化工工艺测试题解读课件

1、 化工工艺学（单元测验2） 一、填空题（每小题2分，共20分）1 生产硫酸主要原料有四种：硫铁矿、硫磺、硫酸盐、冶炼气。2在设计SO2氧化反应器时，为获得最佳经济效益，选择转化操作温度应符合以下三个条件（1）保证较高的转化率，（2）保证高的反应速率，（3）保证在催化剂活性温度范围内操作 。 3影响浓硫酸吸收过程的主要因素有：硫酸浓度、硫酸温度、进气温度4 钠利用率 和 氨利用率 是氨碱法生产过程中的两个重要工艺指标。5碳酸化塔作为清洗塔用时有双重作用：一是 洗去碳酸氢钠疤垢，二是 将氨盐水进行预碳酸化 。6工业上生产尿素采用的温度一般为 180220 。7实际生产过程中硫铁矿焙烧反应速度属 氧

2、扩散 控制。8硫酸生产过程中炉气干燥用硫酸浓度一般为 9395 。9SO2氧化催化剂的主要成分是 V2O5 。 10氨碱法生产过程中碳酸化是指使溶液中的氨或碱性氧化物变成碳酸盐的过程 。二、简答题（每小题8分，共 40分）1. 为什么说钠利用率关系到氨碱法生产纯碱的各种原材料消耗？ 钠利用率高则（1）氨盐水消耗量减少；（2）碳酸化母液量减少；（3）石灰乳用量减少；（4）氨循环量降低。2. 简述硫铁矿沸腾焙烧的工艺条件。（1）炉温，影响因素有：投矿量、矿料含硫量、水分、风量，一般控制在850-900；（2）炉底压力，取决于静止料层的厚度和它的堆积密度，同炉内流速的关系不大，可采用调节风量和投料量

3、进行炉底压力调节，一般为（表压）8.8211.76 kPa,（3）SO2浓度，决定炉气量，浓度越高炉气量越小，净化负荷小，但SO2浓度的提高受焙烧过程的限制，一般13.5%。3. 隔膜法电解食盐水溶液时，在电解槽石墨阳极上将发生哪些主要副反应？有何危害？如何防止？隔膜法电解食盐水溶液时，在电解槽石墨阳极上发生的主要副反应：（1）阳极上析出氯气的溶解反应：（2）阴极区OH向阳极区迁移引起中和反应（3）CIO的放电反应以及HCIO3的中和反应（4）OH的放电反应（5）氧化剂对石墨的腐蚀危害：腐蚀电极；降低阳极电流效率；氯气不纯（含CO2）、烧碱中含Na2CO3。防止：维持阳极区盐水液位适当高于阴极

4、区液位，阻止OH向阳极迁移。4. 硫酸生产过程中的酸雾是怎样形成的？怎样除去？酸雾的形成： SO3在100-150就基本形成硫酸蒸气：SO3+H2O=H2SO4 当气相中的硫酸蒸气分压大于硫酸的饱和蒸气压时，硫酸蒸气会冷凝，在空中凝聚成众多的细小液滴，即为酸雾。 酸雾的清除： 清除酸雾的主要设备有冲挡洗涤器、文丘里洗涤器、电除尘器，其中以电除尘气为主。5. 从动力学的角度简述氨盐水的碳酸化过程。（1）气相中的CO2扩散通过气膜进入液相；（2）CO2溶解在液膜中；（3）在液膜中生成的氨基甲酸铵通过液膜进入液相；（4）在液相中氨基甲酸铵水解；（5）碳酸氢钠析出。三、流程叙述题（每小题10分，共20

5、分）1.根据下面的流程图叙述联合制碱法的工艺流程。（1）纯碱生产从盐析结晶器分离出氯化铵结晶后的母液，往热交换器换热后，再入吸氨器吸收氨，制成氨母液，清液入碳化塔顶部，在塔内吸收由底部及中部送入的二氧化碳气体，生成碳酸氢钠结晶，由出碱口出来经真空过滤及煅烧后，即得产品纯碱。由过滤机出来的滤液，内含氯化铵，为分别起见称为母液，送氯化铵工段用。（2）氯化铵生产洗盐：将原盐在洗盐机中用饱和盐水洗涤，以除去钙、镁等杂质。经洗过的盐称为洗盐，经粉碎机粉碎至一定的粒度，再经离心甩干机除去水分。结晶：自制碱工序来的母液，经吸氨后，在热交换器中冷却，以降低温度，冷剂由盐析结晶出来的冷母液来冷却，冷却后氨母液进

