2025年胺基化工艺试题题库(含答案)

2025年胺基化工艺试题题库(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.下列胺基化反应中，属于均相反应的是（）。A.氯苯与氨水的胺化反应（液-液非均相）B.苯酚与氨气的气相胺化反应（气-固催化）C.环氧乙烷与甲胺的液相胺化反应（液-液均相）D.硝基苯催化加氢制苯胺（气-固催化）答案：C2.工业上苯胺合成常用的胺化剂是（）。A.液氨B.氨水C.尿素D.甲胺答案：A（注：硝基苯催化加氢制苯胺中，氢气为还原剂，实际胺基来源于硝基还原；若为氯苯氨解法则用液氨）3.胺基化反应的本质是（）。A.亲电取代反应B.亲核取代反应C.自由基加成反应D.氧化还原反应答案：B（胺基（-NH₂）中的N带有孤对电子，作为亲核试剂进攻底物的缺电子中心）4.胺基化工艺中，反应温度过高可能导致的主要问题是（）。A.反应速率过慢B.副产物（如多胺、焦油）增加C.原料转化率降低D.设备腐蚀减轻答案：B（高温易引发深度胺化或分解反应）5.苯胺合成工艺中，若采用硝基苯催化加氢法，反应压力通常控制在（）。A.0.1~0.5MPaB.1~3MPaC.5~10MPaD.10~20MPa答案：B（工业上常用中压条件，兼顾反应速率与设备成本）6.胺基化反应釜的搅拌器类型首选（）。A.推进式（适用于低粘度液体）B.锚式（适用于高粘度或非均相）C.涡轮式（适用于液-液分散、气体吸收）D.桨式（适用于低剪切混合）答案：C（胺基化多为液-液或气-液反应，需强剪切分散）7.下列物质中，不属于胺基化工艺典型危险物料的是（）。A.液氨（易燃、有毒）B.氯苯（易燃、有毒）C.苯胺（有毒、致癌）D.氯化钠（无燃爆、低毒）答案：D8.胺基化工艺中，紧急停车时应优先（）。A.切断加热源B.开启泄压阀C.停止物料进料D.启动惰性气体置换答案：C（终止反应物料输入是控制反应失控的关键）9.胺基化产物分离常用的方法是（）。A.重结晶（适用于固体）B.精馏（适用于液体混合物）C.过滤（适用于固液分离）D.萃取（适用于两相分配）答案：B（胺类化合物多为液体，沸点差异明显）10.胺基化反应的安全控制参数不包括（）。A.反应温度B.搅拌转速C.原料库存D.系统压力答案：C（库存属于管理参数，非工艺控制参数）11.工业上制备甲胺（一甲胺、二甲胺、三甲胺）的主要原料是（）。A.甲醇与液氨B.甲烷与氨水C.甲醛与尿素D.乙醇与甲胺答案：A（甲醇与液氨在催化剂作用下发生胺化反应）12.胺基化工艺中，若原料配比（胺化剂与底物摩尔比）过低，可能导致（）。A.底物转化率提高B.多胺副产物增加C.胺化剂过量残留D.单胺选择性降低答案：D（胺化剂不足时，底物未完全反应，单胺生成量减少）13.苯胺的职业接触限值（PC-TWA）为（）。A.0.1mg/m³B.3mg/m³C.10mg/m³D.20mg/m³答案：B（根据GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值》）14.胺基化反应釜的材质选择需重点考虑（）。A.导热性B.耐腐蚀性（如含酸性介质时）C.强度D.成本答案：B（胺化剂（如氨水）、副产物（如盐酸）可能腐蚀普通钢材）15.下列胺基化工艺中，属于连续生产的是（）。A.间歇式反应釜胺化B.固定床反应器胺化（如气相催化）C.高压釜分批反应D.实验室小试烧瓶反应答案：B（固定床可连续进料出料）16.胺基化反应的热效应通常为（）。A.吸热（ΔH>0）B.放热（ΔH<0）C.无明显热效应D.先吸热后放热答案：B（胺基化多为取代反应，断键吸热小于成键放热）17.苯胺合成中，若采用铁粉还原法（传统工艺），主要副产物是（）。A.硝基苯B.苯酚C.氧化铁泥（含Fe₃O₄等）D.二甲苯胺答案：C（铁粉还原生成苯胺和铁的氧化物沉淀）18.胺基化工艺中，尾气处理的主要目的是（）。A.回收胺化剂（如氨）B.减少VOC排放C.防止中毒事故D.以上都是答案：D19.胺基化反应的选择性是指（）。A.目标产物与底物的摩尔比B.