化工工艺学考试习题与解答—化学工程与工艺

第一篇：化工工艺学考试习题与解答—化学工程与工艺

现代化学工业的特点是什么？P10-11 综合

原料生产方法和产品的多样性复杂性；向大型化，综合化，精细化发展；多学科合作，技术密集型发展；重视能量的合理利用，积极采用节能技术；资金密集，投资大，利润高；安全和环保日益受到重视。2 化学工艺学的研究范畴是什么？P9 其内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织，设备的选用和设计，以及生产过程中的节能环保和安全问题。3 何谓转化率？何谓选择性？

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反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。什么是生产能力？什么是生产强度？

生产能力：一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量，或在单位时间内处理的原料量。生产强度：设备的单位特征几何量的生产能力，即设备的单位体积的生产 能力，或单位面积的生产能力。5 催化重整流程中预加氢工序的作用？ P45 为了保护重整催化剂，必须对原料油进行加氢精制预处理。即石脑油与氢气在一定温度下通过预精制催化剂加氢，将其所含的硫、氮、氯及氧等，加氢转化为H2S、NH3、HCl和H2O，从石脑油中脱除；使烯烃加氢饱和；将金属有机物分解，金属吸附在催化剂的表面脱除。重整原料经预加氢精制后，杂质含量满足重整装置对进料的质量要求，确保了重整催化剂性能的充分发挥，实现催化重整装置的长期稳定运转。干气与湿气有何不同？

一般来说，干气就是指甲烷含量比较高的天然气，湿气是指其中碳二到碳五等容易液化的组分较高，而不是水较多。7 氧化反应的特征是什么？P63 强放热反应，必须严格控制反应温度，防范安全事故；反应途径多样，副产物多，分离困难；容易发生深度氧化，需要选择性优良的催化剂。生产硫酸的主要原料有哪些？我国生产硫酸的主要原料是什么？P66 硫磺，冶炼烟气，硫铁矿和石膏，我国主要用硫铁矿，世界上广泛使用硫磺。9 环氧乙烷的生产方法有哪些？P110 有两种，氯醇法和直接氧化法。丙烯氨氧化所采用的催化剂有哪些？P129 主要有鉬系催化剂和锑系催化剂两类。Mo系为C-A型即P-Mo-Bi-O以及先进的C-41即P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O七组分催化剂和C-49和C-89等多组分催化剂。Sb系催化剂有Sb-Fe-O，Sb-Sn-O以及Sb-U-O三种。11 工业上广泛使用的脱氢催化剂有哪些？P175 贵金属，比如Pt，Rh，Pd；以及过渡金属比如Fe，Ni，Cr，Cu等；金属氧化物，主要有ZnO，NiO，Al2O3，Cr2O3，Fe2O3等；以及金属盐类，比如碳酸钾，碱土金属磷酸盐等。什么叫氧化脱氢反应？氧化脱氢反应中，氢的接受体有哪几种？P225不全 如果在脱氢反应系统中加入能够和氢相结合的所谓氢“接受体”，随时去掉反应所生成的氢，这样就可使平衡向脱氢方向转移，转化率就可大幅度提高。这种类型的反应称为氧化脱氢反应。氧化脱氢反应氢的“接受体”：氧气（或空气）、卤素和含硫化物等。P228，乙苯新技术。13 工业上生产丁二烯的方法主要有哪几种？

答：①从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到 ②从炼油厂C4馏分脱氢得到。氧化脱氢法由丁烯制丁二烯有什么优缺点？ 15 乙苯脱氢绝热反应器的改进措施有哪些?P222-225 单端绝热反应器温度分布不合理造成转化率低等问题，70年代以来做了一下改进：首先采用几个单段绝热反应器串联，中间设加热炉补充热量；采用分别装入高选择性和转化率的两段绝热反应器以克服温度下降导致的转化率降低；采用多段径向绝热反应器，降低了反应器阻力，操作压力相应下降对乙苯脱氢有利，但设备较贵。其他还有应用绝热反应器和等温反应器联用技术，以及采用三段绝热反应器 乙苯-苯乙烯精馏分离有什么特点？应当采取什么措施？P228 乙苯-苯乙烯的分离是最关键的部分。由于两者的沸点只差9℃，分离时要求的塔板数比较多，另外苯乙烯在温度高的时候容易自聚，它的聚合速度随着温度的升高而加快。为了减少聚合反应的发生，除了在精馏塔内加阻聚剂以外，塔底温度还应控制在90℃以内，因此必须采用减压操作。

@17 工业上苯乙烯的主要来源有哪三种？贮存苯乙烯有什么要求？ 对苯乙烯的贮存要求为：

1．苯乙烯单体不能受污染物的污染； 2．放置成品苯乙烯单体的贮槽，应基本上无铁锈和潮气；3．贮存的苯乙烯要放在干燥而清洁的贮槽中，必须加阻聚剂，环境温度不应当高，保存期也不应当过长。18 丙烯腈和乙腈如何进行分离？P143 因为两者沸点差只有4℃，所以不采用普通的蒸馏方法，而是要用萃取蒸馏，一般选用水为萃取剂，由于乙腈的极性比丙烯腈强，在水溶液中的挥发度更小，从而提高了分离的效率。合成氨中对排放气如何进行氢回收？P191 排放气中除了惰性气体之外还有大量的氢气，回收方法有中空纤维膜分离，变压吸附和深冷分离技术 什么是硫酸“两转两吸”工艺的“3+2”流程？P73 二氧化硫氧化工艺中，氧化速度和转化率随温度的走势是相反的，为了在一定生产强度下保持转化率，就必须分段反应，但纵使这样转化率也不能达到99%，所以工业上采用分段转化后的炉气进入吸收工段，然后再进行下一个转化器，第二转化器出炉气体，进入第二吸收塔。这种二次转化，二次吸收的工艺就是所谓的二转二吸工艺，该工艺中第一次转化分三段温度反应，第二次转化分二段温度反应的流程就是“3+2”流程。乙烯环氧化银催化剂的组成情况如何？P113 乙烯环氧化所用的银催化剂以有活性组分，助催化剂和载体三部分组成。其中银是活性组分，助催化剂有碱金属钾盐，用来提高催化剂选择性；碱土金属盐，比如钡盐能用来增强催化剂的抗熔结能力，提高热稳定性，延长其使用寿命。还有稀土金属元素。催化剂载体有碳化硅，α氧化铝，这类催化剂比表面较小，孔隙率较大，拥有较好的导热性。乙烯环氧化制环氧乙烷的空气氧化法与氧气氧化法有何不同？P112 不全 这两种氧化方法均采用列管式固定床反应器。反应器是关键设备，与反应效果密切相关，其反应过程基本相同，包括反应、吸收、汽提和蒸馏精制等工序。但是氧气氧化法与空气氧化法相比前者具有明显的优越性，主要体现在以下几个方面：

1)工艺流程：为了防止空气中有害杂质带人反应器而影响催化剂的活性，空气法需要空气净化系统和二次反应器，以及尾气催化转化器与热量回收系统；氧气法需要分离装置和二氧化碳脱除系统。氧气氧化法与空气氧化法相比，前者工艺流程稍短，设备管道较少，建厂投资少。

2)反应器：在同样生产规模的前提下，氧气法需要较少的反应器，而且，反应器都是并联操作。空气法需要有副反应器，以及二次吸收和汽提塔等，增加了设备投资。

3)反应温度：氧气氧化法反应温度比空气法低，对催化剂寿命的延长和维持生产的平稳操作较为有利。

4)收率和单耗：氧气法环氧乙烷收率高于空气法，因为放空少，乙烯单耗较低。5)催化剂：氧化法在这方面比较有利，因为选择性高，催化剂需要量少。综上所述，氧气氧化法无论是在生产工艺、生产设备、产品收率、反应条件上都具有明显的优越性，因此目前世界上的EO/EG装置普遍采用氧气氧化法生产。23 隔膜法工艺中，精制粗盐水的目的是什么？P239 粗盐水精制的任务是除去食盐中含有的Ca2+、Mg2+、SO42-以及OH-等化学杂质及机械杂质，制得合格的精盐水，以保证电解槽的正常。24 为何原油在进入炼油装置前要脱盐脱水？P30-32 水会增加燃料消耗和蒸馏塔顶的冷却器负荷，无机盐中以氯化物为主，这类化合物受热水解易生成盐酸，腐蚀设备，在换热器和炉管壁上结垢，增加热阻，甚至堵塞管路。另外盐类在重馏分油中的残留会影响油品的二次加工。25 为什么不能直接由稀硝酸通过蒸馏法制得浓硝酸？P86 硝酸和水会形成共沸物，共沸点虽然随压力变化，但共沸组成是不变的，只有68.4%，所以不能直接由稀硝酸。生产浓硝酸的直接法、间接法和超共沸酸精馏法的基本原理是什么?P89 直接法即由氨直接合成浓硝酸,其过程为以氨气为原料合成液态的NO2，液态NO2直接和水反应生成浓硝酸。该法基建投资较大,只在国内外大型工厂中采用。间接法是先生产稀硝酸加入硝酸镁等脱水剂将稀硝酸中水分脱除，将浓度提高至共沸酸浓度以上，最后经蒸馏得到98%成品硝酸。这种生产方法适宜于中小型浓硝酸生产装置，在国内外采用比较普遍。超共沸酸精馏法是使氧化气中水分脱除较多，使NOx直接生成超共沸酸，再经蒸馏制得浓硝酸的方法,被认为是制造浓硝酸的一种好方法 简述离子膜法电解原理。P242 本法采用的点击和隔膜法相同，只是用离子交换膜代替了隔膜法的石棉隔膜，离子交换膜具有很好的选择性，只有一价阳离子可以通过隔膜进入阴极室，而阴离子不能透过进入。所以在很好的隔开了氯气和氢气的同时，防止氯离子进入阴极室，OH-也不能进入阳极室，保证了氯气的纯度以及阴极室碱液中没有盐。28 丙烯腈生产工艺中，为什么要用稀硫酸吸收反应气中的氨？P139-140 出流化床反应器的反应气体含有催化剂粉末，可溶的有机物和不容的惰性气体，所以可以用水吸收的办法对其分离。但是未反应的氨气如果不除去会使吸收水呈碱性，这会发生以下反应：氨气和丙烯腈生成胺类物质，氢氰酸和丙烯腈生成丁二腈，氢氰酸和丙烯醛在碱性条件下的自聚，氨气和反应气中的二氧化碳生成碳酸氢铵，堵塞管路。所以必须在水洗钱用稀硫酸吸收氨气，温度为80℃左右，再次温度和酸度下，丙烯腈等组分溶解度很小，不会造成产物的损失。29 简要说明接触法生产硫酸的四个工序。P67-68 接触法是将焙烧得到的SO2和固体催化剂接触氧化为SO3，然后与水作用制得硫酸。其分为4个工序：首先是焙烧，焙烧有硫铁矿焙烧和硫黄焙烧。焙烧铁矿时在氧过量是可以全部转化矿石中的硫，弱阳焙烧则可以获得磁铁。焙烧广泛使用沸腾炉。第二是炉气精制，目的是出去各种杂质，分为水洗和酸洗两种，酸洗的废水用量较小，较多采用。地上那是转化，接触钒催化剂，将SO2转化为SO3。第四是吸收，用98.5%的硫酸吸收SO3制备浓硫酸和发言硫酸。30 影响氨平衡浓度的因素有哪些？P181平衡常数，总压，氢氮比，以及惰性气体含量有关。31 试述氨合成工艺的原则流程并进行简要的说明。P179-187 原料气制备：将煤和天然气等原料制成含氮和氢的原料气，对煤可以制备合成气，然后对原料气进行净化，除去氮氢以外的CO2，硫和炭黑等杂质，这主要涉及到CO变换，将CO转换为H2，CO2用溶液脱除，最后用深冷脱除或者甲烷化法彻底除去CO和CO2；得到的纯净的氮气和氢气在高温高压Fe催化剂作用下生成氨气。32 氨催化氧化工艺条件是如何选择的？P95 氨接触氧化的工艺,首先要保证有高的氧化率,这样可降低氨的消耗和硝酸的生产成本,常压下氧化率可达97%～98.5%,加压下也可达96%～97%;其次是应考虑有较高的生产强度和比较低的铂消耗,最大限度地提高铂网工作时间,从而达到操作的稳定性,生产的连续性。

