化工工藝學(xué)(本科)習(xí)題

1. 合成氨1什么是間歇制氣法？2以煤為原料的半水煤氣制備過程中，大多采用間歇法制氣的原因是什么？如何才能使生產(chǎn)連續(xù)化？答：半水煤氣中(CO+H2)/N2為3.13.2,由反應(yīng)過程可以看出，以空氣為氣化劑時(shí)，可得含N2的吹風(fēng)氣，以水蒸汽為氣化劑時(shí)，可得含H2的吹風(fēng)氣。從氣化系統(tǒng)的熱平衡看，碳和空氣反應(yīng)是放熱的，碳和水蒸氣反應(yīng)是吸熱的，如果外界不提供熱源，而是通過前者的反應(yīng)熱為后者提供反應(yīng)所需的熱，并能維持系統(tǒng)自熱平衡的話，是不可能獲得合格組成的半水煤氣，反之，欲獲得合格組成的半水煤氣，該系統(tǒng)就不能維持系統(tǒng)的自熱平衡。為了解決供熱和制備合格半水煤氣這一矛盾，采用間歇制氣法。采用富氧空氣（或純氧）氣化法和外熱發(fā)能使生產(chǎn)連續(xù)化。3間歇式制取半水煤氣一個(gè)工作循環(huán)要分為幾個(gè)階段？各階段的作用及時(shí)間分配的原則是什么？答：吹風(fēng)階段，煤氣發(fā)生爐底部吹入空氣，作用是提高燃料層的溫度，吹風(fēng)氣放空上吹制氣階段，水蒸氣由爐底送入，經(jīng)灰渣層預(yù)熱，進(jìn)入氣化層進(jìn)行氣化。4氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化為什么要采用兩段法？是如何操作的？5在天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中，水碳比從3.54.0降至2.5，試分析一段爐可能出現(xiàn)的問題及其解決辦法答：水碳比下降，一段轉(zhuǎn)化爐出口氣殘余甲烷含量將不能達(dá)到所需要求的10，解決方法是需要提高出爐氣體溫度，但不要太高，需視轉(zhuǎn)化壓力的不同而有所區(qū)別，轉(zhuǎn)化壓力低，出口溫度可稍低，轉(zhuǎn)化壓力高，出口溫度宜稍高，相應(yīng)可采用較大的空速。6試分析烴類蒸汽轉(zhuǎn)化過程中加壓的原因和確定操作溫度的依據(jù)。答：1）節(jié)約動力消耗提高過量蒸汽的熱回收價(jià)值減小設(shè)備容積，降低投資費(fèi)用。2） 一段轉(zhuǎn)化爐出口溫度是決定轉(zhuǎn)化出口氣相組成的主要因素，需視轉(zhuǎn)化壓力的不同而有所區(qū)別，轉(zhuǎn)化壓力低，出口溫度可稍低，轉(zhuǎn)化壓力高，出口溫度宜稍高。3） 二段轉(zhuǎn)化爐的出口溫度可按壓力、水碳比和殘余甲烷含量小于0.5的要求，以2045的平衡溫距來選定，壓力變大，水碳比變小，出口溫距則相應(yīng)提高。反之，則相應(yīng)降低。7重油部分氧化法的實(shí)質(zhì)是什么？8已知一段轉(zhuǎn)化爐進(jìn)口氣體組成為：組成CH4C2H6C3H8C4H10C5H12其他Mol%81.187.313.371.120.456.57一段轉(zhuǎn)化爐處理氣量為1165kmol/h（干氣），催化劑裝填量為15.2m3，試計(jì)算：一段轉(zhuǎn)化爐的原料氣空速、碳空速、理論氫空速。9 對于放熱可逆反應(yīng)為什么存在一個(gè)最適宜操作溫度？答：對于一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，溫度對動力學(xué)和熱力學(xué)的影響是互為矛盾。因此，對于一定催化劑和氣相組成以及對應(yīng)每一個(gè)轉(zhuǎn)化率時(shí)，必定對應(yīng)有一個(gè)最大的反應(yīng)速度值與該值相對應(yīng)的溫度。10變換反應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)盡量接近最適宜溫度曲線操作？變換爐段間降溫方式和可用的介質(zhì)有哪些？11采用甲烷化法的先決條件是什么？答：由于甲烷化過程消耗氫氣而生成無用的甲烷，因此僅適用于氣體中CO 、CO2含量低于0.5的工藝過程中。 13 某小合成氨廠,每小時(shí)6840Nm3半水煤氣,煤氣中含硫化氫量為3g/ Nm3,現(xiàn)用氨水液相催化法脫硫,硫容取0.2g/L,脫硫率90%,試計(jì)算該廠的脫硫溶液循環(huán)量。（已知硫的分子量為32）14已知半水煤氣中30%，20.5%，變換氣中 0.3%，試計(jì)算： （1）變換爐需達(dá)到的變換率；（2）半水煤氣流量為11600 Nm3/h，需變換的負(fù)荷；（3）離開變換系統(tǒng)的原料氣量。15試分析提高合成氨平衡氨含量的主要途徑和氨合成過程最適宜溫度的影響因素16某合成塔進(jìn)氣流量9105Nm3/h，已知進(jìn)塔氣中NH3含量4.0%，出塔氣中NH3含量16.23%，合成塔催化劑裝填量90m3。試計(jì)算：（1）空間速度（2）催化劑生產(chǎn)強(qiáng)度（3）合成塔產(chǎn)氨速率（4）氨凈值。17 畫出由天然氣和煤炭為原料制半水煤氣的流程方框圖。 2. 化肥1 尿素的分子式和主要用途？答：分子式為CO（NH2）2 主要用途：肥料、工業(yè)原料、飼料2 尿素生產(chǎn)的方法有哪些？主要采用什么方法？