化工工藝學考試卷

《化工工藝學》試題一

一、填空題（本題共20分，共10小題，每題各2分）

1、在合成氨煌類蒸汽轉(zhuǎn)化的過程中，從熱力學角度分析有三個副反應存在析炭

的可能性，這三個副反應的化學反應方程式分別為-

_、和，而從動力學角度分

析只有才可能析炭。

2、按照用途的不同可將工業(yè)煤氣分為四類，分別為：、、-

和O

3、煤中的水分主要分為三類，其中包括：游離水、和0

4、在合成氨C0變換工序階段低溫變換催化劑主要有和

兩種類型。

5、在合成氨原料氣的凈化過程中脫硫的方法主要分為：和-

—兩種類型。

6、氨合成塔的內(nèi)件主要由、和電加熱器三個部分組成。

7、尿素的合成主要分兩步進行分別為：-

（反應方程式）和-

（反應方程式）。

8、在以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸過程中，硫鐵礦在進入沸騰焙燒爐前需要達到的

組成指標為：S>20%、、、、

和H20<8%O

9、在沸騰爐焙燒硫鐵礦時要穩(wěn)定沸騰爐的爐溫需要做到的三個穩(wěn)定分別為：①

穩(wěn)定的空氣量、②和③o

10、電解法生產(chǎn)燒堿的電解反應為（反

應方程式）。

二、簡答題（本題共50分，共5小題，每題各10分）

1、簡述煌類蒸汽轉(zhuǎn)化過程中析炭的危害及防止析炭應采取的措施。

2、簡述鐵一倍系高溫變換催化劑的組成（含量）及各組分的作用。

3、簡述硫酸生產(chǎn)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的優(yōu)、缺點。

4、簡述氨堿法生產(chǎn)純堿的優(yōu)、缺點。

5、寫出轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣率、選擇性、收率及質(zhì)量收率等衡量裂解結(jié)果指標的定義