A温度 氨氧化生成一氧化氮虽在145℃时已开始,但到300～400℃时生成量仍旧很少,主要还是生成单质氮(N2)和水蒸气。要使一氧化氮产率达到97%～98%,反应温度必须不低于780℃。但反应温度过高,由于一氧化氮分解,一氧化氮产率不但不升高,还会有下降的可能,而且当反应温度高于920℃时,铂的损失将大大增加(主要是铂在高温下挥发加剧)。一般氨在常压下催化氧化温度控制在780～840℃,加压下为870～900℃。

B压力 从反应本身看,操作压力对于一氧化氮的产率没有影响,加压氧化(如在0.8～1.0MPa下操作)比常压氧化的氧化率还要低1%～2%,但铂催化剂的生产强度却因此而大为提高。但压力过高,加剧了气体对铂网的冲击,铂网的机械损失(摩擦、碰撞后变成粉末)增大,因此一般采用0.3～0.5Mpa。

C接触时间 混合气体通过铂催化剂层的时间称为接触时间。为保证氨的氧化率达到最大值,接触时间不能太长(即气流线速度太慢),因为这要降低设备的生产能力,而且氨容易分解成单质氮,使氧化率降低。接触时间也不能太短,太短氨来不及氧化就离开铂催化剂层,同样会使氧化率降低。生产实践证实,常压下接触时间以10-4s左右为宜,加压以1.55×10-4s左右为宜。

D混合气组成 提高混合气中氧的浓度,即增加催化剂表面原子氧的浓度,不仅可强化氨氧化反应,而且也有利于一氧化氮氧化成二氧化氮。但氨氧化反应加快,反应热增多,若温度控制不好,就会烧坏催化剂,甚至会酿成爆炸事故。由于γ＝Ｏ２／ＮＨ３达到1.7后,氧化率已递增不大,故一般将γ值维持在1.7～2.2之间，若采用非铂催化剂，由于它的活性较小，γ值应大于2，以保持足够的氨氧化速度,否则氧化率会急剧降低。

E 爆炸及预防措施 当混合气中氨达到一定浓度时,可能会引起爆炸。在混合气中通入水蒸气,可使爆炸极限范围变窄,甚至消失。例如在混合气中通入10%以上的水蒸气时,在45℃的温度下已没有爆炸危险。因此在生产中一般都加入一定量的水蒸气,这样即使将氨浓度提高到13%～14%也是安全的。

为防止爆炸,必须严格控制操作条件,使气体均匀地通过铂网;合理设计接触氧化设备;添加水蒸气;消除引爆隐患(如设备应良好接地,不用铁器敲击管路和设备,不穿带铁钉的鞋,车间不准吸烟等)。

丙烯腈生产中的氨中和塔的作用是什么？P140 丙烯氨氧化制备丙烯腈的生产中，出反应器的气体组成中有易溶于水的有机物及不溶或微溶水的惰性气体,因此可以用水吸收法将它们分离。在用水吸收之前,必须先将反应气中剩余的氨除去,因为氨使吸收水呈碱性。在碱性条件下易发生以下反应: ①氨和丙烯腈反应生成胺类物质；②在碱性介质中HCN与丙烯腈反应生成丁二腈；③在NH3存在下,粗丙烯腈溶液中的HCN容易自聚；④在NH3存在下,丙烯醛也会发生聚合。⑤溶解在水中的氨,能与反应气中的CO2反应生成碳酸氢铵,在吸收液加热解吸时,碳酸氢铵又被分解为氨和CO2而被解吸出来,再在冷凝器中重新化合成碳酸氢铵,造成冷凝器及管道堵塞。因此,在吸收过程之前,用稀硫酸吸收反应气中的氨是十分必要的。氨中和塔除脱氨外,还有冷却反应气的作用,在有些流程中也称急冷塔。

简要说明焙烧、煅烧及烧结的特点。P256 焙烧：矿石精矿在低于熔点的高温下，与空气氯气氢气等气体或添加剂起反应，改 变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。

煅烧：不需要添加剂的焙烧。将固体物料在低于熔点的温度下加热分解，出去二氧化碳 水分三氧化硫等挥发性物质的过程。

烧结：烧结是固相化学矿物配加其他氧化还原剂并添加助熔剂在高于炉料熔点下发生化学反应的过程。

影响焙烧的主要因素是什么？它们是如何影响的？ P262 温度影响，一般说温度越高，焙烧速率越快，但温度受到焙烧无熔结温度限制和设备的限制；固体原料粒度：接触面受到粒度大小影响，粒度小时速度快，但太小会增加工作量和粉尘，要适度；氧气含量：氧气含量达分子扩散的速率就快，焙烧就快。

什么是浸取？如何选择浸取剂？P277 浸取是用溶剂将固体中可溶组分提取出来的单元过程。浸取剂的选择要考虑浸取剂对溶质的选择性，减少溶液精制的费用，还要对溶质的饱和度大，再生时能量小，然后要考虑浸取剂的物质，比如沸点，密度，年度等，最后浸取剂的价格，毒性，燃烧爆炸腐蚀性也要考虑在内。

影响矿物浸取速率的因素有哪些？它们是如何影响的？P278 浸取速率随着温度上升而上升，随浸取剂浓度增加而增加，随矿石的粒度减小而增加，孔隙率和搅拌提高也能加快浸取速率。38 简述石灰石煅烧的基本原理。P269 根据热力学原理计算，当温度达到1180K以上时，CO2的分压等于大气压，石灰石可以分解，实际煅烧温度在940-1200℃，这时石灰石分解速率大幅提高；煅烧是需要焦炭提供热量，且要严格控制空气含量。39 简要说明钙镁磷肥的生产原理。P275 钙镁磷肥是用磷矿与硅酸镁矿物配制的原料，在电炉、高炉或平炉中于1350～1500℃熔融，熔体用水骤冷，形成小于2mm的玻璃质物料，经干燥磨细后成为产品。熔融烧结过程中要加助熔剂，各种含硅含镁物料如蛇纹石。白云石、橄榄石等均可作助熔剂。

磷矿与助熔剂混合炉料以3℃/min的速度加热，在600～700℃时，由于助熔剂脱除结晶水而吸热，1100℃物料开始熔化，1300℃完全熔融。然后以10℃/min的速度冷却，在1150℃、1050℃分别出现结晶过程而放热，焙体冷却后所得结晶的晶相有氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]、镁橄榄石[Mg2SiO4]和透辉石[CaMgSi2O6]等。

钙镁磷肥由CaO、MgO、P2O5和SiO2四个主要成分组成。其中CaO、P2O5来自磷矿，MgO、SiO2来自助熔剂。大多数磷矿中CaO/P2O5的摩尔比为3.4～3.8，而MgO/SiO2的摩尔比主要取决于磷矿与助熔剂中MgO与SiO2含量。磷矿与助熔剂配制成矿料，应使制得的产品中含P2O5尽可能高，而熔点最低，熔体粘度最小。40 二水物法生产磷酸应在何区域操作，为什么？P290-总结

从CaSO4-P2O5-H2O三元相图上看似乎应该选择区域I，因为这个区域中二水物是稳定存在的，但实际操作中该区域温度较低，在40℃以下，需要移除大量反应热，很难控制，所以实际操作中二水物法要在区域II中操作，该区域中二水物是介稳的，半水物转化为二水物，而二水物转化为稳定的无水物II是很慢的。该区域磷酸浓度为W（P2O5）=20-30%，温度=60-80℃。

