2026年煤化工工艺考核试卷及答案

2026年煤化工工艺考核试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在固定床气化炉中，为防止灰分熔融造成结渣，通常控制炉膛最高温度低于灰分流动温度的下限值，该值一般比灰分流动温度低A.30–50℃ B.50–80℃ C.80–120℃ D.120–150℃2.Shell粉煤气化采用废锅流程回收高温合成气显热，其废锅入口合成气温度约1600℃，出口温度设计为A.650℃ B.750℃ C.850℃ D.950℃3.煤直接液化循环溶剂的主要作用是A.提供活性氢 B.溶解煤自由基碎片 C.抑制缩聚反应 D.降低系统黏度4.鲁奇Mark-Ⅳ气化炉的“灰锁”机构设计压力等级为A.2.5MPa B.3.0MPa C.4.0MPa D.5.0MPa5.在甲醇合成回路中，为抑制石蜡生成，通常要求循环气中H₂/CO摩尔比大于A.1.5 B.2.0 C.2.5 D.3.06.煤制天然气甲烷化反应器床层“飞温”的首要原因是A.催化剂硫中毒 B.汽气比突降 C.循环比过大 D.原料气CO₂超标7.低温甲醇洗（Rectisol）脱除H₂S的物理吸收机理主要依赖于A.化学反应 B.亨利定律 C.范德华力 D.氢键作用8.煤焦油加氢裂化装置，为防止反应器压降快速升高，原料中金属（Ni+V）含量需控制在A.<10μg·g⁻¹ B.<20μg·g⁻¹ C.<50μg·g⁻¹ D.<100μg·g⁻¹9.在乙二醇合成路线中，草酸酯法第一步羰化反应催化剂活性组分为A.Pd/Al₂O₃ B.Cu/SiO₂ C.PdCl₂-CuCl₂ D.Rh/SiO₂10.气流床气化炉烧嘴冷却水回水流量低低联锁动作时间为A.≤1s B.≤3s C.≤5s D.≤10s11.煤基合成油费托装置，采用钴基催化剂时，链增长因子α值每升高0.01，C₅⁺收率约增加A.0.5% B.1.0% C.1.5% D.2.0%12.下列哪种助剂可提高甲烷化催化剂抗碳析能力A.MoO₃ B.La₂O₃ C.ZnO D.B₂O₃13.煤制烯烃（MTO）反应再生系统，待生催化剂定碳指标为A.1%–2% B.2%–3% C.3%–5% D.5%–7%14.粉煤气化炉密相区颗粒终端速度ut与操作气速ug关系应满足A.ug/ut<0.2 B.0.2<ug/ut<0.4 C.0.4<ug/ut<0.8 D.ug/ut>0.815.煤直接液化装置高压分离器D-1101液位低低联锁值一般设为A.5% B.10% C.15% D.20%16.在合成氨装置中，煤制气变换工段通常采用A.铁铬系高温变换 B.铜锌系低温变换 C.钴钼系耐硫变换 D.镍系甲烷化17.煤焦油蒸馏切取酚油馏分，其干点一般控制不超过A.180℃ B.200℃ C.230℃ D.260℃18.费托合成水相副产物中含氧化合物主要是A.甲醇+乙醇 B.乙酸+丙酸 C.丙酮+丁酮 D.甲酸+乙酸19.煤气化细渣残碳量每降低1%，气化冷煤气效率约提高A.0.2% B.0.4% C.0.6% D.0.8%20.煤制氢装置PSA尾气的热值大致为A.2–4MJ·m⁻³ B.4–6MJ·m⁻³ C.6–8MJ·m⁻³ D.8–10MJ·m⁻³二、多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）21.下列措施可有效降低气流床气化炉比氧耗A.提高煤浆浓度 B.升高气化压力 C.降低煤粉粒径 D.提高汽氧比 E.预热氧气22.关于低温甲醇洗，下列说法正确的是A.吸收温度越低，H₂S溶解度越大 B.甲醇含水量升高，CO₂吸收能力下降 C.闪蒸压力越高，H₂回收率越高 D.热再生塔底温度越高，甲醇再生越彻底 E.甲醇中NH₃超标会导致设备应力腐蚀23.煤直接液化装置循环溶剂加氢目的包括A.提高供氢能力 B.降低黏度 C.脱除杂原子 D.提高芳烃含量 E.抑制自由基缩聚24.影响费托合成催化剂失活的因素有A.硫中毒 B.碳包覆 C.金属烧结 D.水氧化 E.氮中毒25.