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化工工艺学练习题
选择题
1. 化学工艺与化学工程相配合, 能够解决化工过程开发、 装置设计、 ( A ) 、 操作原理及方法等方面的问题; 另外, 解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
A. 流程组织
B. 物料平衡
C. 能量平衡
D. 工艺计算
2. 化工生产过程中由原料到化学产品的转化要经过以下哪一项来实现( B)
A． 分离方法
B． 化学工艺
C． 新技术
D． 新工艺
3. 化学工业的发展方向包括以下哪几个方面( ABCDE )
A. 积极开发高新技术, 缩短新技术工业化的周期
B. 最充分、 最彻底地利用原料
C. 大力发展绿色化工
D. 化工过程要高效、 节能和智能化
E. 实施废物再生利用工程
4. 从目标出发, 寻找实现此目标的前提, 将具有不同功能单元进行逻辑组合, 形成一个具有整体功能的系统, 这种化工生产工艺流程设计方法称为( C )
A. 形态分析法
B. 功能分析法
C. 推论分析法
D. 演绎分析法
5. 催化剂的基本特征主要包括以下哪几部分( ABC)
A. 催化剂参与反应, 但反应终了时, 催化剂本身未发生化学变化和数量的变化
B. 催化剂只能缩短达到化学平衡的时间, 但不能改变平衡
C. 催化剂具有明显的选择性
D. 催化剂具有一定的活性
E. 催化剂具有一定的耐毒性
6. 工业催化剂的使用性能指标包括以下哪几项( ABCDE )
A. 选择性
B. 活性
C. 热稳定性
D. 化学稳定性
E. 耐毒性
7. 在裂解气中氢气未分离出来之前, 利用裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢, 以脱除其中炔烃, 这个工艺过程称为( B )
A. 前脱氢过程
B. 前加氢过程
C. 后脱氢过程
D. 后加氢过程
8. 一般裂解气干燥脱水采用的吸附剂包括( B )
A． 活性氧化铝
B． 3A分子筛
C． 变色硅胶
D． 活性炭
9. 裂解气分离出C2馏分和C3馏分后, 再分别对C2和C3馏分进行催化加氢, 以脱除乙炔、 甲基乙炔和丙二烯的工艺过程称为( B)
A． 前加氢过程
B． 后加氢过程
C． 前脱氢过程
D． 后脱氢过程
10. 在烃类热裂解过程中采用水蒸气作为稀释剂的原因包括以下哪几部分( ABDE )
A. 不会增加裂解气的分离负荷
B. 抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀
C. 水蒸气热容量小
D. 脱除积碳
E. 降低烃分压
11. 下列可用来评价裂解原料性质的指标有( CE )
A． 选择性
B． 裂解炉出口温度
C． 原料氢含量
D． 原料转化率
E． 原料族组成
12. ．下列哪一种烃类是首选的烃类热裂解的原料( A)
A． 烷烃
B． 环烷烃
C． 芳烃
D． 烯烃
13. 裂解气预分馏过程的主要作用包括以下哪几部分( ACDE )
A. 降低裂解气温度
B. 分离出裂解气中的炔烃
C. 将裂解气中的稀释蒸气以冷凝水的形式回收
D. 回收低温位能量
E. 分离出裂解气中的重组分, 减少进入压缩分离系统的负荷
14. 各种来源的C8芳烃指的是( C )
A. 邻二甲苯、 间二甲苯、 对二甲苯
B. 邻二甲苯、 对二甲苯、 乙苯
C. 邻二甲苯、 间二甲苯、 对二甲苯、 乙苯
D. 邻二甲苯、 间二甲苯、 对二甲苯、 异丙苯
15. 芳烃的脱烷基化方法包括( ABCE )
A. 烷基芳烃的催化脱烷基
B. 烷基芳烃的催化氧化脱烷基
C. 烷基芳烃的加氢脱烷基
D. 烷基芳烃的直接氧化脱烷基
E. 烷基苯的水蒸气脱烷基
16. 芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基所取代而生成烷基芳烃的反应称为( C )
A． 芳烃歧化
B． 烷基转移
C． 芳烃烷基化
D． C8芳烃异构化
17. C8芳烃异构化采用的催化剂包括( AC)
A. 无定型SiO2-Al2O3
B. 金属氧化物催化剂
C. 负载型铂催化剂
D. 金属硫化物催化剂
E. 金属配位催化剂
18. 芳烃主要来自以下哪几部分( ABE )
A. 煤焦油分馏
B. 石脑油重整生成油
C. 催化裂化汽油馏分
D. 加氢裂化汽油馏分
E. 烃裂解生产乙烯副产的裂解汽油
19. 在芳烃烷基化过程中, 工业上常采用的烷基化剂有( D )
A． 烷烃和环烷烃
B． 烷烃和芳烃
C． 烯烃和芳烃