明矾石氨浸法生产钾氮混肥时，如何采用氨碱法处理氨浸残渣？P301 氨浸残渣的利用是取得经济效益的关键。氨浸残渣的利用是取得经济效益的关键。氨碱法用高温和高浓度的烧碱溶液溶解残渣中的Al2O3 生成铝酸钠；在 低温下加入Al(OH)3晶种，铝酸钠就分解为三水软铝石Al(OH)3析出。当氨浸残渣用每升含NaOH180g/L的烧碱溶液浸取时，Al2O3和Al(OH)3 就溶解在溶液中，分离去残渣后得粗NaAlO2溶液。由于溶液中含可溶性硅酸钠，需送入脱硅槽中，加入种子生成硅渣除去。脱硅后的料浆进行液 固分离后，得铝酸钠溶液，送入分解槽，降温并通空气搅拌，使铝酸钠分解： NaAlO2+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH 晶浆过滤脱水，得Al(OH)3固体，除部分返回分解槽作晶种外，大部分煅烧成Al2O3 作为电解制金属铝的原料。

何谓烃类热裂解的一次反应、二次反应？二次反应对热裂解有什么影响？P313 一次反应即由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应。二次反应主要是指由一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦或碳的反应。二次反应不仅降低了低级烯烃的收率，而且还会因生成的焦或碳堵塞管路及设，破坏裂解操作的正常进行，因此二次反应在烃类热裂解中应设法加以控制

通过烃类热裂解能获得哪些产品？裂解工艺有哪几种？P320 烃类热裂解是生产低级烯烃（乙烯丙烯丁二烯等）的主要方法，氧化裂化是甲烷制备乙炔的主要方法；加氢裂化是由重质油制备轻质燃料油以及煤制造人造天然气的方法；有机酸酯裂解生成酸，酮和醇，由酯类加氨裂化制备腈；有卤烷热裂解制备卤代烷烃。裂解工艺有三种，1由天然气生产烯烃，2由炼厂气生产烯烃，3由液态烃生产烯烃。

简述SRT型裂解炉的改进情况。总结

20世纪的烃类裂解的研究发现高温煅停留时间对裂解有利，反应器的设计就朝这一方向努力。60年代lummus公司把hk-40合金管双面受热，管壁温度达到1050℃，实现了高温煅停留时间的工艺基础；60年代中期，对于烃分压和停留时间的研究，从降低烃分压角度可以改善裂解反应的选择性而开发了SRT-II炉，该炉具有能使烃迅速升温同时降低压力的分叉变径炉管；70年代中期，lummus公司把炉管材料换为hp-40合金钢，从而进一步提高了炉管温度到1100℃，降低了停留时间，这就是SRT-III炉，炉内管排从4组增加到六组。80年代又开发了SRT-456型炉，辐射盘管都是多分枝变径管，其长度更小，但SRT-4是光管，而SRT-5有内翅片，增加了传热系数，降低了管壁温度，延长了清焦周期。答案二：从炉型和炉管工艺特性的变化，可以看到裂解技术的进步：1)实现了高温、短停留时间、低烃分压的原理

为了在短停留时间内使原料能迅速升到高温进行裂解反应，必须有高热强度的辐射炉管，因此采用双面辐射的单排管，能最大限度的接收辐射热量。

最初使用的SRT-I型裂解炉，炉管是均径的。

采用均径炉管的主要缺点：

①反应初期通热量小；

②采用均径炉管不适用于体积增大的反应（后部阻力大，烃分压大）；

③停留时间长，有利于二次反应，乙烯收率降低；

④容易结焦，操作周期缩短。

SRT—Ⅱ型炉采用变径炉管，克服了上述缺点。管径排列为4-2-1-1-1-1，管径先细后粗。

小管径有利于强化传热（传热面积增大），使原料迅速升温，缩短停留时间。

管裂后部管径变粗，有利于减少△P，降低烃分压，减少二次反应的发生，二次反应的焦量也减少，不会很块阻塞管道和炉管，因而延长操作周期，提高乙烯收率。

SRT—Ⅰ型和SRT—Ⅱ型的管内气体温度分布及烃分压见图1-11及图1-12。

显然，达到同样的出口温度时SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型的停留时间要短，烃分压小，因而，SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型得乙烯收率提高2%(质量)。

SRT—Ⅲ型吸收SRT—Ⅱ型的经验，进一步缩短停留时间。为此，将管组后部减为2程，即4-2-1-1，这一改进的关键是开发了新的管材HP-40,炉管耐热温度更高，因而提高了炉管的表面热强度，加大了热通量，使裂解原料更进一步升温，进一步提高了乙烯收率。SRT—Ⅲ型炉的对流段预热管布置更合理（见图1-13），充分利用了低温位的热源，用以加热原料、锅炉、高压蒸气等，使烟出口温度从SRT—Ⅱ型的180～200℃降到130～140℃，加热炉的热效率提高93.5%。

近年来，鲁斯公司又推出了SRT-IV、SRT-V、SRT-VI型等，其炉型结构与SRT—Ⅲ型差异不大，但在工艺流程上采用了燃气透平，从而大大降低了能耗。45 烃类热裂解时，为什么要混入水蒸气？P319

1、水蒸气可以事先预热至较高温度，用作热载体将热量传递给原料烃，避免原料在预热器中结焦；

2、混入水蒸气也有助于防止碳在炉管中沉积 C ＋ H2O → CO＋ H2

3、易于从裂解气中分离

4、热惯性大，稳定裂解温度

5、最主要的是减压对裂解反应有利，但在负压操作容易吸入空气酿成事故，所以常将原料气和水蒸气混合，增加总压，降低烃分压。46 在裂解气深冷分离时，采用了哪些措施来回收冷量？ P339 1)急冷换热器回收的能量约占三分之一，更重要的是它能产生高温位的能量，发生高压水蒸气，可用来驱动三机（裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机）； 2)初馏塔及其附属系统回收的是低温位的能量，主要用于换热系统；

3)烟道气热量一般是在裂解炉对流室内回收利用，用来预热原料、锅炉给水、过热水蒸气加热等。

为何轻质原料可以用间接急冷，而重质原料必须用直接急冷？无

间接急冷可以回收高品质的热量，能量利用比较合理，同时不会产生污水，但是间接急冷冷却介质不和裂解气直接接触，从而急冷速度不如直接急冷容易结焦，所以不适合用于重质原料油的急冷。48 裂解气出口急冷的目的及措施。P325不全

急冷的目的：终止裂解反应，回收废热；急冷的方法：①直接急冷；②间接急冷

直接急冷的急冷剂用油或水。目前的裂解装置都实现采用间接急冷，以回收高品位的热能，后采用直接急冷，最后洗涤的方法。采用间接急冷的目的是回收高品位的热能，同时终止二次反应。

裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？P332-不全

裂解气中的酸性气体，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)。另外还有少量的有机硫化物。

这些酸性气体含量过多时，对分离过程会带来如下的危害：

硫化氢能腐蚀设备管道，并能使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒；二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰，堵塞设备和管道，影响正常生产；二氧化碳和硫化物会破坏聚合催化剂的活性；二氧化碳在循环乙烯中积累，降低乙烯的有效压力，从而影响聚合速度和聚乙烯的分子量。工业上常用化学吸收法，来洗涤裂解气，工业上已经采用的吸收剂有氢氧化钠（NaOH）溶液，乙醇胺溶液等。

水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？P332-不全

在低温下，水能冻结成冰，并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。冰和水合物凝结在管壁上，轻则增大动力消耗，重则堵塞管道，影响正常生产。工业上采用吸附的方法脱水，用分子筛、活性氧化铝或者硅胶作吸附剂。51 何谓顺序分离流程？有何特点? P338 顺序分离流程是按组份碳原子数顺序排列的，其顺序为：1)脱甲烷塔 2)脱乙烷塔 3)脱丙烷塔，其特点为：1)以轻油（60～200℃的馏分）为裂解原料，常用顺序分离流程法；2)技术成熟，但流程比较长，分馏塔比较多，深冷塔（脱甲烷塔）消耗冷量比较多，压缩机循环量和流量比较大，消耗定额偏高；3)按裂解气组成和分子量的顺序分离，然后再进行同碳原子数的烃类分离；4)顺序分离流程采用后加氢脱除炔烃的方法。

何谓前脱乙烷分离流程？有何特点?P336-不全

前脱乙烷流程的排列顺序是其顺序为：1)脱乙烷塔2)脱甲烷塔 3)脱丙烷塔，前脱乙烷分离流程的特点：

由于脱乙烷塔的操作压力比较高，这样势必造成塔底温度升高，结果可使塔底温度高达80～100℃以上，在这样高的温度下，不饱和重质烃及丁二烯等，容易聚合结焦，这样就影响了操作的连续性。重组份含量越多，这种方法的缺点就越突出。因此前脱乙烷流程不适合于裂解重质油的裂解气分离。53 何谓前脱丙烷分离流程？有何特点? P336-不全

前脱丙烷流程的排列顺序是其顺序为：1)脱丙烷塔2)脱甲烷塔 3)脱乙烷塔 前脱丙烷分离流程的特点：

C4以上馏分不进行压缩，减少了聚合现象的发生，节省了压缩功，减少了精馏塔和再沸器的结焦现象，适合于裂解重质油的裂解气分离。54 何谓前加氢？何谓后加氢?P335 加氢脱炔过程设在脱甲烷塔以前进行加氢脱炔的叫做前加氢。加氢馏分中就含有氢气，不需要外来氢气，所以前加氢又叫做自给加氢。

设在脱甲烷塔以后进行加氢脱炔的叫做后加氢。被加氢的气体中已经不含有氢气组分，需要外部加入氢气。

前加氢流程的优点是氢气可以自给，缺点是氢气是过量的，氢气的分压比较高，会降低加氢的选择性，增大乙烯的损失。

后加氢的优点是组分少，选择性高；催化剂寿命长；产品纯度高。缺点是能量利用不如前加氢流程，流程也比前加氢流程复杂。

乙烯氧氯化法制氯乙烯的工艺条件是如何选择的？ P358-归纳

1.反应温度，是强放热反应，因此反应温度的控制十分重要。反应温度过高的缺点：

⑴反应选择性下降：乙烯完全氧化反应加速，CO2和CO的生成量增多，副产物三氯乙烷的生成量增加；⑵催化剂寿命缩短：催化剂的活性组份CuCl2挥发流失快，催化剂活性下降快，催化剂寿命短。适宜的反应温度与催化剂的活性有关。当采用高活性CuCl2/r-Al2O3催化剂时，适宜的反应温度为220～230℃。2.反应压力

