《化学工艺设计学》习题集.docx

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《化学工艺设计学》习题集

《化学工艺学》习题集

第一部分每章重点

第二章化工资源及其初步加工

1.化学矿的资源特点和分布状况

2.煤的种类和特征

3.煤的化学组成和分子结构

4.腐植煤的生成过程

5.煤的风化和煤的存储方法

6.原油预处理原理和过程

7.原油常减压蒸馏工艺过程

8.汽油的质量指标

9.催化裂化和加氢裂化原理、催化剂和工艺过程

10.催化重整和芳烃抽提原理和工艺流程

11.天然气的分类及其组成

12.天然气的初步加工处理流程

第三章通用反应单元工艺

1.烃类的分子结构与氧化难易程度的关系

2.各氧化工艺的反应原理、工艺流程及工艺过程分析

3.氧化反应的安全生产技术和技术进展

2.氢化和加氢的反应原理

3.各氢化和加氢反应的工艺流程及工艺条件的选择

4.氢化和加氢反应器

5.电解的概念和基本原理

6.食盐水电解制氯气和烧碱工艺及设备

第四章无机化工反应单元工艺

1.焙烧、煅烧和烧结的相同点和不同点

2.焙烧、煅烧和烧结工艺的应用

3.浸取的原理及典型的浸取过程

4.浸取器的结构

5.湿法磷酸的工艺原理、工艺流程及优化

6.复分解生产硝酸钾、硫酸钾的原理和工艺过程

第五章有机化工反应单元工艺

第一节烃类热裂解

1.烃类热裂解反应、原理及其规律

2.裂解的工艺流程和工艺条件的选择

3.裂解炉的结构及其发展

4.裂解气预分馏流程

5.工业清焦方法

6.裂解气净化原理、方法及工艺过程

7.精馏分离流程的组织

第二节氯化

1.氯化反应机理

2.乙烯氧氯化制氯乙烯原理、催化剂、工艺流程及其优化

3.环氧氯丙烷的生产方法及其工艺流程

第三节烷基化

1.烷基化基本原理

2.烷基化汽油、甲基叔丁基醚和乙苯合成的原理、工艺条件及工艺流程

第四节水解和水合

1.水解和水合的基本原理

2.油脂水解制甘油和脂肪酸的原理及工艺流程

3.乙烯气相水合制乙醇、环氧乙烷水合制乙二醇的工艺原理、工艺条件及工艺流程

第五节羰基合成

1.羰基化原理

2.丁、辛醇的合成原理、工艺条件及工艺流程

3.甲醇低压羰基化制醋酸原理及工艺流程

第六章煤化工反应单元工艺

第一节煤的干馏

1.煤的低温干馏产品性质及其影响因素

2.不同的煤低温干馏炉及其工艺

3.炼焦配煤的质量要求

4.焦炉设备

5.各种焦化产品的回收和加工原理及过程

第二节煤的气化

1.煤的气化原理

2.煤的气化过程及设备

第四节煤的液化

1.煤加氢液化原理、工艺条件及工艺过程

2.煤间接液化工艺流程

3.甲醇转化制汽油原理及工艺流程

第二部分各章习题及模拟试题

第二章化工资源及其初步加工

一、填空

1.中国化学矿资源的分布的三个特点是：

资源比较丰富，但分布不均衡；高品位矿储量较少；选矿比较困难，利用较为复杂。

2.根据成煤物质和生成条件的不同，煤一般可以分为三大类：

腐植煤，残植煤，腐泥煤。

3.残植煤是指由高等植物中稳定成分富集而形成的煤。

4.腐植煤是由高等植物形成的煤。

5.腐泥煤是由湖沼、泻湖中的藻类等浮游生物在还原环境下经过腐败分解形成的煤。

6.根据煤化程度的不同，腐植煤又可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。

7.煤的分子结构以芳核结构为主，其近似组成为（C135H97O9NS）n。

8.煤的生成过程大致可以分为两个阶段，分别为泥炭化阶段和煤化阶段。

9.按同一剖面上相同煤化程度的煤的平均光泽的强弱可以将煤分为光亮型煤，半亮

