泰山医学院化工工艺学题和答案.docx

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泰山医学院化工工艺学题和答案

《化工工艺学》试题一

一、填空题（此题共20分，共10小题，每题各2分）

一、在合成氨烃类蒸汽转化的进程中，从热力学角度分析有三个副反映存在析炭的可能性，这三个副反映的化学反映方程式别离为,,，而从动力学角度分析只有_才可能析炭。

二、依照用途的不同可将工业煤气分为四类，别离为：

__空气煤气；水煤气；混合煤气；半水煤气

3、煤中的水分要紧分为三类，其中包括：

游离水、__吸附态水；化学键态水

4、在合成氨CO变换工序时期低温变换催化剂要紧有__铜锌铝系________和___铜锌铬系_______两种类型。

五、在合成氨原料气的净化进程中脱硫的方式要紧分为：

_湿法脱硫_________和__干法脱硫________两种类型。

六、氨合成塔的内件要紧由催化剂筐,热互换器_和电加热器三个部份组成。

7、尿素的合成要紧分两步进行别离为：

_2NH3（g）+CO2（g）=NH4COONH2（l）（反映方程式）和___NH4COONH2（l）＝NH2CONH2（l）+H2O（l）（反映方程式）。

八、在以硫铁矿为原料生产硫酸进程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标为：

S>20%、As<%；C<1%；Pb<%；F<%和H2O<8%。

九、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳固沸腾炉的炉温需要做到的三个稳固别离为：

①稳固的空气量、②_稳固的矿石组成和③稳固的投矿量

10、电解法生产烧碱的电解反映为_____________________________________（反映方程式）。

二、简答题（此题共50分，共5小题，每题各10分）

一、简述烃类蒸汽转化进程中析炭的危害及避免析炭应采取的方法。

1、答：

危害：

①炭黑覆盖催化剂的表面，堵塞催化剂的孔道，降低催化剂的活性。

②炭黑的生成阻碍反映器内的传热，致使转化炉管壁局部过热，而缩短其利用寿命。

③炭黑的生成能使催化剂粉碎，增大床层阻力，阻碍生产能力。

应采取的方法：

①提高蒸汽比（水碳比）；

②维持催化剂的活性；

③选择适宜的操作条件。

二、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。

2、答：

①铁氧化物，含量为80~90%，是催化剂的活性组分；

②三氧化二铬，含量为~15%，是催化剂的稳固剂，避免催化剂中的铁组分过渡还原；

③氧化钾，含量为~%，是催化剂的助剂，能提高催化剂的活性，强度及耐热性。

3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。

3、答：

优势：

①转化反映速度快，最终转化率高；

②能处置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。

4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。

4、答：

优势：

原料廉价；生产进程中氨能循环利用，损失少；能实现大规模持续生产；易实现机械化和自动化；产品质量高。

缺点：

原料利用率低；废液废渣污染严峻，不便在内陆建厂；母液中含有大量的NH4Cl，需加入石灰乳才能使之分解，并通过蒸馏回收氨，设置蒸氨塔消耗大量蒸汽和石灰；流程长，设备庞大，能量消耗大。

五、写出转化率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的概念式。

5、答：

①转化率：

转化率＝（参加反映的原料量／通过反映器的原料量）×100%；

②产气率：

产气率＝（气体产物总质量／原料质量）×100%；

③选择性：

选择性＝（转化为目的产物的原料摩尔数／反映掉的原料摩尔数）×100%；

④收率：

收率＝（转化为目的产物的原料摩尔数／通过反映器的原料摩尔数）×100%；

⑤质量收率：

质量收率＝（实际所得目的产物质量／通入反映器的原料质量）×100%

三、计算题（此题共30分，共2小题，每题各15分）

一、在CO变换的实际生产中，通常可测得原料气及变换气中CO的干基含量，假设以1mol干原料气为基准，初始CO的干基含量为y1，变换后CO的干基含量为y2，试计算在转化进程中CO的转化率x。