增高压力可以提高反应速度，但却使选择性下降。压力增高，生成1,2-二氯乙烷的选择性降低，而副产物氯乙烷的生成量增加。所以反应压力不应当过高。3.配料比

理论配料比：乙烯、氯化氢和氧摩尔比=1:2:0.5。正常操作情况下：乙烯和氧都是过量的。

HCl过量的缺点：过量的HCl吸附在催化剂表面，会使催化剂颗粒膨胀，视密度减小。如果用流化床反应器，床层会急剧升高，甚至发生节涌现象。

乙烯过量：采用乙烯稍微过量，能使HCl接近全部转化。但乙烯用量太多，会使烃的燃烧反应增多，尾气中CO和CO2的含量增多，使选择性下降。氧气过量：氧气稍微过量，也能提高HCl的转化率，但用量过多，也会使选择性下降。

原料气的配比，必须在爆炸极限以外。4.原料气纯度 原料气浓度影响：

可以使用浓度比较低的原料气C2H4； 惰性气体影响：

原料气中CO、CO2和N2等惰性气体的存在，对反应没有影响。原料气中乙炔等含量的影响：

但是原料气中的乙炔、丙烯和C4烯烃的含量必须严格控制。

它们都会发生氧氯化反应，而生成四氯乙烯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷等多氯化物，使产品1,2-二氯乙烷的纯度降低，而影响它的后加工过程。5.停留时间

要使HCl接近全部转化，必须有比较长的停留时间。

但是停留时间也不能过长，停留时间过长会出现转化率反而下降的现象副反应发生。

简述平衡型氯乙烯流程采用氧气作氧化剂的优点。P362 与空气氧氯化法（都采用固定床反应器）相比，氧气氧氯化法有如下优点：(1)多余的乙烯可以分离后回到氧氯化反应器循环使用，乙烯利用率高；(2)焚烧法处理尾气时，由于尾气数量少，不需要外加燃料；

(4)原料气中不含氮气，乙烯的浓度提高，有利于提高反应速率和催化剂的处理能力，反应器体积缩小，节省设备费用；

(5)氧气氧氯化法，尾气少所以不需要采用溶剂吸收、深冷等方法，回收少量1,2-二氯乙烷，因此流程比较简单，设备投资费用比较少；

(6)氧气发，热点在反应器中不明显，所以产物选择性高，氯化氢转化率高。57 什么叫氧氯化反应？P349-不全

氧氯化反应是指有催化剂存在下,以氯化氢和氧的混合物为氯源进行氯化的反应 58 氧氯化过程中，为什么催化剂的贮存和输送设备及管路不能用铁质材料？P363 由于氧氯化有水产生(乙烯深度氧化也有水产生),如反应器的一些部位保温不好,温度过低,当达到露点温度时,水就会凝结出来,溶入氯化氢气体生成盐酸,将使设备遭受严重腐蚀。因此反应器的保温相当重要。另外,若催化剂表面粘附氧化铁时,氧化铁会转化为氯化铁,它能催化乙烯的加成氯化反应,生成副产物氯乙烷(CH３ＣＨ２Cl)。因此,催化剂的贮存和输送设备及管路不能用铁质材料。59 何谓烷基化？常用的烷基化剂有哪些？P374 烷基化是指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的氮，氧，碳，金属或非金属硅，硫等原子上引入烷基或芳烃基的反应，常用烯烃，卤代烷烃，卤代芳烃，硫酸烷酯和饱和醇等作为烷基化剂。

生产烷基化汽油采用硫酸作催化剂时，硫酸的浓度为多少?为什么？P378 硫酸能读一般为86-96%，硫酸浓度不能太低，以保证反应顺利进行，但硫酸浓度太高会有氧化性使烯烃氧化，同时浓硫酸中烯烃比烷烃溶解度高使烷烯比失调，副反应剧烈。

什么是水解？什么是水合？

水解系指无机或有机化合物与水作用起分解反应的过程。水中的氢原子加入一个产物中,羟基(-OH)则加入另一个产物中。

水合又称水化,系指将水分子加入反应物分子内的过程。有两种加入方式。一种是反应物与一定数量的水分子化合,形成含水分子的物质；另一种是有机化合物分子中的双键或叁键在催化剂作用下加添水分子的过程.62 温度对油脂水解有何影响？P404 油脂水解速度取决于温度。在低温时,油脂水解速度极慢,要用催化剂来加速水解反应,随着反应温度的升高,水解反应速度加快,在高温时(200℃以上),即使没有催化剂，水解速度也是很快的。高温不仅使反应物碰撞机会增多,反应速度加快,而且能促进水的离解,生成更多的氢离子和氢氧根离子,成为油脂水解的催化剂。高温增大了水在油中的溶解度(32℃时棉籽油在水中溶解度为0.14%,180℃时为3%,230℃时为8%,250℃时为20%),增大了油脂与水的接触面积。因此,适宜的水解温度不仅能增加水解速度,而且不需添加水解催化剂。但水解温度不能过高,例如不能超过260℃,因这时除主反应外,还会发生油脂或甘油的裂解、聚合等副反应,使脂肪酸得率下降,产品色泽加深,气味加重。63 气相乙烯水合法生产乙醇时，为什么乙烯转化率仅为5%左右？P409 理论上低温、高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动，但由相图可知,即使压力升至14.7MPa,在300℃时乙烯的平衡转化率也只有22%左右,而此时已发生猛烈的乙烯聚合反应。目前工业上应用的催化剂(如磷酸/硅藻土)只能在250～300℃时才能发挥正常活性,为防止乙烯聚合,工业上采用的压力在7.0MPa左右,相应的平衡转化率在10%～20%,考虑到动力学因素,实际的转化率仅5％左右。64 简述如何选择环氧乙烷水合工艺条件。P422(1)原料配比 生产实践证明,无论是酸催化液相水合或非催化加压水合,只要水与环氧乙烷的摩尔比相同,乙二醇收率相当接近。乙二醇的选择性随原料中水与环氧乙烷摩尔比的提高而提高的。但摩尔比不能无限止提高。因在同等生产能力下,设备容积要增大,设备投资要增加,在乙二醇提浓时,消耗的蒸气会增加,即工厂能耗上升。另外还须考虑副产物问题。因为二甘醇、三甘醇等也是有用化工产品,售价比乙二醇还高,适当多产二甘醇等副产品可提高工厂经济效益。根据以上二点理由,工厂将水与环氧乙烷的摩尔比定在10～20范围内。

(2)水合温度 在非催化加压水合的情况下,由于反应活化能较大,为加快反应速度,必须适当提高反应温度。但反应温度提高后,为保持反应体系为液相,相应的反应压力也要提高,为此对设备结构和材质会提出更高的要求,能耗亦会增加,工业生产中,通常为150～220℃。

(3)水合压力 在无催化剂时,由于水合反应温度较高,为保持液相反应,必须进行加压操作,在工业生产中,当水合温度为150～220℃时,水合压力相应为1.0～2.5MPa。

(4)水合时间 环氧乙烷水合是不可逆的放热反应,在一般工业生产条件下,环氧乙烷的转化率可接近100%,为保证达到此转化率,需要保证相应的水合时间。但反应时间太长,一方面无此必要,另一方面由于停留时间过长会降低设备的生产能力。

影响n(正丁醛)/n(异丁醛)的因素有哪些？这些因素是如何作用的？P433-总结

影响烯烃氢甲酰化反应的因素主要有三个：

(1)温度；(2)CO分压、H2分压和总压；(3)溶剂，（4）催化剂 以下分别讨论影响因素。

1.温度的影响

反应温度对反应速度、产物醛的正/异比率和副产物的生成量都有影响。

温度升高，反应速度加快，但正/异醛的比率降低，重组份和醇的生成量增加，氢甲酰化反应温度不宜过高，使用羰基钴催化剂时，一般控制反应温度为140～180，使用膦羰基铑催化剂时，控制反应温度为100～110℃。并要求反应器有良好的传热条件。

2.CO分压、H2分压和总压的影响

从烯烃氢甲酰化的动力学方程和反应机理可以知道，增加CO分压，会使反应速度减慢，但CO分压太低，对反应也不利。

以羰基钴为催化剂时，在总压一定时，随着CO分压的增加，正/异比率增高。因此，以羰基钴为催化剂时，应当采用比较高的CO分压。

以膦羰基铑为催化剂时，在总压一定时，随着CO分压的增加，正/异比率降低。因此，以膦羰基铑为催化剂时，应当采用比较低的CO分压。但是CO分压太低，原料丙烯加氢生成丙烷的量就增加，原料烯烃损失量就大，所以CO的分压有一个最适宜的范围。

氢分压增高，氢甲酰化反应速度加快，烯烃转化率提高，正/异醛比率也相应升高。提高氢分压，可以提高钴和铑催化剂的活性和正/异醛比率，但同时也增加了醛加氢生成醇和烯烃加氢生成烷烃的速度，这就降低了醛的收率，增加了烯烃的消耗，所以在实际使用时，要做全面的权衡，选用最适宜的氢分压。一般H2/CO摩尔比为1:1左右。

3.溶剂的影响

氢甲酰化反应常常要用溶剂，溶剂的主要作用是：(1)溶解催化剂；

(2)当原料是气态烃时，使用溶剂能使反应在液相中进行，对气-液间传质有利；

(3)作为稀释剂可以带走反应热。

溶剂对反应速度和选择性都有影响，各种原料在极性溶剂中的反应速度大于非极性溶剂。产品醛的选择性与溶剂的性质也有关系。丙烯氢甲酰化反应使用非极性溶剂，能提高正丁醛产量。