型煤，半暗型煤和暗淡型煤。

10.按煤岩的成因特征、结构及工艺性质，腐植煤的显微组分可分为三类：

凝胶化组分，

丝炭化组分和稳定组分。

11.常用的煤的储存方法有两种，一种是尽量使煤和空气隔绝；另一种是保持煤堆中空气流通。

12.按原油的化学组成，可将原油分为石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油。

13.汽油的最重要的三个质量指标为馏分组分、辛烷值和安定性。

14.汽油的辛烷值越大，抗爆震性能越高，汽油质量越好。

15、工业上使用的三种抽提剂：

N-甲基吡咯烷酮、环丁砜和三乙二醇醚，其对芳烃的溶解能力顺序为N-甲基吡咯烷酮>环丁砜>三乙二醇醚；其选择性顺序为环丁砜>

三乙二醇醚>N-甲基吡咯烷酮。

二、简答题

1.试述炼油厂原油预处理的原因及预处理方法。

原因：

在油田脱过水的原油，仍然含有一定量的盐和水，所以盐类除有一小部分以结晶状态悬浮于油中外，绝大部分溶于水中，并以微粒状态分散在油中

2.简述提高汽油辛烷值的方法。

3.为多产芳烃，在催化重整中要控制那些工艺参数？

第三章通用反应单元工艺

第一节氧化

一、填空题

1.工业上在操作中常用的办法稀释作用物，以减少反应激烈程度，控制反应热的生成。

2.碳氢化合物的C-H键的氧化活性顺序为：

>>。

3.间接法制硝酸所用脱水剂有、、和等，现在几乎全部采用。

4.氨氧化过程采用的催化剂为合金。

5.氯乙醇皂化过程中使用的皂化剂有或。

6.乙烯环氧化所用催化剂主要是催化剂，它由、和三部分组成。

7.丙烯氨氧化所用催化剂主要有两类，即系和系催化剂。

8.由异丙苯生产苯酚和丙酮，包括和两个阶段。

二、简答题

1.简述硝酸镁法浓缩稀硝酸原理。

2.氯乙醇皂化过程中如何避免环氧乙烷的水解？

三、论述题

1.下图为硫铁矿制硫酸工艺流程示意图，试论述：

（1）根据流程分析硫铁矿制硫酸的工艺路线；

（2）SO2催化氧化反应机理；

（3）SO2催化氧化生成SO3，为什么要在不同温度下分段进行？

（4）炉气精制部分除去各种杂质的原因。

2.下图所示为一直接法制浓硝酸流程图，试论述：

（1）直接法制浓硝酸的过程；

（2）氨催化氧化机理；

（3）分析氨催化氧化中重要的工艺条件；

第二节氢化和脱氢

一、填空题

1.脱氢过程中为了抑制结焦副反应，常用的方法是、和。

2.氨合成催化剂的活性组分为，其经还原后生成。

3.Pd、Pt、Ni三种对苯加氢有催化活性的金属，其加氢活性顺序为>>。

4.苯加氢制环己烷中，原料氢气中的CO会使催化剂中毒，除去氢气中CO的方法是

。

5.为了提高乙苯脱氢制苯乙烯的平衡转化率，工业上除了采用低压或负压外，还采用

的方法来降低烃的分压。

6.工业上常采用萃取精馏法来分离C4馏分中沸点相近的各组分，所用的萃取剂有

、和。

二、简答题

1.脱氢反应中，向脱氢催化剂中加入助催化剂的作用是什么？

2.以甲烷为例，简要叙述水蒸汽转化法制氢过程。

3.与通常的脱氢反应相比，氧化脱氢法有何优点？

三、论述题

下图所示为一中型合成氨厂合成系统的工艺流程图，试论述：

（1）氨合成工艺条件的选择；

（2）各因素对反应速率的影响；

（3）该流程的具体过程。

第三节电解

一、填空题

1.电解过程中能量变化的特征是能转化为能。

2.一电解质溶液中，各离子的析出电位为H+：

-1.2V，Na+：

-2.6V，Cl-：

1.52V，OH-：

2.06V，则在电解过程中，阴极首先析出的是，阳极首先析出的是。

3.根据法拉第电解定律，96500库仑会从银盐的溶液中沉积出g的银，会从铜盐的溶液中沉积出g的铜。