答：尿素工業(yè)化的生產(chǎn)方法：氰氨基鈣（石灰氮）法、氨與二氧化碳直接合成法3 尿素合成反應(yīng)機(jī)理是什么？控制步驟是什么？答：反應(yīng)式：2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O+Q機(jī)理 第一步為液氨和CO2反應(yīng)生成液體氨基甲酸銨，稱為甲銨生成反應(yīng) 2NH3+CO2=NH4COONH2 強(qiáng)放熱反應(yīng)第二步為甲銨脫水生成尿素，稱為甲銨脫水反應(yīng)NH4COONH2=CO(NH2)2+H2O此反應(yīng)為微吸熱可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度緩慢，為控制步驟。4 采用減壓加熱法或氣提法分離未轉(zhuǎn)化物的原理是什么？5 尿液蒸發(fā)的原理是什么？6 常見的尿素結(jié)晶或造粒方法有哪些？7 硝銨結(jié)塊的原因是什么，如何防止？8 硝銨的生產(chǎn)方法有哪些？寫出其反應(yīng)式。答：中和法轉(zhuǎn)化法中和法NH3+HNO3=NH4NO3氣態(tài)轉(zhuǎn)化法Ca（NO3)2+CO2+2NH3+H2O=2NH4NO3+CaCO3液態(tài)轉(zhuǎn)化法Ca（NO3)2+(NH4)CO3=2NH4NO3+CaCO39 中和法硝銨生產(chǎn)可分為哪幾種方法？10 什么是濕法磷酸？生產(chǎn)方法有哪幾種？11 什么是酸法磷肥？主要有哪些品種？12 熟悉黃磷的生產(chǎn)流程及熱法磷酸的主要生產(chǎn)方法。13 復(fù)合肥料、復(fù)混肥料和摻混肥料有什么異同點(diǎn)？其養(yǎng)分含量如何表示？14 復(fù)混肥料的成粒方法有哪幾種？15寫出鉀石鹽、光鹵石的主要成分。16 鉀石鹽制氯化鉀主要有哪些方法？其原理是什么？17光鹵石生產(chǎn)氯化鉀的原理是什么？主要有幾種方法？有何區(qū)別？18 試述復(fù)分解法生產(chǎn)硫酸鉀的基本原理。19 試述明礬石生產(chǎn)硫酸鉀的兩種方法。 3. 硫酸和硝酸1硫鐵礦焙燒速度及影響焙燒速度的因素有哪些？答：硫鐵礦焙燒主要是礦石中的二硫化鐵與空氣中的氧反應(yīng)，生成二氧化硫爐氣。提高硫鐵礦焙燒速度的途徑在于提高焙燒溫度，減少礦石粒度，增強(qiáng)氣固兩相間的相互運(yùn)動和提高入爐空氣中的氧含量等。2爐氣中的有害雜質(zhì)有哪些？如何除去？答：硫鐵礦焙燒得到的爐氣除含有二氧化硫外，還有三氧化硫、水分、三氧化二砷、二氧化硒、氟化氫及礦塵等。礦塵采用沉降室或旋風(fēng)分離器、電除塵器即液相洗滌法除去。砷和硒采用濕法凈化工藝用水或稀硫酸洗滌爐氣，酸霧通在電除霧器中完成。3在文泡文凈化流程中，第一文丘里與第二文丘里的作用有何區(qū)別？泡沫塔的作用是什么？答：第一文丘里的作用：爐氣在文丘里收縮管端以極高流速噴出時(shí)，在喉管引入的水被霧化成細(xì)小的滴沫，增加了與爐氣的接觸面積，從而達(dá)到冷卻、除塵、洗滌之目的。第二文丘里的作用是清除酸霧。泡沫塔的作用是使?fàn)t氣進(jìn)一步增濕，同時(shí)增大酸霧粒徑。4二氧化硫爐氣用什么作干燥劑？干燥的原理是什么？如何選擇干燥工藝條件？5二氧化硫氧化的催化劑主要成分是什么？釩催化劑與常規(guī)催化劑相比，最大的不同表現(xiàn)在那里？6 SO2氧化成SO3時(shí)，為什么會存在最佳溫度？ 7 請繪出段間分別采取SO2爐氣冷激、間接冷卻、空氣冷激的SO2催化氧化四段轉(zhuǎn)化反應(yīng)器流程示意圖及反應(yīng)過程的t-x（溫度-轉(zhuǎn)化率）關(guān)系示意圖。8 發(fā)煙硫酸、不同形式的發(fā)煙硫酸濃度之間的換算；硫酸生產(chǎn)的流程方框圖。為什么不能直接用水吸收SO3生產(chǎn)硫酸。9 SO2的多段氧化氮一次吸收和多次吸收的區(qū)別及對應(yīng)的T-x圖；10二氧化硫氧化反應(yīng)五氧化二釩催化劑在某溫度范圍內(nèi)反應(yīng)溫度與反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系如圖所示，其中，K2OV2O5的比值及轉(zhuǎn)化率為321，請解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果和反?，F(xiàn)象。硝酸1氨氧化反應(yīng)的主反應(yīng)式？氨氧化反應(yīng)在沒有催化劑的情況下最終產(chǎn)物是什么？為什么？答：4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q 最終產(chǎn)物是氮?dú)?。因?yàn)榉磻?yīng)的平衡常數(shù)最大。2非鉑催化反應(yīng)與鉑催化反應(yīng)相比，優(yōu)缺點(diǎn)如何？答：價(jià)格便宜，活性容易降低，不易點(diǎn)燃活化。3影響氨空氣混合物爆炸極限的因素有那些？其影響如何？答：當(dāng)氣體的壓力、溫度及含氧量增高，氣體流向自下而上通過，容器散熱速度減小時(shí)，爆炸極限變寬。反之，則不易發(fā)生爆炸。4為什么氧化反應(yīng)速度常數(shù)不符合阿累尼烏斯定律？