2026年(煤炭深加工与利用研究员)煤炭深加工与利用试题及答案

2026年(煤炭深加工与利用研究员)煤炭深加工与利用试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.下列煤炭转化技术中，属于热解技术的是（）。A.费托合成B.煤直接液化C.煤的干馏D.煤气化2.在煤的工业分析中，固定碳含量是通过（）计算得出的。A.直接测定B.100%减去水分、灰分和挥发分C.高温灼烧残渣D.元素分析差值3.煤直接液化过程中，通常需要加入催化剂和（）。A.氧化剂B.溶剂C.脱水剂D.沉淀剂4.下列煤化工产品中，不属于煤间接液化主要目标产品的是（）。A.柴油B.石脑油C.甲醇D.烯烃5.煤气化过程中，水煤浆气化技术对煤的（）有较高要求。A.固定碳含量B.内在水分含量C.灰熔点D.挥发分6.现代煤化工中，用于生产乙二醇的主流技术路线之一是（）。A.煤制甲醇，甲醇羰基化B.煤制合成气，合成气直接合成C.煤制烯烃，烯烃氧化D.煤焦油加氢7.煤的灰分主要成分是（）。A.碳、氢、氧B.硅、铝、铁、钙等的氧化物C.硫、氮化合物D.矿物质结晶水8.在煤焦化过程中，为提高焦炭质量，配煤时通常需要控制（）。A.挥发分尽可能高B.硫分和灰分尽可能低C.水分尽可能高D.镜质组反射率单一9.下列气体中，不属于煤制合成气（主要成分为CO和H₂）净化必须脱除的杂质是（）。A.CO₂B.H₂SC.CH₄D.COS10.煤基活性炭的制备，关键步骤是（）。A.直接粉碎成型B.炭化和活化C.加氢处理D.催化裂解11.衡量煤炭液化效率的重要指标是（）。A.气化强度B.油收率C.焦炭产率D.煤气热值12.煤化工废水处理中，针对高浓度有机废水，常用的预处理方法是（）。A.简单稀释B.混凝沉淀C.萃取或汽提D.直接生化处理13.煤制烯烃（MTO）工艺中，甲醇转化生成乙烯、丙烯所用的催化剂类型主要是（）。A.贵金属催化剂B.分子筛催化剂C.金属氧化物催化剂D.酸碱催化剂14.对于高硫煤的利用，从环保角度出发，最有效的硫处理方式是（）。A.燃烧后烟气脱硫B.燃烧前物理洗选脱硫C.燃烧中固硫D.气化或液化过程中脱除硫化物15.煤炭分质利用的核心思想是（）。A.全部气化B.按煤的化学组成和结构，分级转化，获取多种高价值产品C.提高燃烧效率D.单纯生产焦炭16.在煤直接液化工艺中，反应器内维持高温高压的主要目的是（）。A.提高设备处理能力B.抑制结焦C.提供氢解反应所需的动力学条件，促进煤大分子结构断裂加氢D.便于产物分离17.下列属于煤基碳材料的是（）。A.合成氨B.碳纤维C.醋酸D.二甲醚18.煤化工项目水耗巨大，节水技术的重点方向不包括（）。A.提高循环水浓缩倍数B.采用空冷替代水冷C.废水深度处理回用D.增加新鲜水取用量19.煤的显微组分中，在液化过程中反应活性最高的是（）。A.镜质组B.惰质组C.壳质组D.矿物质20.我国“十四五”期间现代煤化工产业发展的关键导向之一是（）。A.无限制扩大产能B.与可再生能源深度耦合，推动低碳化发展C.只生产传统大宗化学品D.放弃技术研发二、多项选择题（每题2分，共20分，错选、漏选不得分）1.煤炭清洁高效利用的主要途径包括（）。A.超超临界发电B.煤基多联产系统C.煤炭直接燃烧供热D.现代煤化工转化E.民用散煤利用2.煤间接液化（费托合成）的主要产物分布可以通过哪些因素进行调控？（）A.催化剂类型（如铁基、钴基）B.反应温度与压力C.合成气H₂/CO比D.