6、入冷却结晶器，结晶器上部母液经主轴流循环泵送入外冷却器冷却，冷剂用冷冻盐水，冷却降温后再返回冷析结晶器。在低温下析出氯化铵结晶，器底结晶去离心分离机经分离干燥，即得产品氯化铵。冷析结晶器上部的溢流液流入盐析结晶器，加入细盐粉，因食盐的溶解而析出氯化铵结晶，晶浆送至冷析结晶器冷却增大晶体，盐析结晶器上部溢流液经贮槽，清液去热交换器后送纯碱工序制碱用。 2根据下面的流程图叙述生产发烟硫酸或浓硫酸的工艺流程。生产发烟硫酸的工艺流程: 从转化工序导入的转化气，一部分进入发烟硫酸吸收塔，经发烟硫酸吸收后，与另一部分转化气混合进入98硫酸的酸吸收塔，经98硫酸吸收后，导入尾气回收塔或直接放空。 105硫酸

7、的发烟硫酸由吸收塔上部分酸装置均匀分布在填料上，与转化气逆流接触，酸浓度和温度上升，然后从塔底排出，进入混酸罐与来自98硫酸吸收系统的98硫酸混合，控制循环酸中硫酸含量在104.6105.0之间。从酸罐引出的热酸由泵送入酸冷却器冷却，之后，大部分循环使用，少部分作为产品或串入98硫酸混酸罐。 98硫酸吸收系统的酸亦在吸收SO3时浓度升高，温度上升，出塔后在混酸罐中与干燥塔串来的93硫酸混合，配成98.198.5的硫酸，必要时可加入水。罐中出来的热酸由酸冷却器冷却，其中大部分打入吸收塔循环使用，一小部分分别串入105和93的硫酸混酸罐。根据产品的要求，也可引出少量作为成品酸输出。生产浓硫酸的工艺

8、流程 氧化后的转化气从塔底送入，98.3浓硫酸从塔顶喷淋，气液两相逆流接触三氧化硫被吸收得很完全。进塔气温度140160，空塔气速0.50.9m/s，吸收在常压下进行，喷淋酸温控制在50以下，出塔酸温用喷淋量控制，使出塔酸温70。吸收塔流出的酸浓度比进塔酸提高0.30.5 ，经排管冷却器冷却后送往循环槽，用于干燥塔来变稀硫酸混合，不足的水分由新鲜水补充，再用酸泵输送，除循环外，部分送往干燥塔，部分抽出作为产品。正常操作时，吸收率可达99.95。3.根据下面的流程图叙述氨-酸法处理硫酸尾气的工艺流程。 尾气送入回收塔吸收其中的SO2，回收塔有两段，第一段有23塔板使SO2体积分数从降到 ，经过除

9、沫层后排空。各段有单独的母液循环系统，系统中有补充氨的循环槽。多出的母液送往高位槽，再流往混合槽，同时流往混合槽的有硫酸高位槽来的硫酸。在混合槽中反应并释放出高浓度的SO2。约占总分解出SO2的6080，送去干燥和加压到0.40.8MPa后液化成液体SO2，也可在常压下冷冻到10冷凝成液态。混合槽中初步分解的母液流入填料分解塔。塔底通入空气将母液中的SO2吹出并送回制酸系统。分解液在中和桶内用氨气中和，溶液含硫铵550580kg/m3，可直接作为产品。四、应用题（20分）试根据下列反应式：设计氨碱法生产流程，要求： (1) 画出工艺流程草图；（10分）(2) 说明流程及特点。（10分）(1)工

10、艺流程工艺流程草图：(2)流程说明： 原盐经过化盐桶制备饱和盐水，再添加石灰乳除去盐水中的镁，然后在除钙塔中吸收碳酸化塔尾气中的CO2，除去盐水中的钙。精制的食盐水送入吸氨塔吸收氨气，氨气主要由蒸氨塔回收得到的。吸氨所得的氨盐水送往碳酸化塔。碳酸化塔是多塔操作的，氨盐水先经过处于清洗状态的碳酸化塔，在此塔中氨盐水溶解掉塔中沉淀的碳酸盐，同时吸收从塔底导入的石灰窑窑气中的CO2，吸收都是逆流操作的。清洗塔出来的部分碳酸化的氨盐水送入处于制碱状态的碳酸化塔，进一步吸收CO2而发生复分解反应，生成碳酸氢钠。碳酸化所需的CO2为90以上的碳酸氢钠煅烧炉气。碳酸化塔底含碳酸氢钠结晶的悬浮液送往真空过滤机