4.催化剂影响

1952年席勒（Schiller）首次报道，羰基氢铑(HRh(CO)4)催化剂可以用于氢甲酰化反应。现在使用的这种催化剂的主要优点是选择性好，产品主要是醛，副反应少、醛醛缩合和醇醛缩合等连串副反应很少发生，或者根本不发生，活性也比羰基氢钴高102～104倍，正/异醛比率也高。后来用有机膦配位基取代部分羰基如HRh(CO)(pph3)3(铑胂羰基络合物作用相似)，异构化反应可以被大大抑制，正/异醛比率达到15/1，催化剂性能比较稳定，能在比较低的CO分压下操作，并且能经受150℃的高温和1.87kPa(14mmHg)的真空蒸馏，催化剂能反复循环使用。

氢甲酰化常用的溶剂有哪些？其作用是什么？P435 氢甲酰化常要用溶剂。溶剂的作用有:a.溶解催化剂;b.当原料是气态烃时,使用溶剂能使反应在液相中进行,对气-液间传质有利;c.用作稀释剂可以带走反应热以利反应温度的控制。常用的溶剂有脂肪烃、环烷烃、芳烃,各种醚类、酯、酮和脂肪醇等。

乙烯环氧化中加入二氯乙烷和甲烷的作用是什么？

乙烯的氧化容易受到银表面强吸附中心的影响而发生深度氧化，作为抑制剂的二氯乙烷的加入能级站强吸附中心，从而抑制副反应，提高反应的选择性。致稳剂甲烷的加入能使混合气体的爆炸极限变窄，提高反应安全，另外还能提高导热性，是温度均匀，提高选择性。

间接法生产浓硝酸时，硝酸镁所起的作用是什么？

间接法生产浓硝酸中硝酸镁起到脱水机的作用，混合物中硝酸镁的含量越多，气相组成中硝酸的含量也越大。

乙炔的分离提纯常采用什么方法?为什么？P345 从裂解气中分离乙炔不能采用精馏方法,因精馏法要将裂解气压缩,并在操作中使乙炔处于液体状态,受压下的乙炔气体或处于液态的乙炔都不安定,容易发生爆炸事故,因此工业上通常都采用溶剂吸收法，所用的溶剂有 N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、液氨、甲醇和丙酮等。溶剂吸收法可分为高温溶剂吸收法和低温溶剂吸收法两种。高温溶剂吸收法采用高沸点溶剂,如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。高沸点溶剂不需用高压和低温,操作简单,但二甲基甲酰胺有毒,N-甲基吡咯烷酮虽然没有毒性和腐蚀性,但价格较贵。

低温溶剂吸收法采用的是低沸点溶剂,如丙酮、甲醇和液氨等。操作中需冷冻设备以回收溶剂,液氨因自身蒸发形成低温可不必另配冷冻设备,且有良好的选择性。故在生产乙炔和合成氨的联合企业中,采用液氨将更为有利。

对丙烯的氢甲酰化反应，工业上常采用哪两种催化剂？各有什么优缺点？P429 工业常采用羰基铑和羰基钴两种催化剂

羰基钴催化剂的主要优点:羰基钴催化剂的成本低；

羰基钴催化剂的主要缺点:热稳定性差，在操作中容易分解析出钴，而失去活性。因此在操作中必须要增加一氧化碳的分压。为了提高稳定性，在此基础上发展了膦羰基钴催化剂。（膦羰基钴催化剂的优缺点）(1)催化剂的热稳定性增加，活性降低；(2)对直链产物的选择性增高；(3)加氢活性比较高；(4)副产物少；

(5)对于不同原料烯烃的氢甲酰化反应的适应性比差。

羰基铑催化剂主要优点是选择性好，产品主要是醛，副反应少、醛醛缩合和醇醛缩合等连串副反应很少发生，或者根本不发生，活性也比羰基氢钴高102～104倍，正/异醛比率也高。主要缺点是异构化活性很高，正/异醛比率为50/50。后来用有机膦配位基取代部分羰基如HRh(CO)(pph3)3(铑胂羰基络合物作用相似)，异构化反应可以被大大抑制，正/异醛比率达到15/1，催化剂性能比较稳定，能在比较低的CO分压下操作，并且能经受150℃的高温和1.87kPa(14mmHg)的真空蒸馏，催化剂能反复循环使用。

71在丙烯低压氢甲酰化法合成正丁醛的过程中，为什么要对原料气进行净化处理？P437 反应中铑催化剂浓度为ppm级，少量的毒物就会对反应产生很大的影响。毒物有两大类： 一类是永久性毒物，如硫化物、氯化物，这些毒物允许含量在10ppm以下； 另一类是临时性中毒毒物，例如丙二烯、乙炔等，这些毒物含量允许达到50～100ppm。另外，氨或者胺和羰基铁、羰基镍等，能促进氢甲酰化副反应的进行，也不希望引入反应系统。上述各类杂质，往往通过合成气和丙烯带入，所以原料气必须经过净化处理才能使用。

丙烯低压氢甲酰化法生产丁辛醇的工艺有什么优缺点？总结

用铑络合物为催化剂的低压氢甲酰化法生产(丁)辛醇技术的工业化，是引人注目的重要技术革新，并对合成气化学工业的发展，有极大的推动作用，该工艺的主要优点如下：

(1)由于低压法反应条件缓和，不需要特殊高压设备，也不需要特殊材质，耗电少，操作容易控制，工作人员少，操作和维修费用少。

(2)副反应少，正/异醛比率高达12～15:1，高沸点产物少，而且没有醇生成，产品收率高，原料消耗少。

(3)催化剂容易分离，利用率高，损失少，虽然铑比较昂贵，但仍能在工业上大规模使用。

(4)污染排放物非常少，接近无公害工艺。

低压法的主要不足是：作为催化剂的铑资源稀少，价格十分昂贵。此外，配位体三苯基膦有毒性，对人体有一定的危害性，使用时要注意安全。

Oxo羰基合成合成法由丙烯制正丁醇时，脱气塔塔釜液为何要进行回收处理？P437 脱气塔塔釜流出的反应液,含有催化剂,需加以回收,工业上称为脱钴工序。这是因为:a.钴是比较贵的金属,长年流失,累加的量不少,给工厂带来沉重的经济负担;b.含钴的反应液在蒸馏过程中会发生缩聚反应,生成高沸物,使醛收率下降;c.在由丁醛加氢制丁醇中,钴会使加氢催化剂中毒。74 焦炭在高炉中所起的作用？

焦炭质量的好坏对高炉生产有重要作用，焦炭在高炉中起三个作用：①作为骨架，保持高炉的透气性；②提供热源；③作铁矿石的还原剂。75 为何要实行配煤炼焦？

在炼焦条件下，单种煤炼焦很难满足上述焦炭质量的要求，而且煤炭资源也不可能满足单种煤炼焦的需求，只能采用配煤办法。采用配煤技术，既要确保焦炭质量符合要求，增加炼焦化学产品的产量，又要做到合理利用煤炭资源。76 荒煤气的初步净化是如何实现的？P475 焦炉煤气从炭化室上升管逸出时温度为650～800℃，它的冷却分成两步，先在集气管与桥管中用70～75℃的循环氨水喷洒，使煤气冷到80～85℃，煤气中60％的焦油蒸气被冷凝下来，然后再在煤气初冷器中进一步冷到25～35℃或低于25℃。初冷器后煤气中含焦油2～5g/m3，鼓风机后仍残留0.3～0.5g/m3，粒子也很小，约1～17μm。需进一步除去。目前广泛采用电捕焦油器。它是利用电晕原理除焦油雾的。为安全起见，电捕焦油器设置在鼓风机的后方。在鼓风机后煤气含萘量约为1.3～2.8g/m3。焦化厂多采用填料塔焦油洗萘的方法，洗萘后煤气含萘量<0.5g/m3。有两种油洗萘工艺，一种是煤气的最终冷却与洗萘同时进行，简称冷法油洗萘，另一种是煤气在终冷前洗萘，简称热法油洗萘，前者洗萘温度低，除萘效果好。

粗苯精制的目的是什么？可采用哪些方法？P481 粗苯精制的目的是为了得到苯、甲苯和二甲苯等产品。精制方法主要有酸洗精制和加氢精制。

简述煤气化时水蒸气所起的作用。P507 气化剂中水蒸气的作用是很大的，水蒸气分解吸收热量可以降低炉温，防止结渣，水蒸气的分解可以改善煤气的质量，使煤气热值提高，但是水蒸气用量太大，会使温度太低，热效率下降。

间歇法制水煤气包括哪些阶段？P512 间歇法制水煤气，实际共有六个阶段：a．吹风阶段 吹入空气，使部分燃料燃烧，将热能积蓄在料层中，废气经回收热量后排入大气；b.蒸气吹吹净阶段 由炉底吹入蒸气，把炉上部及管道中残存的吹风废气排出，避免影响水煤气的质量；c.上吹制气阶段 由炉底吹入蒸气，利用床内蓄积的能量制取水煤气，水煤气通过净化系统入贮气柜；d.下吹制气阶段 上吹制气后，床层下部温度降低，气化层上移，为了充分利用料层上部的蓄热，用蒸气由炉上方往下吹，制取水煤气，煤气送气柜；e.二次上吹制气阶段 下吹制气后炉底部残留下吹煤气，为安全起见，先吹入水蒸气，所得煤气仍送贮气柜；f.空气吹净阶段 由炉底吹入空气，把残留在炉上部及管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收。80 鲁奇加压气化法的优点。P516 鲁奇加压气化法的优点是：①可以用劣质煤气化，灰熔点较低，粒度较小（5～25mm）、水分较高（20～30％）和灰分较高（如30～40％）的煤都可使用。特别适用于褐煤气化，因而扩大了气化用煤的范围；②加压气化生产能力高，用褐煤气化强度可达2000～2500kg/m2·h，这比常压气化炉高五倍左右，而且不增加带出物量；③氧耗量低，在2MPa压力下气化所需的氧量仅为常压气化的2/3，压力增加，氧耗还可降低；④因是逆向气化，煤在炉内停留时间达1h，反应床的操作温度和炉出口煤气温度低，碳效率高，气化效率可达80～90％；⑤加压气化只需压缩占煤气体积10～15％的氧气，这对使用加压煤气的用户来说，可以大大降低动力消耗；⑥加压煤气可以远距离输送到用户，无需设立加压站进行区域供气；⑦加压气化使气化炉及管道设备的体积大大缩小，降低金属耗量和减少投资。

