化学工艺设计学潘鸿章版课后习题答案及解析
第一章流体流动过程与输送机械习题
1.A 地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为610mmHg ，设备移至异地B 操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化？（A 地平均大气压强为640mmHg ，B 地平均大气压强为760mmHg ） 解：A 地：
B 地：
2.在稳态流动系统中，水连续的由粗到细流经一个变径管路，粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。 解：稳态流动
4.如图所示，一高位水池内径D 为1.5m （有效），池底连φ144mm ×4mm 的排水管，管路长330m 、，总损失压头为6m 求管路出水口的体积流量。
解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处2-2截面。
s
m v g
h
g
p g v Z h g p g v Z v
f e /98.160200002.622222
22
22
12
11=∴+++=++++++=+++∑ρρ[]h
m s m A v q v /32.103/0287.010)8144(4
98.1332322==?-?
==-π
mmHg
P P P P P A A 30610-640=∴==-=绝绝绝真mmHg
P P P B B 73003-760==-=绝真41
222
212
2212
21121v ====∴=d d v v A v v A q q v
5.如图所示，有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍，在管路系统中去1、2、3、4、5五个截面（如图所示），1点截面处的平均流速为11m s -?，表压强为120KPa ，泵的压头为8m ，输送的液体密度为10003kg m -?，试计算：
（1）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 （2）若整个管路阻力所产生的压强降为2m 液柱，求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。
解：以地面为基准面(或以泵中心线为基准面都可以) （1）由1-1截面可知 2-2截面 3-3截面
m
g
g g p g v Z 05.232205.01100120211212
11=++=+++=++ρρ）
（m
h g
p
g v Z He g p g v Z f 05.313005.012222
221211=++=∑+++=+++ρρ2
3223335,1v v A v A v m Z =∴==22
323
25250.05 1.25,2231.05,31.5 1.25128.8v v m g g
m p m g
ρ==?===--=总压头m
v v
m Z 25.1,62
32
44===
4-4截面
5-5截面
（2）
7.常压下，用泵将敞口容器中的油品以3631m h -?的流量输送到敞口高位槽中，管出口在高位槽液面下，两槽的液面差为25m ，输送管为φ76mm ×3mm ，直管长度为100m ，各种管件的当量长度为150m ，摩擦粗力系数λ为0.023，泵的效率为60％，求泵的实际功率。（油品的密度为9603kg m -?） 解：基准面取低位槽页面
10.某离心泵以20℃的水进行性能测试，测得体积流量为72031m h -?，泵出口压力表读数为0.4MPa （表压），泵入口处真空表读数为210mmHg ，压力表和真空表之间的垂直距离为410mm ，吸入管和压出管内径分别为350mm 和300mm 。
m
h g
He h g p g v Z He g
p g v Z f f
v
64.533.28344.0252250002222
22221211=++=∑++=+++∑+++=+++ρρs
m d q v v /6.207.0436********=??==ππm g v d l l h e f 3.2881
.926.207.0)150100(023.02)(22=??+?=+=∑∑λkw g H q P e v e
42.86
.010********.5381.996036)10003600/(=?????=?=ηρp m
g
v
g v m Z 05.022,62
22
55===m g
m 8.23625.15.31,
05.314
=--==ρ总压头m
g
p m 25605.05.31,05.315=--==ρ总压头m
g
v
g v m Z 05.022,62
2255===m
g
p
m 23605.005.29,05.292-05.315=--===ρ总压头
试求此泵产生的压头。 解：
第二章 传热习题
1用100℃的水蒸气加热φ38 mm×2.5 mm 钢管内的盐溶液，盐溶液的流量为500 kg ．h -1,比定压热容为2 093.5 J.kg -1.K -1，由20℃加热到50℃，α盐=930 W ．m -2．K -1，α
蒸汽
=5 815 w.m -2．K -1，钢管的λ=46. 52 w .m -1.K -1.求加热钢管多少米（以管外表
面计算）。设忽略热损失，可按平面壁考虑。 解：
盐溶液在热交换中无相态变化
0.4400(210
-21010027.6(760
P MPa KPa P mmHg KPa ====-
?=-出进表），表），2
2
720 2.83/36000.34
720
2.08/36000.35
4
v m s v m s
π
π
==?
?==?