答：該反應(yīng)不是基元反應(yīng)，反應(yīng)速度常數(shù)是表觀反應(yīng)速度常速Ka，Ka=Kk，它包括了平衡常數(shù)K和表面反應(yīng)速度常數(shù)k。由于是放熱反應(yīng)，K隨溫度的升高而減小，k隨著溫度的升高而增大，K值減小幅度超過k值增大的幅度?？偨Y(jié)果表現(xiàn)出溫度升高，Ka減小。5簡述常壓法、加壓法和綜合法生產(chǎn)稀硝酸工藝流程，并對各法進(jìn)行比較。答：常壓法：氨的氧化和氮氧化物的吸收均是常壓下進(jìn)行的。優(yōu)點(diǎn)是壓力低，氨的氧化率高，Pt損耗低，設(shè)備簡單，吸收塔生產(chǎn)水平要求低。缺點(diǎn)是壓力低成品酸濃度低，吸收不完全尾氣需要進(jìn)行處理，吸收容積大，占地多。加壓法：氨的氧化和氮氧化物的吸收均在加壓下進(jìn)行的。優(yōu)點(diǎn)是吸收壓力高，硝酸濃度高尾氣氮氧化物濃度低，吸收容積小，能量回收率高。缺點(diǎn)是加壓氨的氧化率低，Pt損耗大。綜合法是指氨的氧化在常壓下進(jìn)行的，氮氧化物吸收在加壓下進(jìn)行，綜合了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。6氮氧化物尾氣處理有哪些方法？請比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)答：1）溶液吸收法。優(yōu)點(diǎn)：方法簡單易行，處理量大，適用于尾氣中氮氧化物含量較高的常壓法硝酸生產(chǎn)。缺點(diǎn)：難以將尾氣中氮氧化物降到 2*10-4 以下。2）固體吸附法。優(yōu)點(diǎn)：凈化度高，當(dāng)吸附劑失效后，可用熱空氣或水蒸氣將其再生。缺點(diǎn)：吸附量小，當(dāng)尾氣中NOx含量高時(shí)吸附劑需要量很大，且吸附再生周期短。3）催化還原法。特點(diǎn)：脫除氮氧化物效率高，并且不存在濕法吸收伴生副產(chǎn)品及廢液的處理問題。7 常壓下氨氧化的操作溫度通常為多少？若采取加壓操作，溫度如何調(diào)整？答：常壓下氨氧化溫度取780840比較適宜，壓力增高時(shí)，溫度也相應(yīng)的提高。8 寫出水吸收N2O生產(chǎn)硝酸的反應(yīng)方程式。3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q9 NO氧化成NO2的反應(yīng)速度方程式，實(shí)驗(yàn)證明可寫成：r（NO2）kp2(NO)p(O2)式中，k為反應(yīng)速度常數(shù)。有趣的是，該反應(yīng)速度常數(shù)與溫度的關(guān)系異乎尋常，它是隨著溫度的上升而減小，不符合阿累尼烏斯定律。此種反?，F(xiàn)象，曾吸引許多學(xué)者的關(guān)注和研究，而各自的理論解釋也頗不相同。但人們認(rèn)為前蘇聯(lián)學(xué)者古茲和馬林的理論觀點(diǎn)是比較合乎情理的。這個(gè)理論認(rèn)為，NO氧化除了在氣相中進(jìn)行外，更主要是在氣液相界面和液相中進(jìn)行的，其步驟有：（1）在相界面上，NO以很快的速度迭合成（NO）22NO=（NO）2（2）在氣液相界面及液相中，（NO）2與O2作用NO）2O2N2O4（NO）2O2=2NO2（3）當(dāng)氣液相界面積很大時(shí)，可能生成絡(luò)合分子：NOO2=NOO2NOO2NO=2NO2第（1）步反應(yīng)很快，瞬間可達(dá)平衡，第（2）步反應(yīng)為最慢，是決定總速度的控制步驟，試解釋這種反?，F(xiàn)象的原因；在這種情況下，活化能是大于0還是小于0？解釋其合理性。4. 純堿和燒堿1純堿有哪些工業(yè)生產(chǎn)方法？其工藝過程有何異同？答：氨堿法、聯(lián)堿法。2飽和食鹽水為什么要精制？怎樣進(jìn)行精制？工業(yè)生產(chǎn)中精制飽和鹽水主要采用哪種方法？為什么？答：粗鹽水中含有鈣鹽和鎂鹽等雜志，在后續(xù)鹽水吸氨和碳酸化過程中能和NH3和CO2作用生成沉淀或復(fù)鹽，不僅會使設(shè)備和管道結(jié)垢甚至堵塞，同時(shí)還會造成氨及食鹽的損失，會影響純堿的質(zhì)量，因此，粗鹽水必須經(jīng)過精制。石灰氨二氧化碳法、石灰純堿法；第一種方法適用于含鎂較高的海鹽，利用碳酸化塔尾氣可使成本降低，但存在溶液中氨含量增加，導(dǎo)致碳酸化過程中氯化鈉轉(zhuǎn)化率降低，氨損耗增大，以及流程和操作較復(fù)雜的缺點(diǎn)。第二種方法除鈣時(shí)，不生成銨鹽而生成鈉鹽，因此不引起碳酸化過程中氯化鈉轉(zhuǎn)化率降低。而且操作簡單，勞動條件好，精制度高，但要消耗純堿。所以，工業(yè)生產(chǎn)中精制飽和鹽水主要采用第二種方法。3 氨鹽水碳酸化過程的特點(diǎn)是什么？氨鹽水酸化的反應(yīng)機(jī)理是什么？答：氨鹽水碳酸化過程的特點(diǎn)：同時(shí)伴有吸收、結(jié)晶和傳熱等單元操作，各單元操作相互關(guān)系密切，且互為影響。氨鹽水酸化的反應(yīng)機(jī)理：（1） 氨基甲酸的生成 CO2+2NH3=NH4+NH2COO- （2） 氨基甲酸氨的水解 NH2COO-+H2O=HCO3-+NH3（3） 復(fù)分解析出NaHCO3結(jié)晶 Na+HCO3-=NaHCO34 鈉利用率、氨利用率分別指什么？如何計(jì)算？