湿法进料的气流床气化方法中，德士古法和Destec法各有什么特点？P530 德士古气化方法的特点是：a.采用水煤浆进料，没有干法磨煤、煤锁进料等问题，比干法加料安全可靠，容易在高压下操作；b.在高温、高压下气化，碳转化率高达98～99％，可以使用各种煤；c.负荷适应性强，在50％负荷下，仍能正常操作；d.从环境保护上讲，德士古煤气化方法优于其它气化方法，不但无废水生成，还可添加其它有机废水制煤浆，气化炉起焚烧作用。排出灰渣呈玻璃光泽状，不会产生公害。德士古方法的主要问题是因煤浆中水分高，因而氧耗高。Destec它是在德士古煤气化工艺基础上发展的二段式煤气化工艺。具有生产能力大，氧耗低及产率高等优点。

煤和石油在结构、组成和性质上有哪些差异？P535 煤和石油在结构、组成和性质上有很大差异：①石油的H/C比高于煤，原油为1.76而煤只有0.3～0.7，而煤氧含量显著高于石油，煤含氧2％～21％，而石油含氧极少；②石油的主体是低分子化合物，而煤的主体是高分子聚合物；③煤中有较多的矿物质。

煤直接液化时溶剂的作用是什么？P544 煤直接液化中溶剂的作用有：热溶解煤，溶解氢气，供氢和传递氢作用、溶剂直接与煤反应等。另外溶剂可以使得受热均匀，还有利于泵的输送。至今所采用的液化工艺，都采用蒸馏油为循环油。84 F-T合成所用铁催化剂有哪些？各有何特点？P549 F-T合成工业应用的铁催化剂有沉淀铁和熔铁二种。沉淀铁催化剂属于低温型催化剂，反应温度<280℃，活性比熔铁催化剂高。用于固定床和浆态床反应器。因为它强度差，不适合用于流化床和气流床。熔铁催化剂机械强度高，可以在较高空速下使用。85 简述煤焦油化学组成的特点。P487 煤焦油化学组成特点是：①主要是芳香族化合物，而且大多数是两个环以上的稠环芳香族化合物，而烷烃、烯烃和环烷烃化合物很少；②还有杂环的含氧、含氮和含硫化合物；③含氧化合物如呈弱酸性的酚类以及中性的古马隆、氧芴等；④含氮化合物主要包括弱碱性的吡啶、喹啉及它们的衍生物，还有吡咯类如吲哚，咔唑等；⑤含硫化合物是噻吩、硫酚、硫杂茚等；⑥煤焦油中各种烃的烷基化合物数量甚少，而且它们的含量随着分子中环数增加而减少。

正压操作的焦炉煤气处理系统同负压操作的焦炉煤气处理系统有何不同？P474 净煤气之外的各种物质含量虽少，但危害不小。如萘能以固态析出，堵塞管道与设备。氨会腐蚀设备和管道，生成铵盐会堵塞设备。硫化氢等硫化物能腐蚀设备。一氧化碳会与煤气中的烯烃等聚合成煤气胶，不利于煤气输送设备的运行。为此炼焦厂都将荒煤气进行冷却冷凝以回收焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品，同时又净化了煤气。国内外的回收与加工流程分为正压操作和负压操作二种。⑴ 正压操作的焦炉煤气处理系统鼓风机位于初冷器后，在风机之后的全系统均处于正压操作。此流程国内应用广泛。煤气经压缩之后温升50℃，故对选用饱和器法生产硫铵（需55℃）和弗萨姆法回收氨系统特别适用。⑵ 负压操作的焦炉煤气处理系统它把鼓风机放在系统的最后，将焦炉煤气从-7～-10kPa升压到15～17kPa后送到用户。这流程的优点是无煤气终冷系统，减少了低温水用量，总能耗有所降低，鼓风机后煤气升温，成为过热煤气，远距离输送时冷凝液少了，减轻了管道腐蚀。它的缺点是负压操作时，煤气体积增加，煤气管道和设备容积均相应增加负压流程适合于水洗氨工艺。87 气化压力对气化过程有何影响？P517 a.随压力的提高，煤气中CH4和CO2含量增加，H2和CO含量减少，净化后煤气热值增加，这因为甲烷化反应随压力增加而加快；b.氧耗随压力增加而下降，这由于甲烷化是放热反应的缘故；c.随压力增加，蒸气消耗量增加，而分解率大幅度下降，例如在2.0MPa时，以净煤气计的水蒸气消耗量为常压的2.2倍，而水蒸气分解率从常压的65％下降到37％左右，水蒸气分解的绝对量增加20％；d.气化炉生产能力随压力增加而增加，这因为加压加快了反应速度又增加了气-固反应接触时间。在加压下的生产强度约为常压的p0.5倍；e.净煤气产率随压力增加而下降。总之提高气化压力带来了种种有利之处，但因为水蒸气分解率的下降，热效率随压力增加而下降。

碎煤流化床气化时，在流化床上部引入二次空气的目的？P521 在床的上部引入二次蒸气和氧气，以气化离开床层而未气化的碳。二次气化区相当于悬浮床气化，该处温度比床内操作温度高200℃左右。使用低活性煤时，二次气化可显著改善碳转化率。

对硝酸尾气进行处理的三类方法是什么？P106 目前,国内外硝酸尾气的处理可归纳为三大类,即:催化剂还原法、各种溶剂吸收法和固体物质(如分子筛)吸附法。

氨催化氧化中，加入一定量水蒸气的目的是什么？P97 当混合气中氨达到一定浓度时,可能会引起爆炸。混合气中通入水蒸气,可使爆炸极限范围变窄,甚至消失。因此在生产中一般都加入一定量的水蒸气,这样即使将氨浓度提高到13%～14%也是安全的。

乙苯脱氢工艺中，等温反应器流程与绝热反应器流程各有何优缺点？P221 与绝热反应器乙苯脱氢工艺流程相比,多管等温反应器进口温度低,利用乙苯浓度高的有利条件获得较高转化率,并行副反应也不太激烈,因而选择性好;出口温度高,保证转化率仍较大,副反应因乙苯消耗也将有所减弱,出口温度控制适宜,聚合和缩合等连串副反应也不太会激烈。因此,等温反应比绝热式优越,转化率和选择性都较高,一般单程转化率可达40%～45%,苯乙烯的选择性达92%～95%。但为使径向反应温度均匀,管径受到限制(100～185mm),装填的催化剂量有限,要形成较大生产能力需要数千根反应管,反应器结构复杂,还需大量的特殊合金钢材,故反应器造价高。单段绝热反应器脱氢工艺的优点是绝热反应器结构简单,制造费用低,生产能力大。92 什么是热泵？

以消耗一部分低品位能源为补偿，把热量从低温热源送向高温热源的机器就称作热泵。

冷箱的作用是什么？P342 冷箱的作用是利用节流制冷来分离甲烷和氢气，并且回收乙烯。

用热力学和动力学分析在烃裂解反应中烃分压对一次反应和二次反应的影响？

1.热力学分析

烃类裂解的一次反应（断链和脱氢）是分子数增加的反应。高温下，断链反应不可逆，脱氢反应可逆。因此，降低压力对脱氢反应有利，对断链反应影响不大。压力对二次反应中的断链、脱氢反应的影响与上述情况相似，至于聚合、脱氢缩合、结焦等二次反应，都是分子数减少的反应，降低压力抑制此类结焦反应的发生，但这些反应在热力学上比较有利，故压力改变对这类反应影响不大。2.动力学分析

r裂=k裂c r聚=k聚cr r缩=k缩cAcB 可知烃分压P降低，c降低，反应速度下降。但是，反应级数不同时，对反应速度的影响也不同。压力对二级和高级反应的影响比对一级反应的影响大得多。因此，降低烃分压可以增大一次反应对二次反应的相对反应速度，有利于提高乙烯收率，减少焦的生成。故无论从热力学或动力学分析，降低分压对增产乙烯，抑制二次反应的发生都是有利的。95 氨合成催化剂活性组分与助剂的作用。

活性组分是Fe3O4，助催化剂有Al2O3，是结构性促进剂，可以改善还原态Fe的结构；K2O是电子型促进剂，可以有利于氮气的吸附和活化；MgO可以提高催化剂的耐热耐硫性能，CaO是助溶剂，可以使个组分分散更加均匀，Co和稀土则可以提高催化剂的活性。

简述一次裂解反应的规律性。P315 直连烷烃裂解易得低级烯烃，相对分子量越小，烯烃总收率越高，异构烷烃裂解烯烃收率较低；环烷烃裂解易得芳烃；芳烃不一裂解为烯烃，主要发生侧脸断裂脱氢和脱氢缩合反应；烯烃热裂解易得低级烯烃，少量脱氢的二烯烃，后者可以进一步反应得芳烃和焦；在高温下，烷烃和烯烃还会发生分解生成少量碳。97 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？

结焦是在较低温度下（＜1200K）通过芳烃缩合而成 生碳是在较高温度下（＞1200K）通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠和的碳原子。结焦与生碳的区别： 机理不同：碳要经过乙炔阶段才能发生；焦要经过芳烃缩合才能发生 温度不同：高温下（900℃～1100℃）生成乙炔，生成碳；低温下（600℃左右）芳烃缩合生 成焦 组成不同：碳只含炭，不含杂质；焦还含有氢

什么叫族组成，PONA的含义是什么？什么叫芳烃指数？什么叫特性因素？ 族组成（简称PONA值）: 是指原料烃分子中所含各族烃的质量百分比 PONA的含义： P—烷族烃paraffin N—环烷族烃 naphthene

O—烯族烃 olefin A—芳香族烃

芳烃指数（BMCI）芳烃指数即美国矿务局关联指数（U.S.Bureau of Mines Correlation Index），简称 BMCI。用于表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。

特性因素K 特性因素是用作反映石脑油、轻柴油等油品的化学组成特性的一种因素，用 K 表示。

在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？ 在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？（在裂解反应中，为什么工业上采用水蒸汽作为稀释剂？）