?出进，
22
0322
240027.610 2.83-2.080.4144.26998.29.8129.81
p p v v He h g g
m ρ--=+
++?=+
+=??出进出进
（）1
23-..65.768930
1
52.46105.258181111
1--=+?+=
++
=k
m w K 盐
蒸汽
总αλδα83.635080
ln 50-100-20-100ln
2
121==???-?=
?∴）（）（t t t t t m ()w t t C q a p a m 92.8722)2050(5.20933600
500
12,,=-?=
-=Φt K A t KA m m ?Φ=
∴?=Φ
2．采用传热面积为4.48 m 2的换热器进行溶剂苯和某水溶液间的逆流换热，苯的流量为3 600kg.h -1，比定压热容为1.88 kJ ．Kg -1．K -1，由80℃冷却到50℃，水溶液由20℃加热到30℃，忽略热损失，求总传热系数K 。 解：
忽略热损失： 3.有一厚度为480 mm 的普通砖墙，高温侧为200℃，在此温度下的导热系数为0.614 W.m -1．K -1；低温侧为30℃，在此温度时的导热系数为0.52 W ．m -1．K -1。试求单位时间通过单位传热面积(l m 2)的热量为多少。 解：
4．为减少热损失，设备外壁包一层厚度为200 mm 均匀保温材料，导热系数为0.163W.m -1．K -1，保温材料外缘温度为30℃，为测量设备壁面温度，将温度计从外面插入保温层50 mm ，测得其温度为75℃，试计算设备外壁温度和单位时间每平方米保温层向外散失的热量。 解：
5.有φ=60 mm ×3mm 的常压蒸气管（钢管），其导热系数为50 W.m -1．K -1，外包40 mm 厚的石绵泥，其导热系数为0.12W.m -1．K -1。蒸气管内壁为110℃，石棉泥外壁为20℃。试求每秒钟每米管路散失的热量。 解：
1
12
1567.0252
.0614.02--??=+=
+=
k m W λλλW
t t A 8.200)30200(148
.0567.0)(21=-??=-=Φδλkw T T c q a p a m 4.56)5080(88.13600
3600
)(21,,1=-??=
-=ΦK
m W t A K t KA m m ?=??=?Φ=∴?=Φ23
/55.321152
.3948.4104.5621005
.030
-752.030-)()(112
3
21
3
122321131==∴
-=
--=
-=Φt t t t t t A t t A t t ，δδλδλδ()
2
11121179.02,5.2830
27m l r A mm r r r m m m ===+=
+=
π121212=80-30=50=50-20=30
50-30=39.125
50ln ln 30
m t t t t t t t ???-??==??逆流：，
6.在φ100 mm×5 mm 的钢管中有134℃的饱和水蒸气流动，若管外包有30 mm 厚玻璃棉，其导热系数为0.05W ．m -1．K -1，，当外界气温为15℃时，若空气对保温层的给热系数为8W.m -1．K -1，忽略钢管内饱和水蒸气对钢管的给热系数和钢管壁很小的热阻，试求保温层外壁温度。
解：稳态传热，保温层内的导热速率=保温层与空气的对流给热速率
7.反应釜的釜壁为钢板，厚5 mm(λ=50W.m -1．K -1)，黏附在内壁的污垢厚0.5 mm （λ=50W.m -1．K -1）。反应釜附有夹套，用饱和水蒸气加热。釜体钢板外表面（与蒸汽接触）为150℃，内壁面130℃。试求单位时间每平方米面积所传导的热量。并与没有污垢层和釜体为不锈钢（有污垢）、铜（有污垢）的情况进行比较（设壁面温度不变）。(其中不锈钢=14W.m -1．K -1；铜=400W.m -1．K -1) 解：
无污垢：
()
2
223232296.0,21.4730
70ln 30
70ln m A mm r r r r r m m ==-=
??
