一、填空题
1、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。
2、间歇式制取半水煤气的工作循环一般包括吹风阶段、一次上吹制气阶段、下吹制气阶段、二次上吹阶段、空气吹净阶段五个阶段。其工艺流程是由煤气发生炉、余热回收装置、煤气的除尘、降温、储存设备所组成。
3、尿素的分子式为Co(NH2)2,纯净的尿素为白,无味,针/棱柱状晶体。易溶于水、液氨、醇,稍溶于乙醚及脂,溶解度随温度的升高而增加。实现工业化合成尿素的方法有氰氨基钙法和氨与二氧化碳合成法两种。
4、工业上烃类热裂解制乙烯的主要生产过程是:原料、热裂解、裂解气预处理、裂解气分离、产品及联产品。目前生产乙烯较成熟的工艺技术是管式炉裂解工艺,管式裂解炉的结构包括对流段和辐射段组成的炉体,炉体内由耐高温合金钢制成的炉管,燃烧器三个主要部分。
5、从石油中制取芳烃的两种主要加工工艺是石脑油重整工艺和烃类裂解工艺。
6、烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由【裂解】和【分离】两部组成。裂解气的深冷分离流程主要分为【顺序分离流程】【前脱乙烷分离流程】【前脱丙烷分离流程】三种,典型的分离流程是【前脱丙烷分离
流程】
7、原料气脱硫的方法很多,按脱硫剂的状态来分,脱硫方法可分为干法和湿法两大类。干法脱硫分为【吸附法】和【催化转化法】两种。湿法脱硫按其脱硫机理不同又可分为【物理吸收法】【化学吸收法】【物-化吸收法】和【氧化法】四种。
8、催化加氢反应在邮寄化工生产中的应用一方面是【合成有机化工产品】另一方面是【加氢精制】加氢催化剂的种类很多,若按其形态来区分,常用的加氢精制催化剂主要由【金属催化剂】【骨架催化剂】【金属氧化物催化剂】【金属硫化物催化剂】【金属络合物催化剂】五大类。
9、一氧化碳与水蒸气反应生成【CO2】和【H2】的过程,称为CO变化或水煤气变换;目前工业上采用的变换催化剂有【中变催化剂】【低变催化剂】【钴钼系耐硫催化剂】三大类。
10、生产能力是指【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】;生产强度是指设备的单位特征【几何量】的生产能力,即设备的【单位体积或面积】的生产能力。
二、选择题
1、合成氨反应过程:N2 +3H2=NH3+Q,有利于反应快速进行的条件是【B】
A.高温低压    B.高温高压    C.低温高压    D.低温低压
2、在选择化工过程是否采用连续操作时,下述几个理由不正确的是【C】
A.操作稳定安全
B.一般年产量大于4500t的产品
C.反应速率极慢的化学反应过程
D.工艺成熟
3、下列物质不是三大合成材料的是【D】
A.塑料
B.纤维
C.橡胶
D.尼龙
4、在化学反应中温度升高可以使下列哪种类型反应的速率提高的更快【A】
A.活化能高的反应
B.活化能低的反应
C.压力较高的反应
D.压力较低的反应
5、进料与出料连续不断地流过生产装置,进、出物料相等。此生产方式为【B】
A.间歇式
B.连续式
C.半间歇式
D.不确定
6、间歇操作的特点是【D】
A.不断地向设备内投入物料
B.不断地从设备内取出物料
C.生产条件不随时间变化
D.生产条件随时间变化
7、裂解气中酸性气体的脱除,通常采用乙醇胺法和碱洗法,两者比较【B】
A.乙醇胺法吸收酸性气体更彻底
B.乙醇胺法中乙醇胺可回收重复利用
C.碱洗法更适用于酸性气体含量高的裂解气
D.碱洗法中碱液消耗量少,更经济
8、烃类裂解制乙烯过程正确的操作条件是【B】
A.低温、低压、长时间
B.高温、低压、短时间
C.高温、低压、长时间
D.高温、高压、短时间
9、影响反应过程的基本因素有【C】
A.温度、压力、原料配比、浓度
B.温度、原料配比、浓度
C.温度、压力、原料配比及停留时间
D.高温、压力、停留时间
10、对于低压下放热的可以气相反应,温度升高,则平衡常数【B】
A.增大
B.减小
C.不变
D.不能确定
11、化工生产过程中,常用于加热的物料是【A】
A.中压饱和水蒸汽
B.低压过热水蒸气
C.高温烟道气
D.高温高压过热蒸汽
三、判断题
1.化工生产中,产物的收率愈高愈好【√】
2.H2O(g)作为降低气体分压的稀释剂愈多愈好【×】
3.对于可逆放热反应,存在一个最佳反应温度【√】
4.在氧化反应中,氧是反应物之一,但氧不是愈多愈好【√】
5.优良的固体催化剂应具有:或型号、稳定性强、选择性高、无毒并耐毒、耐热、机械强度高、有合理的流体流动性、原料易得、制造方便等性能【√】
6.氨合成催化剂在使用前必须经还原,而一经还原后,以后即不必再作处理,直到达到催化剂的使用寿命【√】
7.催化剂的组成中,活性组分就是含量最大的成分【×】
8.在反应过程中催化剂是不直接参加化学反应的【√】
9.转化率是参加化学反应的某种原料量占投入反应体系的该种原料总量的比例【√】
10.转化率越高参加反应的原料量越多,所以转化率越高越好【×】
四、简答题
1.简述催化剂的化学组成如何?催化剂在化工工艺中有什么重要作用?催化剂有哪些基本特征?
