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化工与新能源技术
化工与新能源技术试题
第一章绪论
一、填空题
1.人类社会经历了三个能源时期,分别是:
(薪柴时期、煤炭时期、石油时期)
2.从化学化工的角度讲,人类利用能源的历史,就是一个(脱碳)的过程,即
(氢/炭)比不断提高,能源利用还步走向清洁、高效、可持续的发展状态。
3.根据能源产生的方式可将能源分为一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)
4.根据能源的循环方式及能否再生,一次能源又可进一步分为可再生能源和不可再生能源。
5.按现阶段的成熟程度,能源分常规能源和新型能源
二、多选题
1.按能源的产生方式分类,以下哪些属于一次能源(AE)
A石油B沼气C洁净煤D氢能E天然气
2.按消耗后对环境的污染情况分类,以下哪些属于清洁型能源(ABCD)
A太阳能B水能C海洋能D风能E石油
3.以下那些属于二次能源(BCD)
A煤B焦炭C汽油D沼气E石油
4.以下那些属于可再生能源(ABC)
A太阳能B地热能C生物质能D石油E天然气
5.三个能源时期主要是指(ABC)
A薪柴时期B煤炭时期E石油时期D电力时期E新能源时期
三、简答题
1、什么是能源化工?
能源化工学科研究的主要内容是什么?
答:
能源化工主要指利用石油、天然气和煤炭等一次能源,通过化学化工过程对
其加以利用,或制备成二次能源和化工产品的过程。
能源化工是多学科交叉、多种新技术综合应用所形成的学科体系,研究的主要内容是:
围绕能源开发和利用过程的化学相化工问题,从化学和化工学科的角度对能源的开发与利用展开研究和钢析,探计化学和化工在能额领域的交叉渗透情况。
2、什么是能源,能源的内涵是什么?
答:
《能源百科全书》中所说的能源是指:
可以直接成经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。
内涵:
能源即是指能量的来源,是可以产生各种能量的物质的总称,是能够直接
取得或通过加工、转换而取得的有用的各种资源。
3、能源的分类方式有哪些?
答:
能源的分类方式包括:
按能源的产生方式分类、按能源能否再生分类、按现阶段的成熟程度分类、按消耗后对环境的污染情况分类。
按地球上的能量来源分类、按是否作为燃料分类。
4、新型能源包括有哪些?
答:
新型能源包括有:
太阳能、风能、生物能、地热能、氢能及核能等能源。
5按地球上的能量来源分类,可将能源分为哪些类别?
答:
按地球上的能量来源分类,可将能源分为以下三类:
(1)地球本身蕴藏的能源,如核能、地热能等。
(2)来自地球外天体的能源,如字宙射线。
太阳能以及由太阳能引发的水能、生物质能、化石燃料等。
(3)地球与其他天体相互作用的能源,如潮汐能等。
6、世界能源委员会推荐的能源类型分为7答:
世界能源委员会推荐的能源类型分为:
固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。
7、中国的能源现状是什么?
答:
中国能源现状是:
1)人均一次能源占有率较低;2)能源消费随经济发展而迅猛发展:
3)以煤为主的能源结构短期难以改变:
4)生态环境压力明显增大所带来的一系列环境问题。
8、能源科学研究与开发的重点主要有哪些方面?
