的关系

答：1）与酶活性的关系：各种生化反应的发生都需要满足一定的水分活度条件；水分活度降低，酶的活性下降，对应的生化反应速度减慢；酶起作用的最低水分活度与酶的种类、温度、pH有关。

2）与酶耐热性的关系：水分活度降低，酶的热稳定性增加，食品干制过程的条件难以钝化酶的活性。食品干制后，酶的活性降低，但底物的浓度增加，生化反应的速度可能加快或减慢。

3．水分活度与氧化，非酶褐变的关系

答：1）与氧化的关系：当食品的水分活度小于单分子吸附水所对应的水分活度时，氧化反应速度随水分活度降低而增大，脂肪的氧化表现为过氧化物价的增加；当食品的水分活度大于单分子吸附水所对应的水分活度时，氧化反应速度随水分活度降低而减小，脂肪的氧化表现为水解。

2）与非酶褐变的关系：一般非酶褐变最适宜的水分活度为0.6~0.9，当水分活度为0或1，非酶褐变的速度等于零即食品中的水分活度特高或特低，非酶褐变的速度也很低，反应物的浓度对非酶褐变反应速度有重大影响。

4．影响食品湿热传递的因素

干燥介质的温度；

干燥介质的湿度；

干燥介质的流速；

食品的种类、大小、表面积；

原料的装载量；

5．什么是干燥曲线，干燥速度曲线和温度干燥曲线？它们有什么意义？

（1）干燥曲线：说明食品含水量随时间而变化的关系曲线。

意义：从图中曲线可以看出，在干燥开始后的很短时间内，食品的含水量几乎不变。随后，食品的含水量直线下降。在某个含水量以下时，食品含水量的下降速度将放慢，最后达到其平衡的含水量，干燥过程即停止。

（2）干燥速度曲线：干燥过程中任何时间的干燥速度与该时间的食品绝对水分之间关系的曲线。

意义：该曲线表明，在食品含水量仅有较小变化时，干燥速度即由零增加到最大值，并在随后的干燥过程中保持不变，称为恒率干燥期。当食品含水量降低到第一临界点时，干燥速度开始下降，进入降率干燥期。

（3）温度干燥曲线：干燥过程中食品温度与其含水量之间关系的曲线。

意义：由图中可以看出，在干燥的起始阶段，食品表面温度很快达到湿球温度。在整个恒率干燥期内，食品的表面均保持该温度不变，此时食品吸收的全部热量都消耗于水分的蒸发，从第一临界点开始，由于水分扩散的速度低于水分蒸发速度，食品吸收的热量不仅用于水分蒸发，而且是食品的温度升高。当食品含水量达到平衡含水量时，食品的温度等于加热空气的温度（干球温度）。

6．如何计算食品的干燥时间

答：1）对于恒率干燥期的干燥时间可用下式计算

式中：W1为恒率干燥的初始含水量；Wc为恒率干燥结束时的含水量；v为恒率干燥速度。

2）对于降率干燥期的干燥时间可用下式来计算

式中：G为待干食品的重量;A为待干食品的蒸发面积；N为降率干燥速度；W1为降率干燥阶段结束时的含湿量；W2为降率干燥开始时食品的含湿量。

7.常见食品的干燥方法有哪些？分析其各自的优缺点？

答：自然干燥法和人工干燥法

(1)自然干制特点：

A.方法和设备简单，无能耗，生产费用低，管理粗放；

B.干制时间长，干制品质量差；

C.受气候条件限制；

D.需要大面积的晒场，劳动强度大，生产效率低；

(2)人工干制特点：

A.干燥速度快，干制品质量好；

B.不受气候条件限制，工艺条件易于控制；

C.卫生条件好；

D.需专用设备，管理要求严格；

E.能耗大，干制费用高；

8.试述升华干燥的原理，如何加快升华干燥速度？

答：原理：根据水相平衡关系，在一定的温度和压力条件下，水的三种相态之间可以相互转化。当水的温度和压力与其三相点温度和压力相等时，水就可以同时表现出三种相态。而在压力低于三相点压力时，或在温度低于三相点温度时，改变温度或压力，就可以使冰直接升华成水蒸气。方法：

