2025年四氟乙烯工艺考试题库(含答案)

2025年四氟乙烯工艺考试题库(含答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.工业生产四氟乙烯（TFE）的主要原料是（）。A.一氟二氯甲烷（R21）B.二氟一氯甲烷（R22）C.三氟甲烷（R23）D.四氯化碳（CCl4）答案：B2.二氟一氯甲烷（R22）裂解制备四氟乙烯的主反应方程式为（）。A.2CHClF2→C2F4+2HClB.CHClF2→CF2=CHF+HClC.3CHClF2→C3F6+3HClD.CHClF2→C+2HF+HCl答案：A3.四氟乙烯裂解反应的最佳温度范围是（）。A.200-300℃B.400-500℃C.500-800℃D.900-1000℃答案：C4.四氟乙烯聚合反应的类型属于（）。A.缩聚反应B.配位聚合C.自由基加聚反应D.离子聚合答案：C5.四氟乙烯生产中，裂解气净化过程需脱除的主要杂质是（）。A.氧气（O2）、氮气（N2）B.氯化氢（HCl）、水分（H2O）C.甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）D.二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）答案：B6.四氟乙烯精馏塔操作中，塔顶主要采出的组分是（）。A.高沸物（如C3F6）B.低沸物（如未反应的R22）C.纯四氟乙烯（TFE）D.重组分（如C4F8）答案：B7.四氟乙烯聚合釜中，分散剂的主要作用是（）。A.引发聚合反应B.稳定乳液体系，防止颗粒团聚C.调节聚合反应速率D.提高聚合物分子量答案：B8.四氟乙烯储存过程中需添加阻聚剂，其目的是（）。A.防止与空气反应B.抑制自聚反应，避免生成固体聚合物堵塞管道C.提高纯度D.降低毒性答案：B9.四氟乙烯生产中，裂解炉的主要材质应选择（）。A.普通碳钢B.不锈钢304C.哈氏合金（耐氟腐蚀）D.铸铁答案：C10.四氟乙烯聚合反应的引发剂通常选用（）。A.过硫酸铵（水溶性）B.三氯化铝（Lewis酸）C.金属钠（强还原剂）D.钛系催化剂（Ziegler-Natta）答案：A11.四氟乙烯工艺中，尾气处理系统的主要目标是（）。A.回收未反应的R22和TFE，减少排放B.去除氮气（N2）C.降低温度D.提高压力答案：A12.四氟乙烯精馏塔操作中，若回流比过小，会导致（）。A.塔顶产品纯度下降B.塔底产品纯度下降C.能耗降低D.塔压稳定答案：A13.四氟乙烯生产中，聚合反应的压力通常控制在（）。A.0.1-0.5MPaB.1.0-3.0MPaC.5.0-8.0MPaD.10.0-15.0MPa答案：B14.四氟乙烯工艺中，判断裂解反应是否完全的关键指标是（）。A.出口气体中R22的含量B.出口气体温度C.裂解炉压力D.冷却水流量答案：A15.四氟乙烯储存罐的安全设计中，必须设置（）。A.加热装置B.爆破片（防止超压）C.真空抽气系统D.紫外线照射装置答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.四氟乙烯的分子式为__________，结构式为__________。答案：C2F4；F2C=CF22.R22裂解制备TFE的反应属于__________（填“吸热”或“放热”）反应，需通过__________（填“加热”或“冷却”）维持反应温度。答案：吸热；加热3.四氟乙烯生产中，裂解气净化步骤通常包括__________（脱除HCl）和__________（脱除水分）。答案：碱洗；干燥4.四氟乙烯聚合反应的关键控制参数包括__________、__________和__________（至少填3项）。答案：温度、压力、引发剂浓度、分散剂用量5.四氟乙烯精馏塔的操作压力一般为__________（填“微正压”或“负压”），目的是__________。答案：微正压；防止空气渗入（避免氧与TFE反应）6.四氟乙烯生产中，常见的副产物包括__________（如C3F6）和__________（如C4F8）。答案：六氟丙烯；八氟环丁烷7.聚合釜的材质通常为__________（如316L不锈钢）或__________（防止腐蚀）。答案：耐腐蚀不锈钢；衬聚四氟乙烯8.四氟乙烯储存时，氧含量必须严格控制在__________（如≤50ppm）以下，否则可能引发__________。答案：50ppm；自聚或爆炸9.