1)水蒸汽热容量大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管； 2)水蒸汽与产物易分离，与产物不起反应，对裂解气的质量无影响；

3)水蒸汽可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用，可以保护裂解炉管； 4)水蒸气在高温下能与裂解管中的沉积焦炭发生如下反应： C + H2O  H2 + CO 具有对炉管的清焦作用；

5)水蒸气对金属表面起一定的氧化作用，形成氧化物薄膜，减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。

用热力学分析的方法说明反应温度、反应压力、稀释剂对乙苯脱氢的影响？ 1.温度对乙苯脱氢的影响(dlnKp/dT)p=(△H/R)*(1/T2)因为是个吸热反应，等式右边为正值，所以dlnKp>0,T升高，则Kp也升高。2.压力对乙苯脱氢的影响 a——>b+c Kp=(PBb)*(PCc)/(PAa)=[(yBb)*(yCc)/(yAa)]*[P(b+c-a)] 该反应是分子数增大的反应，降低压力有利于提高转化率。3.惰性气体的影响

（1）惰性气体起稀释剂，降低分压，提高平衡转化率

（2）通常用水蒸气作稀释剂，其优点是油水易分离，还可消除催化剂表面结焦。（3）增加水烃比，提高一本转化率 101 什么叫氯化？

在有机化合物分子中引入1个或几个氯原子的反应称为卤化 102 如何判断裂解炉发生结焦有哪些判断依据？ 1)炉管出口压差增大； 2)燃料量增大； 3)裂解气中乙烯含量降低 103 毫秒炉的特点？

1)管径细，热通量大，裂解温度高； 2)阻力降小（单管程）； 3)停留时间短； 4)烃分压低； 5)乙烯收率高。

管式裂解炉的优缺点？

优点：炉型结构简单，操作容易，便于控制，能连续生产，乙烯、丙烯收率较高，产物浓度高，动力消耗少，热效率高，裂解气和烟道气的大部分可以设法回收，原料的适用范围随着裂解技术的进步而日渐扩大，可以多炉组合而大型生产。缺点:(1)对重质原料的适用性还有一定限度

裂解重质原料时，由于重质原料容易结焦，故不得不缩短运转周期，降低裂解深度，经常轻焦，缩短了常年有效生产时间，也影响了裂解炉及炉管的寿命。降低裂解深度的结果时原料利用率不高，重质原料油等低值品量大，公用工程费用也增高。

（2）按高温短停留时间和低烃分压的工艺要求，势必增大炉管的表面热强度，这就要求油耐高温的合金管材和铸管技术。105 烃类热裂解其反应历程分为哪三个阶段？

烃类热裂解其反应历程分为：链引发、链增长、链终止 三个阶段。106 烃类热裂解的二次反应都包含哪些反应类型? 包含：烯烃的再裂解、聚合、环化、缩合、生炭、加氢和脱氢反应类型。107 裂解原料性质的参数有哪四种？

族组成---PONA值；氢含量；特性因数；芳烃指数四种。108 萃取精馏分离丁二烯采用的萃取剂有哪些？ 109 电石有何用途?其生产原理又如何？

先电石只用于矿工点灯，金属焊接与切割。基本有机合成工业的发展，曾促进了电石工业的发展。目前电石主要有三个用途： ① 电石水解制乙炔CaC2+H2O→C2H2+Ca(OH)2；② 电石与氮气反应制取氰胺化钙，CaC2+N2→CaCN2+C；③ 生铁水与钢水的脱硫CaC2+[S]Fe→CaS+2[C]Fe。

电石生产原理 工业电石是由生石灰和炭素材料(焦炭、无烟煤、石油焦)在电炉内按方程CaO+3C→CaC2+CO –465kJ/mol制得。研究表明，此反应按两步进行：a.CaO+C→Ca+CO;b.Ca+2C—CaC2，在电炉内反应主要在CaC2-CaO熔融物中进行，还发现溶解在熔融物中的CaO迁移到焦炭颗粒表面这一步是反应的速度控制步骤，在焦炭表面上生成的CaC2马上又熔于熔融物中。当反应温度高于2000℃，又会发生副反应:a.CaC2→Ca+2C；b.CaC2+2CaO→3Ca+2CO。

煤加氢液化时进行液固分离的目的是什么？有哪几种主要的液固分离方法？

液化反应后总有固体残渣（包括原煤灰分，未转化的煤和外加催化剂），因此需要液固分离，早期的工艺采用过滤法，现在广泛采用真空闪蒸方法，其优点是操作简化，处理量剧增，蒸馏油用作循环油，煤浆粘度降低。缺点是收率有所降低

另外还有二种液固分离方法。一是反溶剂法（anti-solvent），它是指采用对前沥青烯和沥青烯等重质组分溶解度很小的有机溶剂，把它们加到待分离的料浆中时，能促使固体粒子析出和凝聚，颗粒变大，利于分离。常用含苯类的溶剂油，它和料浆的混合比为0.3～0.4：1，固体沉降速度提高十倍以上，用此法可使SRC的灰分降到0.1％左右。另一种是临界溶剂脱灰，它利用超临界抽提原理，使料浆中可溶物溶于溶剂而留下不溶的残煤和矿物质，常采用的溶剂是含苯、甲苯和二甲苯的溶剂油。

？111 反应温度对丁烯氧化脱氢的影响？

@112 甲醇生产时原料气中含有一定量的CO2对甲醇合成是否有利？

答：有利。（1）从反应看，CO2也能参加生成甲醇的反应，CO2合成甲醇要比CO多耗1分子H2，同时生成一分子H2O，因此当原料气中H2含量较低的情况下，应使更多的H2和CO生成甲醇

（2）CO2的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。因为二甲醚是2分子甲醇脱水反应的产物，CO2与H2合成甲醇的反应生成1分子H2O，H2O的存在对抑制甲醇脱水反应起到了积极的作用。

(3)它阻止CO转化成CO2，这个反应在H2O存在时会发生

（4）更有利于调节温度，防止超温，保护铜基催化剂的活性，延长使用寿命（5）能防止催化剂结碳

@113 根据热力学分析，合成甲醇应在低温（小于100℃，Kf值大）和高压下（大于30MPa,推动力大）更为有利，工业为什么不采用此工艺条件？

答：反应温度低，反应速度太慢，催化剂活性不够高，同时低温高压油需要耗费大量的能源，从经济角度上讲效率低。

裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？

答：因为高温密封困难，一旦空气漏入负压操作的裂解系统，与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危险，而且减压操作对以后分离工序的压缩操作也不利，要增加能量消耗。

简述硫酸镁法浓缩稀硝酸原理

答：以硝酸镁为脱水剂。将硫酸镁溶液加入稀硝酸中，生成HNO3-H2O-Mg(NO3)2的三元混合物，所需热量由底部加热器供给。硝酸镁吸收稀硝酸中的水分，使水蒸气分压大大降低，加热此三元混合物蒸馏出HNO3，硝酸蒸气从塔顶逸出，经冷凝、冷却，一部分回流，一部分作为产品。浓度为68％硝酸镁由塔底排出，浓缩到72％再循环使用。

@116 SO2催化氧化生成SO3，为什么要在不同温度下分段进行？

答：SO2催化氧化生成SO3的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反映在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用，环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行，首先利用SO2初始浓度高，传质推动力大的优势，在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%—90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势，将转化率再次提升至97%-98%，由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。

炉气精制部分除去各种杂质的原因

答：此阶段目的是除去各种杂质,如三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢、水蒸气和酸雾等。其中三氧化二砷使钒催化剂中毒和催化剂中的钒逃逸,二氧化硒使钒催化剂中毒和使成品酸带色,氟化氢(SiF4水解产生)则会腐蚀设备，它们在低温下(30～60℃)很容易用水或酸洗涤炉气而除去。

烃类热裂解制乙烯的分离过程，裂解气为什么要进行压缩？为什么要分段压缩？

答：裂解气中许多组分在常压下都是气体，沸点很底，为了使分离温度不太底，可以适当提高分离压力。多段压缩有如下好处：节省压缩功；段与段中间可以进行降温，避免温度太高引起二烯烃的聚合；段与段中间也可便于进行净化和分离。

煤的干馏和煤的气化的定义

答：将煤隔绝空气加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥物性产物主是焦炭或半焦，这种加工方法称煤的干馏。煤、焦或半焦在高温常压或加压条件下，与气化剂反应转化为一氧化碳、氢等可燃性气体的过程，称为煤的气化。

？120 用热力学和动力学综合分析说明裂解反应在高温，短停留时间，低烃分压下进行的必要性

答：（1）高温——①热力学来看：从裂解反应的化学平衡可以看出，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性②动力学来看：提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速率，提高以吸收率

（2）短停留时间：①从化学平衡的观点看，如使裂解反应进行到平衡，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳，为获得尽可能多的烯烃，必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应②从动力学来看，由于有二次反应，对每种原料都有最大乙烯收率的适宜停留时间（3）低烃分压：①热力学：减小压力对提高一次反应的平衡转化率有利对二次反应不利②动力学：减小压力对一次反应对二次反应的相对速率有利 @121 分别从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点

答：氨合成反应的特点为：放热，可逆，体积缩小，有催化剂

从平衡观点看，氨合成是放热反应，低温有利于NH3的生成，但在没有催化剂的室温条件下，氢氮气不能生成氨，因此氨合成反应需要催化剂，当温度较低是催化剂的活性不能较好发挥，不利于NH3的生成，所以反应有一个最适温度，生产中应及时移走反应热。

氨合成反应时体积缩小的反应，提高压力有利于反应向正反向进行，压力越高平衡是的NH3含量就越高，另外，气体成分对氨的合成也有影响，惰性气体含量高会降低有效气体分压，不利于氨的合成，此反应为可逆反应。

氨氧化反应在没有催化剂时，最终产物是什么？说明理由

氨和氧的氧化产物可能有NO、N2O、N2和水。如果对反应不加任何控制，最终产物为氮气和水。其原因是：4NH3+5O2=4NO+6H2O, 4NH3+4O2=2N2O+6H2O, 4NH3+3O2=2N2+6H2O以上各反应可视为不可逆反应，平衡常数以生成氮气最大，所以最终产物为氮气。

