2025年煤化工油品考试题目及答案

2025年煤化工油品考试题目及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.煤直接液化过程中，最常用的催化剂活性金属是A.铁  B.镍  C.钴  D.钼答案：A解析：铁基催化剂价格低廉，在450℃、15–30MPa条件下可高效促进煤大分子裂化加氢，工业装置（如神华鄂尔多斯）普遍采用Fe2O3S系。2.下列哪项不是煤间接液化FT合成的典型产品分布调控手段A.调节H2/CO比  B.改变反应器类型  C.升高空速  D.提高煤浆浓度答案：D解析：煤浆浓度仅影响气化工段负荷，对FT链增长概率α无直接影响；其余三项均可改变α值，从而调整产物碳数分布。3.煤焦油加氢精制装置中，为防止床层飞温，通常注入A.循环氢  B.冷氢  C.蒸汽  D.氮气答案：B解析：冷氢为高压低温氢气，可快速吸收反应热，将热点温度控制在＜420℃，避免催化剂烧结。4.关于Shell干粉煤气化，下列说法正确的是A.气化温度约1100℃  B.采用湿法进料  C.合成气中CH4体积分数＞10%  D.碳转化率＞99%答案：D解析：Shell气化属高温气流床，温度1500℃以上，干法进料，CH4＜0.1%，碳转化率极高。5.煤制油项目能量利用率通常用哪项指标表征A.EROI  B.热效率（η）  C.碳效  D.水耗答案：B解析：热效率η=（产品低位发热量）/（原料煤+燃料煤+电折热），直接反映能量转化水平，现代直接液化η可达58%。6.下列哪种反应器最适用于浆态床FT合成A.固定床  B.流化床  C.浆态鼓泡塔  D.移动床答案：C解析：浆态鼓泡塔传热均匀、温度梯度＜2℃，可在线更换催化剂，南非SasolSSPD工艺采用此型。7.煤直接液化残渣（CLR）最合理的利用途径是A.填埋  B.制砖  C.气化制氢  D.水泥窑共处置答案：C解析：CLR灰分＜5%、挥发分＞35%，热值约25MJ/kg，经气流床气化可产氢2.0wt%（daf），实现能量回收与残渣减量。8.关于FT合成水相副产物，下列说法错误的是A.主要含醇、酮、酸  B.酸值可达200mgKOH/g  C.经萃取可提取高碳醇  D.可直接回注反应器答案：D解析：水相酸性强，直接回注会毒化催化剂；需经中和、萃取、精馏后回收醇类或送污水站。9.煤制油项目碳足迹计算边界通常不包括A.煤炭开采甲烷泄漏  B.厂内自备电厂排放  C.油品燃烧阶段  D.员工通勤答案：D解析：ISO14067规定产品碳足迹边界为“摇篮到大门”，员工通勤属范畴三，可选披露。10.下列哪种技术最能降低煤直接液化氢耗A.预加氢  B.溶剂循环加氢  C.供氢溶剂（Hdonor）  D.两段液化答案：C解析：Hdonor溶剂（如四氢萘）在液化段提供活性氢，减少外加氢气量约15%，神华二代工艺已工业化。11.煤焦油加氢裂化装置，控制航冰点≤47℃的关键馏分为A.130–160℃  B.160–190℃  C.190–230℃  D.230–280℃答案：B解析：160–190℃为航煤馏分，需深度加氢脱芳使芳烃＜5%，冰点方可达标。12.下列哪项不是FT柴油优于国VI柴油的性能A.十六烷值高  B.硫含量低  C.密度高  D.润滑性差答案：C解析：FT柴油几乎不含芳烃，密度仅0.77g/cm³，低于国VI下限0.810g/cm³，需与石化柴油调和。13.煤气化过程中，提高冷煤气效率的最有效手段是A.提高氧煤比  B.降低蒸汽煤比  C.提高气化压力  D.回收合成气显热答案：D解析：显热占入炉热焓15–20%，采用废锅或辐射锅炉产高压蒸汽，冷煤气效率可提升8–10个百分点。14.煤制油项目环评中，SO2排放指标折算基准氧含量为A.3%  B.6%  C.11%  D.15%答案：B解析：GB315702015规定炼化工业炉窑基准氧含量6%，煤制油自备电厂执行GB132232011，氧基准亦为6%。15.下列哪种助剂可提高FT催化剂抗磨强度A.SiO2  B.Al2O3  C.ZrO2  D.