化学工艺学试题Word格式文档下载.doc
《化学工艺学试题Word格式文档下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学工艺学试题Word格式文档下载.doc(4页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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+2H2CH4+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◀-----▶2NH3300--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。
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
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
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
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,NOX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
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。
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
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。
8..简述我国化学工业面临的问题及机遇
问题:
规模小,能耗高,污染重,精细化率低,缺乏自主知识产权和创新能力。
机遇:
国民经济持续稳定增长为化学工业发展提供了机遇,改革开放为技术改造提供了
条件,国际合作更广泛,国际油价上涨为国内煤化工发展提供了机遇,需求增长及政策
支持位新技术、新产品开发提供了动力。
9..对比国内外化学工业的现状,结合具体例子简述国内技术差距及努力方向。
与国际先进水平相比,我国的化学工业还很落后,我国的化学工业产值只占世界化学工业总产值的5%左右,这与我国的国际地位极不相称。
总的来说,我国工艺落后,能耗高,污染重,品种少,缺少自主知识产权。
以硫酸为例,发达国家主要以回收硫为原料,而国内大量采用硫铁矿,流程长,设备多,污染重,其中当然有资源问题,也同样有技术问题,比如煤气化炉,大型炉依然全靠进口。
努力方向:
清洁生产,可持续发展,精细化。
10..为什么常规的氨氧化工艺只能生产稀硝酸?
怎样才能得到浓硝酸?
简述一种流程。
答:
因为二氧化氮的吸收制酸是化学吸收,由于化学平衡的限制,无法直接得到浓硝酸。
三种方法,直接法,稀硝酸脱水法,超共沸酸法。
硝酸镁脱水法是常用方法之一。
11..比较几种食盐电解工艺的优缺点。
离子膜:
代表发展方向,占地面积小,产品质量好,投资大,投资回收期长
隔膜:
技术成熟,投资小,产品质量差
水银:
产品质量好,水银易造成环境污染,逐步淘汰
12..比较三种纯碱生产工艺的优缺点
索尔维制碱法:
工艺成熟,原料丰富,但原料利用率低,三废排放量大
侯氏制碱法:
原料利用率高,三废排放量小,但是原盐要求高,氯化铵销路有问题
天然碱法:
在碱矿品位高时成本低,但原料受限制
13..甲基叔丁基醚MTBE的催化蒸馏工艺特点是什么?
特点:
①将反应和精馏结合起来,反应热用来分离产物,节能效果明显;
②由于反
应产物很快离开反应区,有利于平衡向MTBE方向进行,异丁烯转化率高;
③对设备无
腐蚀,对催化剂和原料要求高;
④设备少,只需一个反应器,投资省。
14..简述烷基化反应及羰基化反应的定义,分别举例说明其典型应用
烷基化典型应用:
烷基化汽油生产。
羰基合成应用:
甲醇羰基化制醋酸。
15..简述两种氯乙烯生产方法及特点
乙烯氧氯化:
C2H4+2HCl--▶CH2ClCH2Cl--▶HCl+CH2=CHCl(O2,CuCl2,250-350℃)
成本低,(取决于原油价格),环境友好,但投资大,流程长。
乙炔氯化氢加成:
HC=CH+HCl--▶CH2=CHCl
成本高(取决于煤价和电价),有污染,但投资小,工艺可靠。
16..乙烯氧氯化法生产氯乙烯由哪三大工艺组成,同时写出每步的主要反应
①乙烯液相加成氯化生产1,2-二氯乙烷,反应为:
CH2=CH2+Cl2--▶
②乙烯气相氧氯化生产1,2-二氯乙烷,反应:
CH2=CH2+2HCl+0.5O2--▶+H2O
③1,2-二氯乙烷热裂解制氯乙烯,反应见上。
17..烃类热裂解过程为何采用水蒸气做稀释剂?
答:
①易于裂解气分离②水蒸气热容量大,保护炉管防止过热③抑制裂解原料所含硫对
镍铬合金炉管的腐蚀④脱除结碳,抑制铁镍的催化生碳作用。
18..间歇法水煤气工作循环由哪几个阶段组成?
①吹风阶段②水蒸气吹净阶段③上吹制气阶段④下吹制气阶段⑤二次上吹制气阶段
⑥空气吹净阶段
19..简述煤液化技术现状及该技术对我国的重要意义
煤液化技术分为间接液化和直接液化两种,间接液化是指先将煤气化制得合成气,
然后合成气在催化剂作用下再转化为液体。
直接液化是煤在供氢溶剂中,在催化剂作用
下加氢,部分转化为液体。
间接液化是成熟技术,南非已经生产近50年,直接液化尚
无工业化先例,我国第一套工业化装置正在建设中。
中国是一个多煤少气贫油的国家,目前中国式世界上第二大石油消耗国,第三大石
油进口国,煤炭在中国的能源结构中占三分之二,煤液化技术不仅对我国的国家安