反应器型式（固定床、流化床）E.原料煤的灰分3.煤气化技术按进料方式分类，主要包括（）。A.固定床气化B.流化床气化C.气流床气化D.熔融床气化E.干法进料与湿法进料4.煤焦油深加工可以获得的化工产品有（）。A.苯、甲苯、二甲苯（BTX）B.酚类化合物C.萘D.沥青E.乙烯5.现代煤化工面临的共性挑战有（）。A.新鲜水耗量大B.“三废”排放强度高C.产品同质化竞争激烈D.工艺流程短，投资小E.碳排放强度高6.下列属于煤基精细化学品的是（）。A.煤制合成天然气（SNG）B.煤制乙二醇C.煤制芳烃D.煤制高端润滑油基础油E.煤制工业燃气7.影响煤灰熔融温度（灰熔点）的主要因素有（）。A.煤中矿物质的化学组成B.煤的挥发分含量C.气化炉内气氛（氧化性或还原性）D.煤的发热量E.灰分含量高低8.煤炭地下气化技术的主要优势体现在（）。A.无需开采，直接转化地下煤炭资源B.彻底消除地面沉陷C.可开发利用难以开采的深部、薄层、高硫等“呆滞”煤资源D.无任何环境影响E.投资成本远低于地面气化9.煤化工过程中产生的CO₂可能的利用或减排路径包括（）。A.地质封存（CCS）B.驱油提高采收率（CCUS-EOR）C.制备可降解塑料（如PPC）D.直接排放至大气E.用于食品加工10.提高煤化工过程能效的措施有（）。A.优化热集成，充分利用反应热、余热B.采用高效催化剂，降低反应温度和压力C.升级关键设备（如压缩机、气化炉）效率D.实施全厂能源系统优化调度E.增加蒸汽和电力的外购量三、填空题（每空1分，共20分）1.煤的变质程度常用指标______来表示，它与煤的碳含量和挥发分产率密切相关。2.煤炭液化分为直接液化和间接液化两大类。直接液化的主要操作单元包括煤浆制备、______、产物分离和提质加工。3.水煤浆气化技术中，煤浆浓度是重要指标，通常质量分数在______%左右。4.煤制天然气（SNG）工艺中，甲烷化反应是将合成气中的CO和H₂转化为______和水的强放热过程。5.煤的哈氏可磨性指数（HGI）值越大，表示煤越______（易/难）磨。6.煤化工“三废”指的是废水、______和废渣。7.煤直接液化催化剂通常采用铁系或______系催化剂。8.煤焦化产生的荒煤气必须经过净化回收，得到焦炉煤气、粗苯、______和硫磺等产品。9.煤基甲醇制丙烯（MTP）工艺中，甲醇首先脱水生成______，再进一步转化为丙烯。10.煤炭的干燥无灰基挥发分（Vdaf）是评价煤的______和分类的重要依据。11.在德士古（Texaco）气化炉中，煤浆与氧气进行______反应，生成高温合成气。12.煤间接液化费托合成产品遵循______分布规律。13.煤化工废水“零排放”技术的核心在于最终将溶解性固体转化为______进行处理或资源化。14.煤与生物质共气化可以降低过程的______排放强度。15.煤的发热量测定有弹筒发热量、高位发热量和______发热量三种表示方法。16.煤的粘结性和结焦性是评价炼焦用煤的______性质的关键指标。17.煤直接液化工艺中，供氢溶剂的作用是传递______，稳定煤热解产生的自由基。18.Shell煤气化技术采用______进料和干法除尘。19.煤制烯烃（CTO）工艺通常包括煤气化、合成气净化、甲醇合成和______四个主要步骤。20.煤中硫的存在形态主要分为有机硫和______。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述煤炭直接液化和间接液化的主要区别（从原理、主要过程、产品特点等方面比较）。