9.食品干制过程中发生哪些变化？分析这些变化对食品质量有什么影响？

一．物理变化：

1）干缩：干缩导致体积缩小，肌肉组织细胞的弹性部分或全部丧失，而且干缩之后有可能产生所谓的多孔性结构；

2）表面硬化：发生表面硬化之后，食品表层的透气性将变差，使干燥速度急剧下降，延长了干燥过程；

3）溶质迁移现象：溶解在水分中的溶质随水分向表层迁移。

二．化学变化：

1）营养成分的变化：A.碳水化合物的减少

；B.脂肪氧化；C.蛋白质脱水变性；

D.维生素的损失

2）色泽的变化：①非酶褐变；（A.羰氨反应；B.焦糖化反应；C.维生素C的氧化）②酶褐变；③色素物质本身的变化

3）风味的变化：A.挥发性风味物质的损失；B.脂肪类物质氧化形成的异味和异臭；C.产生某些特殊香气

三．组织学变化：干制品复水性变差，复水后的口感较为老韧，缺乏汁液。

10．不同的干制品放在一起储藏时将会发生什么样的变化？这些变化会带来哪些影响？

可能会发生串味

不同种类的食品在同一个冷藏间内储藏，气味强烈的食品会将味道传给其他食品；

防止酶促褐变的措施：热烫、硫处理、稀盐水浸泡

防止非酶褐变的措施：亚硫酸盐处理

11．你是否认为干燥技术是一种有发展前景的食品保藏技术？

第三章

食品低温保藏

1.食品低温保藏的原理是什么？

答：借助人工制冷技术降低食品温度达到适当程度的低温并始终维持这样的低温来保藏食品，在这样的低温下能阻止或延缓食品的腐败变质。

2．低温对微生物和酶的影响？

答：低温对微生物的影响：微生物对低温的敏感性较差，绝大多数微生物处于最低生长温度时，新陈代谢已减弱到极低程度，呈休眠状态。再进一步降温，就会导致微生物死亡。

低温对酶的影响：A.温度降低，酶的活性降低；

B.当食品温度低于冻结点时，一部分水结冰，导致食品的水分活度下降，酶的活性降低；C.低温并不能完全抑制酶的活性；

D.食品解冻时酶的活性大大增强，从而使食品品质快速下降。

3.食品的冷却目的和方法有那些？

答：目的是快速排出食品内部的热量，抑制微生物的生长繁殖和生化反应速度

方法：空气冷却法，冷水冷却法，碎冰冷却法，真空冷却法

4.食品的冷藏方法及其特点？

1）自然空气冷藏法：通风库效果不如冷库，但费用较低

2）机械空气冷藏法：制冷通过机械进行，利用空气作冷却介质的，故热传导较慢。

3）气调冷藏法：a）抑制果蔬的后熟；b)减少果蔬损失；c)抑制果蔬的生理病害；d)抑制真菌的生长和繁殖；e)防止老鼠的危害和昆虫的生存。

5.食品冷藏过程中的质量变化表现在哪里？其控制措施是什么？

答：A.水分蒸发：表现：失去新鲜饱满的外观，出现明显的调萎现象。措施：控制温差，湿度和流速

B.冷害：表现：表皮凹陷；果肉组织的褐变；未成熟的果实采后受到冷害将不能正常成熟或着色不均匀，不能达到食用标准；叶菜上和有些果实上出现的水浸状斑点；快速腐烂。措施：控制冷害临界温度的值和时间的长短。

C.后熟作用：表现：可溶性糖含量升高，糖酸比例趋于协调，可溶性果胶含量增加，果实香味变得浓郁，颜色变红或变艳，硬度下降。措施：控制其后熟能力，低温。

D.移臭和串味：表现：互相吸收气味。措施：凡是气味互相影响的食品应该分别储藏，或包装后进行储藏。

E.肉的成熟：表现：经过一段时间肉质变得粗硬，持水性大大降低。继续延长放置时间，则粗硬的肉又变成柔软的肉，持水性也有回复，而且风味极大的改善。措施：低温。

F.寒冷收缩：肉质硬、嫩度和风味差；

G.脂肪氧化；

H.其他变化。

6.简述食品的冻结过程及其常用的冻结方法？

答：食品的冻结过程一般可以分为三个阶段：1）初阶段：从初温到冻结点，降温快，其中会出现过冷现象。2）中阶段：降温慢，食品中大部分水冻结成冰。3）终阶段：从成冰后到终温，此时放出的热量，一部分用于降温，一部分用于继续结冰。

常用的冻结方法：1）间接冻结：静止空气冻结，送风冻结，强风冻结，接触冻结。2）直接冻结：冰盐混合物冻结，液氮与液态二氧化碳冻结。

7.冻结食品在包装和储藏方面应注意哪些问题？

答：包装应注意：为避免冻品的干耗、氧化、污染等，包装材料应选择透气性能低的材料。在分装时，应保持在低温下进行工作，同时要求在短时间内完成，重新入库。

储藏应注意：要求贮温控制在-18℃以下，或者更低，而且要求温度要稳定，减少波动，并且不与其他异味的食品混藏，最好采用专库储存。

8.食品在冻藏过程中容易发生哪些变化？如何对其进行控制？

答：1）冰晶的成长和重结晶：来不及转移就在原位置冻结，保持冻藏库温度稳定，避免储运温度波动。2）干耗：保持冻藏时足够的低温，减少温差，增大相对湿度，加强冻藏品的密封包装，采取食品表面镀冰衣的方法。3）冻结烧：采用较低的冻藏温度，镀冰衣或密封包装。4）化学变化5）液汁流失

9.TTT的概念，计算及其重要性？

概念：速冻食品在生产，储藏及流通各个环节中，经历的时间和经受的温度对其品质的容许限度有决定性的影响。

计算：1）算出品质下降值为1.0时的每天品质下降量q；

(q

=1.0/

d）。2）算出各阶段的品质下降量Qi；(Q

i=

q×d）。3）将各阶段的品质下降量累计，即为最终品质下降量。Q

1.0

品质可认为优良；

Q

1.0

品质下降明显，数值越大，品质越低劣。

重要性：

10.简述冻结食品的解冻过程和方法？如何控制解冻过程中食品质量的变化？

答：食品的解冻过程可分成三个阶段：

A.冻藏温度

~

—5℃；

B.—5℃

~

冻结点（最大冰晶融化带），有效解冻温度带，与最大冰晶生成带相反；

C.冻结点~解冻终温。

方法：1）空气式；2）液体式；3）水蒸气式（常压型、真空型）；4）内部加热式

如何控制：

第四章

食品罐藏

1.影响微生物耐热性的因素有哪些？

答：微生物的种类和数量；热处理温度；食品成分。

2.高温如何影响食品中酶的活性？

答：p106

3.罐头为何要排气，常见的排气方法有哪些？

1）防止或减轻因加热杀菌时内容物的膨胀而使容器变形或破损，影响金属罐的卷边和缝线的密封性，防止玻璃罐跳盖。

2）防止罐内好气性细菌和霉菌的生长繁殖。

3）控制或减轻罐藏食品在储藏过程中出现的马口铁罐的内壁腐蚀。

4）避免或减轻罐内食品色，香，味的不良变化和纤维素等营养物质的损失。

热力排气法，真空封罐排气法，蒸汽喷射排气法。

4.封罐时应注意哪些问题？

答：

5.罐头传热的方式有哪几类？哪些因素会影响传热效果？

答：导热，对流传热，对流导热。

食品的种类；罐藏容器材料的物理性质；罐头食品的初温；杀菌锅的形式和罐头的大小、在杀菌锅内的位置、排列方式

6.如何计算罐头的合理杀菌时间？

答：τ=D（lga—lgb）（a：细菌初始数；b：τ分钟加热处理后的残存活菌数）

D2＝D1

10（t1

–

t2）/

Z，τn=

n

D

已知肉毒杆菌在121℃时的D值为0.26min，Z值

为10℃。若要把芽孢数从107减少到105，求在115℃

下所需的加热时间。

7.什么是安全F值？它与实际杀菌时间有何关系？

答：安全F值：在一定温度下杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间。

关系：F值越大，杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间越长；反之，F值越小，杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间越短。