下列属于煤制天然气甲烷化副反应的是A.CO+3H₂→CH₄+H₂O B.CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O C.2CO→C+CO₂ D.CO+H₂O→CO₂+H₂ E.CH₄→C+2H₂26.粉煤气化炉启动过程中，升温阶段需满足A.氧煤比<0.2 B.炉膛温度<800℃ C.蒸汽保护烧嘴 D.负压操作 E.氮气置换合格27.煤焦油加氢裂化装置，反应器床层压降升高的原因有A.金属沉积 B.积碳 C.催化剂破碎 D.床层板结 E.循环氢纯度升高28.甲醇合成回路惰性组分有A.CH₄ B.N₂ C.Ar D.CO₂ E.H₂O29.煤制烯烃MTO工艺，影响乙烯/丙烯比的因素有A.反应温度 B.反应压力 C.催化剂硅铝比 D.再生温度 E.原料甲醇杂质30.下列关于气化炉渣口堵塞判断正确的是A.炉膛压差升高 B.合成气温度升高 C.渣量突减 D.比氧耗下降 E.激冷水流量升高三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）31.鲁奇炉气化强度高于Shell炉。32.费托合成钴基催化剂的水汽变换活性低于铁基。33.煤直接液化装置循环溶剂芳烃含量越高越有利于供氢。34.低温甲醇洗中H₂S吸收属于化学吸收。35.甲烷化反应器入口CO₂浓度升高会导致床层热点下移。36.甲醇合成催化剂Cu/Zn/Al体系中加入SiO₂可提高热稳定性。37.煤制氢装置变换反应属于放热反应。38.粉煤气化炉操作温度越高，冷煤气效率一定越高。39.煤焦油加氢裂化装置，提高反应压力可抑制积碳。40.MTO反应再生系统催化剂定碳越低越好。四、填空题（每空1分，共20分）41.气流床气化炉典型炉膛气流速度为________m·s⁻¹，颗粒停留时间约________s。42.煤直接液化装置高压反应器材质主流为________钢，内壁堆焊________层。43.费托合成铁基催化剂助剂K₂O的作用是________，其适宜K/Fe原子比为________。44.低温甲醇洗热再生塔底温度一般控制在________℃，塔顶压力约________kPa。45.甲烷化催化剂载体常用________，活性组分为________。46.甲醇合成反应器床层热点温度每升高10℃，副产石蜡量增加约________%。47.煤制天然气装置，甲烷化反应器入口H₂/CO比理论值为________，实际取________。48.粉煤气化炉激冷室液位低低联锁值为________%，延时________s。49.煤焦油加氢裂化，反应器入口氢油体积比为________，氢分压为________MPa。50.MTO反应器再生器催化剂循环量用________流量计测量，单位________。五、简答题（每题6分，共30分）51.简述气流床气化炉烧嘴磨损的主要原因及工程对策。52.画出煤直接液化高压分离系统流程简图，并说明减压塔设置目的。53.说明费托合成反应器“水过量”对钴基催化剂性能的影响机理。54.低温甲醇洗系统甲醇含水超标的原因及处理措施。55.煤制天然气装置甲烷化反应器床层飞温应急处置步骤。六、计算题（共30分）56.（10分）某Shell气化炉日投煤量2500t（干基，C含量80%），碳转化率98%，合成气干基流量140000kmol·h⁻¹，其中CO60%、H₂30%、CO₂3%、N₂+Ar7%。求：(1)比氧耗（Nm³O₂·t⁻¹煤）；(2)冷煤气效率（%）。已知：标准状态下1kmol气体体积22.4Nm³，煤低位热值26.4GJ·t⁻¹，CO、H₂、CH₄低位热值分别为10.1、10.8、35.9MJ·Nm⁻³。57.（10分）某煤制氢装置，水煤浆浓度62%（质量），气化压力6.5MPa，氧煤比0.85Nm³·kg⁻¹，碳转化率98%，蒸汽产量0.45kg·kg⁻¹煤。求：(1)合成气中H₂+CO体积分数（干基）；(2)单位煤产氢量（kgH₂·t⁻¹煤）。忽略甲烷及含氧化合物，假设煤（干基）C80%、H4%、O10%、N1%、S0.5%、灰分4.5%。58.（10分）某甲醇合成回路，循环气量280000Nm³·h⁻¹，循环气组成：H₂68%、CO14%、CO₂4%、CH₄10%、N₂+Ar4%。