? ??-=
kw
A t
i i i 89.79296
.012.004
.0179.050003.020
110)
(=?+
?-=
∑?=Φλδ()23
.32)134(065.0203
.005
.0)15(08.0282,2),(2=-??=-??∴==-=
-=Φt t t l r A l r A t T A t t A m m m ππππδ
λ
α空()
,652
80
502
,80,501221mm r r r mm r mm r m =+=
+=
==w A t i i i 43
-3-108.15
.010
5.050105130
150)(?=?+?-=∑?=
Φλδw A t i i i 5
3
-100.250
10
5130150)(?=?-=∑?=Φλδw t 4
104.1130150?=-=?=
Φ
不锈钢有污垢：
铜有污垢：
8.用134.2℃的饱和水蒸气加热φ48 mm ×3mm 钢管内的某溶剂，由20℃加热到
75℃，溶剂的体积流量为6m 3.h -1,，密度为1080kg.m -3，比定压热容为2.9kJ ．Kg -1．K -1，求单位时间（每秒钟）消耗的蒸汽的量。 解：
9．在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液，将原料由25℃预热到180℃；而高温流体经过换热，由300℃降至200℃。试计算采用逆流操作与并流操作时的平均温度差，并进行比较。 解：逆流：
并流：
10.列管式换热器由若千根长3m 、外径25 mm 的钢管组成。要求将流量为1.25
kg ．s -1流体从350℃冷却到300℃。290℃的B 流体在管内与A 流体作逆流流动。已知B 侧和A 侧的给热系数分别为0 .85 kW ．m -2．K -1和1. 70 kW ．M -2．K -1，管壁和污垢热阻可忽略。若B 流体出口温度为320℃，求所需管子的根数。已知A 的Cp=l. 9 kJ ．Kg -1．K -1，ρ=880 kg ．m -3。 解：
12
32k 1
11110567/.110.85 1.7
K W m K
αα∴=
+
=
?=+钢管壁和污垢热阻可忽略
w A t i i i 4
3
-3-10975.15
.010
5.0400105130150)(?=?+?-=∑?=
Φλδ,,21,,,()61080 2.9(7520)2165.243600
0.133/a m p a b m b m
b m q
c t t q q q kg s
-=?H
?∴?-==解得29.9720275
ln 20275ln 2
121=-=???-?=
?t t t t t m 8.145120175
ln 120
175ln
2
121=-=???-?=
?t t t t t m
301018.2ln ?=-=?=-=?-?∴?=
=??121211222112
m 12
根据题意：T =350，T =300 t =290，t =320逆流操作，则
t T t ，t T t t t t t t
()0.23552ma pa Q q C K A A A n rL π=??-=???==?12m T T t 代入，则则可求出：n=49根
12.用300kpa 的饱和蒸汽（134℃）通人夹套式换热器夹套，使甲苯沸腾蒸发。甲苯的沸点为110.6℃，汽化热为363.5kJ ．Kg -1,，换热器的传热面积为1m 2，每小时汽化200kg 甲苯。求换热器的总传热系数K 。如果换热器的热损失为换热量的10%，求每小时消耗多少千克饱和水蒸气。 解：
13.某单程列管式换热器内置直径为φ25 mm ×2. 5 mm 的钢管柬。操作过程中，
苯在换热 器的管内流动，流量为1.25kg.s -1，温度由80℃冷却到30℃；冷却水在管间与苯呈逆流流动，进口温度为20℃，出口温度为50℃，已知水侧和苯侧的给热系数分别为l 400W ．m -2．K -1和0.75 W ．m -2．K -1，污垢和换热器的热损失可以忽略，试求换热器的传热面积。苯的平均比定压热容为l.9kJ ．Kg -1．K -1 ，管壁材料的导热系数为45W ．m -2．K -1。 解：
kw q m 2.205.3633600
200
=?=
?H =Φ甲苯k
m kw t A K t KA m
m ./86.0)
6.110134(12
.202=-?=
?Φ=
∴?=Φ设备设备h
kg s kg q q m m /89.36/01.01
.2168%)
101(2.201.2168%101==+?=
∴=+Φ=Φ）（甲苯水k m w K ?=+?+=
++
=
-2
3
2
1
/74.075
.0145105.21400111
1
1αλδαKW t t c q a p m a 75.118)30-809.125.1)(12,,=??=-=Φ（
第四章习题
1．采用精馏操作分离正庚烷—正辛烷混合物，精馏塔的塔底压力为101. 7 kPa ，塔顶压力为100. 6 kPa 。已知正庚烷(A)和正辛烷(B)的饱和蒸气压为
温度/℃
90 98.5 100 105 110 115 120 126
p A /kPa 78.5 101.3 106.0 121.6 139.3 158.9 182.2
—