石墨答案：B解析：Al2O3作为结构助剂，可形成CoAl2O4尖晶石骨架，提高压碎强度至＞120N/cm，降低细粉生成。16.煤直接液化装置中，减压塔底泵材质多选用A.316L  B.2205  C.2507  D.Inconel625答案：C解析：塔底含固量高达2000ppm，Cl可达100mg/L，2507双相钢耐点蚀指数PREN＞40，性价比最优。17.下列哪项不是煤制油项目用水大户A.空分循环冷却  B.煤气化灰水处理  C.锅炉补水  D.生活消防答案：D解析：生活消防水量＜1%；空分冷却蒸发量占全厂40%，为最大水耗单元。18.煤焦油中喹啉不溶物（QI）主要影响A.加氢催化剂孔口堵塞  B.产品色度  C.柴油十六烷值  D.石脑油芳潜答案：A解析：QI为微米级碳质颗粒，易沉积在催化剂颗粒外表面，导致床层压降升高，需采用保护反应器预脱除。19.下列哪种技术路线可生产煤基航煤A.FT合成+加氢异构  B.煤焦化+延迟焦化  C.煤直接液化+溶剂脱沥青  D.煤气化+甲烷化答案：A解析：FT蜡经加氢异构，可生成异构烷烃为主航煤，满足ASTMD7566SPK规格，已获CAAC适航。20.煤制油装置开停车阶段，最易发生A.催化剂反硫化  B.低温甲烷化  C.水击  D.露点腐蚀答案：D解析：停车降温过程，系统内SOx、Cl与水蒸气共凝，形成H2SO4/HCl露点腐蚀，需注入氨中和并快速干燥。二、多项选择题（每题2分，共20分）21.下列哪些因素会促进FT合成CH4生成A.升高温度  B.升高压力  C.降低H2/CO比  D.使用Ru基催化剂  E.减小颗粒粒径答案：A、D解析：高温及Ru基催化剂均提高甲烷化活性；高压、低H2/CO、小粒径则抑制CH4，提高链增长概率。22.煤直接液化溶剂应具备的性质包括A.高芳碳率  B.高供氢能力  C.低沸点  D.低QI  E.高硫含量答案：A、B、D解析：溶剂需溶解煤及沥青烯，芳碳率＞0.7；供氢指数HDI＞15mgH2/g；低QI防堵塞；沸点需＞350℃以循环使用。23.下列哪些属于煤气化灰水“零排放”单元A.絮凝沉淀  B.多效蒸发  C.结晶分盐  D.反渗透  E.湿式氧化答案：B、C、D解析：RO浓缩+多效蒸发+冷冻结晶为典型ZLD路线，产出Na2SO4、NaCl工业盐；絮凝沉淀仅预处理，湿式氧化用于高COD。24.关于FT催化剂失活，下列说法正确的是A.钴基催化剂易烧结  B.铁基催化剂易积碳  C.硫中毒不可逆  D.水热老化与分压正相关  E.碳纳米管覆盖可烧炭再生答案：A、B、D、E解析：硫中毒钴基不可逆，铁基可逆；其余均正确。25.煤制油项目碳减排措施包括A.空分深冷改为PSA  B.气化炉CO2捕集  C.酸性气体CO2回注气化  D.可再生能源制氢  E.柴油车尾气催化答案：B、C、D解析：A项PSA无法提供大规模氧；E为下游排放，不在项目边界；B、C、D可直接削减Scope1。26.下列哪些属于煤焦油加氢裂化目的A.脱除金属  B.提高H/C比  C.裂解多环芳烃  D.降低冰点  E.提高链烷烃含量答案：B、C、E解析：加氢裂化主反应为开环、异构、裂化，提高H/C、链烷烃；金属已在精制段脱除；冰点为航煤指标。27.下列哪些操作可降低煤直接液化能耗A.溶剂减压闪蒸回收轻油  B.采用液力透平回收高压流体能量  C.提高反应器入口氢分压  D.采用高效磁力泵  E.增加减压塔理论板数答案：A、B、D解析：闪蒸、液力透平、磁力泵均可降低电耗；提高氢分压反而增加压缩功；增加塔板数对热耗影响小。28.关于FT合成蜡裂化，下列说法正确的是A.采用分子筛催化剂  B.反应温度380–420℃  C.可生产α烯烃  D.需注蒸汽降低分压  E.产物需加氢饱和答案：A、C、D、E解析：蜡裂化采用ZSM5或SAPO11，注蒸汽防积碳，产物烯烃需后加氢；温度450–500℃，B错误。29.下列哪些属于煤制油项目重大危险源A.煤气化炉  B.加氢反应器  C.