目标产物与所有产物的摩尔比C.底物转化为目标产物的比例D.胺化剂的转化率答案：B（选择性=目标产物量/（目标产物量+副产物量））20.胺基化工艺中，紧急冷却系统的介质首选（）。A.冷冻盐水（-10~5℃）B.循环水（25~35℃）C.液态氮（-196℃）D.蒸汽（100℃以上）答案：A（冷冻盐水温度适中，可快速吸收反应热）二、多项选择题（每题3分，共30分，少选得1分，错选不得分）1.胺基化工艺的主要危险特性包括（）。A.反应放热，易失控B.原料（如液氨）易燃、易爆C.产物（如苯胺）有毒、致癌D.反应压力低，无超压风险答案：ABC（胺化剂（液氨）爆炸极限15.7%~27.4%，产物苯胺为IARC2B类致癌物）2.下列属于胺基化工艺典型工艺的是（）。A.硝基苯催化加氢制苯胺B.甲醇与氨合成甲胺C.氯苯与氨水合成苯胺D.乙烯与胺反应合成乙醇胺答案：ABCD（均为工业常见胺基化反应）3.胺基化反应温度控制的目的包括（）。A.提高反应速率B.抑制副反应（如多胺生成）C.防止物料分解（如胺类高温分解）D.降低能耗答案：ABC（温度升高虽提高速率，但需平衡选择性；降低能耗非主要目的）4.胺基化工艺的安全控制措施包括（）。A.设置温度、压力联锁报警B.配备紧急切断阀（ESD）C.反应釜设置爆破片D.操作人员佩戴自给式呼吸器（SCBA）答案：ABC（D为个体防护，非工艺控制措施）5.胺基化产物分离时，可能用到的设备有（）。A.精馏塔B.萃取槽C.离心机（固液分离）D.干燥器（固体干燥）答案：ABCD（根据产物状态选择）6.胺基化反应中，影响转化率的因素有（）。A.反应温度B.反应时间C.原料配比D.催化剂活性（若有）答案：ABCD（温度影响速率，时间影响反应进程，配比影响平衡，催化剂影响速率）7.液氨作为胺化剂的储存要求包括（）。A.储槽需设置防雷接地B.与氧化剂（如硝酸）分开存放C.储槽顶部设置安全阀D.常温常压下敞口储存答案：ABC（液氨需加压或低温储存，敞口会导致挥发）8.苯胺泄漏的应急处理措施包括（）。A.佩戴防化服、防毒面具B.用大量水冲洗（苯胺微溶于水，需结合吸附）C.用砂土或活性炭吸附收集D.直接排入下水道答案：ABC（苯胺有毒，禁止排入下水道）9.胺基化工艺中，搅拌的作用有（）。A.促进物料混合均匀B.提高传热效率（减少局部过热）C.防止固体催化剂沉降（若有）D.降低反应活化能答案：ABC（搅拌不改变活化能，催化剂降低活化能）10.胺基化工艺的“三废”处理包括（）。A.废气：氨吸收塔处理B.废水：含胺废水生化处理（需预处理降低毒性）C.废渣：含催化剂的废固危废处理D.直接排放答案：ABC三、判断题（每题2分，共20分，正确填“√”，错误填“×”）1.胺基化反应中，胺化剂的碱性越强，亲核性越强，反应速率越快。（）答案：√（碱性强的胺（如乙二胺）提供孤对电子能力更强）2.胺基化工艺中，反应压力越高，所有胺化反应的速率一定越快。（）答案：×（压力对液相反应影响较小，对气相反应（如甲醇氨化）影响较大）3.苯胺的密度比水小，泄漏时会浮在水面上。（）答案：×（苯胺密度1.02g/cm³，略大于水，会沉底）4.胺基化反应釜的夹套冷却介质可选用蒸汽，用于升温阶段。（）答案：√（夹套可通蒸汽加热，冷却水降温）5.胺基化工艺中，过量的胺化剂（如液氨）可提高底物转化率，但会增加分离成本。（）答案：√（过量胺化剂推动反应平衡正向移动，但需分离回收）6.甲胺的沸点（一甲胺-6.3℃、二甲胺7.4℃、三甲胺3.5℃）差异小，需精密精馏分离。（）答案：√（沸点接近，需高理论板数精馏塔）7.胺基化反应的副产物多为高沸物（如焦油），可通过减压蒸馏回收。（）答案：×（高沸物热稳定性差，减压蒸馏可能分解，通常作为危废处理）8.胺基化工艺中，若搅拌停止，应立即关闭加热并通入冷却水，无需停止进料。（）答案：×（搅拌停止会导致局部过热，需立即停止进料并紧急冷却）9.胺基化产物（如苯胺）的储存容器需用铁桶，因为塑料桶会被腐蚀。（）答案：×（苯胺对塑料腐蚀性小，铁桶需防腐处理（如内涂环氧树脂））10.