p B /kPa 33.9 44.8 47.2 55.3 64.3 74.1 86.1 101.3 如果正庚烷—正辛烷混合物服从拉乌尔定律和道尔顿分压定律，试求： (1)塔底温度分别为115℃和120℃时，塔底液体组成； (2)塔顶温度分别为100℃和105℃时，塔顶馏出物组成。 解：（1） 塔底：115℃
120℃
（2）塔顶100℃
2.181030
ln )
2030()5080(ln
2
121=---=???-?=
?t t t t t m 3
32
118.75108.817100.7418.2
m
m KA t A m K t Φ=?Φ?∴===???设备设备A
A A x P P *
=675
.0,325.0)1(1.749.1587.101-1==-+=∴+=+=*
*
B A A A A B A A B A x x x x x P x P P P P 解得）
（836
.0,164.0)1(861827.101==-+=∴B A A A x x x x 解得09
.0,91.0)1(2.471066.100-1==-+=∴+=+=*
*
B A A A A B A A B A x x x x x P x P P P P 解得）
（
105℃
2．设正庚烷—正辛烷混合物可视为理想混合液，根据上题所给数据，计算在101. 3 kPa 下气液平衡组成，并分别绘出t-x-y 相图和y-x 相图。
3．求不同温度下正庚烷与正辛烷的相对挥发度，用平均挥发度求平衡时的气相组成y 与液相组成x 的关系，并与前题的计算绪果进行比较。
4．在连续精馏塔内每小时精馏含乙醇10%（质量分数，下同）的水溶液2000 kg 。要求塔顶馏出液中乙醇含量为96%，塔底斧液中含乙醇2%，保持回流比R=4，试求回流量。 解：
5．已知连续精馏塔操作线方程为 精馏段 y=0.723x+0.263 提馏段 y=1.25x-0.0187
若泡点进料，试求原料液、馏出液及塔底釜液的组成及回流比。
04
.0,96.0===*B A A A y p
x
p y 32
.0,68.0)1(3.556.1216.100==-+=∴B A A A x x x x 解得17
.0,83.0===*B A A A y p x
p y W
D W D F +=∴+=2000h kg W h Kg D W D Wx Dx Fx W D F /8.1829,/2.170%2%96%102000==?+?=?∴+=解得h
kg D L D
L
R /8.6802.17044=?==∴=
解：原料液是精馏段与提馏段交点，精馏段 y=0.723x+0.263 提馏段 y=1.25x-0.0187解得x F =0.534 精馏段：
解得R=2.61， x D =0.95
6．原料液于泡点下进料，组成xF=0．6，流量为152 kmol ．h-1。相对挥发度α=3。要求xD=0.9，xw=0.02，R=1。试求：(l)精馏塔顶、塔底产品的流量及塔顶轻组分的回收率；（2） 最小回流比R min ；（3）离开第三块理论板的液相组成。 解：（1）
（2）泡点进料q=1书126图，129图
（3）逐板计算方法
解x 3=0.51
263.0723.01
1
11+=+++=
+x x R x R R y D n n 263.01
1723.01=+∴=+∴
D x R R R W D W D F +=∴+=152h
kmol W h Kmol D W D Wx Dx Fx W D F /82.51,/8.10002.09.06.0152==?+?=?∴+=解得%86.986
.01529.018.100%100=??=?=
F D D Fx Dx η375
.06
.0818.0818
.09.0min =--=
--=--=
F
q q D q
q q D x y y x x y y x R 818
.06
.01-316
.03)1(1=?+?=-+=
）（F F q x x y αα11
()
11
1
12n n D
R y x x y f x R R y x y +=
+=++???→??????→11
()11
2
23.......,n n D R y x x y f x R R n n y x y x y +=
+=++???→??????→
7．常压下连续精馏塔中分离甲醇水溶液，已知X F =0.4,精馏段和提馏段的操作线方程分别为 y=0.63x + 0.361 y=1.805x –0.00966 试求q 值和回流比。 解:
精馏段操作线，提馏段操作线，q 线交于一点， y=0.63x + 0.361
y=1.805x –0.00966解得x d =0.3146,y d =0.5582 带入 答：略。
8. 将含苯0.5（摩尔分数，下同）的苯-甲苯混合液，在连续精馏塔中分离。要求塔顶回收99.5℅的苯，釜液中含苯小于0.02。饱和液体进料，回流比R = 3.0，相对挥发度α=2.45。试求理论塔板数。若全塔效率为60℅，试求实际塔板数。 解：
7.1361.063.01
1
11=∴+=+++=
+R x x R x R R y D n n 65.01
4.0-3146.015582.011=-?-=∴---=q q q q q x x q q y F 解得10
145
.2ln )995.0102.01(02.0995.0ln 1-log 11log min
=-?
?????--=?