1、解：

CO变换的方程式为：

CO+H2O→CO2+H2

设：

在变换进程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设

及题意可得：

当反映到平稳时，CO转化的物质的量为mol，而生成的CO2和H2的物质的量别离为mol和mol，那么平稳时变换气的物质的量为：

平稳时CO物质的量为：

由CO物质的量的守恒那么有：

初始CO的物质的量＝转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有：

整理得：

二、在隔膜法电解食盐水溶液时，假设电解槽的实际电压（V槽）为，电流效率为95%，食盐水的理论分解电压（V理）为，试求电解进程中的电能效率。

（计算结果保留小数点后两位有效数字）

2、解：

电能效率=（W理/W实）×100%

=（I理×V理）/（I实×V实）×100%

=（I理/I实）×（V理/V实）×100%

=95%××100%

=%

在电解进程中的电能的效率为％

《化工工艺学》试题二

一、填空题（此题共20分，共10小题，每题各2分）

一、在合成氨工艺中应用蒸汽转化制得的粗原料气应知足：

①残余甲烷含量的体积分数小于%；②（CO+H2）/N2（摩尔比）在~之间。

二、在合成氨烃类蒸汽转化的进程中，当析炭较轻时可采纳降压减量和提高水碳比

_两种法将积炭排除。

3、在煤热解的进程中，对热解产物的组成有较大阻碍的因素有温度；加热速度和压力。

4、煤气化的工业方式要有蓄热法；富氧空气气化法和外热法。

五、在用铜氨液对合成氨原料气进行最终净化时，对CO的吸收具有活性的离子为Cu（NH3）2+

六、在用甲烷化法脱碳时的主反映为CO+3H2=CH4+H2O；和CO2+3H2=CH4+2H2O；；副反映为2CO＝C+CO2；Ni+4CO＝Ni（CO）4

7、在合成尿素时适当提高氨碳比是有利的，其有利方面要紧表此刻抑制缩二脲的生成；降低物系介质的侵蚀性和有利于调剂操作的热平稳。

八、硫铁矿接触法生产硫酸的进程包括_焙烧；转化和吸收三个大体进程。

九、目前，世界上生产纯碱的方式要紧有氨碱法；天然碱加工和联合制碱法。

10、生物质是指自然界中含有纤维素；半纤维素；淀粉；糖类和油脂等的物质。

二、简答题（此题共50分，共5小题，每题各10分）

一、写出气态烃蒸汽转化的主反映和副反映的化学反映方程式。

主反映：

；；

；；

；

副反映：

；；

二、从热力学分析气态烃蒸汽转化宜在低压下进行，但在工业生产中一样将压力提高到～，简述其缘故。

2、答：

①能够节省紧缩功消耗；

②提高过量蒸汽余热的利用价值；

③能够降低原料气制备与净化系统的设备投资。

3、简述合成氨原料气净化时期湿法脱硫和干法脱硫两种方式各自的特点。

3、答：

湿法脱硫：

吸收速度或化学反映速度快，硫容量大，适合于高硫含量的原料气，脱硫液再生方便，可循环利用，还可回收硫黄，但脱硫精度不高。

干法脱硫：

利用固体脱硫剂，脱硫精高，可将硫化物脱至~0.5cm3/m3，但脱硫设备机组庞大，改换脱硫剂工作笨重，再生能耗大，仅适用于脱除低硫或微量硫。

4、简述在合成氨粗原料气净化时期采纳低温甲醇洗涤法的优、缺点。

4、答：

优势：

①可脱除多种杂质：

H2S、CO2、COS、CS2、RSH、C4H4S、HCN、NH3和NO，同时还有脱水作用，使气体取得干燥，有效的组分在甲醇的再生进程中取得回收。

②净化程度高：

总硫可降到以下；

CO2可降到10ppm以下。

③可选择性脱除H2S和CO2，并可别离加以回收利用。

④甲醇热稳固性和化学稳固性好，可不能被降解，不侵蚀设备管道，廉价，易取得，可大量生产。

⑤可与液氮脱除CO、CH4联合利用，工艺加倍合理，能节省投资和动力消耗。

缺点：

①甲醇有毒，对设备管道安装要求超级严格。

②工艺流程长，再生进程比较复杂。

五、试写出尿素合成进程中发生的三个要紧副反映的名称及化学反映方程式。

5、答：

①尿素水解反映：

NH2CONH2+H2O=2NH3+CO2；

②缩合反映：

2NH2CONH2＝NH2CONH2+NH3；

③异构反映：

NH2CONH2＝NH4NCO，NH4NCO＝NH3+HNCO

三、计算题（此题共30分，共2小题，每题各15分）

一、在CO变换的实际生产中，通常可测得原料气及变换气中CO的干基含量，假设以1mol干原料气为基准，初始CO的干基含量为y1，变换后CO的干基含量为y2，试计算在转化进程中CO的转化率x。