答：將氯化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)化率稱為鈉利用率。 將碳酸氫銨轉(zhuǎn)化為氯化銨的轉(zhuǎn)化率稱為氨利用率。5 碳化度指什么？如何計(jì)算取出液的碳化度？答：碳化度：氨鹽水吸收二氧化碳時(shí)所飽和的程度，用R表示。定義為碳化液體系中全部二氧化碳的摩爾數(shù)與總氨摩爾數(shù)之比。6 為什么重堿過濾后要進(jìn)行洗滌？對洗滌水有何要求？為什么？洗水量如何控制？答：將重堿中殘留的母液洗去，降低成品純堿中氯化鈉的含量。對洗滌水的要求：宜用軟水。原因：以免帶入Ca2+、Mg2+ 形成沉淀堵塞濾布。洗水量應(yīng)控制適當(dāng)，以保證重堿的質(zhì)量及減少損失。7 什么是重堿燒成率？如何計(jì)算？寫出重堿煅燒的方程式，計(jì)算理論重堿燒成率。答：重堿燒成率：，重堿煅燒成為純堿的效率，即100份質(zhì)量的重堿，經(jīng)煅燒以后所得產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。目前我國的實(shí)際燒成率是50608 什么是聯(lián)合法制純堿？ 9 聯(lián)堿法生產(chǎn)中，母液為什么要吸氨？寫出母液吸氨的離子方程式。10 過飽和度是怎樣形成的？如何計(jì)算過飽和度？它有什么實(shí)際意義？答：使溶液不斷排除溶劑或降低溶液溫度，當(dāng)其溶質(zhì)濃度超過該溫度下的溶解度即形成過飽和溶液。溫度過飽和度表示為（t2-t1），濃度過飽和度為（C1，-C1）在實(shí)際應(yīng)用中，可用濃度過飽和度與溫度過飽和度之比值（C1，-C1）/（t2-t1）表示t2到t1區(qū)間溫度每降1時(shí)析出氯化銨量。11影響氯化銨結(jié)晶的因素有哪些？怎樣才能獲得顆粒較大的氯化銨結(jié)晶？答：影響因素：溶液成分、冷卻速度、攪拌強(qiáng)度、晶漿固液比、結(jié)晶停留時(shí)間。介穩(wěn)區(qū)較寬冷卻速度不宜過快減小攪拌強(qiáng)度為適宜晶漿固液比大停留時(shí)間長12 什么是冷析結(jié)晶氯化銨？什么是鹽析結(jié)晶氯化銨？各自基于什么原理？答：母液I吸氨后成為氨母液I，可使溶液中溶解度小的NaHCO3和NH4HCO3轉(zhuǎn)化成溶解度較大的Na2CO3 和（NH4 ）2CO3 ，所以吸氨過程使氨母液I在冷卻時(shí)可以防止NaHCO3和NH4HCO3的共析。NH4Cl的溶解度隨溫度的降低而減小，NaCl而的溶解度隨溫度的降低而增加。所以，將氨母液I冷卻就可以使NH4Cl單獨(dú)析出，且純度較高，稱為冷析結(jié)晶NH4Cl。冷析溫度越低。析出NH4Cl越多。 由冷析結(jié)晶器出來的母液為半母液II，母液I中NH4Cl是飽和的，而NaCl并不飽和。將固體洗鹽加入半母液II，此時(shí)NaCl就溶解。由于共同離子效應(yīng)使得NH4Cl繼續(xù)析出，稱為鹽析結(jié)晶NH4Cl，這樣既出產(chǎn)品又補(bǔ)充了原料鹽。13 什么是氯化銨結(jié)晶的并料流程和逆料流程？答：氯化銨由氨母液I析出，一般分為兩步進(jìn)行，先經(jīng)冷析后鹽析，然后晶漿分別取出，經(jīng)再稠后分離出氯化銨，此即“并料流程”，將鹽析結(jié)晶器的結(jié)晶借助于晶漿或氣升設(shè)備送回到冷析結(jié)晶器的晶床中，產(chǎn)品全部從冷析器取出的流程，工業(yè)上稱為逆料流程。16 畫出聯(lián)合制堿法的并料和逆料生產(chǎn)流程方框圖。 燒堿1什么是電解過程？什么是法拉第第一和第二電解定律？答：當(dāng)以直流電通過熔融態(tài)電解質(zhì)或電解質(zhì)水溶液時(shí)，產(chǎn)生離子的遷移和放電現(xiàn)象，在電極上所析出物質(zhì)的過程稱為電解過程。法拉第第一定律：電解時(shí)，電極上析出的物質(zhì)的量與通過電解質(zhì)溶液的電量成正比，即與通電電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。法拉第第二定律：電解時(shí)，電極上每析出或溶解1克當(dāng)量的任何物質(zhì)，所需電量是恒定的。2什么是電化當(dāng)量？氯堿工業(yè)生產(chǎn)中，如何表示電化當(dāng)量？答：電化當(dāng)量：通過單位電量時(shí)，在電極上所析出物質(zhì)的質(zhì)量。3什么是電流效率？如何計(jì)算堿工業(yè)中的電流效率？答：實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量只比稱為電流效率。4什么是理論電解分壓？什么是槽電壓？槽電壓對電解過程的電能耗影響有什么？答：理論電解分壓是電解質(zhì)開始分解時(shí)所需的最低電壓。 電解時(shí)，電解槽的實(shí)際操作電壓稱為槽電壓。5何為過電位（超電壓）？為什么會產(chǎn)生過電位？過電位理論在電解工藝方面有什么意義？答：過電位是離子在電極上的實(shí)際放電電位與理論放電電位之差。6隔膜法電解中，電極上發(fā)生那些主要反應(yīng)和副反應(yīng)？7電解液的蒸發(fā)采用什么原理？其主要目的是什么？答：主要目的：1）將含氫氧化鈉10%-12%的電解液濃縮，使之符合一定規(guī)格的商品液堿。