2025年大学本科二年级（能源化学工程）能源化工工艺测试题及答案.doc

2025年大学本科二年级（能源化学工程）能源化工工艺测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共5题，每题4分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）

1. 以下哪种能源化工工艺是目前最常用于大规模生产合成氨的？（ ）
A. 天然气蒸汽转化法
B. 煤制气法
C. 重油部分氧化法
D. 生物质气化法
2. 在石油炼制过程中，催化裂化的主要目的是（ ）。
A. 提高汽油产量和质量
B. 生产润滑油基础油
C. 生产石油焦
D. 将重质油转化为轻质油
3. 合成橡胶生产中，丁苯橡胶的聚合反应通常采用哪种引发剂？（ ）
A. 过氧化物
B. 金属有机化合物
C. 自由基引发剂
D. 离子引发剂
4. 关于煤的气化，下列说法正确的是（ ）。
A. 气化过程中煤的含碳量增加
B. 气化产物主要是焦炭
C. 气化是将煤转化为可燃气体的过程
D. 气化不需要氧气参与
5. 以下哪种能源化工产品是通过乙烯的聚合反应得到的？（ ）
A. 聚乙烯
B. 聚丙烯
C. 聚氯乙烯
D. 聚苯乙烯

第II卷

一、简答题（总共2题，每题10分）

1. 简述天然气蒸汽转化制合成氨的工艺流程及主要反应。
2. 说明石油炼制中常减压蒸馏的原理和作用。

二、论述题（1题，15分）

论述能源化工工艺中绿色化学的理念及在实际生产中的应用实例。

三、分析题（1题，15分）

某能源化工企业在生产过程中，合成氨产量突然下降，请分析可能的原因及相应的解决措施。

四、材料分析题（1题，20分）

材料：在当前能源转型的大背景下，新能源化工技术不断涌现。例如，利用太阳能光催化分解水制氢技术被认为是一种极具潜力的制氢方法。该技术通过光催化剂吸收太阳能，将水分解为氢气和氧气。
问题：请分析太阳能光催化分解水制氢技术在能源化工领域的优势和面临的挑战，并提出你认为可能的发展方向。

五、综合应用题（1题，16分）

假设你负责设计一个小型的生物质能源化工生产装置，利用生物质生产乙醇。请简述该装置的工艺流程、主要设备及关键操作要点。

答案：
第I卷：1. A；2. A；3. C；4. C；5.A
第II卷：一、1. 天然气蒸汽转化制合成氨工艺流程：天然气与水蒸气在高温、催化剂作用下反应生成氢气和一氧化碳，再经过变换反应调整氢气和一氧化碳比例，然后通过净化除去杂质，最后在合成塔中合成氨。主要反应：CH₄+H₂O→CO+3H₂、CO+H₂O→CO₂+H₂。2. 常减压蒸馏原理利用原油中各组分沸点不同，在加热炉中加热原油使其汽化，再在精馏塔中按沸点高低依次分离出不同馏分。作用是将原油分离成不同沸点范围的馏分，为后续加工提供原料。二、绿色化学理念旨在从源头上减少或消除化学工业对环境的负面影响。在实际生产中，如采用无毒无害原料、开发高效催化剂减少副反应、优化反应条件实现原子经济性最大化等。例如，在某些合成反应中采用超临界流体作为反应介质，具有良好溶解性且无污染。三、产量下降可能原因：原料天然气供应不足或质量下降；催化剂活性降低；设备故障如合成塔内件损坏；操作条件控制不当如温度、压力等。解决措施：确保原料稳定供应并检测质量；更换或再生催化剂；维修设备；调整操作参数至最佳范围。四、优势：可持续利用太阳能资源，制氢过程无污染。挑战：光催化剂效率低、成本高，反应体系复杂，氢气分离困难。发展方向：研发高效光催化剂，优化反应体系，改进氢气分离技术，加强与其他能源技术结合。五、工艺流程：生物质预处理后进行气化得到合成气，合成气净化后通过催化合成反应生成乙醇。主要设备：气化炉、净化设备、合成反应器。关键操作要点：控制气化温度和压力，保证合成气质量；精确控制催化合成反应条件，提高乙醇产率。