液氧储罐  D.成品油罐组  E.循环水冷却塔答案：A、B、C、D解析：依据GB18218，气化炉（CO）、加氢反应器（H2）、液氧＞200t、汽油罐＞5000t均属重大危险源；冷却塔不在名录。30.下列哪些检测方法可用于FT催化剂积碳表征A.TPO  B.XPS  C.TEM  D.H2TPR  E.Raman答案：A、C、E解析：TPO定量碳量；TEM观察碳层；Raman区分石墨碳与无定形碳；XPS、TPR用于价态与还原性。三、判断题（每题1分，共10分）31.煤直接液化反应器出口物料经热高分回收的轻油可直接作汽油调和组分。答案：错误解析：轻油芳烃＞60%、氮＞100ppm，需加氢精制降芳、脱氮后方可进入汽油池。32.FT铁基催化剂比钴基更适合高CO2原料气。答案：正确解析：Fe基具水气变换活性，可将CO2+H2再转化为CO，保持合成气H2/CO平衡；Co基几乎无变换活性。33.煤焦油加氢装置设置保护反应器的主要目的是脱除沥青质。答案：正确解析：保护反应器在较低温度（220–280℃）下加氢饱和多环芳烃、脱金属，防止主反应器催化剂堵塞。34.煤制油项目采用IGCC发电可提高整体能量利用率约10%。答案：正确解析：IGCC将合成气先送燃气轮机联合循环，动力段效率可达46%，比常规亚临界汽电高10个百分点。35.FT合成尾气中C2–C4烯烃可通过OCP工艺增产丙烯。答案：正确解析：OCP（OlefinConversionProcess）为Lummus技术，可将C4烯烃歧化为丙烯，提高三烯收率。36.煤直接液化溶剂循环比越高越有利于系统稳定。答案：错误解析：循环比过高导致反应器线速增大、停留时间缩短，转化率下降；工业装置循环比控制在1.5–2.0。37.煤制油装置CO2捕集采用MEA吸收，再生能耗约3.5GJ/tCO2。答案：正确解析：传统MEA工艺再生热耗3.2–4.0GJ/t，与文献数据吻合。38.煤焦油加氢裂化段采用NiW/Al2O3催化剂，其主要功能是加氢脱金属。答案：错误解析：NiW/Al2O3用于深度加氢裂化与芳烃饱和；脱金属由保护反应器MoNi/Al2O3完成。39.FT合成采用微通道反应器可消除内扩散限制。答案：正确解析：通道水力直径＜1mm，催化剂涂层厚度50–100μm，内扩散时间常数＜0.1s，宏观反应速率接近本征。40.煤制油项目采用“绿氢”替代后，产品油可标注为碳中和燃料。答案：错误解析：仅制氢环节零碳，原料煤碳原子全部转化为CO2，全生命周期仍排放约2.1tCO2/t油品，需耦合BECCS方可中和。四、填空题（每空1分，共20分）41.煤直接液化典型操作条件：温度________℃，压力________MPa，氢油体积比________。答案：450–465，17–19，1000–1200解析：神华百万吨级装置设计温度455℃、氢压19MPa、氢油比1100，保证煤转化率＞90%。42.FT合成钴基催化剂活性相为________，还原温度一般控制在________℃。答案：金属Co0，350–400解析：Co3O4需先还原为Co0才具活性；过高温度导致烧结，低于300℃还原不完全。43.煤气化炉渣中主要非晶相为________，其含量越高越有利于________。答案：玻璃体，水泥活性解析：玻璃体含量＞80%时，渣活性指数可达95%，可替代水泥熟料10–15%。44.煤焦油加氢精制段，脱氮反应速率常数k与温度的关系符合________方程，表观活化能约________kJ/mol。答案：Arrhenius，110–130解析：喹啉加氢路径为芳环饱和→C–N氢解，表观活化能文献值120kJ/mol。45.煤制油项目水平衡中，冷却塔蒸发损失约占循环水量________%，飘滴损失占________%。答案：1.2–1.5，0.01–0.03解析：蒸发损失与ΔT、湿度相关；飘滴损失由除水器效率决定，现代高效除水器可＜0.005%。46.FT合成尾气中CO2体积分数通常为________%，经________工艺可制取食品级CO2。