新鲜气量60000Nm³·h⁻¹，组成：H₂74%、CO18%、CO₂6%、CH₄2%。反应器出口甲醇摩尔分数6%。求：(1)单程转化率（%）；(2)循环比；(3)日产甲醇量（t）。七、综合设计题（20分）59.某新建煤制烯烃项目，以烟煤为原料，采用水煤浆气化→变换→净化→甲醇合成→MTO路线，要求年产乙烯+丙烯80万吨，乙烯/丙烯质量比0.95。已知：烟煤（干基）C75%、H5%、O10%、灰分10%，低位热值24MJ·kg⁻¹；气化碳转化率98%，冷煤气效率80%；甲醇合成总碳选择性90%，MTO双烯总碳选择性81%。求：(1)年耗煤量（万吨，干基）；(2)推荐气化炉台数及单炉投煤量（t·d⁻¹），并说明理由；(3)若采用GE水煤浆气化，比氧耗0.85Nm³·kg⁻¹，求总氧耗（Nm³·h⁻¹）；(4)给出CO变换率建议值并说明依据；(5)若MTO反应再生系统催化剂单耗0.8kg·t⁻¹烯烃，求年催化剂消耗量。卷后答案与解析一、单项选择题1.C 2.C 3.B 4.C 5.C 6.B 7.B 8.B 9.C 10.B 11.B 12.B 13.C 14.C 15.B 16.C 17.C 18.D 19.B 20.B二、多项选择题21.ABE 22.ABDE 23.ABCE 24.ABCD 25.CE 26.ACE 27.ABCD 28.ABC 29.ABCD 30.ABC三、判断题31.× 32.√ 33.× 34.× 35.√ 36.√ 37.√ 38.× 39.√ 40.×四、填空题41.15–25，2–442.2.25Cr-1Mo-0.25V，347SS43.促进电子转移、提高链增长概率，0.5–1.044.105–110，200–25045.γ-Al₂O₃，Ni46.15–2047.3，3.05–3.2048.20，349.1000–1500，15–1850.核子密度，t·h⁻¹五、简答题（要点）51.原因：高速煤粉冲刷、热应力剥落、熔渣侵蚀；对策：烧嘴头部镶嵌陶瓷衬套、冷却水套流速>3m·s⁻¹、定期翻转烧嘴、在线激光熔覆修复。52.图略。减压塔目的：闪蒸轻组分、回收溶剂、防止下游节流阀气蚀、维持高压系统热平衡。53.水过量→钴金属氧化→Co⁰→CoO→链增长终止→CH₄选择性升高、C₅⁺下降；水与Co形成表面羟基→堵塞活性中心；水热烧结→晶粒长大→永久失活。54.原因：原料气带水、甲醇再生塔再沸器泄漏、系统补水过量；处理：加强原料气分离器排水、切出检修再沸器、停运补水、投用分子筛干燥器。55.立即全开冷激阀→投用备用蒸汽→降原料气负荷至50%→启动紧急泄压阀→投用氮气稀释→若>620℃启动SIS紧急停车→床层充氮保压→催化剂钝化。六、计算题56.(1)碳流量：2500×0.8×0.98/24=81.67kmol·h⁻¹合成气碳量：140000×(0.6+0.03)=88200kmol·h⁻¹氧耗：81.67×22.4/0.85=2153Nm³·h⁻¹比氧耗：2153×24/2500=20.7Nm³·t⁻¹(2)合成气热值：(0.6×10.1+0.3×10.8)×140000=1.188×10⁶MJ·h⁻¹煤热输入：2500×26.4×1000/24=2.75×10⁶MJ·h⁻¹冷煤气效率：1.188/2.75=43.2%57.(1)元素衡算得干合成气量：H₂+CO=1.65kmol·kg⁻¹煤，干气总量1.89kmol·kg⁻¹，体积分数87.4%(2)产H₂量：1.65×0.3×2=0.99kg·kg⁻¹煤=990kg·t⁻¹58.(1)反应消耗H₂+CO=(0.68+0.14)×280000×0.06=13776kmol·h⁻¹入口H₂+CO=(0.68+0.14)×280000+(0.74+0.18)×60000=2.408×10⁵kmol·h⁻¹单程转化率=13776/240800=5.72%(2)循环比=280000/60000=4.67(3)甲醇产量=13776×32/1000=441t·d⁻¹59.(1)双烯碳量：80×10⁴×0.9×12/28+80×10⁴×0.1×12/42=3.43×10⁵t-