化学工艺学试题

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，内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织和设备的选用和设计。

焙烧：是将矿石，精矿在空气，氯气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳等气流中，不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程煅烧：是在低于熔点的适当温度下加热物料使其分解，并除去所含结晶水二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程

平衡转化率：可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数

浸取：应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程

烷基化：指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入烷基（R--）或芳香基的反应。

羰基合成：指由烯烃，CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。

煤干馏：煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。

水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气（CO+H2）

精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能，特定用途，小批量生产的高附加值系列产品。

高分子化合物：指相对分子质量高达104~106的化合物

原子经济性：指化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所有原料尽可能多的转化到产物中。=目的产物分子量/所有产物分子量

环境因子：=废物质量/目标产物质量

1.化学工业的主要原料：化学矿，煤，石油，天然气

2.化工生产过程一般可概括为原料预处理，化学反应，产品分离及精制。

3.三烯：乙烯，丙烯，丁二烯。三苯：苯，甲苯，二甲苯。

4.石油一次加工方法为：预处理，常减压蒸馏。二次加工方法：催化裂化，加氢裂化，催化重整，焦化等。石油中的化合物可分为：烷烃，环烷烃，芳香烃。

5.天然气制合成气的方法：蒸汽转化法，部分氧化法。主要反应为：CH4+H2O-----▶CO+3H2 和CH4+0.5O2-----▶CO+2H2 CH4+CO2----▶2CO+2H2

6.硫酸生产的原料有：硫磺，硫铁矿，有色金属冶炼炉气，石膏。

7.工业废气脱硫，高硫含量用湿法脱硫，低硫含量用干法脱硫。

8.硝酸生产的原料：氨，空气，水。

9.浓硝酸生产方法：直接法，间接法，超共沸酸精馏法。

10.氨的主要用途：生产化肥，生产硝酸。平衡氨浓度与温度，压力，氢氮比，惰性气体浓

度有关。温度降低或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。

11.合成氨反应方程式：N2+3H2◀-----▶2NH3 300--600℃ 8--45MPa，催化剂。

12.甲烷化反应：CO+3H2＝＝CH4+H2O

13.变换反应：CO+H2O===CO2+H2

14.氯在氯碱厂主要用于生产：液氨，盐酸。氯碱厂主要产品有：烧碱，盐酸，液氨。

15.食盐水电解阳极产物是：Cl2，阴极产物是：NaCl，H2

16.氯碱工业三种电解槽：隔膜，离子交换膜，汞阴极法。

17.汽提法生产尿素工艺中，常用气提气有：CO2和NH3

18.铬铁矿焙烧方法：有钙焙烧，无钙焙烧。有钙焙烧的主要废物是：铬渣。含有致癌物：六价铬。常见铬盐产品：重铬酸钾，重铬酸钠，铬酐，铬绿（Cr2O3）。

19.索尔维制碱法主要原料：NH3，CaCO3，NaCl。主要产品：Na2CO3，CaCl2

侯氏制碱法：NH3，CO2，NaCl 。主要产品：Na2Co3，NH4Cl

20.湿法磷酸生产的主要原料：磷矿石，硫酸。烷基化应用：烷基化汽油生产，MTBE生产。

21.乙烯环氧化制环氧乙烷催化剂的活性组分是：Ag（银）

22.氯化反应三种类型：加成氯化，取代氯化，氧氯化。氯乙烯生产方法：乙烯法，乙炔法。

23.烷烃热裂解主要反应为：脱氢反应，断链反应。深冷分离指温度低于—100℃的分离过程。

24.羰基化最典型的应用是：用甲醇制醋酸。催化剂组成：活性组分，载体，助催化剂。

25.丙烯腈的主要生产方法：氨氧化法。主要原料：丙烯，氨。

26环氧乙烷主要生产方法：乙烯环氧化法。原料：乙烯，氧。主要用途：制乙二醇。

27皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应。乙醇生产方法：乙烯水合法，发酵法。

28.煤化工用途：煤干馏，煤气化，煤液化。煤气化工艺：固定床，流化床，气流床。

29.煤干馏产物：焦炭，煤焦油，焦炉气。合成气的主要成分：CO和H2

30.煤气化发生炉中煤层分为：灰渣，氧化层，还原层，干馏层，干燥层。

31.煤液化工艺：直接液化，间接液化。三大合成材料：合成塑料，纤维，橡胶。

32.精细化学品常用单元反应：磺化，硝化，氯化，重氮化和偶合

33.用量最大的聚合物是：聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）

34.纯碱生产方法：索尔维制碱法（氨碱法），侯氏制碱法（联碱法），天然碱法。

35.硫酸钙常见结晶形式：两水，半水，无水。高分子聚合反应为：加聚和缩聚。

1..简述化学工程与化学工艺的关系

答：化学工程研究共性问题，单元操作，工程因素尤其是放大效应：化学工艺研究个性问题，研究具体过程，从原料到产品的过程系统优化。两者相辅相成，密不可分。

2..简述化学工业的发展方向

答：①高新技术，缩短开发周期；②最充分最彻底地利用原料；③大力发展绿色化工；④化工过程要高效、节能和智能化；⑤实施废弃物再生利用工程。

3..简述氧化反应的特点

答：①强放热反应，要控制反应温度，及时移走反应热；②反应途径多样，副产物也多，导致后续分离工序困难，工艺流程组织也较复杂；③从热力学趋势来看，烃类易完全氧化成CO2和水，故应选择性能优良的催化剂并及时终止氧化反应。

4..简述浓硝酸的生产方法

答：直接法：NH3氧化制NO，NO氧化为NO2，浓硝酸吸收NO2制发烟硝酸，发烟硝

酸解吸制N2O4，N2O4和水加压氧化反应得浓硝酸。

间接法：稀硝酸加脱水剂（硫酸或无机盐如硝酸镁）精馏。

超共沸酸精馏法：使氧化气中水脱除较多，NO X直接生产超共沸酸，在蒸馏得。。5..合成气的应用已工业化的有哪些？

答:合成NH3；合成甲醇；合成醋酸（羰基化）；烯烃的氢甲酸化产品；合成天然气和柴油6..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。

7..举例说明化工生产中常用的节能降耗措施

答：一般来说，蒸汽压力越高，其热效率越高，因此，如果反应温度高，应尽可能产生高压蒸汽。燃烧废气带有大量的显热，应尽可能回收利用。蒸汽加热的冷凝水要视其压力进一步充分利用。高压下的减压膨胀过程要设计做功机械，避免过分的不可逆过程，造成能量的浪费。注意加强保温保冷措施，减少热量损失。精馏过程能耗很多，要充分重视换热措施，若有可能，可采用热泵技术。