D． 烯烃和卤代烷烃
20. 当烯烃、 炔烃、 二烯烃和芳烃在同一催化剂上单独加氢时, 其加氢反应速率快慢大致为( ABE ) 。
A. r烯烃>r炔烃
B. r烯烃>r芳烃
C. r二烯烃>r炔烃
D. r芳烃>r二烯烃
E. r二烯烃>r烯烃
21. 加氢催化剂包括以下哪几部分( ACD)
A. 金属催化剂
B. 固体酸催化剂
C. 金属氧化物催化剂
D. 金属硫化物催化剂
E. 酸性卤化物催化剂
22. 能够作为烃类氧化反应致稳气的有( DE )
A. 空气
B. 水蒸气
C. 氧气
D. 甲烷
E. 氮气
23. 从热力学上分析影响加氢反应的因素包括( ABE )
A. 温度
B. 压力
C. 空速
D. 加氢物质的结构
E. 氢用量比
24. 乙烯直接氧化制环氧乙烷的催化剂的活性组分是( B)
A． Cu
B． Ag
C． Al2O3
D． Fe
25. 要在烃类或其它化合物分子中引入氧, 需采用氧化剂, 比较常见的氧化剂有( ABE )
A. 空气
B. 纯氧
C. 二氧化碳
D. 甲醇
E. 过氧化氢
26. 丙烯氨氧化所用的催化剂主要包括( CE )
A. 金属催化剂
B. 骨架催化剂
C. Sb系催化剂
D. 金属配位催化剂
E. Mo系催化剂
填空题
1. 90%左右的有机化工产品上游原料可归结为 三烯 、 三苯 、 乙炔 和 萘 , 还有 甲醇 。
2. 可利用的生物质有三类即含淀粉的物质、 含纤维素的物质、 含非食用油类的物质。农副产品废渣的水解是工业生产 糖醛 的唯一路线。
3. 化工生产过程一般能够概括为 原料预处理 、 化学反应 和 产品的分离和精致 三大步骤。
4. 在隔绝空气条件下加热煤, 使其分解生成焦炭、 煤焦油、 粗苯和焦炉气的过程称为 煤干流 。
5.  一个设备、 一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量, 或在单位时间内处理的原料量称为 生产能力 。
6. 将设备的单位体积的生产能力, 或单位面积的生产能力称为 生产强度 。
7. 在化工生产过程中, 可运用 推论分析 、 功能分析 和 形态分析 等方法论来进行流程的设计。
8. 在一个反应系统中因加入了某种物质而使化学反应速率明显加快, 但该物质在反应前后的数量和化学性质不变, 称这种物质为 催化剂 。
9. 乙烯丙烯消失, 生成相对分子质量较大的液体产物以至结焦生炭的反应是 二次 反应。
10. 考虑到温度和停留时间对裂解深度的影响, 将裂解温度T与停留时间q关联: S=Tqm, 则S称为 裂解深度函数 。
11. 对裂解炉辐射管中的焦垢进行清焦的方法有蒸汽清焦法、 空气清焦法和蒸汽-空气清焦法, 这些清焦方法的原理是 利用蒸汽或空气中的氧与焦后反应气化而达到清焦目的 。
12. 裂解气中的水含量不高, 但要求脱水后物料的干燥度很高, 因而, 均采用 吸附 法进行干燥。
13. 利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液体, 再于不同压力下蒸发, 以获得不同温度级位的冷冻过程称为 制冷 。
14. 裂解气分离装置主要由 精馏分离系统 、 压缩 和 制冷 组成。
15. 脱甲烷塔的轻关键组分为 甲烷 , 重关键组分为 乙烯 。
16. 在烃类热裂解过程中, 烷烃的裂解反应主要有 断链 反应和 脱氢 反应。
17. 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。
18. 在烃类裂解过程中使用急冷锅炉有两个主要目的: 一是 ; 二是 。
19. 对乙烯装置而言, 能够选用乙烯、 丙烯作为其制冷系统的制冷剂, 但在装置开工初期尚无乙烯产品时, 能够用暂时 混合C2成分 代替乙烯作为制冷剂, 待生产合格乙烯后再逐步置换为乙烯。
20. 经过作功将低温热源的热量传送给高温热源的供热系统称为 热泵 。
21. 裂解气分离流程的主要评价指标有 乙烯回收率 和能量的综合利用水平。
22. 衡量裂解深度的参数有 、 、 、 和 等。
23. 裂解炉在裂解过程中, 由于有二次反应的存在, 炉管会结焦, 为了保持设备的正常运行, 必须定期对裂解炉管进行清焦, 清焦方法一般包括 、 和 。
24. 在有碱液存在时, 裂解气中的不饱和烃会发生聚合, 生成的聚合物将聚集于塔釜, 这些聚合物为液体, 但与空气接触易形成黄色固态物质, 一般将其称为 黄油 。
25. 在单级蒸汽压缩制冷循环中, 经过压缩机作功将低温热源的热量传送到高温热源, 此时, 如仅以制取冷量为目的, 则称之为 制冷机 。