8.罐头食品常用的杀菌方式有哪些？

答：热处理，辐射，加压，微波，阻抗

9．高压杀菌的规程和注意事项有哪些？

答：

10.简述罐头食品胀罐的类型及原因？

答：隐胀，轻胀，硬胀

①物理性胀罐:装罐量过多、顶隙太小、排气不足、杀菌后冷却速度过快等造成，一般在杀菌冷却后即可发现。

②化学性胀罐:酸性食品与罐内壁发生电化学反应，使罐内壁被腐蚀，同时产生氢气聚积在罐内，一般要在罐头贮藏了一定时间才能发现。

③细菌性胀罐:由产气细菌的生长繁殖引起，在罐头贮藏期间出

现，同时伴随着食品的变质，经保温检查也能发现

11.分析罐内食品变质的原因，生产中应如何防止变质现象发生？

答：原因：罐头密封性不好；微生物存在；

质量严格要求；加强冷却水的卫生管理；

12.分析罐头容器腐蚀的类型，原因，如何采取防止措施？

均匀腐蚀：酸性食品腐蚀，降低食品酸度或使用耐酸性罐；

部分腐蚀：顶隙残存氧气的氧化作用，尽可能排气干净；

集中腐蚀：酸性食品腐蚀或空气含量高，降低食品酸度和含气量

异常脱锡腐蚀：食品内含有特种腐蚀因子；

硫化腐蚀：含硫蛋白质较高的食品,在杀菌和贮藏时分解放出硫化氢或其它有机硫化物，与锡、铁作用产生黑色化合物。

其他腐蚀：

13．新含气调理食品的生产原理是什么？

答：食品原料预处理后，装在高阻氧的透明袋中，抽出空气后注入不活泼气体并密封，然后在多阶段升温，两阶段冷却的调理杀菌锅内进行温和式杀菌，用最少的热量达到杀菌的目的，较好的保持了食品原有的色香味和营养成份，并可在常温下保藏和流通长达6-12个月。

来自食工（老胡）课件的思考题：可以看一下！

第1章

食品的腐败变质及其控制

1、食品工艺学的内涵

2．试述引起食品腐败变质的主要因素（生物学因素、物理因素、化学因素）及其特性。2．温度和水分对食品的腐败变质有何影响?

3．食品保藏的基本原理与保藏技术的四大类（维持最低生命活动

保鲜贮藏、抑制微生物活动和酶的活性

干制。冷冻冷藏。腌制、运用发酵原理

乳酸。酒精。醋酸发酵、无菌原理

罐藏）?

4、酶活性的控制（降温与热处理、化学处理）

5、微生物的控制途径（加热/冷却、控制水分活度、控制渗透压、控制pH、使用添加剂、辐照、微生物发酵）

5、栅栏技术的基本原理是什么?食品生产和保藏过程中如何应用栅栏技术?

5．食品标签必须标注的内容及其基本要求有哪些?

第2章食品的低温保藏

1.温度对微生物生长发育和酶及各种生物化学反应有何影响？

2、为什么要预冷，预冷有哪些方法；

2.什么条件下冷冻产品会腐败和食用不安全？保证冷冻产品安全的关键有哪些方面？

3.冻结过程可分哪几个阶段？如何理解快速通过最大冰晶生成区是保证冻品质量的最重要的温度区间？

快速冻结可获得均匀致密的干制品，细胞膜和蛋白质受破坏小，复水后食品弹性好，持水力强

4.冻结和冻藏对果蔬有何影响？

4、冻结速度快慢对冷冻食品质地有什么影响。

5.为什么蔬菜冻结前要热烫?如何掌握热烫的时间?

6.单体速冻（IQF）设备有何特点?适合哪些物料的冻结？

冻结速度快；

生产效率高，效果好，自动化程度高；

食品在悬浮状态下冻结，彼此不会粘连，又称为“单

体快速冻结”（individual

quick

frozen,简称IQF）；

适合体积小、比重较小的食品冻结。

7.冻结果蔬对原料有哪些要求?水果和蔬菜在冻结工艺上有何

异同?

8.影响速冻、冻结果蔬质量的因素有哪些？如何提高和保证冻结果蔬的质量？

第3章食品罐藏

小结：D值与微生物的种类、菌种及温度有关，与微生物细胞或芽孢的原始浓度无关；

®

D值本身并不代表全部杀菌时间，不能根据D值制定杀菌的工艺条件；

®

根据D与F的关系式，可以比较容易地知道F值。

当T=121℃时，F

=

nD

®

F值与微生物的种类、菌种及微生物细胞或芽孢的原始浓度有关；

®

F值代表全部杀菌时间，实际生产时应根据F值制定杀菌的工艺条件。

®

第4章

食品的干制保藏

1、水分活度的概念；食品中水分含量和水分活度有什么关系，说明原因；水分活度对微生物、酶和其他反应有什么影响。

2、干制脱水与浓缩脱水的区别；食品干制过程的核心问题；

1.什么是导湿性和导湿温性？的定义与意义

①导湿性：由于水分梯度的存在促使水分从含量高处向含量低处转移

②导湿温性：食品内部由于温度梯度的存在促使水分从高温处向低温处转移

2.简述干制过程中食品水分含量、干燥速率和食品温度的变化

3.如果想要缩短干燥时间，该如何控制干燥过程？

4.干制条件主要有哪些？他们如何影响湿热传递过程的？（如果要加快干燥速率，如何控制干制条件）

5.影响干燥速率的食品性质有哪些？它们如何影响干燥速率？

6.合理选用干燥条件的原则？

7.食品的复水性和复原性概念

1）复水性:指新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般常用干制品吸水增重的程度衡量。在一定程度上能反映干制品的品质状况。