4.在丙烯腈电解偶联法制己二腈过程中，为获得己二腈的高产率，操作应在具有

的介质中进行，为降低双电层中质子的浓度，溶液中还需加入

，以抑制水电离出过多的氢质子。

5.癸二酸的电合成工艺需经过三个步骤，第一步为，第二步为

，第三步为。

6.电流密度是指。

二、简答题

1.简要介绍电解中离子交换膜的工作原理。

2.简述离子膜法电解食盐水原理。

三、论述题

试以电解食盐水制造烧碱和氯气为例，说明电解过程中可能发生的副反应。

第四章无机化工反应单元工艺

一、填空题

1.浸取是指的单元过程。

2.溶浸-结晶法生产氯化钾的基本原理是

。

3.硫酸浸取分解磷矿的反应分两步进行，第一步是，第二步是。

4.复分解反应制备锌钡白的化学反应式为。

二、简答题

1.试介绍焙烧、煅烧与烧结的相同点与不同点。

2.简述温度、原料粒度和氧气含量对焙烧速率的影响。

3.简要介绍磷矿中所含杂质对湿法磷酸的生产工艺和产品质量的影响。

4.采用哪些措施可以提高矿物的浸取速度？

第五章有机化工反应单元工艺

第一节烃类热裂解

一、填空题

1.工业上获取低级烯烃的主要方法是。

2.烃类热裂解是指。

烃类热裂解的主要产品是和。

3.焦和碳的区别主要有两个，一是，二是。

4.正构烷烃、六碳环烷烃、芳烃、五碳环烷烃和异构烷烃的裂解难易程度顺序为

。

二、简答题

1.裂解温度和裂解停留时间对裂解产品收率有何影响？

2.裂解过程中如何判断结焦？

结焦有何后果？

工业上清焦的方法有哪些？

3.简单介绍正构烷烃、异构烷烃和环烷烃的裂解规律。

三、论述题

裂解气中所含杂质不利于裂解气的深冷分离，试叙述裂解气中各种杂质的危害及其脱除方法。

第二节氯化

一、填空题

1.正构烯烃在低温下容易发生氯化反应，而在高温下容易发生反应。

2.热氯化和光氯化属于反应机理，而催化氯化则属于反应机理。

3.氯丙烯法生产环氧氯丙烷的工艺过程主要包括、、

和等部分。

4.乙烯氧氯化法生产氯乙烯包括、和三个工序。

5.常用的氧氯化催化剂中，的活性最高。

6.热氯化是指；光氯化是指。

7.丙烯在高温下的取代氯化会逐级进行，生成多氯化物的倾向明显，工业上抑制多氯化物生成的措施是。

二、简答题

简述各因素对乙烯氧氯化法生产氯乙烯的影响。

第三节烷基化

一、填空题

1.在由异丁烷和烯烃合成烷基化汽油的过程中常用或作催化剂。

2.苯和二乙苯发生烷基转移反应会生成。

3.苯和乙烯的烷基化反应中，当采用液相法时常采用和等作为催化剂，而在气相法中则采用和等作为催化剂。

二、简答题

1.与硫酸相比，以氢氟酸作为烷基化反应的催化剂有何优点？

2.甲基叔丁基醚合成中，影响醚化反应的各因素如何选择？

三、论述题

下图所示为Mobil-Badger法气相烷基化生产乙苯的工艺流程图，试论述：

（1）该工艺的具体流程；

（2）分析工艺中各具体工艺条件。

第四节水解和水合第五节羰基合成

一、填空题

1.乙醇以外的所有伯醇都不能用方法制取，而必须借助其他的合成途径。

2.烯烃的氢甲酰化反应可制备出多一个碳原子的饱和或。

不饱和化合物的氢羧基化反应可制得多一个碳原子的或。

3.甲醇低压羰基化制醋酸中参与反应的催化剂活性物种是。

二、简答题

1.简单介绍乙烯气相水合制乙醇的反应机理。

2.丙烯氢甲酰化过程中可采用哪些措施来提高正丁醛/异丁醛的比率？

3.高压法生产正丁醛和正丁醇的过程中需将脱气塔釜流出的反应液进行脱钴，试简单说明脱钴的原因及脱钴的方法。

4.简要说明由环氧乙烷合成乙二醇的工艺条件。

第六章煤化工反应单元工艺

第一节煤的干馏

一、填空题

1.煤的干馏是指。

2.煤的低温干馏可以得到、和。

3.适用于低温干馏的煤是。