石油加工答:催化剂的化学组成主要有:活性成分、助催化剂和载体。
催化剂在化工工艺中的作用主要有①提高反应速率和选择性②改进操作条件③开发新的反应过程④开发新能源和消除污染
基本特征:①本身参与反应,但反应终了时,其本身为发生化学性质和数量变化②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡③催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应
2.合成气的生产方法有哪些?
答:①以煤气为原料生产法②以天然气为原料生产法③以重油或渣油为原料生产法
3.用反应方程式简述重油部分氧化法的实质是什么?
答:2CmHnSr + mO2      2mCO + (n-2r)H2 +2rH2S
4CmHnSr      2(n-2r)CH4+(4m- n+2r)C +4H2S
CH4 +H2O        CO +3H2
C + H2O      CO +H2
COS + H2      H2S + CO
4.说明裂解气中水的来源和危害,常用的脱水方法有哪些?
答:裂解气中水分主要来源于稀释蒸汽和急冷水;主要采用固体吸附方法来进行脱水。
5.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?
答:①水蒸气在急冷时可以冷凝,很容易就实现了稀释剂与裂解气的分离
②可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀
③水蒸气在高温下能与裂解管中沉淀的焦炭发生反应(C + H2O → CO + H2)使固体焦炭生成气体随裂解气离开,延长炉管运转周期
④水蒸气对金属表面起一定氧化作用,使金属表面的铁、镍形成氧化物薄膜,可抑制这些金属对烃类气体分解生炭反应的催化作用
⑤水蒸气热容大,水蒸气升温时耗热较多,稀释水蒸汽可以稳定炉管裂解温度,防止过热,保护炉管的作用
⑥稀释蒸汽可降低炉管内的烃分压
6.请写出顺序深冷分离流程中的分离顺序。
答:深冷顺序分离流程是按裂解气中各组分碳原子数由小到大的顺序进行分离,即先分离出甲烷、氢,其次是脱乙烷及乙烯的精馏,接着就是脱丙烷和丙烯的精馏,最后是丁烷,塔底得C5 馏分。
7.什么是催化重整?请画出催化重整工艺示意图?
答:在有催化剂作用条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。
8.为什么裂解气要进行压缩?为什么要采用多段压缩?
答:对裂解气加压可以使各组分的冷凝点升高,既利于分离又可节约冷冻量和低温材料;因为裂解气压缩后压力和温度都会升高,为避免压缩过程中造成裂解气中双烯烃在较高温度下发生大量聚合,以致形成聚合物堵塞叶轮通道和密封件。9.有哪些原料可用来生产合成气?合成气的生产方法主要有哪几种?
答:煤、天然气、石油馏分、农林废料和城市垃圾均可用来制造合成气;合成气的生产方法主要有①以煤气为原料生产法②以天然气为原料生产法③以重油或
渣油为原料生产法
10.在裂解反应中,工业上采用水蒸气作为稀释剂的优点是什么?为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的?
答:①水蒸气在急冷时可以冷凝,很容易就实现了稀释剂与裂解气的分离
②可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀
③水蒸气在高温下能与裂解管中沉淀的焦炭发生反应(C + H2O → CO + H2)使固体焦炭生成气体随裂解气离开,延长炉管运转周期
④水蒸气对金属表面起一定氧化作用,使金属表面的铁、镍形成氧化物薄膜,可抑制这些金属对烃类气体分解生炭反应的催化作用
⑤水蒸气热容大,水蒸气升温时耗热较多,稀释水蒸汽可以稳定炉管裂解温度,防止过热,保护炉管的作用
⑥稀释蒸汽可降低炉管内的烃分压
因为裂解是在高温下进行的,如果直接采用减压操作,当某些管件连接不严密是,有可能漏入空气,不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失,更严重的是空气与裂解气能形成爆炸性混合物而导致爆炸。另外,如果采用减压操作,而对后续分离部分的裂解气压缩操作就会增加负荷,即增加了消耗。
11.工业生产中尿素的生产方法主要有那几种?尿素溶液的加工方法有哪几种?答:工业中生产尿素的方法主要有氰氨基钙法和氨与二氧化碳直接合成法两种;尿素溶液的加工方法主要有①蒸发造粒法②结晶造粒法③结晶法
三、计算题
乙烷裂解生产乙烯,在一定生产条件下,通过如反应器的乙烷量为5000kg/h,反应掉的乙烷量为3000kg/h,裂解后得到的乙烯量为1980kg/h,求乙烷的转化率,乙烯收率,及该反应的选择性。
解:按反应C2H6→C2H4+ H2O
转化率=3000/5000 ×100%= 60%
目的产物物质的量=1980/28=70.71 Kmol/h
反应掉原料物质的量=3000/30=100 Kmol/h
选择性=70.71/100×100%=70.71%
收率=70.71×30/5000=42.43%