????????? ??-???? ??-=α
w w D D x x x x N
泡点进料q=1,
书131页吉利兰图：查
第五章 化学反应器习题
1在间歇釜式反应器内进行A →B 的液相一级不可逆反应，反应速率方程为r A =kc A ，已知反应在162℃的等温下进行，k= 0.8h -1，试求转化率达到97%时所需的反应时间。 解：对一级反应：
2在间歇釜式反应器内进行某反应，其动力学方程为r A =0.35c A 2 [kmol ?m -3?s -1]，当A 的初始浓度分别为1kmol ?m -3和4kmol ?m -3时，计算A 的残余浓度降低到0.01kmol ?m -3时所需反应时间。 解：对二级反应：
357
.15
.071.071
.0995.0min =--=
--=
q
q q D x y y x R 71
.05
.0)145.2(15
.045.2)1(1=?-+?=-+=
F F q x x y αα4107.01
3357
.131min =+-=+-=
R R R X 15
1
10
3.01min =∴+-==+-=
N N N N N N Y 层25%
6015
==
T N h x k A 38.497
.011ln 8.0111ln 1=-=-=
τh
s C C k A A 0786.0min 7.48.2821-01.0135.01)11(101====-=）（τh
s C C k A A 079.0min 75.4285)4
101.01(35.01)11(102===-=-=τ
3 醋酐的水解反应为
(CH 3CO) 2O+H 2O=2CH 3COOH
已知醋酐的浓度低时，此反应可视为假一级反应。在l5℃时的反应速率r A =0.080 6c A [mol ?L -1?min -l ]，式中c A 为醋酐的浓度。若使用间歇釜式反应器，每天处理溶液量为25m 3，每批料用于装、卸料等的辅助时间为25min ，装料系数为0.7,要求醋酐的转化率为99%，试求反应釜的容积。 解：对间歇反应器中的一级反应：
4在间歇釜式反应器中分别进行一级反应和二级反应，试计算转化率从0提高到90%与从90%提高到99%所需反应时间之比。 解：对一级反应： 0-90% 0-99%
90%-99%
对二级反应：
0-90% 0%-99%
min
1.5799
.011
ln 0806.0111ln 1=-=-=A x k τ3
3
0425.13.1425)251.57(60
241025)(m L q V v R ==+??='+=ττA
x k
-=11ln
1
τk k 303
.29.011ln
11=-=τk
k
605
.499.011ln
12=
-=τ1302.23
1
123=∴=-=τττττk )
1(0A A
A x x kc -=
τ0
019
)9.019.0(A A kc kc =
-=τ0
0299
)99.0199.0(A A kc kc =
-=
τ3
036.27
.0425
.1m V V R
T ==
=
?
90%-99%
5 用醋酸和丁醇合成醋酸丁酯的反应为
CH 3COOH+C 4 H 9OH →CH 3COOC 4H 9+ H 2O
反应在间歇釜式反应器内进行，反应温度为373 K ，配料比为醋酸：丁醇=1:4.97（摩尔比），以少量H 2SO 4为催化剂，反应速率方程为r A =kc A 2，式中c A 为醋酸的浓度。已知在反应温度下的速率常数k=1.046m 3?kmol -1?h -1，物料的密度在反应前后不变，均为750kg ?m -3，要求每天生产2400kg 醋酸丁酯，醋酸的转化率为50%，每批料的辅助时间为0.5h ，求反应釜的有效容积。 解：醋酸-60，丁醇-74，醋酸丁酯-116 二级
醋酸丁酯产量：
A 的转化率50%，
10
190-310123=∴=
=τττττA kc 3
0/75.174
97.4601750
m kmol M
c A =?+?=
=
ρ
h kmol F F h kmol F A B A /57.897.4,/72.1%
50862
.0000
====
∴h
kmol /862.024
1162400
=?min
78.32546.05.0-175.1046.15
.0)1(0==??=-=h x x kc A A A ）
（τh
m q q m v /98.07507457.86072.13=?+?==ρ30025.15.0546.098.0)(m q V v R =+?
