化工工艺概论

化工工艺学练习题一、填空题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。3.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。4.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。5.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、加氢裂化和延迟焦化等。6.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。7.天然气的主要成分是甲烷。8.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。9.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。10.氨的主要用途是生产化肥和硝酸。11.目前合成氨生产的主要原料有两种，它们是煤和天然气。12.甲烷化反应是CO+3H2=CH4+H2O。13.氯在氯碱厂主要用于生产液氯和盐酸。14.氯碱厂的主要产品一般有烧碱、盐酸、和液氯。15.食盐水电解阳极产物是Cl2，阴极产物是NaOH和H2。16.芳烃的生产方法分为：反应、分离和转化。。17.目前纯碱生产主要有三种方法，它们是索尔维制碱法(氨碱法)、侯氏制碱法(联碱法)和天然碱法。18.索尔维制碱法主要原料是NH3、CaCO3与NaCl。19.侯氏制碱法主要原料是NH3、CO2与NaCl。20.侯氏制碱法的主要产品是Na2CO3和NH4Cl。21.氯化反应主要有三种类型，分别是加成氯化、取代氯化和氧氯化。22.生产氯乙烯主要原料是乙炔和乙烯。23.氯乙烯的主要生产方法有乙烯氧氯化和乙炔和氯化氢加成。24.烃类热裂解中一次反应的主要产物为乙烯和丙烯。25.烷烃热裂解主要反应为脱氢反应和断链反应。26.羰基化最典型的应用是甲醇制醋酸。27.催化剂一般由活性组分、载体和助催化剂组成。28.乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是Ag。29.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。30.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。31.煤干馏产物有焦炭、煤焦油和焦炉气。32.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。33.合成气的主要成分是CO和H2。34.绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。35.高分子化合物是指相对分子量高达104~106的化合物。36.高分子聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。37.石油化工中的三大合成材料指合成塑料、合成橡胶、合成纤维。38.常用的塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。39常用的合成纤维有涤纶、锦纶和腈纶。40.根据介质不同，聚合方法有四种，分别是本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。二、单选题1.转化率、选择性与收率是衡量一个化工过程的重要指标。下列关于转化率、选择性与收率说法错误的是：(C)A.转化率是针对反应物而言的；B.选择性是针对目的产物而言的；C.转化率越高，选择性也越高；D.收率等于转化率与选择性之积。2.下列油品中，沸程最低的是(A)A汽油B煤油C柴油D润滑油3.下列哪种方法不能提高汽油辛烷值：(B)A.降低烯烃含量；B.降低芳烃含量；C.提高氧含量；D.添加甲基叔丁基醚。4.SO2的氧化反应是一个有催化剂存在下进行的可逆、放热、体积缩小的反应。下列措施中不能提高SO2平衡转化率的是：(D)A.降低温度；B.提高压力；C.增加氧含量；D.提高温度。5.对CO变换反应，下列说法正确的是：(B)A．高温和高水碳比有利于平衡右移；B.变换反应是可逆放热反应；C．变换过程采用单反应器；D.压力对平衡和反应速度都无影响。6.合成氨反应是：(A)A.放热、体积减小反应B.放热、体积增大反应C.吸热、体积减小反应D.吸热、体积增大反应7.下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：(D)A.Fe3O4是活性组分；B.Al2O3是结构型助催化剂；C.K2O是电子型助催化剂；D.使用前不需升温还原活化。8.在纯碱生产过程中，溶解度最低，最先析出的是(B)A.NaClB.NaHCO3C.NH4ClD.NH4HCO39.下列关于煅烧与焙烧的说法正确的是：(C)A.焙烧是在高于熔点的高温下进行；B.焙烧是物料分解失去结晶水或挥发组分；C.煅烧是物料分解失去结晶水或挥发组分；D.煅烧是在高于熔点的高温下进行。10.乙烯环氧化法制环氧乙烷生产中加入微量二氯乙烷是为了：(A)A提高环氧乙烷的选择性B提高环氧化反应速率C提高乙烯的转化率D以上都对11.乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是：(B)A.CuB.AgC.Al2O3D.Fe12.乙烯氧氯化双组分催化剂中的KCl可视为：(B)A.活性组分之一B.助催化剂C.抑制剂D.氧化促进剂13.烷基化汽油是由烯烃和反应生成的(C)A丙烷B正丁烷C异丁烷D乙烷14.下列分子发生热裂解反应，反应温度最高的是(D)A丙烷B正丁烷C异丁烷D乙烷15.下列醇中可以通过烯烃直接水合得到的是(D)A正丙醇B正丁醇C甲醇D乙醇16.煤气化过程中温度最高的是：(B)A.灰渣层B.氧化层C.还原层D.干馏层和干燥层17.制备多硝基化合物适宜的加料方法为(B)。A正加法B反加法C并加法D都可以18.高分子一般指相对分子量为(D)的化合物。A.102~104B.103~105C.104~105D.104~10619.下列关于加聚反应单体，说法错误的是：(A)A.在一个加聚反应中单体必须相同；B.