化工工艺试卷(答案)

《化工工艺学》试卷

一、填空题：（20分）

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.在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标为：S>20%、____________、____________、____________、____________和H2O<8%。

As<0.05%；C<1%；Pb<0.6%；F<0.05%

3. 电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________________-__（反应方程式）。2NaCl+H2O→Cl2↑+H2↑+2NaOH

4.在合成氨工艺中应用蒸汽转化制得的粗原料气应满足：①残余甲烷含量的体积分数小于-__________；②(CO+H2)/N2(摩尔比)在__________之间。0.5%；2.8~3.1

5.在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，当析炭较轻时可采用_____________和___________两种法将积炭消除。降压减量；提高水碳比

6.硫铁矿接触法生产硫酸的过程包括___________、__________和吸收三个基本过程。

焙烧；转化

7. 烃类裂解反应机理研究表明裂解时发生的基元反应大部分为自由基反应。大部分烃类裂解过程包括、和三个阶段。

链引发反应、链增长反应、链终止反应

8．SO2催化氧化所用催化剂为：______钒催化剂_____ 。目前SO2炉气在净化过程中主要采用酸洗流程（请选择：酸洗流程或水洗流程）。

9.烃类管式炉裂解生产乙烯要求为：__________、___________、__________。

高温、停留时间短、低烃分压

10．生物质是指自然界中含有__________、___________、__________、___________和油脂等的物质。纤维素；半纤维素；淀粉；糖类

二、选择题：（10分）

1. 乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是：（ C ）

A. Cu

B. Ag

C.三氧化二铝

D. Fe

2. 丙烯氨氧化制丙烯腈工艺流程回收部分设置急冷器, 是为了（ D ）

A.冷却反应后物料.

B.除去反应后物料中未反应的氨同时使其冷却.

C.除去反应后物料中未反应的氨.

D.防止丙烯腈, HCN等副产物聚合.

3. 下列哪个过程属于对石油的一次加工：（ D ）

A．烃类热裂解； B. 催化重整； C. 催化裂化； D.常压蒸馏和减压蒸馏

4. 下列可用来评价裂解原料性质的指标为: （ D ）

A. 转化率；

B. 氢含量;

C. 选择性;

D. 氢碳比; 5. 保持强放热的氧化反应能稳定进行的关键是: （ C ） A.合理选择载热体和载热体的温度控制. B.控制好单程转化率. C.控制好原料的配比.

D.控制好适宜的空速.

三、简答题：（42分）

1、绘出天然气为原料合成氨的方块流程图

2、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。

优点：① 转化反应速度快，最终转化率高； ② 能处理SO2含量较高的气体； ③ 能减轻尾气的危害。 缺点：① 热量损失大； ② 阻力大，能耗增加； ③ 流程长，操作复杂。

3．写出乙烯环氧化反应的主、副反应

主反应：

平行副反应：

串联副反应：

天然气氨二氧化碳

二氧化碳和水主要由乙烯直接氧化生成，反应的选择性主要取决于平行副反应的竞争，环氧乙烷串联副反应是次要的。

4、氨合成的工艺条件如何选择？

温度：400~500℃；

压力：中小型厂20~32Mpa；

空间速度：根据压力来确定；

进塔气体组成：氢氮比约3；惰性气体：根据新鲜原料气中量来确定；初始氨含量：越低越好，具体量由氨分离方法确定。水吸收可低于0.5%。

5. 简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？

盐水制备、石灰石煅烧、吸氨、碳酸化、过滤、煅烧、氨回收。

6.对丙烯的氢甲酰化反应，工业上常采用哪两种催化剂？各有什么优缺点？

答：工业上采用的有：羰基钴和羰基铑催化剂

羰基钴催化剂

羰基钴催化剂的主要优点:羰基钴催化剂的成本低；

羰基钴催化剂的主要缺点:热稳定性差，在操作中容易分解析出钴，而失去活性。因此在操作中必须要增加一氧化碳的分压。

膦羰基铑催化剂

这种催化剂的主要优点是选择性好，产品主要是醛，副反应少、醛醛缩合和醇醛缩合等连串副反应很少发生，或者根本不发生，活性也比羰基氢钴高102～104倍，正/异醛比率也高。

四、计算题：（8分）

1、原料乙烷进料1000kg/h，反应掉乙烷量700kg/h，得乙烯500 kg/h，，求反应的转化率、选择性和收率。

转化率：70%，选择性：76.5%，收率：53.55%

五、参考有关工艺流程图，简要回答问题（20分）

附图为以天然气为原料的日产千吨的大型合成氨厂的转化工段流程图。请参考此流程图回答下列问题：

附图：天然气一水蒸气转化工艺流程示意图

l—钴钼加氢脱硫器；2一氧化锌脱硫罐；3—段炉对流段；4—一段炉辐射段；5一二段转化炉；

6一第一废热锅炉；7—第二废热锅炉；8—汽包；9—辅助锅炉；10—排风机；11一烟囱

1.1#设备的作用是什么？

2. 2#设备的作用是什么？

3.此工艺为何要设置二段转化？

4.为何要向二段转化器中引入经预热至450℃左右的空气？

5.此工艺的压力为何选3MPa？

1、1#设备的作用是将有机硫转化为无机硫。

2、2#设备的作用是用氧化锌干法脱硫法脱除天然气中的无机硫。

3、一段生产无法达到对天然气转化的要求：残余甲烷含量低于0.5%，H2/N2 = 3/1。二段转化可以满足上述要求，同时还可以提供后续合成所需氮气。

4、降低二段转化的热负荷，提高二段转化催化剂的利用率。

5、有三大优点：可以节省压缩功消耗；提高过量蒸汽余热的利用价值；可以降低原料气制备与净化系统的设备投资。