式。

三、計算題（本題共30分，共2小題，每題各15分）

1、在C0變換的實際生產(chǎn)中，通?？蓽y得原料氣及變換氣中C0的干基含量，假

設(shè)以Imol干原料氣為基準，初始C0的干基含量為y?變換后C0的干基含量

為y2,試計算在轉(zhuǎn)化過程中C0的轉(zhuǎn)化率x。

2、在隔膜法電解食鹽水溶液時，若電解槽的實際電壓（Vm）為3.35V,電流效

率為95%食鹽水的理論分解電壓（V理）為2.171V,試求電解過程中的電能

效率。（計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字）

《化工工藝學》試題二

一、填空題（本題共20分，共10小題，每題各2分）

1、在合成氨工藝中應用蒸汽轉(zhuǎn)化制得的粗原料氣應滿足：①殘余甲烷含量的體

積分數(shù)小于；②（CO+HJ/%（摩爾比）在之間。

2、在合成氨烽類蒸汽轉(zhuǎn)化的過程中，當析炭較輕時可采用和―-

兩種法將積炭消除。

3、在煤熱解的過程中，對熱解產(chǎn)物的組成有較大影響的因素有、

______和壓力。

4、煤氣化的工業(yè)方法要有、和外熱法。

5、在用銅氨液對合成氨原料氣進行最終凈化時,對C0的吸收具有活性的離子為-

6、在用甲烷化法脫碳時的主反應為和-

；副反應為和o

7、在合成尿素時適當提高氨碳比是有利的，其有利方面主要表現(xiàn)在-

;和有利于調(diào)節(jié)操作的熱平衡。

8、硫鐵礦接觸法生產(chǎn)硫酸的過程包括、和吸收三個基本

過程。

9、目前，世界上生產(chǎn)純堿的方法主要有、和聯(lián)合制堿法。

10、生物質(zhì)是指自然界中含有、、、-

—和油脂等的物質(zhì)。

二、簡答題（本題共50分，共5小題，每題各10分）

1、寫出氣態(tài)燃蒸汽轉(zhuǎn)化的主反應和副反應的化學反應方程式。

2、從熱力學分析氣態(tài)燒蒸汽轉(zhuǎn)化宜在低壓下進行，但在工業(yè)生產(chǎn)中一般將壓力

提高到3.5?4.OMpa,簡述其原因。

3、簡述合成氨原料氣凈化階段濕法脫硫和干法脫硫兩種方法各自的特點。

4、簡述在合成氨粗原料氣凈化階段采用低溫甲醇洗滌法的優(yōu)、缺點。

5、試寫出尿素合成過程中發(fā)生的三個主要副反應的名稱及化學反應方程式。

三、計算題（本題共30分，共2小題，每題各15分）

1、在C0變換的實際生產(chǎn)中，通?？蓽y得原料氣及變換氣中C0的干基含量，假

設(shè)以Imol干原料氣為基準，初始C0的干基含量為y?變換后C0的干基含量

為y2,試計算在轉(zhuǎn)化過程中C0的轉(zhuǎn)化率xo

2、在隔膜法電解食鹽水溶液時，若電解槽的實際電壓（VB）為3.35V,電流效

率為95臨食鹽水的理論分解電壓（Vffl）為2.171V,試求電解過程中的電能

效率。（計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字）

《化工工藝學》試題三

一、填空題（本題共30分，每空1分，共30空）

1、合成氨生產(chǎn)過程包括_、_和_三大步驟。

2、以天然氣為原料，采用蒸汽轉(zhuǎn)化法制造粗原料氣時應滿足兩大要求：

3、寫出甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應的獨立主反應：_；

O

4、甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化過程所用催化劑的主要活性成分是載體是。

5、脫硫方法分為干法脫硫和濕法脫硫，其中低溫甲醇洗滌法屬于一。干法脫硫中

最典型的方法是一。

6、一段轉(zhuǎn)化爐_和_兩個主要部分組成。

7、氨合成反應是在高溫高壓下進行，為了適應該條件，氨合成塔通常由內(nèi)件和

外筒兩部分組成，其中內(nèi)件只承受_，外筒只承受。

8、合成尿素反應為：_o

9、硫酸生產(chǎn)原料主要有：硫鐵礦、硫磺、硫酸鹽、硫化氫等，我國—分布較廣。

10、硫鐵礦在氧較充足的條件下，其焙燒反應方程式為

11、目前SO2爐氣在凈化過程中主要采用_（請選擇：酸洗流程或水洗流程）。

12、SO2催化氧化所用催化劑為：_o

13、為了降低尾氣中SO2的含量，提高硫的利用率，對SO2的轉(zhuǎn)化工藝進行了改

進，最有效的技術(shù)是。

14、生產(chǎn)純堿最重要的方法為_、一和天然堿加工。

15、氨堿法制堿過程中，碳酸化所需的CO2主要來源于

16、電解法制燒堿的原理為：_o

17、有機化學工業(yè)的最基本的產(chǎn)品為。

18、燒類管式爐裂解生產(chǎn)乙烯要求為：一、、o

19、裂解氣從裂解爐出來之后應立即進行一處理，然后再凈化。

二、簡答題（本題共60分，每題10分，共6題）

1、請繪出以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的方塊流程圖。

2、對裂解氣進行深冷分離包括哪三大部分？每部分作用是什么？

3、不論是氨的合成還是裂解氣的分離，都要進行壓縮，而且采用的是多級

壓縮，為什么？

4、聯(lián)合法制堿包括哪兩個過程？繪出其原則流程圖？

5、簡述天然氣為原料進行蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝條件。

6、簡述該課程的特點。

三、計算題（10分）

原料丙烷進料1000kg/h,反應掉丙烷量700kg/h,得乙烯400kg/h,,求反應

的轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率。

《化工工藝學》試題四

二、填空題（本題共30分，每空1分，共30空）

1、氨的生產(chǎn)方法有—和一

2、以天然氣為原料，采用蒸汽轉(zhuǎn)化法制造粗原料氣時應滿足兩大要求：

；_。

3、CO變換所用催化劑分為_、—和寬溫耐硫變換催化劑。