？123 在氧化反应过程中，致稳气有何作用？

答:乙烯与空气混合物的爆炸极限（体积分数）为2.7%-36%，与氧的爆炸极限（体积分数）为2.7%-80%。为了提高乙烯和氧的浓度，可以用加入第三种气体来改变乙烯的爆炸限，这种气体通常称为致稳气，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。

简述一次裂解反应的规律

答：（1）烷烃—正构烷烃最有利于生成乙烯，丙烯，分子量愈小则烯烃的总收率愈

高。异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子的正构烷烃。随着分子量增大，这种差别越小。（2）环烷烃—在通常裂解条件下，环烷烃生成烯烃的反应优于生成单烯烃的反应。含环烷烃较多的原料，乙烯的收率较低。

（3）芳烃—无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有侧链的芳烃主要是侧链逐步断裂及脱氢。芳烃主要倾向于脱氢缩合生成稠环芳烃，直至结焦。

（4）烯烃—大分子的烯烃能裂解为乙烯和丙烯等低级烯烃，烯烃脱氢生成的二烯烃能进一步反应生成芳烃和焦。

（5）各类烃裂解的难易顺序可归纳为：正构烷烃>异构烷烃>环烷烃(C6>C5)>芳烃

第二篇：化工工艺学_习题

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。

第三篇：化学工程与工艺

化学工程与工艺专业

本专业学生主要学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造，对新 过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。

本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识，能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1．掌握化学工程、化学工艺、应用化学等学科的基本理论、基本知识；

2．掌握化工装置工艺与设备设计方法，掌握化工过程模拟优化方法；

3．具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力；

4．熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规；

5．了解化学工程学的理论前沿，了解新工艺、新技术与新设备的发展动态；

6．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。

就业方向：培养毕业生可在食品、医药、能源、环保等领域从事生物产品的研制、生产，同时可到高等院校、设计和研究单位从事教学、科研、生产、管理等方面的工作。本专业毕业生的基本要求是：

（1）具有高度社会责任感和良好道德修养，具有为祖国现代化建设服务的思想；

（2）具有良好的文化素质；

（3）具有强健的体魄与健康的心理素质；

（4）具有较强的自学能力、表达与交往能力以及处理工程实际问题的能力；

（5）系统地掌握化学工程与工艺的基础理论与专业知识，能够结合化工生产的社会经济目标，从事研究、开发、设计、生产与企业管理等工作；

（6）富有求实精神、创新精神、合作精神和应变能力，具有一定的国际交往能力；

（7）熟练掌握一门外国语，通过国家外语四级考试；

（8）具备使用计算机的基本技能

精细化工，是生产精细化学品工业的通称。具有品种多，更新换代快；产量小，大多以间歇方式生产；具有功能性或最终使用性：许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；产品质量要求高；商品性强，多数以商品名销售；技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务；设备投资较小；附加价值率高等特点。

培养目标：培养知识、能力、素质协调发展，具有创新精神和创新能力的卓越化学工程 师。毕业生能够适应浙江省社会经济发展需要，承担化工及相关行业领域的研究、设计、生产、管理、咨询和教育等工作职责；能够应用工程技术科学和其他有关科学知识，通过应用研究和发展研究，解决工业生产过程中的具体问题。毕业生达到见习化学工程师的能力水平，可迅速适应工作环境，能在短期内获得注册化学工程师资格，成长为能够面向和引领未来的创新型工程师，也具备发展成为优秀企业家和知名学者的潜力。毕业生具有自主学习的能力，能够根据化学工程跨学科发展的趋势以及产业转型升级和新兴产业发展的趋势，不断完善知识结构，成为新兴产业的积极开拓者和新生产力的重要创造者。

第四篇：化学工程与工艺

化学工程与工艺

化学工业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域，它具有技术密集、人才密集、资本密集的特征，特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时，对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求，本专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。

两大特色：

一是工程特色显著，对化学反应、化工单元操作、化工过程与设备、工艺过程系统模拟优化等知识贯穿结合，使学生具有设计、优化与管理能力；二是专业口径宽、覆盖面广，使学生具有从事科学研究、产品开发的能力，在精细化学品、涂料及应用、高分子化工与工艺等方面更有研发和应用能力。基于以上两点，本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识，能在化工、汽车、机电炼油、煤转化、天然气转化、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。

学习目标：

学生主要学习化学基础、化工单元操作、化学反应工程、化工工艺与过程、化工优化与模拟等化工基本原理、研究方法和管理知识，受到化学与实验技能、工程制图能力、工艺设计方法、电子与电工技术、计算机应用、外语能力、科学研究方法的基本训练。初步掌握一门外语，能比较顺利的阅读本专业的外文书刊，具有听、说、写的基础。具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造，对新 过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。

开设的主要课程：

无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工工艺设计、化工热力学、化工过程分析与合成、化工实验技术、高分子化学等。

培养要求

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1.掌握化学工程、化学工艺、应用化学等学科的基本理论、基本知识；2．掌握化工装置工艺与设备设计方法，掌握化工过程模拟优化方法；3．具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力；4．熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规；5．了解化学工程学的理论前沿，了解新工艺、新技术与新设备的发展动态；6．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；7.具有创新意识和独立获取新知识的能力。

课程设置

主要课程：大学物理、有机化学、物理化学、化学反应工程和一门必选的专业方向课程。另外辅修化工经济技术分析，电工电子、分析化学、无机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工机械、精细有机合成原理等。根据学校略有变动。主要实践性教学环节：包括化学与化工基础实验、认识实习、生产实习、计算机应用及上机实践、课程设计、毕业设计（论文）计算机应用要求较高等，一般安排40周。主要专业实验：有机化学实验、无机化学实验、化工热力学、化工传递过程、化学反应工程、化工过程系统工程、工业催化和应用化学等。修业年限：四年。授予学位：工学学士。专业发展方向：化学工程、化学工艺。相近专业：制药工程。(主要的是化学制药）。生物工程

就业方向

在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。

第五篇：化学工程与工艺

第一部分

无机化学

1.物质及其变化

理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。

2.化学反应定律和化学平衡

熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响：化学平衡移动规律；化学平衡表达式及计算。

3.电解质溶液和离子平衡

溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。

4.氧化和还原

原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。

5.原子结构与元素周期律

四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。

6.分子结构与晶体结构

价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系；分子间力的三种存在方法，分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。

7.配位化合物

配位化合物组成、命名

8.主族金属元素

（一）碱金属和碱土金属

碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。

9.主族金属元素

（二）铝 锡 铅 砷 锑 铋

铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ)Bi(Ⅴ)的强氧化性。

10.非金属元素

（一）氢 稀有气体 卤素

卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律，卤化物键型和物理性质的递变情况；熟悉次氯酸及其盐的性质，了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律，各种卤素含氧酸的命名方法。

11.非金属元素

（二）氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼

氧的成键特征；臭氧的氧化特征及不稳定性，知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势；熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质；亚硫酸和硫酸的性质，了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法；熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性，铵盐的热分解性质，NO 和NO2的性质，亚硝酸和硝酸的性质，重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性，及硝酸盐的热分解性质：掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体；熟悉CO2的结构和性质，熟悉碳酸的性质，碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成，硼酸缺电子特点。

12.过渡元素

（一）铜副族和锌副族

过渡元素原子电子层结构的特征，其原子半径，氧化值，金属活泼性，形成配合物的倾向；Cu（Ⅱ）、Cu（Ⅲ）相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质；了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg（Ⅰ）、Hg（Ⅱ）

相互转化的性质。

13.过渡元素

（二）铬 锰 铁 钴 镍

Cr（Ⅲ）和 Cr（Ⅳ）相互转化的性质，铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn（Ⅱ）、Mn（Ⅳ）、Mn（Ⅵ）和Mn（Ⅶ）相互转化的性质，熟悉Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Co（Ⅱ）、Co（Ⅲ）、Ni（Ⅱ）和 Ni（Ⅲ）重要盐类和配合物的性质。

第二部分

有机化学

1.烷烃

饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃

物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。

2.单烯烃

双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。

3.炔烃

炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。

4.二烯烃

了解共扼体系的形成条件、共扼类型（p-p、p-p、σ-p，σ-p）及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。

5.脂环烃

单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。

6.对映异构

判断分子的对称因素，并能正确判断分子是否有手性；对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念；熟练地用R、S命名其构型，准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。

7.芳 烃

芳烃的命名（单环、多环、稠环）、芳烃的重要亲电取代反应（卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用）、芳烃侧链的氧化反应，苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基；熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性，了解典型非苯芳烃。

8.卤代烃

卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应，消除反应及与金属的反应及合成中的应用

卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程；了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。

9.醇 酚 醚

醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应，了解醇中OH中H原子的活泼程度；熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程，了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质，醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。

10.醛与酮

醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用；醛的岐化反应、亲核加成反应历程，羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应：互变异构、卤代、羟醛缩合，卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应（共轭加成）。

11.羧酸及衍生物

羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。

12.含氮化合物

硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念（定义、分类、命名、结构特征）、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物，胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。

13.杂环化合物

杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念（定义、分类、命名）、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。

第三部分

化工原理课程

1.流体流动

流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用，流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。

2.流体输送设备

离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用.3.传热

传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。

4.蒸馏

相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。吸收

气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。

吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。

专升本《化学工程与工艺》专业升学考试

专业实践考核大纲（100分）

技能考试科目：无机化学技能操作、有机化学技能操作。

一、无机技能考核内容及要求

1.溶液配制：

(1)实验室常用酸碱溶液的配制（HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4）

(2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。

(3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。

要求：掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。

2.食盐的提纯

要求：掌握提纯氯化钠的方法，会应用相关原理，依据所给定仪器解决提纯问题。

二、有机技能考核内容及要求

1.仪器组装：安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。

2.熔点测定：进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。

要求：掌握液体、固体有机物的熔点测定方法。常用仪器安装使用。