2.煤气化过程对煤质有哪些主要要求？请列举至少三项并简要说明。3.什么是煤化工与石油化工的耦合？请举例说明其意义。4.简述煤焦油加氢改质技术的原理及目的。5.现代煤化工项目在选址时需要考虑哪些关键因素？五、计算题（每题10分，共10分）1.某煤样进行工业分析，测得数据如下：空干基水分Mad=2.5%，空干基灰分Aad=15.0%，空干基挥发分Vad=28.0%。试计算该煤样的空干基固定碳FCad含量及干燥无灰基挥发分Vdaf（计算结果保留一位小数）。六、综合应用题（共25分）1.（15分）以煤炭为原料生产高附加值芳烃（如对二甲苯PX）是煤化工发展的重要方向之一。请设计一条可行的煤制芳烃技术路线（可用框图示意），并回答以下问题：（1）写出该路线涉及的关键转化步骤及每个步骤的主要化学反应类型（至少三个步骤）。（2）分析该技术路线在能耗、碳排放和经济性方面可能面临的挑战。（3）提出两条提升该路线绿色低碳水平的可行性建议。2.（10分）某大型煤制烯烃项目运行过程中，煤气化单元产生的粗合成气中H₂S含量超出设计值，对后续甲醇合成催化剂造成潜在威胁。作为工艺工程师，请分析可能导致H₂S含量超标的工艺原因（至少三点），并提出相应的解决或调整措施。试题答案及评分参考一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.C6.B7.B8.B9.C10.B11.B12.C13.B14.D15.B16.C17.B18.D19.C20.B二、多项选择题1.ABD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCE6.BCD7.AC8.AC9.ABC10.ABCD三、填空题1.镜质体平均随机反射率（R₀,max）或挥发分（Vdaf）2.加氢液化反应3.60-65（合理范围即可）4.CH₄（甲烷）5.易6.废气7.钼（Mo）或镍（Ni）8.煤焦油9.二甲醚（DME）10.煤化程度（或变质程度）11.部分氧化12.Anderson-Schulz-Flory(ASF)13.结晶盐（或杂盐）14.碳（或CO₂）15.低位16.工艺17.氢（或活性氢）18.干粉19.甲醇制烯烃（MTO）20.无机硫（或黄铁矿硫、硫酸盐硫）四、简答题1.答：直接液化是在高温高压和催化剂作用下，煤与溶剂、氢气直接反应，破坏煤的大分子结构，加氢生成液体油品的过程（1分）。主要过程包括煤浆制备、加氢反应、分离提质（1分）。产品以汽柴油等燃料油为主，芳烃含量高（0.5分）。间接液化是先将煤气化制得合成气（CO+H₂），再在催化剂作用下合成为烃类燃料和化学品的过程（1分）。主要过程包括煤气化、合成气净化调整、费托合成、产品精制（1分）。产品遵循ASF分布，主要是直链烷烃和烯烃，可通过催化剂和工艺调整生产特定产品如柴油、润滑油、烯烃等（0.5分）。2.答：（1）灰熔融性：影响气化炉操作温度及排渣方式。灰熔点（FT）过低易结渣，过高则需助熔剂（2分）。（2）反应活性：影响气化效率和碳转化率。高活性煤有利于降低气化温度（1分）。（3）成浆性（对水煤浆气化）：影响煤浆浓度和稳定性，进而影响气化效率（1分）。（4）灰分含量：过高降低气化效率，增加设备磨损和排渣负荷（1分）。（5）发热量：影响合成气产量和能量效率（1分）。（答出任意三项并说明合理即可，总分不超过5分）3.