4、我國一般小型的合成氨廠在脫除CO2時，常采用化學家侯德榜提出的碳化法

合成氨流程制取一。

5、銅錢液吸收法中，所采用的再生裝置中三個塔從上到下的正確位置是：一、

、°

6、一段轉(zhuǎn)化爐根據(jù)燒嘴的位置不同可分為_、一和梯臺爐。

7、氨合成塔分為連續(xù)換熱、多段間接換熱、多段冷激式等塔型，在布朗深冷凈

化工藝中，

合成塔采用的是一氨合成塔。

8、合成尿素反應為。

9、目前，焙燒硫鐵礦主要采用_（沸騰焙燒或固定床焙燒）技術(shù)。

10、硫鐵礦在氧不夠充足的條件下，其焙燒反應方程式為_。

11、SO2爐氣干燥所采用的干燥劑為

12、硫酸的生產(chǎn)方法主要有_和_兩種方法。

13、純堿的分子式為Na2c。3,倍半堿的分子式為Na2c。3?NaHCO3?2H2O,潔

堿的

分子式為：

14、聯(lián)合法制堿過程中，碳酸化所需的CO2主要來源于

15、苛化法制燒堿的原理為：_0

16、有機化學工業(yè)的基本原料有：煤、_、一和。

17、裂解氣從裂解爐出來之后應立即進行一處理，然后再凈化。

18、工業(yè)上蜂類裂解乙烯的過程主要有：_、_、_0

19、乙烯收率與原料煌的族組成的關(guān)系為：_o

二、簡答題（每題10分，共60分）

1、繪出天然氣為原料合成氨的方塊流程圖

2、二氧化硫催化氧化時，如果采用四段絕熱中間換熱式轉(zhuǎn)化器，請在轉(zhuǎn)化

率一溫度圖上繪出轉(zhuǎn)化過程的絕熱操作線及冷卻線。

3、氨合成的工藝條件如何選擇？

4、簡述氨堿法制純堿包括哪些過程？

5、比較甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催

化劑的情況。

6、繪出深冷分離流程方塊示意圖

三、計算題（10分）

原料乙烷進料1000kg/h,反應掉乙烷量700kg/h,得乙烯500kg/h,,求反應

的轉(zhuǎn)化率、

選擇性和收率。

《化工工藝學》試題五

一、填空題（20分，每空2分）

1.化工生產(chǎn)過程一般可概括為_、—和產(chǎn)品分離及精制三大步驟。

2.煌類裂解反應機理研究表明裂解時發(fā)生的基元反應大部分為自由基反

應。大部分燒類裂解過程包括_、_、和一三個階段。

3.由反應方程式CH4+H2OCO+3H2表示的反應，常被稱為—反應。

4.平衡氨濃度與溫度、壓力、氫氮比和惰性氣體濃度有關(guān)。當溫度或壓

力一時，都能使平衡氨濃度增大。

5.一反應器特別適用于有串聯(lián)式深度氧化副反應的反應過程，可抑制串聯(lián)副

反應的發(fā)生，一反應器比較適合用于深度氧化產(chǎn)物主要來自平行副反應，且主、

副反應的活化能相差甚大的場合。。

二、選擇題（共20分，每題2分）

1.下列哪個過程屬于對石油的一次加工：

A.煌類熱裂解；B.催化重整；C.催化裂化；D.常壓蒸儲和減壓蒸儲

2.各族煌類的裂解反應難易順序為：

A.正烷姓＞異烷煌》環(huán)烷夕至》芳煌B.正烷燒〈異烷夕空〈環(huán)烷燒〈芳燒

C.環(huán)烷煌〉芳姓〉正烷煌》異烷燒D.環(huán)烷煌〈芳妙〈正烷燒〈異烷煌

3.下列可用來評價裂解原料性質(zhì)的指標為：

A.轉(zhuǎn)化率；B.氫含量；C.選擇性；D.氫碳比；

4.對于天燃氣水蒸汽轉(zhuǎn)化反應,下列說法正確的為：

A.水蒸氣轉(zhuǎn)化反應是吸熱的可逆反應；B.低溫對轉(zhuǎn)化反應平衡有利；

C.高壓有利于轉(zhuǎn)化反應平衡；D.低水碳比有利于轉(zhuǎn)化反應；

5.對C0變換反應，下列說法正確的是：

A.高溫和高水碳比有利于平衡右移；B.變換反應是可逆放熱反應；

C.變換過程采用單反應器；D.壓力對平衡和反應速度都無影響；

6.合成氨反應是：

A.可逆放熱反應B.放熱反應

C.可逆吸熱反應D.吸熱反應

7.保持強放熱的氧化反應能穩(wěn)定進行的關(guān)鍵是：

A.合理選擇載熱體和載熱體的溫度控制.B.控制好單程轉(zhuǎn)化率.

C.控制好原料的配比.D.控制好適宜的空速.

8.乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷工藝的催化劑的活性組分是：

A.CuB.AgC.三氧化二鋁D.Fe

9.丙烯氨氧化制丙烯睛工藝流程回收部分設(shè)置急冷器，是為了

A.冷卻反應后物料.B.除去反應后物料中未反應的氨同時使其冷卻.C.除去

反應后物料中未反應的氨.D.防止丙烯隔，HCN等副產(chǎn)物聚合.

10.乙烯氧氯化雙組分催化劑中的KC1可視為：

A.活性組分之一B.助催化劑C.抑制劑D.氧化促進劑

三、判斷對錯.（對的在括號內(nèi)劃錯的劃X）（共10分，每題2分）

1.通過C0變換可產(chǎn)生更多氫氣和降低C0含量。（）

2.對煌類的裂解過程，要求高溫，高壓，低停留時間（）

3.吸熱反應是熱力學上不利的反應。（）

4.用于氨合成的熔鐵催化劑，使用前必須升溫還原活化。（）

5.醋酸銅氨溶液精制合成氨用合成氣是工業(yè)上應用最廣泛的方法，增加高

價銅濃度能增加銅液的吸收能力。（）

四、簡要回答下列各題.（共30分，每題6分）

1.常采用哪些方法對合成氣精制？這些方法各有何優(yōu)缺點。

2.裂解氣為何脫煥，如何脫煥？

3.乙烯環(huán)氧化的主、付反應如何？

4.在氧化反應過程中，致穩(wěn)氣有何作用？

5.結(jié)合你所學的工藝知識，談談水在化工生產(chǎn)中的作用？

五、參考有關(guān)工藝流程圖，簡要回答問題（20分）

附圖為以天然氣為原料的日產(chǎn)千噸的大型合成氨廠的轉(zhuǎn)化工段流程圖。請參

考此流程圖回答下列問題：

1.1.設(shè)備的作用是什么？

2.2’設(shè)備的作用是什么？

3.此工藝為何要設(shè)置二段轉(zhuǎn)化？

4.為何要向二段轉(zhuǎn)化器中引入經(jīng)預熱至450C左右的空氣？

5.此工藝的壓力為何選3MPa?