答:
能源科学研究与开发的重点主要有以下方面:
(1)提高能源系统总效率,包括采集、转化、终端利用效率:
(2)能源结构多样化:
(3)可再生能源由辅助走向主流。
第二章新型煤化工
一、填空题
1.成煤过程大体可分为三个阶段,第一阶段是泥炭化阶段(或菌解阶段),第二阶段为煤化阶段(或煤化作用阶段),第三阶段为变质阶段
2.成煤过程必须具备的四个先决条件分别是:
植物条件、气候条件、地理条件和地壳运动条件
3.煤的工业分析指标一般指水分、灰分、挥发分、固定碳
4.气化煤气中的有效成分包括:
一氧化碳(CO)、氢气(H2)和甲烷(CH4)。
5.煤气化工艺主要包括固定床、流化床和气流床等技术。
6.煤炭加氢液化中的反应主要有:
热裂解反应、加氢反应、杂原子脱除反应和缩合反应。
7.煤炭被人们誉为黑色的金子和工业的粮食是18世纪以来人类使用的主要能
源之一
8.煤的元素组成主要有碳、氢、氧、氮、硫。
9.煤是由植物演化来的,一般高等植物形成的煤称为腐殖煤,低等植物形成的煤称为腐泥煤
10.煤基醇醚燃料是由煤通过气化合成低碳含氧燃料甲醇、二甲醚、乙醇等车用清洁代替汽油柴油的燃料。
11.煤真接液化是通过裂解、加氢、脱杂等过程将煤变成类似于石油组成的液体燃料。
12.煤加氢液化中所发生的反应主要是热裂解反应、加氢反应、杂原子脱除反应、缩合反应。
13.煤成焦过程的三个阶段:
干燥脱气阶段、解聚和分解反应、半焦变成焦炭的阶段
初.根据变质程度由浅入深煤炭可分为三大类十四小类,三大类分为褐煤、烟煤、无烟煤。
15.煤炭是一种不可再生的宝贵资源,必须加以高效、经济和合理的利用。
16.、贫煤主要作为电厂燃料,尤其是与高挥发分煤配合燃烧更能够充分发挥其热值高而又耐烧的特点。
17.煤炭不同于-般的高分子有机物或聚合物,具有复杂性、多样性和非均一性。
18.煤的工业分析项目包括:
水分、.失分、挥发分、固定碳。
19.煤在隔绝空气的条件下,受热分解成煤气、焦气、粗苯和焦炭的过程称为煤干馏,可分为三种:
低保士馏、中温干馏、高温干馏。
20.煤炭直接液化的典型工艺有:
德国OGRC艺、美国HI工艺、日本NEDO工艺、中国神华煤直接液化工艺。
21.煤的结构模型有:
Fuch模型、Given模型、Wiser化学结构模型、Shinn模型。
22.煤化学工业主要是指以(煤炭)内原料,经过化学加工,使煤炭转化为(气体)、(液体)和(固体)燃料及化学品等化工、能源产品的工业。
23.煤炭是世界上(储量最多)、(分布最广)的化石燃料。
24.中国煤炭资源地域分布上是(北多南少)、(西多东少)的特点。
25.煤的组成极其复杂,是由(有机组分)和(无机组分)构成的混合物。
26.煤中存在的元素有数十种之多,但通常所指的元素主要有5种,即(碳)、氢)、(氧)、(氨)和(硫)。
27.煤中的无机质主要是水分和矿物质。
按照存在状态,煤中的水分可分为(外在水分)、(内在水分)和(化合水)。
28.煤的工业分析指标是评价煤质量的主要指标,一般指(水分大、(灰分)、(挥
发分)和口(固定碳)四项。
29.中国煤的分类分为三大类,分别为(褐煤)、(烟煤)和(无烟煤)。
30.煤炭不同于一般的高分子有机物或聚合物,具有(复杂性)、(多样性)和(非均
一性)。
二、单选题
1.煤的主要组成元素中,随着煤化程度的升高,含量升高的是(A)
A碳B氢C氧D硫
2.煤的主要组成元素中,(D)含量与煤的煤化程度无明显规律。
A碳B氢C氧D硫
3.中国煤种齐全,但分布不均衡。
主要分布于山西、贵州和四川南部的是(D)