2）通過電解液濃縮，將氯化鈉結(jié)晶分離出來。8水銀法電解較隔膜法電解有那些相同和不同之處？9什么是離子交換膜法電解？它具有那些特點(diǎn)？答:離子交換膜是對溶液中離子有選擇性透過的高分子材料。陽離子膜只允許陽極室中的陽離子 透過膜進(jìn)入陰極室，而陰離子 卻無法進(jìn)入陰極室。10在離子交換膜法電解制燒堿中為什么要對鹽水進(jìn)行二次精制？怎樣精制？11某氯堿廠現(xiàn)有電解槽100臺，電槽電流強(qiáng)度為18000A，求每日理論上可生產(chǎn)燒堿、氯氣和氫氣各多12某氯堿廠電解車間有電解槽60臺電槽電流強(qiáng)度為10000A，一晝夜可生產(chǎn)電解液146.2m3，電解液中NaOH的濃度為125g/l，試計(jì)算陽極電流效率。（1F=96500C=26.8A.h）13某電解槽的槽電壓為3.32V，電流效率為95%，求生產(chǎn)1t燒堿需要多少千瓦.小時(shí)電？若由于導(dǎo)電不良使槽電壓增加0.1v時(shí)，求生產(chǎn)1t噸燒堿需要消耗多少千瓦.小時(shí)電？（已知隔膜法電解飽和食鹽水理論分解電壓E理論=2.17V，1F=96500C=26.8A.h）14新建一車間，每年生產(chǎn)含30%NaOH的燒堿6000t，采用隔膜電解槽進(jìn)行生產(chǎn)。槽電流為29000A，電流效率為96%，求每年運(yùn)行時(shí)間為8400h所需電解槽數(shù)。（1F=96500C=26.8A.h） 5、基本有機(jī)化工的主要產(chǎn)品（1）碳一系列產(chǎn)品1反應(yīng)溫度和壓力是怎樣影響加氫平衡的？2加氫催化劑共分幾種類型？各有何特點(diǎn)？答：不飽和炔烴、烯烴的加氫；芳烴加氫；含氧化合物加氫；含氮化合物的加氫；氫解3一氧化碳加氫合成甲醇生產(chǎn)有幾工藝流程？各有何特點(diǎn)？4高壓法和低壓法合成甲醇工藝流程各采用何種催化劑？5影響一氧化碳加氫合成甲醇反應(yīng)的因素是什么？6簡述合成甲醇反應(yīng)器的分類，結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)？7一氧化碳加氫合成甲醇的工藝流程有那幾部分組成？（2）乙烯系列產(chǎn)品1 PE是如何分類的？答：按密度分：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯按生產(chǎn)方法分：低壓法、中壓法、高壓法按分子量分：低分子量、普通分子量、超高分子量2 熔融指數(shù)含義是什么？答：在標(biāo)準(zhǔn)的塑性劑中加熱到一定溫度（一般為190），使聚乙烯樹脂熔融后，承受一定的負(fù)荷（一般為2160g）在10min內(nèi)經(jīng)過規(guī)定的孔徑（2.09mm)擠壓出來的樹脂重量克數(shù)。3聚合方法是如何分類的？4聚合物有哪些立構(gòu)規(guī)整結(jié)構(gòu)5 聚合物有哪些平均分子量表示方法？答：數(shù)均分子量；重均分子量；粘均分子量6 如何表示聚合物的分子量分布？7、高壓法生產(chǎn)LDPE加入的所謂的“催化劑”嚴(yán)格上應(yīng)該是什么？8、什么是（乙烯氧化制環(huán)氧億萬）致穩(wěn)氣？答：一些惰性氣體（如二氧化碳、氮?dú)?、氬氣、甲烷或乙烷）對氧有稀釋作用，將氣體組成調(diào)節(jié)在爆炸范圍之外，能顯著提高乙烯和氧的爆炸濃度極限，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，稱為致穩(wěn)氣或稀釋劑。9、 LDPE和LLDPE？答：低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯10、聚乙烯中加入的添加劑有什么？答：防老劑（抗氧劑）、潤滑劑、開口劑、防靜電劑11、催化氧化反應(yīng)分成哪幾類？各有何特點(diǎn)？12、催化氧化反應(yīng)有何共性？答：強(qiáng)放熱性不可逆性多途徑氧化性易爆性13、何為均相催化自氧化反應(yīng)？試述均相催化自氧反應(yīng)的基本原理14、催化劑及氧化促進(jìn)劑的作用是什么？15、試比較工業(yè)上丙烯腈生產(chǎn)的幾種主要方法16、試分析非均相催化氧化反應(yīng)的特點(diǎn)答：反應(yīng)過程復(fù)雜傳熱過程復(fù)雜17、對乙烯與過量空氣在銀催化劑的作用下合成環(huán)氧乙烷反應(yīng)器作物料衡算。已知數(shù)據(jù)如下：進(jìn)料氣（A）：（C2H4）：10；（空）：90（N2）79，（O2）21乙烯的轉(zhuǎn)化率：25；環(huán)氧乙烷的選擇性：80%；計(jì)算基準(zhǔn)：進(jìn)料氣qn（A）1000 mol/h（3）丙烯系列產(chǎn)品1原料純度對丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈反應(yīng)都產(chǎn)生那些影響？2丙烯腈生產(chǎn)中，原料中加入水蒸氣的作用是什么？3丙烯氨氧化合成反應(yīng)器，各有何優(yōu)缺點(diǎn)？4丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的工藝流程包括幾部分？