燃燒用天然氣

鍋

爐

給

水

5

1—鉆鋁加氫脫硫器；2-氧化鋅脫硫罐；3——段爐對流段；4_-段爐輻射段；5一二段轉(zhuǎn)化

爐；6一第一廢熱鍋爐；7—第二廢熱鍋爐；8—汽包；9—嘉助鍋爐；10—排風機；11-

煙囪

《化工工藝學》試題六

三、填空題（本題共35分，每空1分，共35空）

1、合成氨原料構(gòu)成從以_為主轉(zhuǎn)移到以_和_為主。

2、煤氣化因采用不同的氣化劑，可以生產(chǎn)幾種不同用途的工業(yè)煤氣:

3、甲烷蒸汽二段轉(zhuǎn)化的目的：

;_°

4、一氧化碳高變催化劑是以一為主體，以一為主要添加物的多成分鐵-鋁系催化劑。

5、脫硫方法分為干法脫硫和濕法脫硫，濕法脫硫按其作用原理可分為=_；

O

6、二氧化碳既是氨合成的毒物，又是制造；等氮肥的重要原料。

7、氨是銅氨液中的主要組分，它以二；一三種形式存在。

8、合成尿素反應為：_?

9、提高平衡氨含量的途徑有：=；_；_?

10、接觸法制造硫酸生產(chǎn)過程包含有三個基本工序：_；_o

11、硫鐵礦在氧較充足的條件下，其焙燒反應方程式為一

12、SO?催化氧化所用催化劑為：一。

13、為了降低尾氣中SO2的含量，提高硫的利用率，對SO2的轉(zhuǎn)化工藝進行了改進，最有

效的技術(shù)

是。

14、生產(chǎn)純堿最重要的方法為一、一和天然堿加工。

15、氨堿法制堿過程中，碳酸化所需的CO2主要來源于一。

16、裂解氣從裂解爐出來之后應立即進行一處理，然后再凈化。

二、簡答題（本題共45分，每題9分，共5題）

1、請繪出以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的方塊流程圖。

2、不論是?的合成還是裂解氣的分離，都要進行壓縮，而且采用的是多級壓縮，為什么？

3、聯(lián)合法制堿包括哪兩個過程？繪出其原則流程圖？

4、簡述天然氣為原料進行蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝條件。

5、簡述甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化過程中防止炭黑的生成條件及消除炭黑的方法。

三、計算題（20分，每小題10分）

1、某一氯堿工廠的電解車間，采用隔膜法電解食鹽水溶液，共有40臺電解槽，通電電流為

10000A/臺，求該廠每天理論上可生產(chǎn)多少NaOH、Cb、H2?

2、管式裂解爐原料乙烷進料?lOOOkg/h,反應掉乙烷量700kg/h,得乙烯400kg/h,,求反應

的轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率。

《化工工藝學》試題七

四、填空題（本題共35分，每空1分，共35空）

1、氨的生產(chǎn)方法有一和

2、工業(yè)實踐證明，煤氣化操作采用三高一短，即_、_、

、一的經(jīng)驗是行之有效的。

3、CO變換所用催化劑分為_、_和寬溫耐硫變換催化劑。

4、脫硫方法分為干法脫硫和濕法脫硫，其中低溫甲醇洗滌法屬于一。干法脫硫中

最典型的方法是一

5、銅錢液吸收法中，所采用的再生裝置中三個塔從上到下的正確位置是：一、

、_O

6、氨合成反應過程由氣固相催化反應過程的一、_和_等一系列連續(xù)步驟組成。

7、尿素合成條件下可能發(fā)生的副反應有三個：一、一和。

8、合成尿素反應為。

9、S02爐氣干燥所采用的干燥劑為一。

10、硫酸的生產(chǎn)方法主要有_和_兩種方法。

11、純堿的分子式為Na2co3,倍半堿的分子式為:潔堿的分子式為：_?

12、聯(lián)合法制堿過程中，碳酸化所需的CO2主要來源于一

13、苛化法制燒堿的原理為：_?

14、芳煌的脫烷基化有：_、_、一和。

15、裂解氣從裂解爐出來之后應立即進行一處理，然后再凈化。

16、工業(yè)上燒類裂解乙烯的過程主要有：一、一、

二、簡答題（本題共45分，每小題9分，共5題）

1、繪出天然氣為原料合成氨的方塊流程圖

2、簡述甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化過程中防止炭黑的生成條件及消除炭黑的方法。

3、氨合成的工藝條件如何選擇？

4、簡述氨堿法制純堿包括明I，些過程？

5、比較甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催化劑的情況。

三、計算題（20分，每小題10分）

1、某一氯堿工廠的電解車間，采用隔膜法電解食鹽水溶液，共有40臺電解槽，通電電流為

10000A/臺，求該廠每天理論上可生產(chǎn)多少NaOH、Ch、H2?

2、管式裂解爐原料乙烷進料1000kg/h,反應掉乙烷量600kg/h,得乙烯340kg/h,,求反應

的轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率。

《化工工藝學》試題一答案

一、填空題（本題共20分，共10小題，每題各2分）

1、CH&CC+2H2；2CO<^C+CO2.CO+H2<^C+H2O.CH4<^C+2H2

2、空氣煤氣；水煤氣；混合煤氣；半水煤氣

3、吸附態(tài)水；化學鍵態(tài)水

4、銅鋅鋁系；銅鋅銘系

5、濕法脫硫；干法脫硫

6、催化劑筐；熱交換器

7、2NH3(g)+CO2(g)=NH4COONH2(1)；NI^COONHs(1)=NH2CONH2(1)+H2O(1)

8、As<0.05%；C<1%；Pb<0.6%；F<0.05%

9、穩(wěn)定的礦石組成；穩(wěn)定的投礦量

10、2NaCl+H2。-CbT+H2T+2NaOH

二、簡答題(本題共50分，共5小題，每題各10分)

