化工工艺学复习题含答案

简答题（黑色重点掌握，红色一般了解）

1 简述煤的高温干馏及主要产物。

高温干馏为煤在隔绝空气条件下900-1100℃下进行。高温干馏煤气、液态产物和焦碳大约为20%、5.5%、74.5%左右。高温干馏的液态产物主要为高温焦油（4%焦化产品）和粗苯（1.5%焦化产品），高温焦油主要是萘及苯、甲苯、二甲苯、酚、吡啶等芳香烃及芳杂环化合物的混合物。粗苯分离精制可得到苯、甲苯、二甲苯等基本有机化学工业产品。

3 简述煤直接液化原理及主要液态产物的分类和性质。

将煤在高温、高压和催化剂作用条件下与氢反应直接转化为液体油品。前沥青烯为不溶于苯、但溶于吡啶和四氢呋喃的重质煤液化产物，杂原子含量较高，平均相对分子量在1000左右；沥青烯为可溶于苯、但不溶于正己烷或环己烷的的重质煤液化产物，平均相对分子量在500左右；油为轻质的可溶于正己烷或环己烷的产物的产物，平均相对分子量在300以下，进一步蒸馏可得到含有芳烃的轻油及重油产品。

6 简述原油电脱水脱盐预处理。

原油中含有一定量的盐和水，形成比较稳定的油包水型乳化液。炼油厂采用加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方法。电脱盐脱水是将原油、破乳剂和洗涤水按一定比例混合，在80-120℃温度下，在破乳剂和高压电场共同作用下，乳化液被破坏，小水滴凝结成大水滴，无机盐溶于水，通过沉淀分离、排出，经过二次电脱盐工序，原油中含盐和含水可达到炼油工序要求。

9简述加氢裂化及其特点

在临氢、具有加氢活性和裂化活性双功能催化剂作用条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。加氢裂化的特点：生产灵活性大，使用的原料范围广；产品收率高，产品含不饱和烃和重芳烃少，可除去有害的硫、氮、氧的化合物，质量好；抑制焦炭的生成。

10 简述催化重整及其工艺流程组成

将轻质原料油（烷烃和环烷烃），经过铂催化剂的作用，使油料中的烃类重新调整结构，生成大量芳烃的工艺过程。催化重整装置的工艺流程主要有预处理及催化重整、抽提和精馏三个组成部分。

13 简述煤气化过程中温度、压力对产物平衡浓度的影响。

随着温度升高，有利于H2和CO的合成气生成，而不利于CH4生成，当温度达到900℃时，

CH4和CO2的平衡浓度接近于零；降低压力有利于提高CO和H2的平衡浓度，增加压力有利于CH4的平衡浓度增加。

14 简述K-T炉连续式煤气化工艺

K-T炉为气流床连续式气化炉。在常压、高温下以水蒸气和氧气与干煤粉反应生成以CO和H2为主要组分合成气的气化方法。高速的气化剂夹带很细的干煤粉喷入气化炉，在1500-1600℃下进行疏相并流气化，气固接触面大，细颗粒的内扩散阻力小，温度高，扩散速率和反应速率均很高，生产强度非常大，灰渣以熔融态排除炉外。

21 试分析氧化锌法对合成气中不同硫脱除特点。

氧化锌是一种高效脱硫剂，能直接吸收硫化氢和硫醇，与氧化锌生成难解离的硫化锌。氧化锌不能脱除硫氧化碳、二硫化碳、硫醚和噻吩等，需要催化加氢转化为硫化氢后，再用氧化锌脱除。氧化锌法一般只用于低硫气体的精脱硫，该脱硫剂不能再生。

23 简述冷甲醇法在原料气中脱硫过程中的工作原理。

利用甲醇有机溶剂在-40~-54℃、5.3~5.4MPa条件下进行物理吸收硫化氢，但对氢、一氧化碳、氮等气体的溶解度相当小，在净化过程中有效成分损失最小；甲醇经减压可释放出硫化氢，再生后甲醇经加压再循环使用。