加聚反应单体必须含有不饱和键；C.在一个加聚反应中单体可以不同；D.加聚反应单体可以含有特征官能团。20.下列关于缩聚反应单体，说法错误的是：(B)A.在一个缩聚反应中单体可以相同；B.缩聚反应单体不能含有不饱和键；C.在一个缩聚反应中单体可以不同；D.缩聚反应单体应含有特征官能团。21.己二胺和己二酸缩聚生成尼龙-66，在其高分子中，结构单元与重复单元(C)。A相同B相近C不相同D无关22.聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而得，在其高分子中结构单元与重复单元(A)。A相同B相近C不相同D无关23.下列化合物中不能发生聚合反应的是：(D)A.乙烯B.环氧丙烷C.己二胺D.乙醇三、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.简述化学工业发展方向。答：清洁生产、可持续发展、精细化具体包括：提高原料利用率、减少副产物；副产物循环利用；降低能耗；采用可再生原料；加强环境保护、尽可能避免环境污染；加大研发力量和投入、开发新产品，缩短工业化周期。3.简述我国化学工业面临的问题及机遇。答：问题：规模小、能耗高、污染重、精细化率低、缺乏自主知识产权和创新能力。机遇：国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了条件；改革开放为技术改造提供了条件；国际合作更广泛；国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇；需求增长及政策支持为新技术、新产品开发提供了动力。4.简述氧化反应的特点。答：(1).强放热反应；(2).反应途径多样，副产物多；(3).烃类易完全氧化成CO2和水。5.简述以煤为原料合成氨的主要步骤及各步骤的主要作用。答：（1）制气：主要目的是制氢（2）净化：主要目的是除灰（3）脱硫：主要目的是脱出无机及有机硫（4）变换：主要目的是将CO转化为CO2，同时制氢（5）脱碳：主要目的是除去二氧化碳（6）甲烷化：主要目的是进一步脱除一氧化碳、二氧化碳及硫杂质（7）压缩：主要目的是将合成气加压（8）合成：主要目的是氢与氮反应得氨（9）分离：主要目的是将生成的氨分离出来6.简述以煤为原料合成氨的原理（主要反应）及工艺流程。答：（1）制气：（2）变换：（3）.氨合成：7.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。8.目前合成氨生产的主要原料是什么？其原理（主要反应）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。9.简述尿素生产步骤。答：(1).尿素的合成(2).合成反应液的分解与分解气的冷凝回收(3).尿素溶液蒸浓(4).尿素的结晶与造粒10.乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成，同时写出每步的主要反应。答：(1).乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：；(2).乙烯气相氧氯化生成1,2-二氯乙烷，反应为：；(3).1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯，反应为：。11.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。12、化学工业的特点；1原料生产方法和产品的多样性复杂性2向大型化，综合化，精细化发展3多学科合作，技术密集性生产4重视能量合理利用，采用节能工艺5资金密集，投资回收快，利润高6安全与环境问题日益显著13、何谓转化率，何为选择性?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?转化率；转化率X是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；指体系中转化成目的产物的某反映物量与曹家所有反应而转化的该反应物总量之比。通常使转化转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者使目的产物的收率最高14、什么叫烃类的热裂解？经高温作用，是挺累贩子发生贪恋断裂或者脱氢反应，生成相对贩子质量较小的烯烃烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类15、温度和停留时间如何影响裂解反应结果？答：从裂解反应的化学平衡也可以看出，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；根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。从化学平衡来看，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；从动力学来看，由于有二次反应，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间。因此可以得出，短停留时间对生成烯烃有利。①对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间，可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦。②高温-短停留时间可抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低。③高温-短停留时间可使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大16、非均相催化氧化与均相催化氧化有何不同之处？1，固体催化剂的活性温度较高2反应物料早反应器中流速快，停留短，单位体积的反应器生产能力高3反应过程影响因素较多，反应不仅与催化剂的组成有关还与其结构有关，同时催化剂的床层间传热，传质过程复杂，对目标产物的选择性和设备的运作由有很大影响4反应物料与空气或氧气的混合物存在爆炸极限问题，工艺及操作中要重视安全问题17、影响烃类热裂解的工艺条件：反应温度、烃分压、停留时间。工艺过程概括为:裂解》急冷》净化》压缩》