2026年煤化工考试试题含答案解析

2026年煤化工考试试题含答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在煤直接液化工艺中，最常用的催化剂活性金属是A.Ni-Mo  B.Fe-Co  C.Co-Mo  D.Fe-Sn答案：C解析：Co-Mo/Al₂O₃催化剂在450℃、15MPa条件下对煤浆加氢活性高，且抗硫中毒能力强，工业装置普遍采用。2.固定床气化炉与气流床气化炉相比，其合成气中CH₄体积分数通常A.高2～4倍  B.低1～2倍  C.基本持平  D.低5倍以上答案：A解析：固定床床层温度低（900～1100℃），挥发分热解充分，甲烷化反应增强；气流床温度>1400℃，CH₄被重整为CO+H₂。3.煤制烯烃（CTO）路线中，甲醇制烯烃反应器最常用的催化剂晶型是A.ZSM-5  B.SAPO-18  C.SAPO-34  D.Y型答案：C解析：SAPO-34具有CHA拓扑结构，孔径0.38nm，对乙烯、丙烯选择性高，结焦速率低，已在大连化物所DMTO工艺中工业化。4.根据GB30179-2020，煤制天然气出厂高位发热量应≥A.31.4MJ/m³  B.33.0MJ/m³  C.34.8MJ/m³  D.36.0MJ/m³答案：B解析：标准规定SNG高位发热量≥33.0MJ/m³，CO₂≤2.0%，H₂≤3.0%。5.在煤间接液化费托合成中，提高链增长概率α的主要措施是A.升高温度  B.降低H₂/CO比  C.提高空速  D.减小催化剂孔径答案：B解析：低H₂/CO比抑制烯烃二次加氢，促进表面CₓHᵧ聚合，α增大，产品向重质蜡转移。6.Shell煤气化废锅流程中，合成气冷却器入口灰颗粒粒径控制指标为A.<50μm  B.<100μm  C.<200μm  D.<500μm答案：A解析：废锅换热管间距小，>50μm颗粒易冲刷磨损，陶瓷过滤器需保证<50μm。7.煤焦油加氢裂化装置，为防止床层压降飙升，通常要求原料中甲苯不溶物≤A.0.1wt%  B.0.3wt%  C.0.5wt%  D.1.0wt%答案：B解析：甲苯不溶物主要为QI（喹啉不溶物），易沉积在催化剂微孔，工业经验上限0.3wt%。8.煤制乙二醇工艺中，草酸酯合成塔循环气中NO浓度控制在A.1～3%  B.4～6%  C.7～9%  D.10～12%答案：B解析：NO浓度过低影响亚酯化速率，过高则副产N₂O，经验值4～6%。9.对煤液化残渣进行延迟焦化，其液体收率主要受哪项参数影响最大A.焦化塔顶压力  B.加热炉出口温度  C.循环比  D.焦炭塔空塔气速答案：B解析：炉出口温度决定裂化深度，500℃以上每升高10℃，液体收率增1.5～2%。10.在煤基多联产系统中，IGCC发电部分采用GE9F级燃机，其合成气低位热值需≥A.3.5MJ/m³  B.4.0MJ/m³  C.4.5MJ/m³  D.5.0MJ/m³答案：C解析：9F燃机燃烧室喷嘴设计下限4.5MJ/m³，低热值需掺焦炉气或提高甲烷含量。11.煤制甲醇装置，水冷反应器出口甲醇浓度每提高1mol%，合成回路压缩机轴功率约A.降0.5%  B.降1.2%  C.增0.8%  D.增2.0%答案：B解析：出口CH₃OH↑→循环气分子量↑→压缩机相同压比下功耗降1.2%。12.煤直接液化油加氢精制，脱氮率要求>90%，其反应温度通常控制在A.320～340℃  B.340～360℃  C.360～380℃  D.380～400℃答案：C解析：煤液化油氮化物多为咔唑类，C-N键能高，需360～380℃、氢分压≥12MPa。13.煤气化细渣含碳量高，若用于循环流化床锅炉掺烧，其低位发热量应≥A.4MJ/kg  B.6MJ/kg  C.8MJ/kg  D.10MJ/kg答案：B解析：经验值≥6MJ/kg可稳定燃烧，否则需补煤粉。14.煤制天然气甲烷化反应器采用绝热固定床，段间冷激气常用A.循环合成气  B.产品SNG  C.高压过热蒸汽  D.氮气答案：B答案：产品SNG不含CO、CO₂，可抑制副反应，且系统不外排。15.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.甲醛+乙醛答案：B解析：FT水相酸质量分数可达2～4%，以乙酸、丙酸为主，需萃取精馏回收。16.煤液化装置高压分离器V-101液位低低联锁动作优先级别最高的是A.停循环氢压缩机  B.关闭反应器进料泵  C.打开紧急泄压阀  D.