2）复原性:干制品重新吸水后在重量、大小、形状、质地、颜色、风味、成分、结构及其它可见因素等方面恢复原来新鲜状态的程度，有的可以定量衡量，有的只能定性衡量。

8.列出干燥设备的基本组成结构；

干燥室、冷冻系统、抽真空系统、捕集器、加热系统几部分。

9.简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点；

1．顺流式

特点：A.前期干燥速度快，易产生表面硬化现象；

B.后期干燥速度下降，干制品最终水分较高（≥10%），不适宜用于干吸湿性强的物料。

2．逆流式

特点：A

前期干燥速度缓慢；

B

不易出现表面硬化现象，但在干燥后期容易出现焦化现象；

C

干制品的最终含水量较低（＜＋5％）

10.在人工干制方法中有哪几大类干燥方法，各有何特点？

1。固定接触式对流干燥

柜式（箱式）干燥设备、隧道式干燥设备

特点：间歇式，灵活、方便，适用范围广，适用于多品种、小批量食品的干制生产。

2。输送带式干燥设备

特点：

a、干燥可连续化，生产能力大、劳动强度较低；

b、可以分段自动控制温度、空气流速等工艺参数；

c、适宜于品种单一、产量大的物料干制；

d、如果干制产品或工艺条件经常变换，则不宜使用带式干燥设备。

3。悬浮接触式对流干燥

将固体或液体食品悬浮于热空气中进行干燥，有气流干燥、流化床式干燥、喷雾干燥等。

4。接触式干燥

特点：

A、不用象对流干燥那样必须加热大量空气，热能利用较经济；

B、被干燥物料的热传导率一般较低，若与加热面接触不良，热传导率会更低；

C、加热温度高，只能用于对热不敏感的胶状、膏状和糊状食品的干燥。

5。微波干燥

特点：j

j

属于内部加热方式，加热速度快；

k

加热均匀、制品外观好；

l

节能高效；

m

温度易控制、自动化程度高；

⑤

清洁卫生；

⑥对水分含量高的食品，易产生过热，耗电量大，成本高。最好能与热风干燥配合使用。

11.在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设备的适用性？

12.喷雾干燥设备的组成及特点;

特点：

⑴蒸发面积大，干燥迅速快，一般只需5～100s；

⑵干燥过程液滴温度较低，适合热敏性物料的干燥；

⑶过程简单，操作方便，可连续化生产；

⑷产品质量好（颗粒均匀，溶解性好）；

⑸单位产品耗热量大，设备的热效率较低。

⑹用于喷雾干燥的物料固形物浓度、细度、含糖量要达到一定要求。

第三篇：化工工艺仿真实训思考题

化工工艺仿真实训思考题

1、简述乙醛氧化制乙酸的反应原理（要求文字描述、化学反应方程式、标注反应条件）

2、乙醛氧化制乙酸反应器采用塔式反应器的理由是什么？

3、乙醛氧化制乙酸反应采用液相反应的理由是什么？

4、乙醛氧化制醋酸开车准备采用醋酸酸洗整个装置的理由是什么？

5、简述氧化过程设置T301塔的作用。

6、用方框图描述酸循环路径。

7、乙醛氧化制醋酸第一氧化塔和第二氧化塔温度控制方案有何不同，为什么？

8、乙醛氧化产物主要有哪几种？高沸塔和低沸塔的塔顶、塔底产物是什么？

9、T301采用两段吸收的原因是什么？进塔气体中主要有哪些物质？塔顶放空的物质是什么？

10、氨合成的条件有哪些？

11、氨合成塔出口产物中含有那几个组分？

12、工业生产中如何从氨合成塔出口物料中分离出产品氨？简述其理由？

13、简述氨合成塔内温度控制方案。

14、氨合成温度的确定依据是什么？

15、氨分离操作采用冷冻分离，最重要的控制条件是温度，实际生产是如何控制温度的？

16、氨的分离一般采用几级分离，简述设置多级分离的理由。

第四篇：思考题

思考题

海洋钻井装置运动受力分析

简述海上钻井、采油的发展过程及所使用的主要设施。海洋石油开发工程中的特点是有那些？ 1，海洋石油钻井平台有哪些类型? 2，各种移动式钻井平台的主要特点是什么? 3，选择海上钻井平台需要考虑哪些因素?如何按水深条件选择平台类型? 4，在钻井平台上常用的动力设备驱动方式有哪几种? 5．水下器具的主要作用是什么?有哪些主要组成部分? 6．升沉补偿装置有哪几种?其工作原理是什么? 7．修井设备与钻井设备有什么不同？为什么？

8．海上采油平台的主要类型及其各自特点是什么? 9．水下采油系统有几种类型?主要区别是什么? 10．海上油田有哪几种集输系统?主要根据什么划分?

选择海上钻井平台需要考虑因素

海洋钻机系统的基本组成有哪几部分?

海洋钻机系统因采用电驱动方式，因此与一般机械驱动钻机系统略有不同，其主要组成包括：

(1)旋转设备：主要指转盘或顶驱钻井装置、水龙头。

(2)循环系统设备：包括泥浆泵、地面高压管汇、固控设备等。

(3)起升系统设备：主要有钻井绞车、辅助刹车、游动系统(钢丝绳、天车、游车及大钩)和井架，以及用于起下操作的井口I具及机械化设备，如吊环、吊卡、卡瓦、动力大钳或“铁钻工”立根移运机构等。

(4)动力系统设备：主要指柴油发电机组。

(5)SCR及配电系统设备：包括SCR系统、配电系统、马达控制中心、各种电缆等。

(6)控制系统和监测显示仪表：包括机械控制、气控、电控、液控和电、气、液混合控制装置，钻井仪表系统等。

(7)钻机底座。

(8)辅助设备：包括供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、辅助起重设备、照明设备等。

424．海洋钻机与陆地钻机有哪些区别?

总的来说海洋钻机与陆地钻机基本相同，大部分设备可通用，特殊的地方有：

(1)驱动形式不同：陆地钻机基本上采用柴油机联合机械驱动；而海洋钻机基本上采用SCR电驱动，即采用柴油机交流发电机可控硅整流输出直流电直流电动机驱动各工作机。

(2)转盘开口直径不同：因为要装大直径的水下器具，所以海洋钻机要用开口直径大的转盘。

(3)设备要求高：由于许多设备在海洋环境中工作，而海洋环境的腐蚀比陆地腐蚀要大得多，因此海洋钻机要求采取严格的防腐措施。如井架要进行防腐热镀锌处理，防喷器也要进行防腐处理等。由于空间条件的限制，设备布置更紧凑。

(4)设备先进：由于海洋钻井比陆地钻井成本要高得多，为了提高钻井效率，海洋钻井用的设备比较先进。例如比常规钻机效率高得多的顶部驱动钻井系统在海洋钻井中用得很多，但在陆地钻井中用得比较少。

425．井架的主要用途是什么?

井架是钻机的重要组成部分之一。

井架的主要用途是安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具，以起下、悬挂和存放钻具。

460．在石油钻井中，使用的顶驱主要有那几种?

目前在石油钻井中，使用的顶驱主要有两大类：电动顶驱和液压顶驱，其中电动顶驱又按照所采用的驱动电机分为直流电动顶驱和交流变频顶驱。

462．顶驱钻井系统的特点?