（4）碳四系列產(chǎn)品1 丁烯氧化脫氫合成丁二烯生產(chǎn)過程的影響因素有那些？它們對反應(yīng)結(jié)果有何影響？2 丁烯氧化脫氫所采用的催化劑有那幾種類型?3 甲基叔丁基醚的生產(chǎn)工藝包括哪幾部分？（5）芳烴系列產(chǎn)品1催化脫氫反應(yīng)共有幾種類型？2乙苯催化脫氫除主反應(yīng)外，還有那些主要副反應(yīng)？3試述壓力對催化脫氫平衡的影響。4提高溫度對催化脫氫平衡有和影響？5乙苯催化脫氫生成苯乙烯的催化劑有那幾種？其性能如何？6簡述烴類催化脫氫的反應(yīng)機(jī)理7工業(yè)上有哪些生成苯乙烯的方法？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？8乙苯催化脫氫生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如何？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 10苯乙烯精制有何困難？工業(yè)上是如何解決的？11、 PET和PTA、MTBE、ABS樹脂、EO、EG答：PET：聚酯纖維 PTA：精對苯二甲酸 MTBE：甲基叔丁基醚 ABS樹脂：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯樹脂 EO：環(huán)氧乙烷 EG：乙二醇11 對二甲苯高溫氧化制對苯二甲酸是如何進(jìn)行的？采用什么催化劑？12聚酯纖維是如何生產(chǎn)的？生產(chǎn)方法有哪些？8. 石油加工產(chǎn)品 （1）乙烯1什么叫烴類的熱裂解反應(yīng)答：烴類裂解法是將石油烴原料（如天然氣、煉廠氣、輕油、煤油、柴油、重油等）經(jīng)高溫作用，使烴類分子反生斷碳鍵或脫氫反應(yīng)，生成相對分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。2什么叫烴類熱裂解過程的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)？答：一次反應(yīng)是指原料烴經(jīng)裂解生成乙烯和丙烯的反應(yīng)。二次反應(yīng)是指一次反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的反應(yīng)，即乙烯、丙稀等低級烯烴進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)生成多種產(chǎn)物，甚至生成焦炭。3 什么叫裂解原料的族組成、含氫量和芳烴指數(shù)？這些指標(biāo)對裂解產(chǎn)物分布有何影響？答：裂解原料的族組成是指鏈烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳香烴的各族烴的質(zhì)量百分含量。含氫量是指原料中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 芳烴指數(shù)用于表示油品芳烴的含量。該指數(shù)越大，則油品的芳烴含量越高。4 轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率的基本概念是什么？它們之間有什么關(guān)系？5裂解溫度對裂解產(chǎn)物分布有何影響？答：裂解溫度不同，就有不同的一次產(chǎn)物分布，提高溫度，可以得到較高的乙烯、丙稀收率。6什么叫停留時(shí)間？停留時(shí)間和裂解溫度對裂解產(chǎn)物分布有何影響？答：停留時(shí)間是指原料從反應(yīng)開始到達(dá)某一轉(zhuǎn)化率時(shí)在反應(yīng)器內(nèi)所經(jīng)歷的時(shí)間。7為什么要采用加入稀釋劑的辦法來實(shí)現(xiàn)減壓目的？采用水蒸氣為稀 釋劑有何優(yōu)點(diǎn)？答：由于裂解是在高溫下進(jìn)行，高溫不易密封，一旦空氣漏入負(fù)壓操作系統(tǒng)，與烴氣體混合就會引起爆炸，同時(shí)還會多消耗能源，對后面分離工序的壓縮操作不利。因此采用加入稀釋劑的辦法來實(shí)現(xiàn)減壓目的。優(yōu)點(diǎn)1）水蒸氣的熱容大，可以穩(wěn)定爐管溫度，在一定程度上保護(hù)爐管防止過熱。2)水蒸氣易從裂解產(chǎn)物中分離，且水蒸氣便宜、易得。水蒸氣可以抑制原料中的硫?qū)α呀夤艿酶g作用。3）水蒸氣對爐管的鐵和鎳有氧化作用，形成氧化膜，抑制鐵和鎳對生炭的催化作用。4）水蒸氣在高溫下能與裂解管中的積炭或積焦發(fā)生氧化反應(yīng)，對生成的炭有一定的清除作用。8什么叫動力學(xué)裂解深度函數(shù)？為什么要用正戊烷作為衡量石腦油裂解深度的當(dāng)量組分？答:裂解深度函數(shù)是指裂解反應(yīng)進(jìn)行的程度。采用動力學(xué)裂解深度函數(shù)（KSF）作為衡量裂解深度的標(biāo)準(zhǔn)，則綜合考慮了原料性質(zhì)、停留時(shí)間和裂解溫度效應(yīng)，故能較合理的反映裂解進(jìn)行的程度。 選定正戊烷作為衡量裂解深度的當(dāng)量組成，是因?yàn)樵谌魏屋p質(zhì)油中，正戊烷總是存在的，它在裂解過程中只有減少，不會增加。 