答：煤化工与石油化工耦合是指将煤基原料/产品与石油基原料/产品通过技术、流程或产品线进行有机结合、互补优化的产业模式（2分）。例如：（1）产品耦合：煤制烯烃（CTO/MTO）生产的乙烯、丙烯与石油裂解烯烃共同作为下游石化原料（1分）。（2）原料耦合：将煤化工副产的轻烃、LPG等作为蒸汽裂解制烯烃的补充原料（1分）。（3）技术耦合：利用煤基合成气经甲醇羰基化制醋酸，与石油路线竞争（1分）。意义：实现资源互补，缓解我国油气资源短缺压力；丰富产品链，提高产业抗风险能力和灵活性；促进技术融合创新（1分）。4.答：原理：在高温、高压和加氢催化剂存在下，煤焦油中的重质芳烃、胶质、沥青质等大分子发生加氢裂化、加氢饱和、加氢脱杂原子（S、N、O）等反应（2分）。目的：（1）脱除硫、氮、氧等杂质子，改善产品环保性质（1分）。（2）将重质组分转化为轻质馏分，提高轻油收率（1分）。（3）使不饱和芳烃部分饱和，提高油品安定性和品质，生产清洁燃料油或化工原料（如BTX）（1分）。5.答：（1）资源条件：靠近煤炭资源产地，保障原料供应稳定、成本低（1分）。（2）水资源条件：具备充足、可靠的水源，水资源承载力是关键制约因素（1分）。（3）环境容量：当地大气、水体和土壤的环境容量能否容纳项目排放，需进行严格环评（1分）。（4）基础设施：便利的交通（铁路、公路）、稳定的电力供应、完善的污水处理设施等（0.5分）。（5）产品市场与运输：靠近目标市场或具备便捷的产品外运通道（0.5分）。（6）政策与规划：符合国家及区域产业发展规划、环保政策、土地利用规划等（0.5分）。（7）碳排放与消纳：考虑区域碳汇能力或未来碳捕集利用与封存（CCUS）的可行性（0.5分）。五、计算题1.解：（1）计算空干基固定碳FCad：根据工业分析基准：Mad+Aad+Vad+FCad=100%因此FCad=100%-Mad-Aad-Vad=100%-2.5%-15.0%-28.0%=54.5%（5分）（2）计算干燥无灰基挥发分Vdaf：Vdaf=[Vad/(100-Mad-Aad)]×100%（3分）=[28.0/(100-2.5-15.0)]×100%=(28.0/82.5)×100%≈33.9%（2分）答：该煤样空干基固定碳含量为54.5%，干燥无灰基挥发分约为33.9%。六、综合应用题1.答：（1）技术路线框图（示例）：煤炭→煤气化→合成气净化→甲醇合成→甲醇→甲醇芳构化（MTA）或甲醇制汽油/芳烃（MTG/A）→芳烃混合物→分离→苯、甲苯、二甲苯（BTX）等（画出基本流程框图的意图即可给分）（2分）。关键步骤及反应类型：①煤气化：煤与氧气、水蒸气反应，非均相气固反应，部分氧化/水煤气反应（1分）。②甲醇合成：CO/CO₂加氢合成甲醇，多相催化反应（1分）。③甲醇芳构化（MTA）：甲醇在分子筛催化剂上脱水、低聚、环化、脱氢等生成芳烃，酸催化及择形催化反应（1分）。（2）面临的挑战：能耗：全流程涉及多个高温高压及分离步骤（气化、甲醇合成、芳构化、芳烃分离），能量转换次数多，系统能耗高（2分）。碳排放：以煤为源头，碳氢比高，过程碳转化率并非100%，且大量能量来自煤，导致全生命周期碳排放强度显著高于石油基路线（2分）。经济性：投资巨大（气化、空分、合成、芳构化等单元），在低油价时期，与石油基路线相比成本竞争力可能不足；产品单一（主要为芳烃）时市场风险较高（2分）。（3）绿色低碳建议：①过程集成与节能：优化热联合网络，采用高效换热设备，利用低温余热，降低过程