实践表明，顶驱钻井系统突出的优点是：可节省钻井时间20％一 25％，可大大减少卡钻事故，可控制井涌，避免井喷，用于深井、超深井、斜井及各种高难度的定向井钻井时，其综合经济效益尤为显著。

和转盘——方钻杆旋转钻井法相比较，顶驱钻井系统旋转钻井法具有下述主要特点：

(1)直接采用立根(28m)钻进，节省2／3钻柱连接时间。

(2)起下钻时，顶驱钻井系统可在任意高度立即循环钻井液，实行倒划眼起钻和划眼下钻，大大减少了卡钻事故。

(3)系统具有遥控内防喷器(1BOP)，钻进或起钻中如有井涌迹象，可即时实施井控，大大提高了在复杂地层、钻井事故地区钻井的安全性。

(4)顶驱系统以28m立根钻水平井、丛式井、斜井时，不仅减少了钻柱连接时间，还减少了测量次数，容易控制井底马达的造斜方位，节省了定向钻井时间，提高了钻井效率。

(5)顶驱系统配备了钻杆上卸扣装置，实现了钻杆上卸扣操作机械化，快速便捷、安全可靠。不用转盘、方钻杆，避免了接单根钻进的频繁常规操作，不仅节省了时间，且大大减轻了钻井工人的体力劳动强度，降低了发生人身事故的机率。

常见海洋平台有哪几种类型? 海洋平台分为移动式平台和固定式平台。常见的移动式平台有：坐底式平台、自升式平台、半潜式平台等。常见的固定式平台有：桩基导管架式平台、重力式平台、绷绳塔式平台、张力腿式平台等。其中张力腿式平台也可看作一种垂直锚系的半潜式平台。

99．坐底式平台的结构组成及其工作原理是什么? 坐底式平台通常由上体(平台甲板)、支柱和下体(沉垫)三部分组成。上体为作业所需的平台，下体提供移动时所需的浮力，在上体和下体之间则由若干支柱加以连接。当平台需坐底作业时，在沉垫中打人压载水使之下沉坐底，上体仍高出水面；作业完毕后，则排出压载水，使沉垫上浮，再进行移位。

100．自升式平台的结构组成及其工作原理是什么?

自升式平台通常由平台主体、桩腿和升降装置三部分组成。通过升降装置的动作，平台主体或桩腿可垂直升降。平台拖航到达井位后，先放桩腿下降至海底，然后提升主体，使之沿桩腿上升到离开海面一定高度；作业完毕后，先将主体下降到水面，利用水的浮力对主体的支持把桩腿从海地拔出、升起，然后拖航至新的井位。

101．半潜式平台的结构组成及其工作原理是什么? 半潜式平台通常由平台主体、浮体、立柱和支撑四个部分组成。平台主体用以布置设备、作业场所及人员生活舱室等。浮体提供所需的绝大部分浮力，其内部空间可布置各种液体舱和泵舱等。立柱将平台主体和浮体连接起来，使重力和浮力得以相应传递和支承。支撑的作用在于保证平台主体、浮体、立柱三者间的可靠连接并确保平台的整体强度。可通过排水或灌水的方法使浮体亡浮或下沉。工作时浮体深沉于水线以下，以减小波浪对它的作用力；平台主体高出水面以上，以避开波浪的冲击；立柱以小水线面穿出水面，从而使平台在波浪中具有较小的运动响应。

102．桩基导管架平台通常由哪几部分组成?各有何作用?

桩基导管架平台由上部结构和基础结构两部分组成。

上部结构指平台基础结构以上部分的梁、板、立柱(或桁架)结构。其主要作用是提供作业场地、布置设备和人员生活设施等。

基础结构指导管架和桩。其主要作用是用来支承上部结构，把平台固定于海底，在使用载荷和环境载荷的作用下，保证平台的整体稳定，使平台能够正常地进行海上作业。

110．什么叫飞溅区、大气区、全浸区?

飞溅区是指平台在潮汐和波浪作用下干湿交替的区间。飞溅区的范围为自设计高潮位以上波高(50年一遇平均波高)的2／3，至设计低潮位以下波高的1／3。

大气区：平台在飞溅区以上的部分。

全浸区：平台在飞溅区以下包括插入土中的部分。

115．平台的阴极保护可采用什么方法?平台的阴极保护可采用牺牲阳极法、外加电流法，或两种方法联合保护。

117．什么叫平台的正常作业状态、自存状态和迁航状态?

正常作业状态是指平台在作业点上作业或进行其它操作时承受设计限度内的组合环境载荷和作业载荷的状态。

自存状态是指平台承受最恶劣设计环境载荷，不进行作业时的状态。

迁航状态是指平台从一个地区迁移到另一个地区时的状态。

119．自升式平台桩腿的结构形式通常有哪几种?

白升式平台的桩腿有壳体式桩腿和桁架式桩腿。

壳体式桩腿有圆形的和方形的，一般适用于60m以内的水深；桁架式桩腿的截面形状有三角形的和正方形的，一般适用于 60m以上的水深。

121．什么是导管架?其主要作用是什么?

导管架是由数根导管和连接导管的纵横、倾斜杆系所组成的空间框架结构。导管架的作用主要有以下几个方面：

(1)打桩时起到定位和导向的作用；

(2)通过在导管与桩之间的环形空间灌注水泥砂浆使导管架与桩联成一整体，增强了平台结构的整体稳定性，并使上部结构的负荷能比较均匀地传递到各桩上；

(3)在平台安装期间，可利用导管架架设临时工作台，加快安装速度和保证施工安全；

(4)在使用上可以在导管架上安装系靠船设备，便于船舶停撑。

127．自升式平台的主要构件有哪些?

自升式平台的主要构件主要有：

(1)圆柱形桩腿的外板。

(2)桁架型桩腿的全部骨材。

(3)平台主体内舱壁、甲板、舷侧板、底板上形成箱型或I字型主要支承结构的组合件。

(4)支承升降机构的结构构件以及传递桩腿载荷的桩靴。

(5)对于带沉垫的自升式平台，其承受主要均布载荷或集中载荷的沉垫支承结构的内隔壁、壳板或甲板。

145．自升式平台整个升降系统包括哪几部分? 包括：动力系统、船体上的升降机械、桩腿上的升降结构和固桩结构。146．自升式平台最常用的升降装置是哪两种?各有何特点? 自升式平台最常用的升降装置是齿轮齿条式和顶升液压缸式。

齿轮齿条式可实现连续升降，速度快、操作灵活；但需要复杂而庞大的减速机构，体积大，平台起升后用刹车进行固定，升降机构一直处于受力状态，对齿轮齿条的要求较高。液压式升降机构不需要复杂的变速机构，体积小，传动效率高，控制比较灵活；但不能连续升降，速度较慢，操作麻烦，对液压油和液压阀件要求较高。

147．齿轮齿条升降装置的组成和工作原理是什么?