11、过滤。滤得的碳酸氢钠送往煅烧炉，使重碱受热分解而生成纯碱作为产品，分解出的CO2送去碳酸化。真空过滤得到含氯化铵和未利用的氯化钠的母液，送往蒸氨塔。蒸氨塔中加入石灰乳并在塔底通蒸汽加热并气提，回收的含CO2的氨气送去吸氨。含氯化钠的废液排弃或作其他处理。石灰乳是有石灰石煅烧并水合制备的。流程特点: 氨碱法宜于大规模生产，产品质量优良，经济合理。但缺点是钠的利用率只有7273%，食盐中的氯完全没有利用。总质量利用率只有2829%。此外，排放废液多且含大量固体，环境污染大，氨回收消耗石灰和蒸汽多，流程复杂设备庞大。 化工工艺学（单元测验3） 一、填空题（每小题2分，共20分）1. PE有多种分类方

12、法，按密度可分为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯 。2.常减压蒸馏装置中，用过热水蒸气进行汽提，其作用主要表现在两方面：一是为主塔和侧线补充热源 ，二是降低油气分压 ，以利于除去其中的轻组分。3.环氧乙烷目前都用乙烯直接氧化法生产，即是乙烯与空气或纯氧在银催化剂上进行直接氧化。4.乙烯液相氧化法生产乙醛有两种生产工艺，即一步法和二步法。5.聚丙烯的生产方法主要有淤浆法、液相本体法和气相本体法。6.生产丙烯腈的方法主要有丙烯氨氧化法。7. 碳四馏分分离法生产丁二烯工业上均采用萃取精馏的方法。8.天然气脱水主要方法：溶剂吸收法、固体吸附法 。9低温冷凝法提氦工艺主要工序：加压降温液化分

13、离粗氦精制。10天然气氯化加工产品主要有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳 二、简答题（每小题8分，共 40分）1.天然气分离与净化过程中分离、净化目的各是什么？分离目的：分离采出气中的液体、固体杂质。净化目的：开采出的天然气经分离后仍然含有水分(操作温度下的饱和蒸汽压决定)。当后续操作降温时，水汽就可凝结产生不利影响。所以，要进行脱水操作。2.说明原油蒸馏在减压塔前为什么要设置初馏塔？原油蒸馏在减压塔前设置初蒸塔原因：分馏出轻馏分；减轻压力降；避免酸性腐蚀。 3.乙烯高压聚合生产低密度聚乙烯的主要工序有哪些？答：主要工序有：原料的准备催化剂的配制聚合过程单体回收与聚乙烯后处理4.乙苯催化

14、脱氢制苯乙烯的工艺条件有哪些？（1）反应温度乙苯脱氢是强吸热反应。平衡常数随温度的升高而增大，故升温对脱氢反应有利。但是，由于烃类物质在高温下不稳定，所以脱氢宜在较低温度下进行。采用以氧化铁为主的催化剂，其适宜的反应温度为 600660。（2）反应压力乙苯脱氢反应是体积增大的反应，降低压力对反应有利。从反应温度，压力对乙苯脱氢平衡转化率的影响表可知，当压力从0.1Mpa减到0.01Mpa时，达到相同的平衡转化率所需的温度约降低100左右。 （3）水蒸气用量 乙苯脱氢反应在高温减压下进行，可在较低反应温度获得较高的平衡转化率。工业上常采用水蒸气作为稀释剂来减压。水蒸气作稀释剂的优点：与产物易分离

15、；热容量大；可消除催化剂表面上的结焦。一般，乙苯与水蒸气的适宜比为1：1.22.6(质)。（4）原料纯度 要求原料乙苯中二乙苯的含量99.99%(质)的高纯度环氧乙烷，中部侧线采出含少量乙二醇的环氧乙烷(返回乙二醇原料解吸塔)，塔釜液返回精制塔中部，塔顶馏出含有甲醛的环氧乙烷返回乙二醇原料解吸塔，回收环氧乙烷。 五、应用题（20分）试根据下列反应式：设计丙烯氨氧化法生产丙烯腈的生产流程，要求：(1) 画出工艺流程草图；（10分）(2) 说明流程及特点。（10分）解：(1)工艺流程图(2)流程及特点 丙烯氨氧化法生产丙烯腈的流程主要由反应、回收及精制三部分组成（参阅教材） 化工工艺学（单元测验4

