2025年煤制油公司试题及答案

2025年煤制油公司试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.煤间接液化工艺中，合成气（CO+H₂）转化为液态烃的核心反应是（）。A.水煤气变换反应B.费托合成反应C.甲烷化反应D.甲醇合成反应答案：B2.煤直接液化过程中，通常需要控制反应体系的氢分压为（）。A.1-3MPaB.5-8MPaC.10-20MPaD.25-35MPa答案：C3.下列煤制油工艺中，对原料煤的灰分含量要求最严格的是（）。A.固定床气化间接液化B.流化床气化间接液化C.煤直接液化D.浆态床费托合成答案：C（直接液化需低灰分煤以减少设备磨损和催化剂失活）4.煤制油项目中，用于脱除合成气中硫化氢的主流工艺是（）。A.MEA化学吸收法B.低温甲醇洗C.活性炭吸附D.膜分离法答案：B（低温甲醇洗对H₂S和CO₂选择性高，适用于高压、高硫合成气）5.费托合成反应中，钴基催化剂相比铁基催化剂的优势是（）。A.抗硫中毒能力强B.产物中烯烃含量高C.适合低H₂/CO比原料气D.重质烃（C5+）选择性更高答案：D（钴基催化剂更易提供高碳数液态烃）6.煤制油装置中，气化炉排渣的主要成分是（）。A.未反应的煤粉B.金属硫化物C.煤灰熔融后的硅酸盐D.催化剂失活后的残留物答案：C（煤灰在高温下熔融形成炉渣）7.煤直接液化的关键设备“液化反应器”通常采用（）。A.固定床反应器B.流化床反应器C.浆态床反应器D.移动床反应器答案：C（煤浆与氢气、催化剂在浆态床中充分混合反应）8.煤制油项目的单位产品综合能耗（标煤）一般控制在（）。A.1.5-2.0吨标煤/吨油B.2.5-3.5吨标煤/吨油C.4.0-5.0吨标煤/吨油D.5.5-6.5吨标煤/吨油答案：B（行业平均水平，受工艺效率和煤质影响）9.煤制油废水处理中，酚类物质的主要去除工艺是（）。A.反渗透B.萃取+生物降解C.化学沉淀D.活性炭吸附答案：B（先通过萃取回收酚类，再用生化法降解剩余有机物）10.下列指标中，不属于煤制油产品质量关键控制项的是（）。A.硫含量B.十六烷值C.灰熔点D.密度答案：C（灰熔点是原料煤的指标，非成品油质量指标）二、填空题（每空1分，共20分）1.煤间接液化的核心流程包括煤气化、（）、（）、费托合成及产品精制。答案：变换反应；合成气净化2.煤直接液化的主要产物包括（）、柴油、（）及少量气体烃。答案：石脑油；液化石油气（或LPG）3.费托合成反应的典型操作温度为（）℃，压力为（）MPa。答案：200-350；1.5-5.04.煤制油项目中，氢气的主要来源是（）和（）（写出两种）。答案：水煤浆气化制氢；合成气变换提氢（或天然气重整、电解水）5.气化炉的主要类型包括（）、（）和气流床气化炉（写出两种）。答案：固定床（鲁奇炉）；流化床（温克勒炉）6.煤制油装置的安全联锁系统（SIS）需重点监控（）、（）和氧煤比等参数（写出两种）。答案：气化炉温度；合成反应器压力7.煤直接液化中，常用的催化剂为（）基或（）基催化剂（如氧化铁、硫化钼）。答案：铁；钼8.煤制油项目的碳排放主要来自（）和（）（写出两种）。答案：煤气化过程（CO₂排放）；燃料燃烧（锅炉/加热炉）9.费托合成产物的分布可通过（）和（）调节（如改变催化剂、操作条件）。答案：催化剂类型；反应温度（或压力、空速）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述煤直接液化与间接液化的工艺路线差异。答案：煤直接液化是将煤粉与溶剂、催化剂混合后，在高温（400-480℃）、高压（10-30MPa）及氢气环境下直接加氢裂解，提供液态烃；需低灰分、高挥发分煤，流程短但对原料要求高。间接液化则是先将煤气化为合成气（CO+H₂），经变换、净化调整H₂/CO比后，通过费托合成提供液态烃；原料煤适应性广，但流程长、投资高。2.费托合成反应中，影响产物碳数分布的主要因素有哪些？答案：（1）催化剂类型：铁基催化剂易提供烯烃和含氧化合物，钴基催化剂更易提供高碳烷烃；（2）反应温度：低温（200-240℃）利于长链烃，高温（300-350℃）促进短链烃和烯烃；（3）H₂/CO比：高比例促进甲烷和低碳烃提供；（4）压力：高压利于长链烃；（5）空速：低空速延长停留时间，增加长链烃选择性。3.煤制油项目的主要环境风险点有哪些？需采取哪些防控措施？答案：风险点：（1）废水：含高浓度COD、酚类、氨氮，若泄漏污染地下水；（2）废气：气化炉排放H₂S、SO₂、NOx，合成单元可能泄漏烃类；（3）固废：气化炉渣（含重金属）、废催化剂（含金属活性组分）；（4）事故风险：氢气/烃类泄漏引发火灾爆炸。