齿轮齿条升降装置主要包括：齿条、小齿轮、齿轮架、减速齿轮、电动机(或液压马达)、固桩结构等。

齿轮齿条升降装置的齿条沿桩腿简体或弦杆(桁架式桩腿)铺设，通常是成对设置的，与齿条啮合的小齿轮安装在齿轮架上，并由电动机或液压马达经减速齿轮驱动。当主体漂浮于水面时，驱动齿轮可使桩腿升降；当桩腿支承于海底时，驱动齿轮可使主体升降。

148．顶升液压缸式升降装置的组成和工作原理是什么?

顶升液压缸式升降装置主要包括：销子、销孔、圈梁、顶升液压缸、插销油缸以及固桩结构等组成。

它是利用液压缸中活塞杆的伸缩带动圈梁上下运动，用销子将圈梁和桩腿锁紧使桩腿升降。升降装置靠液压系统、圈梁、销子以及桩腿上的销空等部分相互配合完成平台的升降动作。

149．自升式平台放桩和插桩的基本过程是怎样的?

(1)平台拖航至预定井位后，几根桩腿同时下放到桩端离海底几米的地方暂停下放。

(2)平台在拖轮的帮助下就位。

(3)就位完成后，迅速将全部桩腿同步下放到触地，以免平台被冲离井位而造成过大的定位误差。

(4)升平台，使平台主体离开水面一定高度，防止波浪冲击到平台主体底部，但不宜过高。

(5)对全部桩腿进行预压，直到桩端土壤承载力和桩周土壤摩擦力之和能够达到和略微超过风暴状态可能出现的最大轴向力为止。

(6)升平台至作业要求的高度，准备作业。

150．自升式平台拔桩和提桩的基本过程是怎样的?平台作业完成需要离开井位时，首先需将平台主体降至水面，然后开始拔桩。一般将主体降到预定的浮态吃水，并试拔桩腿，姐果拔不起来，可继续将主体降到超过预定吃水一定量的地方，再进行试拔。如仍拔不起，则要动用喷冲系统。在必须进行冲桩时，可以一根桩腿一根桩腿地进行，并将冲松的桩腿上提一定距离。待最后一根桩腿拔起后，应将所有桩腿立即提升至拖航时的位置。

海洋石油开发的内容

海洋石油的开发大致分为三个阶段，即地球物理勘探阶段、勘探钻井阶段和油气田开发阶段。

在海上完成这些工作比陆地要复杂、困难。因为海上钻、采的场地，集输和储运的设施是各种不同的海洋建筑物，它们在海洋环境中要受到风、波、潮、流、冰、地震等各种自然力的作用，不但有结构上、使用上、安全上等一系列问题，而且对石油开发的钻、采、集输、储运的工艺

1．海上钻井

开发海洋石油，首先是从浅水海区开始，然后逐渐向深水海区发展，所以钻井装置也是由简单到复杂、由固定式向移动式发展。

约在一个世纪前，为了开发从陆地向海底延伸的油田，曾采用在岸上向海底钻斜井的办法开发海底石油。随后又用围海筑堤填海、建人工岛、从岸边向海上架设栈桥等办法开发海底油田，见图1-8。但对离岸较远、水深和风浪较大的海区，这些办法在经济和技术上就不适用了。以后，有过各种木结构和混凝土结构的海上钻、采平台，但离岸也不能远。

到20世纪40年代末，海上开始出现钢结构的所谓桩基固定平台。它是先在海底立一个钢管架(导管架)，然后在所立的钢管内打桩使导管架固定．再在架顶铺设平台，作为石油开发的场地。这种平台适应的工作水深可从几米到一二百米，在现代海洋石油开发中，它仍被广泛地应用。但这种平台建成后就不易搬迁，因而不够经济，故现代主要用它作永久生产时的采油平台、储油平台、油气处理平台、动力平台、生活平台等，如图1—9所示。

海洋石油开发初期的大量钻探工作，需要有能灵活移动的海洋石油钻探装置。这类移动式钻井装置在40年代以后才陆续出现。

最早出现的是坐底式(沉浮式)钻井平台。它是下部为某种形式的浮箱、上部支起一个平台的装置，钻井前先往浮箱内灌水，使浮箱沉坐到海底，所以这种浮箱也叫沉垫。浮箱坐到海底后平台仍能露出海面作为钻井场地。钻完井，排出沉垫里的水，平台又可浮起拖走。这种平台因高度有限，一般只用于水深不超过20多米的浅海区，而且是非自航式。

到50年代初，出现一种所谓自升式钻井平台。这是一种可沿桩腿升降，以适应不同水深的移动式平台。平台本身是一个浮力相当大的驳船形浮体，浮体边部有几条能升降的桩腿，这些桩腿由气动、液压或电动的升降机构驱动。钻井前，桩腿下降，插到海底，平台被顶起脱离海面，在平台的甲板上就可以进行钻井作业。钻完后，升降机构先把浮体降回海面，拔起桩腿，就可拖走。自升式钻井平台的工作水深一般是十几米到上百米左右，大多是非自航式。

从钻井工艺的角度看，这两种移动式(活动式)平台钻井时有沉垫或桩腿支靠在海底，所以都可称为着底式钻井平台。它们在钻井时能提供稳定的工作场地，所以钻井效率较高。现代自升式平台仍是海洋石油钻探的主要设备。这两种着底式钻井平台着底时的情况，如图1—10所示。

和着底式平台相对应的是漂浮式钻探装置，即钻井作业是在漂浮的井场上进行。

最早的漂浮式钻井装置是50年代初的钻井驳船。它是把驳船甲板改作钻井井场。以后又在航海船舶甲板上铺设平台作井场。为提高钻井船的稳性和改善钻井作业的运动性能，又出现了双体或三体钻井船，如图1—11(a)、(b)所示。因为海船本身有推进器能自航，所以钻井船的机动性较好。钻井船到达井位后，先要锚泊住，即抛锚定位，现代又有动力定位。但无论哪种定位方法，船舶由于受海面风浪作用，总要上下升沉及前后左右摇摆，这对钻井作业是不利的。钻井时必须采取多种措施保持船体定位。钻井船的工作水深一般是几十米到几百米，甚至千米以上。水深对它不是主要的限制，关键是风浪对它的影响。一般活动钻井平台在风速20汕s、波高7m时还能正常作业，钻井船则只限在风速10㈨s、波高3m以内能正常作业。