胺基化工艺的安全评价中，需重点分析反应失控的热风险（如最大反应放热量、绝热温升）。（）答案：√（热失控是胺基化工艺的主要风险）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述胺基化反应的定义及常见类型。答案：胺基化反应是指将胺基（-NH₂、-NHR、-NR₂）引入有机化合物分子中的反应。常见类型包括：①氨解反应（如氯苯与氨生成苯胺）；②还原胺化（如酮与氨加氢生成胺）；③加成胺化（如环氧乙烷与胺生成乙醇胺）；④催化胺化（如甲醇与氨气相催化生成甲胺）。2.胺基化工艺中，温度控制为何是关键参数？请从反应速率、选择性、安全性三方面说明。答案：①反应速率：温度升高可加快反应速率，但过高会导致副反应（如多胺、分解）；②选择性：低温有利于单胺生成，高温易生成多胺，影响目标产物收率；③安全性：胺基化多为放热反应，温度失控会导致超压、物料分解甚至爆炸。3.列举胺基化工艺中常用的安全联锁装置（至少3种），并说明其作用。答案：①温度联锁：当反应温度超过设定值时，自动切断加热源并启动冷却水；②压力联锁：压力超限时，开启泄压阀或紧急放空；③搅拌联锁：搅拌停止时，自动停止进料并触发报警；④进料流量联锁：原料配比偏离设定范围时，暂停进料。4.苯胺合成（硝基苯催化加氢法）的工艺流程主要包括哪些步骤？答案：①原料准备：硝基苯、氢气经预热后进入反应器；②催化反应：在铜基或镍基催化剂作用下，硝基苯加氢生成苯胺（C₆H₅NO₂+3H₂→C₆H₅NH₂+2H₂O）；③产物分离：反应混合物经冷凝后，液相（苯胺、水）进入分层器，有机相（苯胺）精馏提纯，水相回收；④尾气处理：未反应的氢气循环利用，少量废气经洗涤（除氨）后排放。5.胺基化工艺中，如何处理含氨废气？请写出主要设备及原理。答案：处理含氨废气的主要方法是吸收法，设备包括填料吸收塔、循环泵、贮液槽。原理：废气从塔底进入，与塔顶喷淋的稀硫酸（或水）逆流接触，氨与硫酸反应生成硫酸铵（2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄），或溶于水形成氨水。吸收液循环至一定浓度后，硫酸铵溶液可结晶回收，氨水可作为胺化剂回用。五、计算题（每题10分，共20分）1.某苯胺合成装置采用氯苯氨解法，反应式为：C₆H₅Cl+2NH₃→C₆H₅NH₂+NH₄Cl。已知氯苯进料量为1000kg/h（纯度99%），氨过量30%（以氯苯完全反应计），求液氨的理论进料量（kg/h）及实际进料量（kg/h）。（氯苯分子量112.56，氨分子量17.03，苯胺分子量93.13）答案：①氯苯的摩尔流量：1000×1000g/h×99%/112.56g/mol≈8795.6mol/h②理论需氨量：2×8795.6mol/h=17591.2mol/h③理论氨质量：17591.2mol/h×17.03g/mol≈299,600g/h=299.6kg/h④实际氨量（过量30%）：299.6kg/h×1.3≈389.5kg/h2.某胺基化反应的绝热温升为150℃，反应初始温度为80℃，反应釜体积为5m³，物料密度为900kg/m³，比热容为2.5kJ/(kg·℃)，求反应释放的总热量（MJ）。答案：绝热温升ΔT=150℃，物料质量m=5m³×900kg/m³=4500kg总热量Q=m×c×ΔT=4500kg×2.5kJ/(kg·℃)×150℃=1,687,500kJ=1687.5MJ六、案例分析题（每题15分，共30分）案例1：某化工厂胺基化车间，操作人员发现反应釜温度从120℃快速升至150℃（设定值125±5℃），压力从0.8MPa升至1.2MPa（设计压力1.0MPa），搅拌电流下降（原80A降至50A）。问题：（1）分析温度、压力异常升高的可能原因；（2）提出应急处理措施。答案：（1）可能原因：①搅拌故障（电流下降）导致物料混合不均，局部反应剧烈放热；②进料失控（如氨或底物流量突然增大），反应速率激增；③冷却系统故障（如冷却水阀门堵塞、泵停转），热量无法导出；④催化剂活