防控措施：废水经“预处理（萃取脱酚）+生化（A/O工艺）+深度处理（膜分离）”达标排放；废气采用脱硫（低温甲醇洗）、脱硝（SCR）装置；固废分类处理（炉渣综合利用，废催化剂危废填埋）；设置可燃气体监测、消防系统及应急池。4.煤制油装置中，如何通过调整水煤气变换反应优化合成气H₂/CO比？答案：水煤气变换反应为CO+H₂O↔CO₂+H₂，通过控制变换炉温度、催化剂活性及水蒸气加入量调节反应平衡。若目标H₂/CO比需提高（如费托合成需1.8-2.1），可增加水蒸气量并降低反应温度（利于正向反应），提高H₂产量；若需降低H₂/CO比（如部分铁基催化剂适应低H₂/CO），则减少水蒸气或提高温度，抑制变换反应。实际操作中需根据催化剂要求和原料气组成动态调整。5.简述煤制油催化剂失活的主要原因及再生方法。答案：失活原因：（1）结焦（积碳）：烃类在催化剂表面聚合形成碳沉积，覆盖活性位点；（2）中毒：原料气中硫、氯等杂质与活性组分反应（如钴基催化剂易硫中毒）；（3）烧结：高温导致催化剂颗粒团聚，比表面积下降；（4）机械磨损：流化床或浆态床中催化剂颗粒碰撞破碎。再生方法：结焦失活可通过惰性气体吹扫或低氧燃烧（300-500℃）烧炭；硫中毒需用氢气还原（如钴基催化剂）或更换催化剂（不可逆中毒）；烧结失活通常无法再生，需更换；机械磨损通过优化操作条件（如控制气速）减少。四、计算题（每题10分，共20分）1.某煤制油项目日处理原料煤5000吨（干燥无灰基碳含量85%），产品油中碳含量为88%（质量分数），日产量1200吨。假设原料煤中10%的碳转化为CO₂（随尾气排放），5%的碳进入固废（炉渣、废催化剂），计算该工艺的碳转化率（碳转化率=（产品油中碳量）/（原料煤中总碳量）×100%）。答案：原料煤总碳量=5000吨×85%=4250吨/日产品油中碳量=1200吨×88%=1056吨/日碳转化率=（1056吨）/（4250吨）×100%≈24.85%2.某间接液化装置的合成气组成（体积分数）为：CO45%，H₂35%，CO₂10%，N₂10%。目标H₂/CO比为2.0（体积比），需通过水煤气变换反应（CO+H₂O→CO₂+H₂）调整。假设变换反应完全，计算每吨合成气（标准状态）需加入的水蒸气量（单位：Nm³）。（注：标准状态下1mol气体体积为22.4L，合成气分子量按20计算）答案：设1Nm³合成气中各组分体积：CO=0.45Nm³，H₂=0.35Nm³，CO₂=0.10Nm³，N₂=0.10Nm³目标H₂/CO=2.0，设变换后CO体积为x，H₂体积为2x原CO体积=0.45Nm³，变换消耗CO体积=0.45-x根据变换反应，每消耗1体积CO提供1体积H₂，故变换后H₂体积=0.35+(0.45-x)因此：2x=0.35+0.45-x→3x=0.8→x=0.2667Nm³消耗CO体积=0.45-0.2667=0.1833Nm³，需水蒸气量=0.1833Nm³（反应1:1）每吨合成气体积=1000kg/20kg/kmol×22.4Nm³/kmol=1120Nm³需水蒸气量=1120Nm³×0.1833Nm³/Nm³≈205.3Nm³五、案例分析题（20分）某煤制油企业的气化炉近期出现炉温波动（正常1350-1450℃，现降至1280℃），同时粗煤气中CO含量下降（由60%降至52%），O₂/煤比（体积质量比）已从0.85增加至0.92，但炉温未回升。试分析可能原因及应对措施。答案：可能原因：（1）原料煤质变化：煤的灰熔点升高（如灰分中高熔点成分增加），导致炉内灰渣熔融性变差，热量被灰渣带走，炉温下降；同时煤的挥发分降低，反应放热减少，CO提供量下降。（2）煤浆浓度波动：若煤浆浓度降低（水含量增加），气化反应吸热（水蒸发、分解）增加，炉温下降；且水煤气变换反应（CO+H₂O→CO₂+H₂）加剧，CO转化为CO₂，导致粗煤气中CO含量下降。（3）烧嘴磨损或堵塞：烧嘴喷口磨损后，O₂与煤浆混合不均匀，局部反应不充分，整体放热减少；若烧嘴部分堵塞，实际入炉O₂量低于仪表显示值，虽提高O₂/煤比但有效氧量不足。（4）炉内结渣：灰渣在炉壁形成厚渣层，阻碍热量传递，导致测温点（如热电偶）显示温度低于实际炉温（假低），但整体反应效率下降，CO含量降低。应对措施：（1）立即取样分析原料煤的工业分析（灰分、挥发分）、灰熔点（ST），若灰熔点高于1400℃，需调整配煤方案（掺加低灰熔点煤）。（2）检测煤浆浓度（正常60-65%），若低于60%，提高磨