A褐煤B低变质烟煤C中变质烟煤D高变质保
4.根据变质程度由浅到深,煤炭可分为(B)大类(B)小类
A.三、十三B三、十四C四、十三D四、十四
5.规的几来组成是初光煤的变质程度的基础。
酒常所指的元素主要指哪五帅(A)A碳、氢、氧、氮、硫
B碳、氢、氧、氟、硫
C碳、氢、氧、氯、硫
D碳、氢、氧、贡、硫
6.贫煤是烟煤中质变程度最高的类煤,不黏结或微弱黏结,发热量高于无烟煤,关于贫煤的特点,不符合的一项(C)
A着火温度高
B燃烧时火焰短
C挥发分高
D发热量大
7.(A)是组成煤炭的有机高分子的主要成分
A碳元素B氢元素C氧元素D氮元素
8.煤炭中的无机质主要是(B)
A.水和炭B水分和矿物质C盐和水D石头和木头
9.最大的煤生产和消费国是(B)
A美国B中国C德国D俄国
10.下列属于新型煤化工特点的是(B)
A、储量大B煤炭一能源化工一体化C环境得到治理D热值高
11.成煤过程的正确顺序为(D)
A植物f泥炭f烟煤f褐煤f无烟煤
B植物f泥炭f烟煤f无烟煤f褐煤
C植物f烟煤f泥炭f褐煤f无烟煤
D植物f泥炭褐煤f烟煤f无烟煤
三、多选题
1.成煤必须具备的四个先决条件是指(ABCD)
A植物条件B气候条件C地理条件D地光运动条件E光合作用
2.煤的主要组成元素中,随着煤化程度的升高,含量降低的是(BCD)
A碳B氢C氧D氮E硫
3.煤的工业分析指标主要指哪几项YABCE)
A水分B灰分C挥发分D碳含量E固定碳
4.煤的工业分析指标中,随着煤化程度的升高,含量降低的是(AC)
A水分B灰分C挥发分D碳含量E固定碳
5.新型煤化工主要包括(ABCD)等技术。
A煤炭液化B煤炭气化C煤制甲醇D煤制烯烃E煤炭燃烧
6.煤炭加氢液化中的反应包括(ABCD)
A热裂解反应B加氢反应C杂原子脱除反应D缩合反应E还原反应
7.中国煤炭资源地域分布上的特点是(BC)
A南多北少B西多东少C南少北多D西少东多E西多东多
四、名词解释
煤炭直接液化——指将煤磨碎成粉末后,和溶剂油制成煤浆,然后在高温、高压和催化剂存在的条件下,通过加氢裂化使煤中复杂的有机高分子化学结构直接转化为低分子的清洁液体燃料(汽油、柴油、航空煤油)和其他化学药品,又称加氢液化,包含煤的热解和加氢裂解两个过程。
煤炭间接液化——指将煤气化生成一氧化碳和氢气合成气,然后在一定压力下,合成气通过催化定向合成以液态烷为主要产品的技术。
煤的气化——以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等做气化剂(或称气化介质),在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。
五、简答题
1、什么叫煤化工?
答:
煤化工主要是指以煤炭为原料,经过化学加工,使煤炭转化为气体、液体和固体燃料及化学品等化工、能源产品的工业,包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工,简称煤化工。
2、简述煤的形成过程以及中国的煤炭分类?
答:
煤的形成过程主要分为以下几个阶段:
1.泥炭化阶段,死亡的植物转变为泥炭。
2.煤化作用阶段,发生成岩作用,泥炭转变成褐煤。
3.变质阶段,褐煤发生变质作用,形成烟煤或无烟煤。
中国的煤发可分为三大类共十四小类,三大类分别指褐煤、烟煤和无烟煤其中,烟煤又分为:
长烟煤、不黏结煤、弱装结像,1/2中黏煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤,
3.煤的主要组成元素有哪些?