20世纪60年代初，由于海洋石油钻探伸展到海况条件更恶劣的深海区，随之就出现了一种半潜式钻井平台。它在外形上和坐底式平台相似，只是沉垫和平台甲板间距较大。钻井时，向沉垫和立柱内灌水，沉垫和立柱下部下沉。当水浅时，沉垫可坐于海底，即与坐底式钻井平台相同。当工作水深较深时(在60～200m水深区)，沉垫只是沉没于水中并不坐到海底，平台仍高出海面，也就是呈半潜的状态。这样，在海面受波浪作用的只是几根立柱，所以它比钻井船稳定得多。当然，半潜式平台也要用锚系或动力定位的方法，在钻井的井位上系留。钻完井，排出沉垫和立柱里的压载水，整个装置浮起，就可自航或拖航离开。半潜式平台的工作水深可从几十米到几百米。

半潜式平台的工作状况如图1-11(c)、(d)所示。

2，海上采油

海上采油也是从20世纪初开始的。很多国家曾先后在浅海的堤坝、栈桥、人工岛及不同的木质、混凝土、钢质平台上进行过海底石油的开采。

在堤坝、栈桥、人工岛及各种固定平台上钻成的油井，装上采油井口设备就可采油。用移动式钻井平台时，要预先在海上建立简单的混凝土或钢质小平台。它们有单桩、三桩的，这种平台也叫油井护管架或油井保护平台。这种小平台因本身抵抗海上风、浪、潮、冰、海啸等的能力和承载力都较差，故只用在风浪不大的浅海区。小平台上只装油井的井口设备。当油井要进行检修或各种井下作业时，要用专门的修井船或作业船。

随着海洋石油钻探进入环境恶劣深海区，海上采油开始采用各种大型的固定平台。偶尔也有用移动式钻井平台作临时采油场地的情况。

现代在已探明有开采价值的海上油田，主要是用各种大型固定平台打生产井采油。在平台上除了安装采油井口设备外，还布置修井、井下作业、补充油层能量所用的种种机械设备。一座这样的平台，多的可以有几十口生产井。这种固定的海上钻、采平台，除了前面提到的桩基钢质固定平台外，70年代还建造了一种混凝土的所谓重力式固定平台。这种平台是靠本身重量稳定地坐在海底。它除供钻井、采油以外，本身还能储油，甚至供油轮系泊装油。由于它建造时用的钢材量少、防腐性能好、经济效果高，使用范围不断扩大，不但在水深二三百米的海域得到应用，在水深一二十米的海域也出现浅海用的重力式平台。图1—12所示是重力式平台的两种形式。

另外还有开发深水油气田用的牵索塔式平台和张力腿式平台，如图1—13所示。这类平台用绷绳或钢索和海底的基座(锚锭)连接。张力腿式平台通过垂直或斜向收紧钢索，使平台的吃水大于它静平衡时的吃水，导致浮力大于其自身重力，从而使钢索受到预张力。当平台受风、浪作用时，加有预张力的柔性钢索，就像插人海底的桩腿一样，使平台不发生升沉运动。因钢索是柔性的，平台在非张力控制方向可有一定的漂移。

张力腿式平台可以看做是一个垂直锚系的半潜式平台。它的最大工作水深可达600余米。张力腿式平台虽在60年代就已出现，但目前实际应用还不多。

上面所述的各种海上建筑物，因为采油井口设备就装于其上，所以也称其为海上采油建筑物。这些建筑物上的采油作业方法和所用的采油机械设备，同陆地的差别不大。

水深大于600m的海底油田，钻井以后因为固定平台上不去，就迫使人们去研究和发展新的海洋采油技术。

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早在20世纪40年代初，为了避免浮冰对海上采油设备的撞击，曾在20多米深的水下，安装过水下采油井口设备(当时是由潜水员进行安装的)。随着深海采油的需要，50年代中期又开始研究在海底建立采油系统。到60年代初，在60多米水深的海底，用导向索系统成功地安装了海底采油井口。

海底采油系统是目前最引人注意的海洋石油开发技术，它具有设备简单、安全可靠和经济实用的特点。随着深海油田的增多，海底采油系统将日臻完善。

3。油气集输

一般油井的产出物除油和天然气外，还多多少少地含些水和沙。另外，由于地面上的温度比油层温度低，从井里产出的油，因温度降低会凝结变稠，不易流动甚至固结，使管道堵塞。所以，要把每口井的产物汇集起来进行脱气、加温、脱水、脱沙等处理，还要计量油井的油气产量，这就是石油集输工艺的基本内容。

海洋石油集输要根据油田的位置、井的分布情况和生产情况，以及储存和运输的方式，采取不同的油气集输系统。

如果油井集中在一个平台上，井产物也在同一平台上汇集、处理和储存，然后定期把油装上油轮运走，这种集输系统是简便的，见图1—14所示。但这种系统只适于产量不大的小油田，在经济上是否合理需要考虑，因为这种大型平台造价高，最终从油田得到的石油产值能否互相抵偿尚未可知。、如果有几个生产平台或油井较分散，通常要通过海底集油管线将各井产物汇集到一处进行处理。离岸近的油田，可用海底输油管线送到岸上处理；离岸远的油田，常是在海上的集油、处理平台上集中处理，如图1—15所示。

有些油田产物中有大量凝析油，要用庞大的多级脱气或液化设备进行处理。在海上不具备这类设备时，容易将凝析油损失掉，故在海上进行脱水、计量后，就把油气从海底管线泵送到陆地上再处理。

在海上铺设海底管线是海洋石油开发的一项重要基本建设，它在海洋石油生产中起着重要作用。建筑海底管线的工程规模大、投资多，耗用的钢材、使用的船舶机具等也多，必须预先作慎重周密的考虑。因为海底管线建成后，可以连续输油，几乎不受水深、气候、地形等条件的影响，输油效率高、能力大，且管线铺设的工期短、投产快，所以在海上油气集输中被广泛应用。但这种管线坐在海底或埋在海底一定深度，检修和保养较困难。