答案：30–40，低温甲醇洗+精馏解析：低温甲醇洗在40℃下选择性吸收CO2，再生后纯度＞99.99%，满足GB1886.228。47.煤直接液化减压塔顶真空度一般控制在________kPaA，采用________级蒸汽喷射泵。答案：3–5，三解析：三级蒸汽喷射+液环泵组合，可将塔顶绝压降至4kPa，保证减压馏分切割点＞550℃。48.煤制油项目碳效（CE）定义式为________，世界先进水平CE≈________%。答案：产品化学能/原料煤化学能，55解析：CE不含发电部分，直接液化示范装置已达55%，间接液化48%。49.煤焦油中萘加氢饱和产物为________，其冰点为________℃。答案：十氢萘，43解析：萘经两步加氢得十氢萘，为高十六烷值组分，但冰点较高，限制航煤掺混比。50.煤制油装置紧急泄压阀开启后，高压系统压力需在________s内降至________MPa以下。答案：300，7解析：API521规定，泄压阀全开＜300s内降至设计压力的60%，防止反应器脆性断裂。五、简答题（每题6分，共30分）51.简述煤直接液化与间接液化在能量转化路径上的本质区别，并给出二者热效率差异的主要原因。答案：（1）路径区别：直接液化在高温高压下将煤大分子加氢裂解，部分碳以沥青烯、前沥青烯中间体形式直接转化为液体，氢耗低；间接液化先气化得合成气，再通过FT合成重新构建C–C键，经历“固→气→液”两步，能量损失大。（2）热效率差异：直接液化省去了气化高温显热损失及FT合成低选择性损失，η高5–8个百分点；间接液化需额外补偿水气变换反应热，且尾气循环压缩功大，导致η偏低。52.说明FT合成浆态床反应器设置蜡过滤系统的必要性，并给出两种工业过滤方式及其优缺点。答案：必要性：催化剂细粉（＜10μm）易随蜡相夹带，造成下游加氢催化剂床层堵塞、磨损机泵。方式：a.反冲洗金属粉末烧结滤芯（Pall）：精度2μm，可在线反吹，压差＜0.2MPa；但高温蜡易凝固，需伴热严格。b.旋液分离+篮式过滤器：无运动部件，可靠性高；但分离效率仅90%，需定期停车清理。53.煤焦油加氢裂化装置出现航煤冰点超标，请列出三条工艺调整措施并说明机理。答案：（1）提高裂化段反应温度5–8℃，促进多环芳烃开环生成单环烷烃，降低冰点；（2）注入适量异构化助剂（如SAPO11），增加异构烷烃比例，降低结晶温度；（3）降低航煤干点5℃，减少高碳数正构烷烃含量，从而改善低温性能。54.煤气化灰水系统为何需添加分散剂？写出常用分散剂化学名称及作用机理。答案：灰水含Ca2+、Mg2+、SiO2胶体，易在换热器、管道沉积硅酸钙垢；添加分散剂可阻止晶体长大与沉积。常用：聚丙烯酸钠（PAANa），羧酸基团吸附CaCO3微晶，产生静电斥力，临界抑制指数＞120。55.煤制油项目如何实现“水耗＜3t/t油”世界先进指标？给出三条关键技术。答案：（1）空分采用“全凝式”汽轮机+表凝器，将蒸汽冷凝水全部回收作锅炉补水，减少新鲜水40%；（2）气化灰水采用“高倍率循环+管式膜软化”，将循环倍率提高至8倍，排污量＜1%；（3）采用“MVR+结晶分盐”处理高盐废水，产水回用，副产Na2SO4、NaCl外售，实现废水近零排放。六、计算题（共30分）56.（10分）某煤直接液化装置年处理洗精煤3.0Mt（干基），煤工业分析：Cdaf83.5%，Hdaf5.2%，Odaf9.3%，Ndaf1.0%，Sdaf1.0%。液化油产率（含气、水）0.56t/tdaf煤，油品平均组成CH1.85，相对分子质量取190。求：（1）年油品产量（t）；（2）理论氢耗（wt%daf煤）；（3）若84%氢来自重整氢、16%来自煤制氢，求年耗煤制氢用煤量（t），已知煤制氢工序氢产率1100Nm3/t煤，氢气密度0.089kg/Nm3。答案与解析：（1）daf煤量=3.0×(1009.3)/100=2.721Mt/a油品=2.721×0.56=1.524Mt/a（2）按元素平衡：每tdaf煤含C835kg，生成油中C835