1、答：

危害：①炭黑覆蓋催化劑的表面，堵塞催化劑的孔道，降低催化劑的活性。

②炭黑的生成影響反應器內(nèi)的傳熱，致使轉(zhuǎn)化爐管壁局部過熱，而縮短其使用

壽命。

③炭黑的生成能使催化劑粉碎，增大床層阻力，影響生產(chǎn)能力。

應采取的措施：

①提高蒸汽比(水碳比)；

②保持催化劑的活性；

③選擇適宜的操作條件。

2、答：

①鐵氧化物，含量為80?90%,是催化劑的活性組分；

②三氧化二鋁，含量為3.0-15%,是催化劑的穩(wěn)定劑，防止催化劑中的鐵組分

過渡還原；

③氧化鉀，含量為0.2?0.4%,是催化劑的助劑，能提高催化劑的活性，強度及

耐熱性。

3、答:

優(yōu)點：①轉(zhuǎn)化反應速度快，最終轉(zhuǎn)化率高；

②能處理SO2含量較高的氣體；

③能減輕尾氣的危害。

缺點：①熱量損失大；

②阻力大，能耗增加；

③流程長，操作復雜。

4、答：

優(yōu)點：原料便宜；生產(chǎn)過程中氨能循環(huán)使用，損失少；能實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)；

易實現(xiàn)機械化和自動化；產(chǎn)品質(zhì)量高。

缺點：原料利用率低；廢液廢渣污染嚴重，不便在內(nèi)陸建廠；母液中含有大量的

NH4C1,需加入石灰乳才能使之分解，并通過蒸儲回收氨，設(shè)置蒸氨塔消

耗大量蒸汽和石灰；流程長，設(shè)備龐大，能量消耗大。

5、答：

①轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率=（參加反應的原料量/通過反應器的原料量）X100%；

②產(chǎn)氣率：產(chǎn)氣率=（氣體產(chǎn)物總質(zhì)量/原料質(zhì)量）X100%；

③選擇性：選擇性=（轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的原料摩爾數(shù)/反應掉的原料摩爾數(shù)）X

100%；

④收率：收率=（轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的原料摩爾數(shù)/通過反應器的原料摩爾數(shù)）X

100%；

⑤質(zhì)量收率：質(zhì)量收率=（實際所得目的產(chǎn)物質(zhì)量/通入反應器的原料質(zhì)量）X

100%

三、計算題（本題共30分，共2小題，每題各15分）

1、解：CO變換的方程式為：CO+H2OTCO2+H2

設(shè)：在變換過程中干基原料氣的物質(zhì)的量為Imol,CO的轉(zhuǎn)化率為X,由假設(shè)

及題意可得：當反應到平衡時，CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為弘/mol,而生成

的CO2和氏的物質(zhì)的量分別為弘-mol和必.mol,則平衡時變換氣的物質(zhì)的

量為：

i-y^x+y^x+y^x

=1+））■x（mol）

平衡時CO物質(zhì)的量為：

由co物質(zhì)的量的守恒則有：

初始co的物質(zhì)的量=轉(zhuǎn)化的co的物質(zhì)的量+未轉(zhuǎn)化的co的物質(zhì)的量，即

有：yl-^=yl-x+（\+yi-x）-y2

X=?-乃xioo%

整理得：%+

2、解：電能效率=（W"W實）X100%

=（1理XV理）/（1實XV實）X100%

^）X100%

=95%x(2.171/3.35)x100%

=61.65%

在電解過程中的電能的效率為61.65%

《化工工藝學》試題二答案

一、填空題(本題共20分，共10小題，每題各2分)

1、0.5%；2.8?3.1

2、降壓減量；提高水碳比

3、溫度；加熱速率

4、蓄熱法；富氧空氣氣化法

+

5、CU(NH3)2

6、CO+3H2HH4+H2O；CO2+3H2HH4+2H2O；2co=C+CC>2；Ni+4CO=Ni(CO)4

7、抑制縮二麻的生成；降低物系介質(zhì)的腐蝕性

8、焙燒；轉(zhuǎn)化

9、氨堿法；天然堿加工

10、纖維素；半纖維素；淀粉；糖類

二、簡答題(本題共50分，共5小題，每題各10分)

1、答：

主反應：CH4+H2O<^CO+3H2.CH4+2H2O^CO+4H2.

CH4+CO2<->2CO+2H2.CH4+ICO,c3CO+H2+H2O.