4．油气储运

海洋石油的储存和运输可以有不同的方式，区别主要是储存的场地是建立在陆地还是在海上，输送的工具是管道还是船舶。

在陆上储油，如果直接把油经海底管线泵送到陆上的油库，海上一般就不需要储油；如果用船舶定期往陆上运油，则海上要有适当的储油设备，油井才不至于停产。这类储油设备通常设在平台上或平台附近，图1—14是在平台上设储油罐，而图1—12所示的那种重力式平台，则可以在下面的筒形罐舱内储油。在平台附近储油，最简单的是在储油驳船中储油。而为了使油轮能停靠装油，平台或平台附近要有系泊和装油的设施，图1-16是一种平台单点系泊储油驳船储运方式。

如果海上的石油不经陆上油库而直接外运，就必须建立海上中转油库。这类油库的特点是储油量大、本身或附近有系泊和装卸油的设施。海上油库有浮在海面的，也有坐在海底的。图1-17所示是浮式和海底式海上储油库。

用油轮运油，要在海上建系泊和靠船的设施。除了平台、浮筒、海上储油装置上的系泊、靠船设施外，还应有固定的岛式码头和可移动的码头。这种活动码头除了供油轮系泊停靠和装卸石油外，本身还可储油。

综上所述，海洋石油开发总是通过各种海洋建筑物来实现其工艺目的，也正是由于海洋建筑技术的发展，海洋石油开发才从近岸浅海区扩展到环境恶劣的深海区。但也应指出，现代海洋石油开发的工艺技术基本上没有脱离陆上的传统工艺范畴，对海洋环境尚不尽适应。所以，研究适合海洋环境的石油开发工艺和设备是亟待解决的课题。

二、海洋石油开发的特点

(一)海洋石油开发工程特点

海上油田开发与陆上油田开发相比，在开发工艺技术上并无本质上的区别，所不同的是油气田位于海底，巨大的水体及变化莫测的海况给海上油气田的开发带来异乎寻常的困难。因而它的开发具有技术复杂、难度高、投资巨大、风险大、开发建设周期长，而油

田寿命短的特点。

1．技术复杂、难度高

海上油田开发工程技术复杂，涉及面广。它涉及到海上物探工程技术、海上油藏工程技术、海上钻井工程技术、海上采油工程技术、海上油气集输工程技术、海上建筑工程技术、海上施工技术、海上定位导航技术、海上救捞技术、海洋环境保护技术、海上通信遥控技术、海上安全保障技术、海上运输、海洋气象、海上工程地质以及现代工程技术管理等诸多技术领域。因此，人们说海洋石油开发工程是一个知识、资金、技术密集而又具有风险的系统工程。

2．投资巨大

开发海上油田，要在恶劣的海洋环境中建造平台、铺设海底管道，确保海上油气生产作业的安全，这不仅技术复杂，而且所需的设备质高量大，使得开发海上油田的投资巨大。据统计，海上油田的投资额将随海区环境及水深的不同而比陆上高出3～10倍。例如，打一口深度为 3 000m的海上油井的投资为同等深度的陆上油井的4·倍；又如，某一水深为130m，年产原油 17．51Mt规模的海上油田，其建筑投资达53亿美元，投入正常生产后，每年操作费为4亿美元。

3．风险大

由于恶劣的海洋环境会给海洋石油开发带来灾害，所以开发海洋石油具有一定的风险。尤其是海洋环境具有很强的区域特性，人们难以沿用其他海区的开发经验，同时在开发过程中会出现一些难以预料的问题，因此风险大。据记载，仅近十几年，国外就发生过4次大的事故。1980年3月27日，挪威的“亚历山大·阿尔基尔兰”钻井平台在北海倾覆，造成123人罹难； 1982年2月15日，美国的“海洋巡逻者”号半潜式平台，在加拿大的海面上遭风暴袭击倾覆沉没，平台上84人全部丧生；1983年10月26日，美国阿科石油公司租用的“爪哇海”号平台遭台风袭击，在中国南海莺歌海区沉没，平台上82人全部死亡；1991年8月15日，美国麦克德默特公司的“DB29”铺管船在中国南海珠江口海区遭到台风袭击沉没，21人死亡。

4．开发建设周期长而油田寿命短

海上油田从勘探到开发一般需3～5年，从开发到投产需3—4年，总建设周期长达6～10年(陆上油田建设周期一般在2年以内)。其周期之所以长，主要由于海上油田的开发技术复杂、投资巨大，而又具风险性，因而必须经过详尽地分析论证。

第五篇：思考题

思考题：

1.你是怎样认识2012年我国GDP的目标比往年有所下降这一问题的？

2.我们应该如何看待“撞伤不如撞死”这一社会焦点问题？

3.你将来打算去考公务员吗？你是如何认识目前中国公务员这一职业的？

4.你熟悉刑事诉讼法么？对于这次两会的刑讼法修正案，你有何认识和体会？

5.2012年“两会”中温总理政府工作报告的主要内容是什么？谈谈你的理解。

6.2012年“两会”中的热点和焦点问题是什么？你最关注的问题是什么？为什么？

7.谈谈你学习2012年“两会”的主要收获。

8.怎样认识我国文化软实力的现状？

9.发达国家提升文化软实力的做法启示我们应该怎么做？

10.为实现社会主义文化强国宏伟目标，你个人有何打算？

11.如何才能增强我国文化产品在国际上的竞争力？

12.如果你将来打算投身文化产业领域，会从哪几个方面做准备？

13.世界经济发展中需要关注的问题有哪些？

14.世界经济发展中的问题对我国有哪些启示？

15.你是怎样认识欧债危机及其对我国的影响？

作业基本要求

1、论文的题目和内容为上述15道思考题中的任意一题。分数为60分。

平时成绩40分。

2、作业应是手写。论文字数最低不能少于1000字，观后感字数最低不能少于500字。

3、学生必须独立完成作业，不能抄袭别人的作业，一经发现，成绩即为不及格（论文雷

同者，无论抄袭或被抄袭者，均以不合格论）。

4、对有新观点、新看法，能够结合社会现实和个人实际的作业予以高分鼓励。

5、在题目下一行一定要注明班级、姓名和学号。

6、作业按照学号顺序排好，在最后一次上课时上交。