简述其与煤形成过程的规律。
答:
煤的主要组成元素主要有碳、复氧,氮和碗5种。
(2分)
一般来讲,煤化程度越高,碳的含量越高(2分);随着煤化程度的加深,氢含量逐渐降低(1分);随着煤化程度的提高,煤中的有机氧减少并趋于消失(2分);随着煤化程度的提高,氨含量减少(1分);煤中硫含量多少与煤化度高低无明显关系。
(2分)
4、根据气化剂和燃料的接触方式,煤气化工艺主要有固定床、流化床和气流床三种,简述几种煤气化工艺在原料煤形态、原料煤入炉部位、排渣方式、总热效率(%)以及建厂投资上的差异。
(15分)
答:
煤气化工艺
固定床
流化床
气流床
原料煤形态
块煤
碎煤
粉煤
原料煤入炉部位
炉顶
炉顶侧面
炉底侧面山
排渣方式
固态排渣
固态排渣
液态排渣
总热效率/%
80-90
95
98
建厂投资
较低
较低
较高
5、与煤炭的间接液化相比,直接液化工艺具有哪些优缺点(20分)
答:
书p30-31,图2.13(任选四项答对满分)
内容
直接液化
间接液化
煤种要求不同
对煤质要求苛刻,褐煤、长烟煤等年青煤,还需满足:
易磨、氢含量高、氧含量低、杂原子低、灰分低等条件。
一般为所有煤都可以;根据煤种选气化方法。
产品市场不同
柴油和汽油
产物分布较广
耗煤量
4吨煤1吨油
5吨煤——1吨油
油品质量
较差
较好
苛刻条件
集中
分散
6简述普遍接受的煤化学结构概念。
答:
①煤是由高分子化合物组成的复杂混合物。
②煤分子中的基本结构单元是由芳香族结构、脂肪族结构以及脂环族结构组成的。
⑧煤的基本结构单元中的芳香环结构有单环的苯坏、双坏和萘环等:
脂环结构既有与芳香环一起缩合的结构存在,也有单独存在的:
而脂肪族结构是指结合在芳香环或脂环上的那些以侧链存在的烷基。
7、简述煤直接液化工艺需具备的功能。
答:
①将煤结构中的大分子分解成小分子。
①提高煤的H/C比。
①脱除煤中氧、
氮、硫等杂原子。
①脱除煤中的无机矿物质。
8、简述煤直接液化的优缺点
答:
优点:
①液化油收率高。
②煤消耗量少。
⑨馏份油以汽、柴油为主,目标产物的选择性相对较高。
④油煤浆进料,设备体积小,投资低,运行费用低。
缺点:
①反应条件苛刻。
②)产物组成较复杂,液、固两相混合物分离较困难。
③对煤种依赖性强,氢消耗量大。
④缺乏厂区运行的工业化技术经验等。
9、简述煤间接液化的优缺点。
答:
优点:
①工艺成熟可靠,合成条件温和。
②转化率高:
③煤种适应户。
缺点:
①反应物均为气相,设各体积大,投资高,运行费用高。
②气化、净化规模大,占地而积大,③合成副产物较多,目标产物的选择性相对较低:
煤消耗量大。
第三章石油化工
一、填空题
1.石油可分为人造石油和天然石油两类。
2.原油的主要成分有油质、胶质和沥青质等。
3.评定柴油燃烧性能的主要指标是十六烷值。
4柴油的流动性采用黏度和低温流动性评价。
5.目前,在各种三次采油方法中,唯一已得到工业化推广且普遍使用的方法是蒸_气吞吐。
6.石油中含硫量小于0.5%的称为低硫原油。
大于2淋为高硫原油,0.5%
7.原油二次加工中的催化裂化工艺,根据催化剂反应再生方式的不同,可分为固定床、移动床、流化床和提升管四大类。
二、单选题(每空4分,共20分)
1辛烷值是汽油在稀混合气情况下(B)的表示单位。
A.安定性B抗爆性C腐蚀性D燃烧性
2.列选项中哪项不属于盐的危害(C)。
A、增加热阻、降低传热效果B使泵的出口压力增大、增加动力消耗
C消耗大量的燃料和冷却水D腐蚀设备
3.必下哪项不是柴油的性能(D)。
A燃烧性B蒸发性C安定性D抗爆性
4.在原油的常减压蒸馆工艺流程中,减压线出的产品一般是(B)。
A汽油B轻柴油C重柴油D润滑油
5.下列不属于催化裂化中使用的反应再生系统的是(C)。
A固定床B流化床C气流床D提升管
6.石油的基本组成元素有多少种(B)
A3B4C5D6
7.三次采油中唯一得到工业化推广的方法是(D)
A自喷采油B气举采油C有杆泵采油D蒸汽采油