C/+3CO2―4CO+2/O；CO+H2O<^CO2+H2

副反應,CH4C+2H2.2coCO?+C.CO+H?C+H

2、答：

①可以節(jié)省壓縮功消耗；

②提高過量蒸汽余熱的利用價值；

③可以降低原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資。

3、答：

濕法脫硫：

吸收速度或化學反應速度快，硫容量大，適合于高硫含量的原料氣，脫硫液

再生方便，可循環(huán)使用，還可回收硫黃，但脫硫精度不高。

干法脫硫：

使用固體脫硫劑，脫硫精高，可將硫化物脫至O.l~O.5cm3/m3,但脫硫設(shè)備

機組龐大，更換脫硫劑工作笨重，再生能耗大，僅適用于脫除低硫或微量硫。

4、答：

優(yōu)點：

①可脫除多種雜質(zhì)：H2S>CO2、COS、CS2、RSH、C4H4S、HCN、NH3和

NO,同時還有脫水作用，使氣體得到干燥，有用的組分在甲醇的再生過

程中得到回收。

②凈化程度高：總硫可降到O.lppm以下；

CO2可降到lOppm以下。

③可選擇性脫除H2s和CO2,并可分別加以回收利用。

④甲醇熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好，不會被降解，不腐蝕設(shè)備管道，便宜，易

獲得，可大量生產(chǎn)。

⑤可與液氮脫除CO、CH4聯(lián)合使用，工藝更加合理，能節(jié)省投資和動力消耗。

缺點：

①甲醇有毒，對設(shè)備管道安裝要求非常嚴格。

②工藝流程長，再生過程比較復雜。

5、答：

①尿素水解反應：NH2coNH2+H2O2NH3+CO2；

②縮合反應：2NH2coNH2=NH2coNH2+NH3；

(3)異構(gòu)反應：NH2CONH2=NH4NC0,NH4NC0=NH3+HNC0

三、計算題(本題共30分，共2小題，每題各15分)

1、解：

CO變換的方程式為：CO+H2O-CO2+H2

設(shè)：在變換過程中干基原料氣的物質(zhì)的量為Imol,CO的轉(zhuǎn)化率為％,由假

設(shè)及題意可得：

當反應到平衡時，CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為M"mol,而生成的CO2和H2的物

質(zhì)的量分別為必Jmol和M/mol,則平衡時變換氣的物質(zhì)的量為:

1-j]-x+y,-x+y,-x

=1+必?x（mol）

平衡時co物質(zhì)的量為：（i+y/x）f

由co物質(zhì)的量的守恒則有：

初始co的物質(zhì)的量=轉(zhuǎn)化的co的物質(zhì)的量+未轉(zhuǎn)化的co的物質(zhì)的量，

即有：

x=-%—）'jxl00%

整理得：,+

2、解：

電能效率=（Ww/W實）X100%

=（1理XV理）/（1實XV$）X100%

=（1現(xiàn)/1實）'0/理/￥實）*100%

=95%x（2.171/3.35）xl00%

=61.65%

在電解過程中的電能的效率為61.65%

《化工工藝學》試題三答案

一、填空題（本題共30分，每空1分，共30空）

1、造氣、凈化、壓縮與合成2、殘余CH4<0.5%、（H2+CO）/N2=2.8-3.1

3、4、

CHA+H2O=CO+3H2;C0+H20=C02+H2ONLA12Q3

5、濕法脫硫、氧化鋅脫硫6、對流段、輻射段7、高溫、高壓

8、CO^INH^NH.CONH.+H.O9、硫鐵礦

10>^FeS2+1102=2Fe203+SS02酸洗流程

12、鈕催化劑13、兩次轉(zhuǎn)化兩次吸收14、氨堿法、聯(lián)合制堿法15、石灰

石燃燒

16、2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2T+H2T

17>乙烯18、高溫、停留時間短、低慌分壓19、急冷

二、簡答題（本題共60分，每題10分，共6題）

答案要點：

1、

氣體凈化系統(tǒng)——脫酸性氣體、脫水、脫塊、脫一氧化碳。

壓縮和冷凍系統(tǒng)——加壓降溫。

精馀分離系統(tǒng)——精鐳塔、分離甲烷、乙烯、丙烯、C,鐳分及C5微分。

3、（1）氨合成與煌類裂解都需要在高壓下進行。

（2）壓縮機壓縮功與壓縮比的對數(shù)成正比，在壓縮過程中絕熱壓縮功耗最大,

溫升最大，等溫壓縮功耗最低，當壓縮比太大口寸，絕熱壓縮溫升可能超過潤

滑油閃點，造成壓縮機摩擦損耗和功耗增加。因此需要采用多段壓縮，目的

是盡可能接近等溫壓縮。

4、（1）制堿過程NaCl+NH3+CO2+H2O-NaHCO3/+NH4Cl

（2）從母液中將氯化筱結(jié)晶出來：NH3+HCO3-加+出-

NH3+HCO3~—NH2COO'+H2O

原則流程圖：

N%NaClCO,

NaClCONH

5、23

壓力：熱力學上，降壓有利，但是實際采用加壓操作，可以節(jié)省壓縮功消耗；可

以提高蒸汽余熱利用價值；可以降低原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資。

3.5~4.0Mpao

溫度：升溫在熱力學和動力學上都有利，但受反應管壽命限制，溫度不能太高，

具體與操作壓力大小有關(guān)。一段爐L8Mpa,出口溫度約760℃3.2Mpa,出

口溫度約800c二段爐：確保出口甲烷低于0.5機出口溫度需達1000C以上。

水蒸汽與甲烷的摩爾比m：提高水碳比，可以提高甲烷的轉(zhuǎn)化率；此外還可抑制

付反應即析碳反應的發(fā)生。但是過高，從經(jīng)濟上不合理；而且還會增大系統(tǒng)