4.煤低温干馏时，提高煤的加热速率能半焦产率，焦油产率，煤气产率稍有

。

5.煤低温干馏过程中，压力增大，焦油产率，半焦和气态产物产率。

6.煤的高温干馏的目的是。

7.焦炭在高炉中的三个作用分别是、、

。

二、简答题

1.简单说明炼焦配煤的质量指标。

2.用化学方程式表示饱和器法回收煤气中的氨和吡啶及无水氨的弗萨姆法的原理。

3.煤的热分解过程条件的变化对煤的干馏有什么影响？

第二节煤的气化第三节煤的液化

一、填空题

1.煤的气化是指。

2.煤气化所得煤气的有效成分包括、和等。

3.煤的直接加氢液化是指，煤的间接液化是指。

4.煤的液化过程中两个重要的环节分别是和。

5.前沥青烯是指，沥青烯是指

。

二、简答题

1.简单说明煤性质对煤的气化的影响。

2.煤的加氢液化中氢的来源有哪些？

采取哪些措施对供氢有利？

3.煤加氢液化的影响因素有哪些？

模拟试题一

一、填空题

1.氧化反应在工业操作中常用的办法稀释作用物，以减少反应激烈程度，控制反应热的生成。

2.常用的汽油质量指标有，和。

3.乙烯环氧化制环氧乙烷所用催化剂的活性成分为。

4.工业上间接法制硝酸的脱水剂现几乎全部采用，采用该脱水剂制硝酸的浓缩原理为：

。

5.由异丙苯生产苯酚和丙酮，必须经过两个阶段，第一阶段为；第二阶段为。

6.经研究确认，合成氨工业中最好的催化剂组成为n（Fe2+）/n（Fe3+）≈。

7.苯加氢制环己烷过程中，原料氢气中水和CO会使催化剂中毒，去除原料中CO的方法是：

。

8.一电解质溶液中，各离子的析出电位为H+：

-1.2V，Na+：

-2.6V，Cl-：

1.52V，OH-：

2.06V，则在电解过程中，阴极首先析出的是，阳极首先析出的是。

9.氯丙烯法生产环氧氯丙烷的工艺过程包括、和等部分。

工业上抑制丙烯多氧化物生成的措施是。

10.煤的高温干馏中，焦炭在高炉中起三个作用；；。

二、简答题

1.介绍焙烧、煅烧与烧结的相同点与不同点。

2.裂解气在气体净化系统中要脱除酸性气体、脱水、脱CO和脱炔，试简述各组份脱除的原因及脱除方法。

3.为多产芳烃，在催化重整中要控制哪些工艺参数？

4.试述煤的性质对煤气化的影响？

三、论述题

下图为硫铁矿制硫酸工艺流程示意图，试论述：

（1）根据流程分析硫铁矿制硫酸的工艺路线；

（2）SO2催化氧化反应机理；（3）SO2催化氧化生成SO3，为什么要在不同温度下分段进行？

（4）炉气精制部分除去各种杂质的原因。

模拟试题二

一、填空题

1.原油脱盐脱水方法是。

2.增加汽油中芳烃、环烷烃和异构烷烃的量，有利于汽油的辛烷值。

3.碳氢化合物中伯C-H键、仲C-H键和叔C-H键的氧化活性顺序为：

。

4.脱氢过程中，工业上为防止聚合结焦常采用的措施有：

、和。

5.1法拉第电量能从铜盐的溶液中沉积出克的铜。

6.影响矿物或盐类酸解率和酸解速率的主要因素有：

、、

、和。

7.焦和碳的区别主要有两个：

和。

8.烃裂解过程中，压力对提高乙烯的平衡组成有利；压力可抑制结焦过程。

9.由于烯烃中的仲碳原子和叔碳原子比伯碳原子活泼，除乙烯外所有的伯醇都不能用

方法制取。

10.煤加氢液化产物中，沥青烯是指。

二、简答题

1.氯醇法生产环氧乙烷中，如何避免环氧乙烷的水解？

2.溶浸-结晶法生产氯化钾的基本原理是什么？

3.丁醇和辛醇的合成中可采用哪些措施来提高n（正丁醛）/n（异丁醛）的比例？

4.影响煤低温干馏产品产率的因素有哪些？

三、论述题

下图所示为离子交换膜法氯碱电解流程图，试论述：

（1）离子交换膜法电解原理；

（2）磺酸盐阳离子交换膜的工作原理？

（3）根据流程简述该工艺的流程。