切断煤浆泵答案：C解析：高压系统失液位→压差剧增→设备超压，优先启动紧急泄压阀保设备安全。17.煤制烯烃装置，甲醇进料中Na⁺+K⁺要求≤A.0.05ppm  B.0.1ppm  C.0.2ppm  D.0.5ppm答案：B解析：碱金属使SAPO-34酸中心中毒，工业要求≤0.1ppm。18.煤焦油加氢装置，循环氢中H₂S浓度控制在A.100～300ppm  B.500～1000ppm  C.1500～2500ppm  D.3000～5000ppm答案：B解析：维持催化剂硫化态需500～1000ppm，过低失活，过高腐蚀。19.煤气化炉壁面采用SiC耐火砖，其最大工作温度为A.1400℃  B.1500℃  C.1600℃  D.1700℃答案：C解析：SiC在氧化气氛下1600℃开始剧烈氧化，气化炉还原气氛可安全使用至1600℃。20.煤制乙二醇草酸酯加氢反应，H₂/草酸二甲酯摩尔比通常控制为A.20～40  B.40～60  C.60～80  D.80～100答案：C解析：高氢酯比抑制副产酯类加氢裂化，提高乙二醇选择性，工业值60～80。二、多项选择题（每题2分，共20分）21.下列哪些措施可降低煤气化氧耗A.提高煤浆浓度  B.降低气化温度  C.添加蒸汽助剂  D.提高冷煤气效率  E.采用富氧气化答案：A、C、D解析：提高煤浆浓度→单位煤耗氧降；蒸汽参与水煤气反应，减少纯氧；冷煤气效率↑→氧耗↓；富氧反而增氧耗。22.煤直接液化循环溶剂的主要作用包括A.提供活性氢自由基  B.稳定煤浆黏度  C.萃取沥青质  D.吸收反应热  E.抑制缩聚生焦答案：A、B、C、E解析：循环溶剂为氢化芳烃，供氢、降黏、萃取、抑焦；反应热由冷氢带走。23.影响费托合成链增长概率α的因素有A.催化剂表面H/C比  B.反应温度  C.合成气H₂/CO比  D.催化剂孔径  E.空速答案：A、B、C、D解析：α与表面H/C负相关；温度↑α↓；H₂/CO↑α↓；孔径小利于重质烃滞留；空速影响停留时间但非本质。24.煤制天然气甲烷化催化剂失活原因包括A.硫中毒  B.积碳  C.烧结  D.水蒸气氧化  E.氯中毒答案：A、B、C、E解析：硫、氯与Ni形成稳定化合物；积碳覆盖活性中心；高温烧结；水蒸气不会氧化金属Ni。25.下列属于煤化工CO₂捕集技术的是A.Selexol  B.Rectisol  C.MDEA  D.CaO循环煅烧  E.深冷分离答案：A、B、C、D、E解析：均为工业成熟或中试技术，深冷用于高CO₂浓度合成气。26.煤液化残渣延迟焦化产品包括A.焦化汽油  B.焦化柴油  C.焦化蜡油  D.石油焦  E.焦化气答案：A、B、C、D、E解析：延迟焦化全馏分产品，焦可制电极。27.甲醇制烯烃反应再生系统热平衡手段有A.待生剂取热器  B.再生剂冷却器  C.外补燃料气  D.注入冷凝水  E.调节催化剂循环量答案：A、B、C、E解析：冷凝水会急剧降温破坏流化，不采用。28.煤气化细渣综合利用途径A.建材掺合料  B.土壤改良剂  C.橡塑填料  D.循环流化床燃料  E.铝硅载体催化剂答案：A、C、D、E解析：细渣pH高、盐重，不适合直接土壤改良。29.提高煤制乙二醇选择性措施A.草酸酯深度精馏  B.加氢催化剂Cu-SiO₂  C.低空速  D.高氢酯比  E.反应温度200℃答案：A、B、C、D解析：温度过低动力学慢，工业最佳190～210℃，E表述不完整。30.煤化工项目节水技术A.空冷器替代水冷  B.循环水高浓缩倍率  C.污水零排放膜浓缩  D.干煤粉气化  E.间接冷却合成气答案：A、B、C、D、E解析：均为节水成熟技术。三、判断题（每题1分，共10分）31.煤液化油加氢脱硫活性顺序为Ni-Mo>Co-Mo>Fe-Mo。答案：√解析：Ni-Mo对C-S键氢解活性最高，Co-Mo次之。32.气流床气化炉比固定床更适合高灰熔点煤。答案：√解析：气流床操作温度>1400℃，高于灰熔点，可熔融排渣。33.费托合成尾气循环比越高，装置产能越高。答案：×解析：循环比高降低新鲜气分压，产能反而下降，需优化。34.煤制天然气甲烷化反应为强放热，每1%CO转化绝热温升约60℃。答案：√解析：CO+3H₂→CH₄+H₂OΔH=-206kJ/mol，计算得60℃。35.甲醇制烯烃反应器催化剂再生烧焦用空气，无需稀释。答案：×解析：SAPO-34热稳定性差，需用氮气稀释空气，控制峰值<700℃。36.煤焦油加氢裂化采用单段串联流程可省去循环氢脱硫。答案：×解析：裂化段需低H₂S环境，仍需循环氢脱硫。37.