26. 芳烃转化反应的化学过程包括 、 、 、 、 。
27. C8芳烃中对二甲苯和间二甲苯的分离方法主要有 , , , 。
28. 芳烃转化反应所采用的催化剂主要包括酸性卤化物和 固体酸 。
29. 各种芳烃组分中用途最广、 需求量最大的是苯与 对二甲苯 。
30. 制取苯乙烯的主要方法有 、 及 等。
31. 乙苯催化脱氢的反应条件包括 、 及 。
32. 加氢反应的类型包括 、 、 以及 等。
33. 在催化剂的作用下, 烃类脱氢生成两种或两种以上的新物质的工艺过程称为 催化脱氢 。
34. 有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂作用下与氢气加成, 这个过程称为 催化加氢 。
35. 工业生产中常见的脱氢催化剂有
36. 和 系列催化剂。
37. 乙苯脱氢是强吸热反应, 需在高温下进行, 必须向反应系统提供大量的热, 工业上采用两种供热方式: 一种是燃烧燃料, 产生高温烟道气传给反应体系, 另一种是采用 直接带入反应器内。
38. 反应物中的碳原子与氧化合生成CO2, 氢原子与氧结合生成水的反应过程称为 。
39. 为了提高乙烯和氧的浓度, 能够用加入第三种气体来改变乙烯的爆炸极限, 这种气体一般称为 。
40. 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷, 工艺流程包括 部分和 两大部分。
41. 丙烯氨氧化过程的主产物是 。
42. 就反应类型而言, 烃类选择性氧化过程能够分为碳链不发生断裂的氧化反应、 碳链发生断裂的氧化反应和 。
43. 乙烯直接氧化法制环氧乙烷的主反应方程式为 。
44. 丙烯氨氧化的主反应方程式为 。
45. 丙烯氨氧化的副产物包括 、 、 和 等。
名词解释:
1. 煤气化、 煤液化、 煤干馏、 生产能力、 催化剂
2. 烃类热裂解、 一次反应、 二次反应、 停留时间、 直接急冷、 间接急冷、 前冷、 后冷、 冷箱、 裂解深度函数、 动力学裂解深度函数等
3. 芳烃歧化、 烷基转移、 C8芳烃异构化
4. 破坏加氢、 催化脱氢
5. 烃类选择性氧化、 烃类氨氧化、 致稳气
简答题
1. 简述在裂解过程中各族烃类可能发生的主要反应。
2. 列出各族烃类热裂解难易程度顺序。
3. 简述在烃类裂解过程中生碳结焦的反应规律。
4. 简述烃分压对裂解反应的影响。
5. 简述在烃类裂解过程中温度和停留时间所受到的限制。
6. 简述对裂解气进行急冷的原因及采用的急冷方式。
7. 对比裂解气两种急冷方式优缺点。
8. 简述裂解气中含有的杂质、 来源、 危害及其脱除方法。
9. 对比裂解气中酸性气体的两种脱除方法的优缺点。
10. 简述在裂解气的压缩过程中采用多级压缩的原因。
11. 简述裂解气的不同分离工艺流程主要差别及在分离顺序上所遵循的原则。
12. 简述芳烃馏分的分离方法及其各自的适用范围。
13. 简述进行芳烃转化的原因。
14. 写出加氢反应的类型。
15. 写出脱氢反应的类型。
16. 写出乙苯催化脱氢的主副反应及主副产物。
17. 写出乙烯直接氧化法制环氧乙烷的主副反应。
18. 简述乙烯直接氧化法制环氧乙烷的副产物。
19. 简述烃类氧化过程的特点。
20. 简述乙烯环氧化过程中加入致稳气的原因。
画流程题
1. 分别画出轻烃和馏分油裂解装置裂解气预分馏过程示意图。要求画出物料的流向及主要设备等。
2. 在乙烯装置中常采用碱洗法脱除裂解气中的酸性气体, 请画出两段碱洗工艺流程, 要求画出物料流向及主要设备等。
3. 不同精馏分离方案和净化方案能够组成不同的裂解气分离流程, 画出其中的顺序分离流程, 要求画出物料的流向及主要设备等。
4. 不同精馏分离方案和净化方案能够组成不同的裂解气分离流程, 画出其中的前脱丙烷后加氢分离流程, 要求画出物料的流向及主要设备等。
计算题
1. 环氧乙烷的生产方法主要有乙烯直接氧化法和氯醇法, 试比较两种方法的原子经济性。
（1） 乙烯直接氧化法: 2CH2=CH2+O2→2C2H4O ( 2) 氯醇法: CH2=CH2 + Cl2 +Ca(OH)2→C2H4O + H2O+ CaCl2
2．利用纯丙烷进行裂解制取烯烃, 若只考虑丙烷的裂解反应和脱氢反应, 当通入纯丙烷为200kg/h, 反应器出口物料组成中乙烯为80kg/h, 丙烯为42kg/h, 求丙烷转化率, 丙烯的选择性和收率。
3．乙苯脱氢制苯乙烯, 只考虑乙苯脱氢反应和乙苯裂解为苯和乙烯的副反应, 当通入纯乙苯为210kg/h, 反应器出口物料组成中苯乙烯为110 kg/h, 苯为8kg/h, 求乙苯的转化率、 苯乙烯的选择性和收率。