24 简述湿式氧化法脱硫原理。

利用含催化剂的碱性溶液吸收硫化氢，以催化剂为载氧体，使硫化氢氧化成单质硫，催化剂本身被还原；再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原，如此循环使用。湿式氧化法一般只能脱除硫化氢，不能或只能少量脱除有机硫。

25 简述硫化氢的回收（克劳斯工艺）原理。

克劳斯工艺催化剂主要为氧化铝，添加少量Ni、Mn等金属。在燃烧炉内使1/3的H2S与O2反应，生成SO2和H2O；剩余2/3的H2S与此SO2在克劳斯工艺催化剂作用生成下发生克劳斯反应，生成单质硫和H2O。

26 简述合成氨原料气中二氧化碳回收的必要性。

合成氨原料气经过一氧化碳变换生成大量的二氧化碳，可达到16-30%（体积百分含量），二氧化碳会使合成氨催化剂暂时中毒，稀释原料气，降低氢和氮的分压，与含氨循环气接触会生成碳酸氢氨结晶，堵塞管道，二氧化碳是尿素、纯碱、干冰的原料。

28简述反应条件对合成氨反应的化学平衡的影响。

氨合成的化学反应式，是一个放热反应。反应后分子个数减小，高压

有利于反应平衡向生成氨的方向进行，低压有利于反应平衡向反应原料的方向进行，较低的温度。有利于反应平衡向吸热方向进行，有利于氨的合成。

30 简述接触法生产硫酸基本工序和各自作用。

含硫原料焙烧制取二氧化硫，“焙烧工艺”除去焙烧制得的二氧化硫气流中中的各种杂质，“炉气精制”将含二氧化硫和氧的气体催化转化为三氧化硫，“转化”将三氧化硫与水结合成硫酸。实现这一过程需将转化所得三氧化硫用硫酸吸收“吸收”

34 简述硫磺制酸主要工艺流程。

熔硫工段、焚硫转化工段和干吸工段。

熔硫工段为固体硫磺的熔化、过滤、液硫储存和输送。焚硫转化工段为液硫焚烧、二氧化硫转化及废热回收系统。干吸工段为空气干燥和三氧化硫吸收系统。

35 简述侯氏制碱法的制备原理。

以食盐水、氨和二氧化碳为原料，在生产纯碱的同时，副产氯化铵。在侯氏制碱法中，分为制碱和制氯化铵两个过程。在制碱过程，将含氨与氯化钠为主的溶液碳酸化，析出大量碳酸

氢钠；在制氯化铵过程，为不使NaHCO 3和NH 4HCO 3随NH 4Cl 析出，加入NH 3与3HCO -反

应，生成23CO -和2NH COO -，同时补加氯化钠，在同离子效应作用下，使NH 4Cl 析出。

36 简述电解过程原理。

电解为电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化。电解时，电解质中的阳离子移向阴极，吸收电子，发生还原作用，生成新物质。电解时，电解质中的阴离子移向阳极，放出电子，发生氧化作用，生成新物质。电解过程中为电能转化为电解产物蕴藏的化学能。

37 简述离子膜电解槽的食盐水溶液电解过程及产物。

在电解过程中，在阳极氯离子发生氧化反应，生成氯气。

在阴极发生还原反应，得到氢气，同时生成氢氧根离子，进而制得烧碱

40 简述裂解气中添加水蒸气的目的。

烃类裂解反应的一次反应是体积增大、反应后分子数增加的反应，聚合、缩合、结焦等二次反应是分子数减小的反应。从热力学和动力学分析，降低压力有利于一次反应的转化率和反应速率，不利于二次反应进行。在不降低总压的条件下，在裂解气中加入水蒸气，可以降低烃分压。

41 简述管式裂解炉的基本结构。