阻力、增加動力消耗；增加輻射段的熱負荷，一般水碳比選擇為2.5?3.5。

空間速度：越大，催化劑用量越少，其大小的選擇由設(shè)備尺寸，催化劑的顆粒大

小以及操作壓力等因素綜合決定。

6、略

三、計算題(10分)

轉(zhuǎn)化率：70%,選擇性：89.8%,收率：62.86%

《化工工藝學》試題四答案

一、填空題(本題共30分，每空1分，共30空)

1、氟化法、直接合成法2、殘余CH4Vo.5%；(H2+CO)/N2=2.8?3.1

3、低溫變換催化劑、高溫變換催化劑4、碳酸氫鍍5、回流塔、還原器、再生

器

6、頂部燒嘴爐、側(cè)壁燒嘴爐7、絕熱式

8、CO2+2NH}=NH2CONH2+H2O

9、沸騰焙燒10、3Pe$2+80=+6s

11、93?95%的濃硫酸12、硝化法、接觸法13、NaHC°314、合成氨系統(tǒng)

15Na2CO,+Ca(OH)2=CaCO,J+2NaOH

16、萬池、天然氣、生物質(zhì)17、急冷

18、熱裂解、裂解氣預處理、裂解氣分離19、P>N>A

二、簡答題（本題共60分，每題10分，共6題）

答案要點:

1、

2、

3、答案要點:

T

溫度：400~500℃；

壓力：中小型廠20~32Mpa；

空間速度：根據(jù)壓力來確定；

進塔氣體組成：氫氮比約3；惰性氣體：根據(jù)新鮮原料氣中量來確定；初始

氨含量：越低越好，具體量由氨分離方法確定。水吸收可低于0.5%。

4、

鹽水制備、石灰石燃燒、吸氨、碳酸化、過濾、燃燒、氨回收。

5、

co變換

甲烷轉(zhuǎn)化氨合成SC>2催化氧化

項目高變低變

主要成分

NiO2Fe2O3CuOFe3O4v205

活性成分

NiFe3（）4CuFev205

耐火材料燒

載體結(jié)型主要成分硅鋁酸鈣

ALOs/鐵AI2O3

MgO

02。3、AI2O3,K2O

助催化劑/Cr2O3,ZnOK2s。4

K2OSiO2,CaO

活性溫度范圍匕>500350?400180?250500左右450?600

6、

裂鰥氣壓縮

乙

冷凍丙

IVV脫

端

乙烯

塔

狹塔

f

脫

脫

酊

脫

丙

丁

乙

水燒

烷

烷

烷

靶

塔

塔

T塔

三、計算題（10分）

轉(zhuǎn)化率：70%,選擇性：76.5%,收率：53.55%

《化工工藝學》試題五答案

一、填空題（共20分，每空2分）

1、原料預處理、化學反應

2、鏈引發(fā)反應、鏈增長反應、鏈終止反應

3、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應

4、降低、提高

5、固定床、硫化床

二、選擇題（本題共20分，每題2分）

1,D2、A3、D4、A5、B

6、A7、C8、C9、D10、C

三、判斷題（本題共10分，每題2分）

1、J2、X3、X4、J5、X

四、簡要回答下列各題.（共30分，每題6分）

1、答：

精制合成氣的方法有銅氨液吸收法，甲烷化法，液氮洗滌法三種。三種精制

方法比較，銅氨液精制法需建立一套加壓銅氨液吸收塔及再生系統(tǒng)，設(shè)備投資增

大管理復雜；甲烷化轉(zhuǎn)化法只需增加一套甲烷化反應裝置和催化劑，設(shè)備雖然簡

單，但消耗了合成氣中的氫氣，除了采用低溫變換反應外，最好增加一套一氧化

碳選擇氧化反應器，以便進一步降低一氧化碳殘余含量；液氮洗滌法需有空分裝

置，如果已具備此條件，只需增加一套高效熱交換器和液氮洗滌泡罩塔。

2、答:

乙烯和丙烯產(chǎn)品中所含快燒對乙烯和丙烯衍生物生產(chǎn)過程帶來麻煩。它們可

能影響催化劑壽命，惡化產(chǎn)品質(zhì)量，形成不安全因素，產(chǎn)生不希望的副產(chǎn)品。常

采用脫除乙快的方法是溶劑吸收法和催化加氫法。溶劑吸收法是使用溶劑吸收裂

解氣中的乙快以達到凈化目的，同時也回收一定量的乙快。催化加氫法是將裂解

氣中乙快加氫成為乙烯或乙烷，由此達到脫除乙快的目的。溶劑吸收法和催化加

氫法各有優(yōu)缺點。

3^答：

Git+yOj6AH6(298K)=-103.4kj/mol

主反應:一?匕。

△He(523K)=-107.2kJ/md

平行副反應:

e

GR+g-2coz+2坨06)AH(298K)=-1324.6kj/mol

△He(523K)=-1324.6kj/mol(7.41)

串聯(lián)副反應：

e

C2H4O+2jCh―>2CQ2+3H2O(g)AH(298K)=-1221.2kj/mol

△H*3(523K)=-1217.4kJ/mol(7.42)