='+=）（ττ
8某液相反应，在25℃时其反应速率方程为r A =0.992c A c B [kmol ?m 3?s -1]，原料的进料量为0.28m 3?h -1，反应物的初始浓度c A0=c B0=0.08 kmol ?m -3，试求：(l)采用单级连续反应釜，转化率达87.5%时，反应釜的有效容积；(2)采用二级串联反应釜，每个反应釜的有效容积为单级连续反应釜的一半时，反应的最终转化率。 解：
（1）对二级反应：
（2）二级串联
22000.875
705.611.76min (1)0.9920.08(10.875)
R A v A A V x s q kc x τ=
====-??-3
055.05576.116028
.0m l q V v R ==?==τ12
2
023
222
20.0138705.6=0.005/20.992R A A v A A A A V c c q kc c c kmol m c τ-=
=-∴
=解得%
75.9308
.0005
.008.0=-=
Af x 012
013
1
12
1
0.08705.6=0.0138/20.992A A R v A A A A c c V q kc c c kmol m c τ-=
=-∴
=解得
9 过氧化异丙苯(CHP)在硫酸的催化作用下分解成苯酚和丙酮的反应是一级不可逆反应。在给定反应温度下，k=0. 076 7s -1。CHP 的日处理量为192 m 3。，要求最终转化率为
99%，试计算反应在下列反应器内进行时，各反应器的有效容积。 (l)间歇式反应釜（每批料辅助时间为l h ）； (2)理想管式反应器； (3)单级连续反应釜； (4)二级串联等体积反应釜。
解：(l)间歇式反应釜（每批料辅助时间为l h ），一级；
(2)理想管式反应器；
(3)单级连续反应釜；
(4)二级串联等体积反应釜。
s x k A 6099
.011
ln 0767.0111ln 1=-=-=
τ3
013.8)3600601(24192)(m q V v R =+='+=ττs
x k A 6099
.011ln 0767.0111ln 1=-=-=τ3
0133.0603600
24192
m q V v R =??=
=τmin
5.21129099.0-10767.099.0)1(==?=-=s x k x A A ）（τ3
08.21290360024192m q V v R =??==τs
k x A 3.117)0767.011(-199.0)11(1222=∴+=∴+-=ττ
τ3
02126.03.117360024192
m q V V v R R =??===τ3
252.0226.02m
V V R R =?==
化学工艺学试卷及答案剖析
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
化工工艺学考试卷
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭的可能性， 这三个副反应的化学反应方程式分别为______________________、_______________-_______和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、_______- __和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和__________两种类 型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________________- __（反应方程式）和____________________________________________（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标 O<8%。 为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：①稳定的空 气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反应方程 式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。 4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。 5、写出转化率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式。 《化工工艺学》试题二
化学工艺学试题答案
《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应
《化工工艺学》试题库(部分)(7-7)
《化工工艺学》复习题（部分） （说明：红色部分作为重点看，黄色部分内容以达到了解程度为主） （填空20分，选择30分判断题10分，简答20分，流程说明20分） 复习以上课画的重点为主 1．基本有机化工产品是指什么？ 2．衡量裂解结果的几个指标：转化率、产气率、选择性、收率和质量收率。 4.乙烯液相加氯生产二氯乙烷的反应机理是什么？乙烯氧氯化生产氯乙烯的反应机理是什么？甲烷热氯化反应机理是什么？ 5.目前氯乙烯生产的主要方法有哪几种。平衡型氯乙烯生产工艺流程的主要特点是指什么？ 6.不同族烃类，如链烷烃、环烷烃、芳烃，其氢含量高低顺序？ 7．基本有机化学工业原料包括哪些？ 8．基本有机化学工业的主要产品? 9. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？ 10. 简述一次裂解反应的规律性。 11. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？ 12. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？ 13. 试述烃类热裂解的反应机理。 14. 什么叫一级反应？写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。 15. 烃类裂解有什么特点？ 16. 裂解供热方式有哪两种？ 17. 什么叫族组成，PONA的含义是什么？什么叫芳烃指数？什么叫特性因素？ 18. 裂解炉温度对烃的转化率有何影响，为什么说提高裂解温度更有利于一次反应和二次反应的竞争？ 19. 什么叫停留时间，停留时间与裂解产物分布有何影响？ 20. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的？在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？
21. 烃类热裂解过程中为实现减压而采用加入稀释剂的方法，稀释剂可以是惰性气体或水蒸气。工业上都是用水蒸气作为稀释剂，其优点是什么？ 22. 什么叫KSF，为什么要用正戊烷作为衡量石脑油裂解深度的当量组分。 23. 为了提高烯烃收率裂解反应条件应如何控制？ 24. 为什么要对裂解气急冷，急冷有哪两种？ 25. 管式裂解炉结焦的现象有哪些，如何清焦？ 26. 裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？ 27. 什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？ 28. 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？ 29. 裂解气中含有哪些杂质？为什么在分离前必须除去？方法有哪些? 30. 什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？ 31. 在烃类裂解流程中，什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？32．根据顺序深冷分离流程图，用文字描述有物料经过时，在各装置发生的变化，如脱去何物质，塔顶分离出何物质，塔釜分离出何物质等，将每一条流向都尽量详细说明。33．说明三种深冷分离流程(顺序分离、前脱乙烷、前脱丙烷流程)有什么特点. 34．脱丙塔塔底温度为何不能超过100℃？ 35. 什么叫“前冷”流程，什么叫“后冷”流程？前冷流程有什么优缺点？ 36. 脱甲烷塔在深冷分离中的地位和作用是什么？脱甲烷塔的特点是什么？ 37. 脱甲烷过程有哪两种方法，各有什么优缺点？乙烯塔在深冷分离中的地位是什么？乙烯塔应当怎样改进？ 38．简述影响乙烯回收的诸因素。 39. 能量回收在整个裂解工艺流程中，主要有哪三个途径? 40. 脱甲烷塔和乙烯塔采用中间冷凝器和中间再沸器各有什么优缺点? 41. 举例说明复迭制冷的原理。 42. 多级循环制冷的原理是什么？应当采取哪些措施，才能使多级循环制冷的能量得到合理利用？ 43．苯酚和丙酮均为重要的基本有机原料，由苯和丙烯烷基化通过均相自氧化生成过氧化异丙苯，再在酸的催化作用下分解为苯酚和丙酮。请画出异丙苯法生产苯酚和丙酮的原则流程图(图中标出物料流向，原料名称等)和指明各过程所起的作用？ 44. 什么叫热泵？ 45.精馏塔的热泵制冷方式有哪几种？ 46.除了烃类裂解制乙烯的方法外，还有哪些方法有可能生产乙烯?