9 SRT型管式列解爐的分組；程數(shù)、股數(shù)、爐管變徑的原因；熱裂解的最適宜操作條件？10為什么要對裂解氣進(jìn)行急冷？急冷方式有哪幾種？對急冷器的兩個(gè)指標(biāo)要求；答：裂解氣含有烯烴和大量的水蒸氣，溫度為727927，烯烴反應(yīng)性強(qiáng)，若任它們在高溫下長時(shí)間停留，將會繼續(xù)發(fā)生二次反應(yīng)，引起結(jié)焦和烯烴的損失，因此必須將裂解氣急冷以終止反應(yīng)。急冷方式：間接急冷和直接急冷 間接急冷還可以回收高品位熱能兩個(gè)指標(biāo)：停留時(shí)間，一般控制在0.04s以下裂解氣出口溫度，要求高于裂解氣的露點(diǎn)。11 管式列解爐如何進(jìn)行清焦？（）12管式爐裂解工藝流程由哪幾部分系統(tǒng)夠成？答：原料油供給和預(yù)熱系統(tǒng)、裂解和高壓水蒸汽系統(tǒng)、急冷油和燃料油系統(tǒng)、急冷水和稀釋水蒸汽系統(tǒng)13 某一 裂解裝置進(jìn)料的原料氣組成（v%）為C2H698%, C2H41%, C3H6 1%，裂解按下式進(jìn)行： 0.98C2H6+0.01C2H4+0.01C3H6=0.4966H2+0.0546CH4+0.4848C2H4+ 0.4434C2H6+0.0011C3H6+0.0041C3H8+0.0071C4H8+0.0046C5H12（1）求體積增大率和乙烷轉(zhuǎn)化率。（2）如果該裝置乙烷的處理量為5000kg/h，求乙烯收率，乙烷循環(huán)量，乙 烯產(chǎn)量，乙烯總質(zhì)量收率。14某輕柴油組成(wt%)C5H12 30%，n-C6H10 60% , 環(huán)烷烴C6H12 8%, C6H6 2 %，求其適宜的產(chǎn)氣率。（提示：氣態(tài)產(chǎn)物含氫量控制在18%，液態(tài)產(chǎn)物含氫量控制在7%）15裂解溫度為827，進(jìn)裂解爐的原料氣組成為%（v），C2H6 99.3，CH4 0.2，C2H4 0.5。裂解產(chǎn)物組成%（v），、 35.2，CH4 3.6，C2H2 0.2，C2H4 33.1，C2H6 26.7，C3 0.6，C4 0.2，C5 0.3。求乙烷單程轉(zhuǎn)化率。16裂解溫度為827，進(jìn)裂解爐的原料氣組成為%（v），C2H6 99.3，CH4 0.2，C2H4 0.5。裂解產(chǎn)物組成%（v），H2 35.2，CH4 3.6，C2H2 0.2，C2H4 33.1，C2H6 26.7，C3 0.6，C4 0.2，C5 0.3。求乙烷單程轉(zhuǎn)化率。如果該裝置乙烷的處理量為1000kg/h，求乙烯單程mol收率和單程質(zhì)量收率（均以乙烷量計(jì)），乙烷循環(huán)量，乙烯產(chǎn)量，乙烯總質(zhì)量收率(以原料總量計(jì))。17 100kg純度100%的乙烷裂解，單程轉(zhuǎn)化率為60%，乙烯產(chǎn)量為46.4kg，分離后將未反應(yīng)的乙烷全部返回裂解，求乙烯收率、總收率和總質(zhì)量收率。18 什么是裂解氣？裂解氣中含有那些主要物質(zhì)？答：裂解氣是烴類經(jīng)裂解制得的一種含有乙烯、丙稀、氫氣和各種烴類的復(fù)雜混合物，此外裂解氣中還含有少量硫化氫、二氧化碳、乙炔、丙二烯和水蒸氣等雜質(zhì)。19 裂解氣深冷分離法的原理是什么？答：利用裂解氣中各烴的相對揮發(fā)度不同，在低溫下除了把氫和甲烷外其余的烴都冷凝下來，然后在精餾塔內(nèi)進(jìn)行多組分精餾分離，利用不同精餾塔把各種烴逐個(gè)分離出來。20裂解氣中含有哪些雜質(zhì)？有何危害？怎樣除去？答：裂解氣中含有少量硫化物CO2 、CO 、C2H2 、C3H6以及H2O等雜志，會降低乙烯、丙稀等產(chǎn)品的質(zhì)量，且會影響分離過程的正常運(yùn)行。酸性氣體含量過多時(shí)，對分離過程會帶來危害。硫化氫能腐蝕設(shè)備管道，使干燥用的分子篩壽命縮短，還能使加氫脫炔用的催化劑中毒；CO2則在深冷操作中會結(jié)成冰，堵塞設(shè)備和管道，影響正常生產(chǎn)。21什么叫分子篩？分子篩脫水干燥的原理是什么？答：分子篩是人工合成的具有穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)的水合硅鋁酸鹽晶體。分子篩具有許多相同大小的孔洞和表面很大的孔穴，可篩分不同大小的分子，脫除微量的水，分子篩吸附水容量最高，裂解氣脫水常用的是A型分子篩。原理：分子篩是一種離子型極性吸附劑，它對于極性分子特別是水有極大的親和力，易于吸附。22為什么裂解氣要進(jìn)行壓縮？為什么要采用分段壓縮？答：為了節(jié)省能量，降低壓縮消耗功，氣體采用多段壓縮，段與段間設(shè)置中間冷卻器。經(jīng)過壓縮，裂解氣的壓力提高，溫度升高，重組分中的二烯烴將發(fā)生聚合，生成的聚合物沉積在壓縮機(jī)內(nèi)，嚴(yán)重地影響操作的正常進(jìn)行。二烯烴的聚合速度與溫度有關(guān)，溫度愈高，聚合速度愈快。為了避免聚合現(xiàn)象的發(fā)生，必須控制每段壓縮后氣體溫度100。23制冷的基本原理是什么？24裂解氣深冷分離流程主要有幾種類型？它們各有什么異同點(diǎn)？25脫甲烷塔的任務(wù)是什么？