1、解：

CO变换的方程式为：

CO+H2O→CO2+H2

设：

在变换进程中干基原料气的物质的量为1mol，CO的转化率为，由假设及题意可得：

当反映到平稳时，CO转化的物质的量为mol，而生成的CO2和H2的物质的量别离为mol和mol，那么平稳时变换气的物质的量为：

平稳时CO物质的量为：

由CO物质的量的守恒那么有：

初始CO的物质的量＝转化的CO的物质的量+未转化的CO的物质的量，即有：

整理得：

二、在隔膜法电解食盐水溶液时，假设电解槽的实际电压（V槽）为，电流效率为95%，食盐水的理论分解电压（V理）为，试求电解进程中的电能效率。

（计算结果保留小数点后两位有效数字）

2、解：

电能效率=（W理/W实）×100%

=（I理×V理）/（I实×V实）×100%

=（I理/I实）×（V理/V实）×100%

=95%××100%

=%

在电解进程中的电能的效率为％

《化工工艺学》试题三

一、填空题（此题共30分，每空1分，共30空）

1、合成氨生产进程包括造气、净化、紧缩与合成三大步骤。

2、以天然气为原料，采纳蒸汽转化法制造粗原料气时应知足两大要求：

残余CH4＜%、（H2+CO）/N2=~

3、写出甲烷蒸汽转化反映的独立主反映：

；。

4、甲烷蒸汽转化进程所用催化剂的要紧活性成份是Ni、，载体是Al2O3。

5、脱硫方式分为干法脱硫和湿法脱硫，其中低温甲醇洗涤法属于湿法脱硫。

干法脱硫中最典型的方式是氧化锌脱硫。

6、一段转化炉对流段和辐射段两个要紧部份组成。

7、氨合成反映是在高温高压下进行，为了适应该条件，氨合成塔通常由内件和外筒两部份组成，其中内件只经受高温，外筒只经受高压。

8、合成尿素反映为：

。

9、硫酸生产原料要紧有：

硫铁矿、硫磺、硫酸盐、硫化氢等，我国硫铁矿散布较广。

10、硫铁矿在氧较充沛的条件下，其焙烧反映方程式为。

11、目前SO2炉气在净化进程中要紧采纳酸洗流程（请选择：

酸洗流程或水洗流程）。

12、SO2催化氧化所用催化剂为：

钒催化剂。

13、为了降低尾气中SO2的含量，提高硫的利用率，对SO2的转化工艺进行了改良，最有效的技术是两次转化两次吸收。

14、生产纯碱最重要的方式为氨碱法、联合制碱法和天然碱加工。

15、氨碱法制碱进程中，碳酸化所需的CO2要紧来源于石灰石煅烧。

16、电解法制烧碱的原理为：

。

17、有机化学工业的最大体的产品为乙烯。

18、烃类管式炉裂解生产乙烯要求为：

高温、停留时刻短、低烃分压

19、裂解气从裂解炉出来以后应当即进行急冷处置，然后再净化。

二、简答题（此题共60分，每题10分，共6题）

1、请绘出以硫铁矿为原料生产硫酸的方块流程图。

2、对裂解气进行深冷分离包括哪三大部份？

每部份作用是什么？

气体净化系统——脱酸性气体、脱水、脱炔、脱一氧化碳。

紧缩和冷冻系统——加压降温。

精馏分离系统——精馏塔、分离甲烷、乙烯、丙烯、C4馏分及C5馏分。

3、不论是氨的合成仍是裂解气的分离，都要进行紧缩，而且采纳的是多级紧缩，什么缘故？

3、

（1）氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。

（2）紧缩机紧缩功与紧缩比的对数成正比，在紧缩进