化工工艺学知识点
化工工艺学知识点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第二章粗原料气制取一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料 用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含 量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点 蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法 富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化 外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段 2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型 固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止 流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高 气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出 间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉 3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么 空气和水蒸气
空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气 4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程 干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发 干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化 气化区:煤气化的主要反应在气化区进行 灰渣区：灰渣于该区域出炉 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配 工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换
化学工艺学考试试卷2答案
阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应 集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正； 对评定分数或统分记录进行修改时，修改人必须签名。 题号一二三四总分得分 阅卷人 复核人 一、填空题（每空2分，共21分） 1、选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应 物总量之比。 2、化学工艺学是以过程为研究目的，是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过 程中，以化工产品为目标的过程技术。 3、由反应方程式CH 4+H 2 O=CO+3H 2 表示的反应，常被称为天然气蒸汽转化 反应。 4、由煤制合成气生产方法有：固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床 连续式气化法、气流床连续式气化法。 5、具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发， 称为催化自氧化。 6、烯烃甲酰化是指在双键两端的C原子上分别加上一个氢和一个甲酰基制备多一个碳原子的醛或醇。 7、工业上氯乙烯的生产方法有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。 得分
8、影响加氢反应的因素有温度、压力和反应物中H 的用量。二、名词解释（每小题4分，共20分） 1、转化率 转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X 表示错误!未找到引用源。； 2、族组成 PONA 值，适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油的化学特性 3、C 1化工 凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C 1化学，涉及C 1化学反应的工艺过程和技术称为C 1化工。 4、催化加氢 指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 5、选择性氧化 烃类及其衍生物中少量H 原子或C 与氧化剂发生作用，而其他H 和C 不与氧化剂反应的过程。 三、简答题（每小题5分，共35分）1、裂解气进行预分离的目的和任务是什么？ 目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。（1分）②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。 （1分）③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水 排放量。（2分）④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。 （1分）2、简述芳烃馏分的分离方法 沸点接近形成共沸物，蒸馏法、溶剂萃取法。（3分） 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯用萃取蒸馏法（2分） 3、天然气-水蒸气转化法制合成气过程为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？ 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。（2分）脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理 -化学吸收法和湿式氧化法。（3分） 4、非均相催化氧化的特点是什么？ 反应温度较高，有利于能量的回收和节能（ 1分）得分得分
《化工工艺学》考试试卷