它在裂解氣分離流程中占有怎樣的地位？26深冷分離中，影響乙烯收率的因素有哪些？答：乙烯損失有四處：冷箱尾氣中帶出損失乙烯塔釜液乙烷中帶出損失脫乙烷塔釜液C3餾分中帶出損失壓縮段間凝液帶出損失 27簡述前加氫脫炔前冷工藝流程。答：在脫甲烷塔前進(jìn)行加氫脫炔稱為前加氫。加氫餾分中含有大量氫氣，不需要外來氫氣，氫氣量不可控制，催化劑的選擇性要求高。冷箱放在脫甲烷塔之前，處理脫甲烷塔的裂解氣，這個(gè)流程稱為前冷流程。28簡述后加氫脫炔前冷工藝流程。29脫甲烷塔前增設(shè)預(yù)分餾塔有何優(yōu)缺點(diǎn)？30分凝離器的工作原理是什么？31某裂解氣自20，P1為0.105Mp壓縮到P2等于3.6Mp。（1）計(jì)算單段壓縮排氣溫度（已知裂解氣絕熱指數(shù)k=1.228）；（2）說明為什么要進(jìn)行多段壓縮。答：T2=T1(P1/P2)(1-k)/k=(273+20)(3.6/0.105)(1.228-1)/1.228=566K=293裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體，其沸點(diǎn)都很低，如果把裂解氣在常壓下進(jìn)行各組分的冷凝分離，則分離溫度很低，需要消耗大量冷量，因此裂解氣的分離要在適宜的壓力、溫度下進(jìn)行。 為了節(jié)省能量，降低壓縮消耗功，氣體采用多段壓縮，一般為四五段，段與段間設(shè)置中間冷卻器。經(jīng)過壓縮，裂解氣的壓力提高，溫度升高，重組分中的二烯烴將發(fā)生聚合，生成的聚合物沉積在壓縮機(jī)內(nèi)，嚴(yán)重地影響操作的正常進(jìn)行。二烯烴的聚合速度與溫度有關(guān)，溫度愈高，聚合速度愈快。為了避免聚合現(xiàn)象的發(fā)生，必須控制每段壓縮后氣體溫度100。32 什么是熱泵？閉式熱泵？開式A和開式B熱泵？33. SRT型管式裂解爐具有哪些特點(diǎn)？答：為了實(shí)現(xiàn)高溫縮短停留時(shí)間降低烴的分壓及強(qiáng)化傳熱合理的爐型結(jié)構(gòu)（2）芳烴及芳烴的轉(zhuǎn)化1、什么是芳構(gòu)化反應(yīng)？異構(gòu)化反應(yīng)？答：環(huán)烷烴脫氫，烷烴環(huán)化脫氫等，使非芳烴變成芳烴的反應(yīng)稱為芳構(gòu)化反應(yīng)。正構(gòu)的烷烴、烯烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)物（直鏈變帶側(cè)鏈）叫異構(gòu)化反應(yīng)。2、 重整反應(yīng)有溫降說明了什么？答：重整反應(yīng)有溫降說明了催化劑活性好，脫氫反應(yīng)效果好，催化劑使用效果好，積炭量較小。3、 重整進(jìn)料中水含量高有什么影響？怎樣處理？答：A、含水量上升會使催化劑上酸性組分流失，抑制加氫裂化和異構(gòu)化反應(yīng)。B、一般含水量上升時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高汽提塔底溫度，增加注氯量。4、 在重整反應(yīng)中為什么要注氯？答：因?yàn)槎嘟饘俅呋瘎┑幕钚赃x擇性和穩(wěn)定性，與其酸性功能和金屬功能的直接關(guān)系，其雙功能是相輔相成的，為防止酸性功能的減弱，所以要不斷注氯。5、 什么是芳烴潛含量？為什么要分析原料芳烴潛含量？答：芳烴潛含量是指原料中含C6、C7、C8環(huán)烷烴全部轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的芳烴時(shí)的重量百分?jǐn)?shù)，再加上原有相應(yīng)的芳烴含量，是生產(chǎn)芳烴的特性指數(shù)。通過潛含量來衡量芳烴轉(zhuǎn)化率。6、 重整為什么要選擇低壓操作？答：由于其中芳構(gòu)化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，低壓操作有利于脫氫，并且能抑制加氫裂化反應(yīng)的進(jìn)行，增加芳烴含量和液體收率，對生產(chǎn)芳烴有利，還可以降低設(shè)備使用要求。7、 重整反應(yīng)器為什么要分成幾個(gè)反應(yīng)器操作？催化劑裝入量為什么不同？答:因?yàn)橹卣磻?yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，如果用一個(gè)反應(yīng)器操作達(dá)到要求的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器進(jìn)出口溫降太大，分成幾個(gè)反應(yīng)器操作，反應(yīng)器之間補(bǔ)充熱量就可以降低反應(yīng)器進(jìn)出口溫降。因?yàn)榇罅棵摎浞磻?yīng)在一反進(jìn)行，反應(yīng)速度快，溫降大，所以一反裝入量不需很多，二、三、四反應(yīng)主要是五元環(huán)異構(gòu)化烷烴環(huán)化，異構(gòu)化，這些反應(yīng)有些較慢反應(yīng)深度逐漸增加，所以催化劑裝入量逐漸增多。8、 如何判斷裂化反應(yīng)加?。看穑阂后w收率下降，氫純度下降，反應(yīng)溫度減少。在相同反應(yīng)條件下，重整轉(zhuǎn)化率下降，液化氣增多等現(xiàn)象說明