四氟乙烯工艺中，紧急停车时需优先切断__________，并向系统通入__________（惰性气体）进行置换。答案：进料；氮气三、判断题（每题2分，共20分）1.四氟乙烯是无色无味的气体，密度比空气小。（）答案：×（密度比空气大）2.R22裂解反应中，温度越高，TFE收率越高。（）答案：×（温度过高会加剧副反应，降低收率）3.四氟乙烯聚合反应需在无氧环境中进行，氧气会终止自由基反应。（）答案：√4.精馏塔塔顶采出的是重组分，塔底采出的是轻组分。（）答案：×（塔顶采出轻组分，塔底采出重组分）5.聚合反应中，分散剂用量越多，乳液稳定性越好，因此应尽可能多加。（）答案：×（过量分散剂会影响聚合物性能）6.四氟乙烯储存罐需定期排放底部积液，防止水与TFE反应生成酸性物质。（）答案：√7.裂解炉出口气体温度骤降会导致TFE自聚，堵塞管道。（）答案：√8.四氟乙烯生产中，HCl可通过水吸收制备盐酸，实现资源回收。（）答案：√9.聚合反应结束后，需先泄压再出料，避免物料喷出。（）答案：√10.四氟乙烯工艺中，压缩机组的作用是提高裂解气压力，便于后续精馏。（）答案：√四、简答题（每题6分，共30分）1.简述R22裂解制备四氟乙烯的工艺流程。答案：主要流程包括：①R22预热：原料R22经预热器加热至反应温度；②裂解反应：预热后的R22进入裂解炉（如管式炉），在500-800℃下发生裂解反应，生成TFE和HCl；③急冷：裂解气通过急冷塔快速降温（防止副反应）；④净化：依次通过碱洗塔（脱除HCl）、干燥塔（脱除水分）；⑤压缩精馏：净化后的气体经压缩机升压，进入精馏塔分离，塔顶脱除轻组分（如未反应的R22），塔底得到粗TFE；⑥精制：粗TFE进一步精馏提纯，得到高纯度四氟乙烯产品。2.四氟乙烯聚合反应中，为什么需要严格控制反应温度？答案：①温度影响聚合速率：温度过高会导致反应速率过快，难以控制，甚至引发暴聚；②温度影响聚合物分子量：温度升高，自由基链转移反应加剧，分子量降低；③温度影响乳液稳定性：温度过高可能破坏分散剂作用，导致颗粒团聚；④安全因素：温度过高可能引发TFE自聚或分解，产生危险。3.列举四氟乙烯工艺中常见的安全风险及防范措施。答案：风险①：TFE自聚（生成固体聚合物堵塞管道或设备）。防范措施：储存和输送时添加阻聚剂（如对苯二酚），控制氧含量（≤50ppm），避免高温（≤30℃）。风险②：HCl泄漏（腐蚀性气体）。防范措施：设备采用耐腐蚀材质（如玻璃钢），设置泄漏检测报警装置，操作人员佩戴防护面具。风险③：聚合釜超压（反应失控）。防范措施：设置安全阀、爆破片，监控压力和温度，配备紧急冷却系统（如夹套通冷冻盐水）。4.简述四氟乙烯精馏塔的操作要点。答案：①控制回流比：回流比过小会导致塔顶产品纯度下降，过大则能耗增加，需根据进料组成调整；②稳定塔压：维持微正压（如0.1-0.3MPa），防止空气渗入（氧与TFE反应）；③控制进料位置：根据进料组成选择合适的进料板，优化分离效率；④监控温度分布：塔顶温度对应轻组分沸点，塔底温度对应重组分沸点，温度异常需检查物料组成或设备故障；⑤定期排放重组分：塔底定期排出高沸物（如C3F6、C4F8），避免积累影响分离效果。5.四氟乙烯尾气处理的主要目的和常用方法是什么？答案：目的：回收未反应的R22和TFE，减少物料损失；降低排放气中的有害组分（如TFE、HCl），满足环保要求。常用方法：①冷凝回收：利用低温（如-40℃）将TFE和R22冷凝为液体，返回系统循环使用；②吸附法：采用活性炭或分子筛吸附尾气中的有机组分（TFE、R22），吸附饱和后通过升温或减压脱附再生；③焚烧处理：无法回收的少量尾气（如高沸物）通入焚烧炉，在高温下分解为CO2、HF等，再通过碱液吸收HF；④膜分离：利用选择性渗透膜分离TFE与惰性气体（如N2），提高回收效率。五、计算题（共10分）某四氟乙烯生产装置中，R22进料量为1000kg/h，经裂解反应后，出口气体中未反应的R22为150kg/h，生成的TFE为580kg/h（纯度99%）。已知R22的摩尔质量为86.47g/mol，TFE的摩尔质量为100.02g/mol。（1）计算R22的转化率（保留2位小数）。（2）计算TFE的收率（以R22为基准，保留2位小数）。答案：（1）转化率=（进料量-未反应量）/进料量×100%=（1000-150）/1000×100%=85.00%（2）理论上，2molR22生成1molTFE（根据反应式2CHClF2→C2F4+2HCl）。进