16、） 一、填空题（每小题2分，共20分）1. 原油的烃类分析一般用三种方式来表示，其中进行烃类族分析是测出原油中所含的饱和烃、环烷烃和 芳香烃 的量。2. 常减压蒸馏装置中，用过热水蒸气进行汽提，其作用主要表现在两方面：一是为主塔和侧线补充热源 ，二是降低油气分压 以利于除去其中的轻组分。 3. 提高原油加工深度的加工手段有很多，其中延迟焦化 是唯一能生产石油焦的工艺过程，其生产流程中关键的设备是 加热炉 。4. 催化裂化装置一般由反应再生系统、分馏系统 和吸收稳定系统 三个部分组成。5. 丙烷脱沥青装置一般都生产两种脱沥青油：残碳值在 0.7%以下的轻油 作为润滑油原料，残碳值在 0.7%以上

17、的重油 作为裂化原料。6. 裂解气脱炔工业上所采用的方法有两种：选择加氢法 和 溶剂吸收法 。7. 催化重整的预处理部分包括三部分： 预脱砷 、预分馏和预加氢 。8.润滑油的一般生产过程经历减压蒸馏、丙烷脱沥青、精制、脱蜡、白土补充精制或加氢精制等过程。9煤的转化利用途径可分为气化、液化和焦化。10煤的主要元素为 C、H、O ,含少量 S、N 。二、判断题（判断下列命题正确与否，对的划，错的划，每小题1分，共10 分）。1. 当酸性气体中H2S含量不足25%时，一般选择分流法工艺流程来回收硫磺。（ ）2. 中压法合成甲醇一般采用氧化锌/氧化铬复合催化剂。 （ ）3. 原油的减压蒸馏系统以提高拔

18、出率、减少渣油量为其操作的主要目标。 （ ）4. 同一强度系数下进行催化裂化，原料油芳烃含量越多转化率越高。 （）5. 脱沥青油中若含有较多的多环长侧链芳烃，则其抗氧化性能较差。 （ ）6. 烷烃裂解炉时，提高裂解温度单烯烃收率将会增加。 （ ）7. 乙烯压缩机一般以丙烯为制冷剂为裂解气分离系统提供冷量。 （ ）8. 乙炔加氢过程中减少氢炔比可减少绿油的生成。 （ ）9. 催化重整以生产高辛烷值汽油为主时，可采用较低的空速。 （ ）10. HDA法脱烷基制苯工艺，属于热法脱烷基制苯。 （ ）三、简答题（每小题10分，共 30分）1.燃料油为何还要精制？采用什么方法？精制目的：除去油品中的某些杂

19、质或不理想组分，改善油品质量。精制一般采取加氢精制和电化学精制两种2.说明原油蒸馏在减压塔前为什么要设置初馏塔？原油蒸馏在减压塔前设置初蒸塔原因：分馏出轻馏分；减轻压力降；避免酸性腐蚀；3.简述润滑油溶剂精制、脱蜡的作用。利用某些溶剂对石油馏分各种烃类的溶解度不同而将润滑油不需要组分分离出来。选择的溶剂对润滑油的非理想组分(不需要组分)溶解度大而对润滑油的理想组分溶解度小，分离操作后改善润滑油的质量。主要除去的有芳香烃、胶质、硫化物、环烷酸等粘度指数小、抗氧化安定性差的物质。四、流程叙述题（每小题10分，共20分）1.根据下面的流程图叙述延迟焦化的工艺流程。原料经加热炉对流室预热管预热至350C进入焦化分馏塔下部与来自焦炭塔顶的高温油气换热，可同时将轻质油蒸出。换热后原料油温度约390395C，再与循环油一起泵入加热炉炉管，迅速加热到500C再进入焦炭塔底。为了防止炉管结焦，需向炉管内注水以加大流速。渣油在焦炭塔内停留足够长时间以完成裂化、缩合反应，生成的焦炭留在焦炭塔内。高温油气从塔顶通入分馏塔下部；经换热后分馏得到产品气、汽油、柴油等