二氧化碳和水主要由乙烯直接氧化生成，反應的選擇性主要取決于平行副反

應的競爭，環(huán)氧乙烷串聯(lián)副反應是次要的。

4、答：致穩(wěn)氣是惰性的，能減小混合氣的爆炸限，增加體系安全性；具有較高

的比熱容，能有效地移出部分反應熱，增加體系穩(wěn)定性。

5、略

五、參考有關(guān)工藝流程圖，簡要回答問題（共20分）

答案要點：

1、1#設(shè)備的作用是將有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫。

2、2#設(shè)備的作用是用氧化鋅干法脫硫法脫除天然氣中的無機硫。

3、一段生產(chǎn)無法達到對天然氣轉(zhuǎn)化的要求：殘余甲烷含量低于0.5%,H2/N2

=3/1。二段轉(zhuǎn)化可以滿足上述要求，同時還可以提供后續(xù)合成所需氮氣。

4、降低二段轉(zhuǎn)化的熱負荷，提高二段轉(zhuǎn)化催化劑的利用率。

5、有三大優(yōu)點：可以節(jié)省壓縮功消耗；提高過量蒸汽余熱的利用價值；可

以降低原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資。

《化工工藝學》試題六答案

一、填空題（本題共35分，每空1分，共35空）

1、固體燃料、氣體燃料、液體燃料

2、空氣煤氣、水煤氣、混合煤氣、半水煤氣

3、將一段轉(zhuǎn)化氣中的甲烷進一步轉(zhuǎn)化、加入空氣提供氨合成需要的氮，同時燃燒一部分轉(zhuǎn)

化氣而實現(xiàn)內(nèi)部給熱。

4、Fe2O3,Cr2O35.物理法、化學法、物理-化學法6、催化劑、尿素、碳酸氫鏤

CO+1NH

7、絡合氨、固定氨、游離氨8、2i=NH2CONH2+H2O

9、降低溫度、提高壓力、保持氫氮比為3左右、減少惰性氣體含量

10、焙燒、轉(zhuǎn)化、吸收IK^FeS2+UO2=2Fe2Oi+SSO212專凡催化劑

13、兩次轉(zhuǎn)化兩次吸收14、氨堿法、聯(lián)合制堿法15、石灰石煨燒16、急冷

二、簡答題（本題共45分，每小題9分，共5題）

答案要點:

空氣或。2降溫

濃硫酸

FeSaSOz爐氣

焙燒

As、Se、燒渣

Pb、SiF4

產(chǎn)品

2、(1)氨合成與煌類裂解都需要在高壓下進行。

(2)壓縮機壓縮功與壓縮比的對數(shù)成正比，在壓縮過程中絕熱壓縮功耗最大，溫升最大,

等溫壓縮功耗最低，當壓縮比太大時，絕熱壓縮溫升可能超過潤滑油閃點，造成壓縮機

摩擦損耗和功耗增加。因此需要采用多段壓縮，目的是盡可能接近等溫壓縮。

3、(1)制堿過程NaCl+NH3+CO2+H2O—NaHCO3/+NH4Cl

+2

(2)從母液中將氯化鏤結(jié)晶出來：NH3+HCO3^NH4+CO3~

NH3+HCO3---NH2COO~+H2O

原則流程圖：

NaClCO2NH3

4、

壓力：熱力學上，降壓有利，但是實際采用加壓操作，可以節(jié)省壓縮功消耗；可以提高

蒸汽余熱利用價值；可以降低原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資。壓力通常為3.5?4.0Mpa。

溫度：升溫在熱力學和動力學上都有利，但受反應管壽命限制，溫度不能太高，具體與

操作壓力大小有關(guān)。一段爐1.8Mpa,出口溫度約760℃3.2Mpa,出口溫度約800℃二段爐：

確保出口甲烷低于0.5%。出口溫度需達1000℃以上。

水蒸汽與甲烷的摩爾比m：提高水碳比，可以提高甲烷的轉(zhuǎn)化率；此外還可抑制付反應

即析碳反應的發(fā)生。但是過高，從經(jīng)濟上不合理；而且還會增大系統(tǒng)阻力、增加動力消耗;

增加輻射段的熱負荷，一般水碳比選擇為2.5?3.5。

空間速度：越大，催化劑用量越少，其大小的選擇由設(shè)備尺寸，催化劑的顆粒大小以及

操作壓力等因素綜合決定。

5、①應使轉(zhuǎn)化過程不在熱力學析炭的條件下進行，也就是說，需要把水蒸氣用量提高到大

于理論最小水炭比，這是保證不會有炭黑生成的前提。

②選用適宜的催化劑并保持活性良好，以避免進入動力學可能析炭區(qū)。

③選擇適宜的操作條件：

④檢查轉(zhuǎn)化管內(nèi)是否有炭沉積。

⑤當析炭較輕時，可采取降壓、減量，提高水炭比的辦法將其除去。當析炭較重時，可

采用蒸汽除炭。

三、計算題(20分，每小題10分)

1、解：

NaOH的產(chǎn)量：Gi=1.492X10000X24X40/106=14.32(t)

6

Ch的產(chǎn)量：G2=1.323X10000X24X40/10=12.7(t)

6

出的產(chǎn)量：G3=0.0376X10000X24X40/10=0.36(t)

2、解：按反應C2H6--------?C2H,+H2

轉(zhuǎn)化率=(700/1000)X100%=