煤液化循环溶剂芳碳率越高，供氢能力越强。答案：×解析：芳碳率高说明芳环多，供氢指数低，需深度加氢。38.煤气化渣玻璃体含量>80%时，活性指数可满足GB/T2847建材要求。答案：√解析：玻璃体为活性相，>80%可替代水泥。39.煤制乙二醇草酸酯合成反应，CO中氧体积分数需<0.3%。答案：√解析：O₂与NO反应生成NO₂，导致亚酯化副反应。40.IGCC联合循环采用干法进料比湿法进料热效率低。答案：×解析：干法无水分蒸发潜热损失，效率提高1.5～2%。四、填空题（每空1分，共20分）41.煤直接液化典型工艺条件：温度______℃，氢分压______MPa，空速______h⁻¹。答案：440～460，15～19，0.3～0.5解析：神华鄂尔多斯装置设计值。42.Shell气化炉合成气冷却器采用______管结构，管材为______钢。答案：膜式水冷壁，13CrMo44解析：膜式壁抗热疲劳，13CrMo44耐高温腐蚀。43.费托合成铁基催化剂助剂K₂O的作用是______，Cu的作用是______。答案：促进CO吸附解离，促进Fe还原解析：K为电子助剂，Cu为结构助剂。44.煤制天然气甲烷化采用______级绝热床，段间采用______冷却。答案：3～4，产品气冷激解析：控制每段温升<150℃。45.甲醇制烯烃反应器密相段线速______m/s，稀相段______m/s。答案：0.6～1.0，1.2～1.8解析：保证催化剂循环与停留时间。46.煤液化残渣软化点______℃，用于延迟焦化加热炉出口温度______℃。答案：120～180，500～510解析：软化点高需更高裂化温度。47.煤气化污水酚氨回收常用______法脱酚，______法脱氨。答案：溶剂萃取，蒸汽汽提解析：MIBK萃取+汽提塔。48.煤制乙二醇草酸酯合成反应，CO与亚硝酸甲酯摩尔比______，反应温度______℃。答案：1.5～2.0，110～130解析：高CO比提高转化率。49.IGCC燃机燃烧室改烧低热值合成气，需增大______直径，降低______速度。答案：喷嘴，火焰解析：防止回火。50.煤化工项目碳足迹计算边界包括______、______、______三个阶段。答案：原料煤开采运输、厂内转化、产品使用解析：全生命周期评价。五、简答题（每题6分，共30分）51.简述煤直接液化循环溶剂加氢目的及工艺要点。答案：目的：提高供氢指数（H⁺/C）、降低黏度、饱和多环芳烃、减少QI。要点：采用Ni-Mo/Al₂O₃催化剂，温度340～360℃，氢分压12MPa，空速1.0h⁻¹，控制芳碳率<0.45，供氢指数>15mgH/g。52.气流床气化炉烧嘴头部磨损机理及防护措施。答案：机理：高速煤粉+熔渣冲蚀+热应力疲劳。措施：头部镶嵌WC-Co硬质合金，冷却水套流速>3m/s，烧嘴前端设陶瓷衬套，定期翻转烧嘴180°，在线监测壁温>280℃报警。53.费托合成铁基催化剂浆态床与固定床相比优缺点。答案：浆态床：等温性好，α易控，可在线补剂，但催化剂磨损、分离难；固定床：无磨损，但温升高，α受限，催化剂无法在线更换。54.煤制天然气甲烷化装置如何控制催化剂积碳。答案：控制入口CO₂<2%，H₂O/CO>0.3，温度<650℃，采用MgAl₂O₄载体抑制Ni烧结，定期低H₂O/CH₄比再生，添加K助剂促进碳气化。55.甲醇制烯烃装置污水COD高达40000mg/L，给出处理流程。答案：隔油→均质→厌氧UASB（COD↓70%）→好氧MBR→臭氧催化氧化→BAC→超滤→反渗透→回用，浓水蒸发结晶，实现零排放。六、计算题（共30分）56.（10分）某煤制甲醇装置合成气组成：CO28%，CO₂8%，H₂62%，惰性气2%（体积）。求甲醇合成化学计量比H₂/CO及实际比值，并给出调整方案。答案：化学计量：CO+2H₂→CH₃OH，H₂/CO=2实际：H₂/CO=62/28=2.21调整：①部分CO变换：CO+H₂O→CO₂+H₂，设变换量x，则(62+x)/(28-x)=2，解得x=3vol%，即3%CO变换即可。57.（10分）某Shell气化炉日投煤量2000t（干基），煤含C80wt%，气化效率80%，合成气中CO+CO₂总摩尔流量为多少kmol/h？答案：C质量：2000×0.8=1600t/d=1600×1000/12=133333kmol/d=5556kmol/h有效C：5556×0.8=4444kmol/h合成气中C以CO+CO₂存在，故总摩尔流量=4444kmol/h。58.（10分）费