8.原油的一次加工依据的是什么(A)
A沸点B凝固点C培点D馏程
9.幸烷值是汽油在稀混合气情况下(B)的表示单位
A、安定性B抗爆性C腐蚀性D燃烧性
10.催化重整工艺过程主要是以(B)为原料
A直馏煤油B直馏汽油C直馏重柴油D直馏轻柴油
11.为了防止催化剂中毒,重整原料必须经过预处理工艺,预处理部分不包括(C)A预分馏B预脱砷C热裂化D脱水和脱硫
12.下列选项中哪项不属于盐的危害(C)
A增加热阻、降低传热效果B使泵的出口压力增大、增加动力消耗
C消耗大量的燃料和冷却水D腐蚀设备
13.以下哪项不是柴油的性能(D)
A燃烧性B蒸发性C安定性D抗爆性
14.在石油的组成元素中心碳的质量百分比约为(A)A83.00%-87%B10.00%-14.00%C5%-9%D1%-5%
15.在原油加工中,我们一般把常压蒸馏第一液体馏出的温度称馏馆点,从初馏点-200°C之间的馏份称为(B)
A煤馏份B汽油馏份C柴油馏份D润滑油馆份
16.在石油的开采方法中,不需要人工补充能量,可以节省大量的动力设备和维修管理费用的是(A)
A自喷采油B气举采油C有杆泵采油D无杆泵采油
17.目前,在各种三次采油方法中唯一已得到工业化推广的方法是(B)
A热力采油B蒸汽采油C微生物采油D气体混相驱
18.热力采油可以用来提高石油的采收率,下面属于热力采油的是(B)
A高压干气驱B蒸汽吞吐C烟道气驱D碱水驱
19.在原油的组成元素中,含量最多的元素是(A)
A碳B氢C硫D氧
20.组成石油的主要成分是烃类,在石油和直馏产品中般不含(D)
A烷烃B环烷烃C芳香烃D烯烃
21.通常,储罐的金属表面作用会影响到汽油的安定性,下面哪种金属材料对汽油的安定性影响最大(A)
A、制B、铁C锌D铝
三、多选题
1.以下哪些是衡量汽油性能的主要指标(ABCD)
A抗爆性B蒸发性C安定性D腐蚀性E燃烧性
2.原油二次加工主要包括的方法有哪些(ABCD)
A催化裂化B催化重整C热裂化D加氢裂化E蒸馏
3.原油中的含硫化合物有哪几类(ABDF)
A硫化氢B硫醇C硫铁印D硫醚E噻吩类
4.评定柴油蒸发性的指标包括(BC)
A燃点B馏程C、闪点D十六烷值E安定性
5.评定汽油蒸发性的性能指标是(AB)
A馏程B饱和蒸汽压C闪点D燃点E安定性
6.天然石油馏分中的主要成分是烃类,其主要组成含有(ABC)
A烷烃B环烷烃C芳香烃D烯烃E炔烃
7.原油的主要成分主要包括(ABC)
A油质B胶质C沥青质D灰分E水分
8.以下元素中,属于原油的组成元素是哪些?
(ABCD)
A碳B氢C氧D氮E磷
9.石油的开采方法主要包括(ABCD)
A自喷采油B气举采油C有杆泵采油D无杆泵采油E沉轮机采油
10.提高石油采收率的方法主要有(ABCD)
A气体混相驱B热力采油C化学驱D微生物采油E自喷采油
11.原油预处理过程中水的危害有(AC)
A消耗大量燃料和冷却水
B增大泵出口压力
C造成精馏塔顶操作不稳定
D易水解生成盐酸腐蚀设备
E形成盐垢,增加热阻
12.原油预处理过程中盐的危害有(BDF)
A消耗大量燃料和冷却水
B增大泵出口压力
C造成精馏塔顶操作不稳定
D易水解生成盐酸腐蚀设备
E形成盐垢,增加热阻
四、名词解释
1.柴油闪点——是指柴油蒸汽和空气混合物与火焰接触会发生短促闪火现象的最低温度。
2.柴油安定性——指柴油在储存、运输和使用过程中,外观、组成和使用性能不变的能力。
3.汽油安定性——指汽油抵抗氧化的能力。
4.原油一次加工:
主要将原油先按不同产品的沸点要求,采用常减压蒸馏的简单物理方法将原油蒸馏为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。
5.催化重整工艺:
主要以石脑油为原料,经过热或在催化剂的作用下,使油料中的烃类分子重新调整结构,生产芳烃和高辛烷值汽油调和组分,同时副产氢气的过程
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