《化工工艺学》考试试卷 一、选择题（20分,每题2分） 1、下列哪一项不是天然气转化合成气时副反应析碳的危害 A、降低催化剂活性 B、使催化剂崩解 C、堵塞床层，增加阻力 D、使反应局部温度下降 2、下列油品中，沸程最低的是 A、汽油 B、煤油 C、柴油 D、润滑油 3、合成氨反应是 A、放热、体积减小反应 B、放热、体积增大反应 C、吸热、体积减小反应 D、吸热、体积增大反应 4、天然气转化合成气使用的催化剂活性组分为 A、Ag B、Fe C、Ni D、Co 5、对CO变换反应，下列说法正确的是 A、高温和高水碳比有利于平衡右移 B、变换反应是可逆放热反应 C、变换过程采用单反应器 D、压力对平衡和反应速度都无影响 6、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是 A、Cu B、Ag C、Al2O3 D、Fe 7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为 A、N2，CO2 B、Ar，CO2 C、O2，H2O D、N2，CH4 8、关于脱氢反应中下面哪一项是错误的 A、催化剂活性组分为Fe B、需要高温低压操作 C、用水蒸气作稀释剂 D、吸热反应 9、气相烷基化法制乙苯的催化剂为 A、铁系催化剂 B、镍系催化剂 C、膦羰基钴催化剂 D、ZSM-5分子筛催化剂 10、下列哪项不是磺化反应的特点
A、亲电取代 B、饱和烃比芳环易磺化 C、可逆反应 D、HSO3+阳离子为真正的磺化剂 1、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和三大步骤。 ( A ) A、产品分离及精制； B、工艺条件优化； C、设备与安装工程； D、产品方案设计 2、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和。 ( C ) A、金属矿； B、化学矿； C、化学中间体； D、工业盐 3、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和，三苯指苯、甲苯和。 ( A ) A、丁二烯和二甲苯； B、丁二烯和乙苯； C、丁烯和二甲苯； D、丁烯和乙苯 4、为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为常 压蒸馏和减压蒸馏；二次加工主要方法有等。 ( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化 B、催化重整、催化裂化、催化转化 C、催化重整、催化裂化、延迟焦化 D、催化重整、催化裂化、延迟焦化 5、合成氨反应方程式为H2+3N2→2NH3，该反应是一个、、体积缩小的反应。 ( D ) A、不可逆、吸热； B、不可逆、放热； C、可逆、吸热； D、可逆、放热 6、侯氏制碱法的主要产品是。 ( C ) A、NaHCO3和NH4Cl； B、Na2CO3和NaCl； C、Na2CO3和NH4Cl； D、Na2CO3和NaHCO3 7、烷烃热裂解主要反应为。 ( B ) A、加氢反应和断链反应 B、脱氢反应和断链反应 C、脱氢反应和重组反应 D、加氢反应和重组反应 8、转化率是针对而言的；选择性是针对而言的；收率等于转化率与选择性 之积。 ( D ) A、目的产物、中间产物 B、反应物、中间产物 C、目的产物、反应物 D、反应物、目的产物 9、下列哪种方法不能提高汽油辛烷值：。 ( B ) A、降低烯烃含量 B、降低芳烃含量； C、提高氧含量； D、添加甲基叔丁基醚 10、下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：。( A ) A、Fe3O4是活性组分 B、Al2O3是结构型助催化剂 C、K2O是电子型助催化剂 D、使用前需升温活化 二、填空题（30分,每空2分） 1、煤高温干馏的产物、、、。 2、四大基本有机化工原料分别是、、、。 3、化工中常见的三烯指、、；三苯指、、。 4、为将重质油转化为轻质油及化工产品，石油二次加工方式有、、、。
2019化工工艺学知识点
精心整理 第二章粗原料气制取 一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料 用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含 量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡） 1 外热法: 2 而升高 3 空气和水蒸气 空气煤气（N2、CO）、水煤气（ 4 干燥区: 气化区: 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区？其有何作用？ 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么？为什么？循环时间如何分配？ 工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气？其作用为何？使用中应注意什麽事项？ 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故
精心整理 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换 1、名词解释：高温变换：CO在320～350℃变换，使CO含量低于3%。使用Fe-Cr 催化剂，使大 部分CO转化为CO2H2O 低温变换：CO在230~280℃变换，使CO含量低于0.3%,使用Cu-Zn 催化剂 耐硫变换：宽温变换在 2、 以Fe2O3 3、 小的铜结晶- 温度下催化CO 稳定剂 4 5．为什麽要严格控制还原条件，氢气含量按程序逐步提高？ 6 为了尽可能接近最佳温度线进行反应，可采用分段冷却。段数越多，越接近最佳反应温度线 7．为什么低温变换温度要高于露点温度？有什么危害？ 当气体降温进入低变系统时，就有可能达到该条件下的露点温度而析出液滴。液滴凝聚于催化剂的表面，造成催化剂的破裂粉碎引起床层阻力增加，以及生成铜氨络合物而使催化剂活性减低。所以低变催化剂的操作温度不但受本身活性温度的限制，而且还必须高于气体的露点温度 8．以煤为原料制气，为什么高温变换要分段进行？而低温变换不必分段进行？ 以煤气化制得的合成氨原料气，CO含量较高，需采用多段中温变换。用铜氨液最终清除CO，该法允许变换气CO含量较高，故不设低温变换。低温变换过程温升很小，催化剂不必分段
化学工艺学课后习题及答案
第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18
化工工艺学试卷A_及_答案
《化工工艺学》试卷A 参考答案与评分标准 一、解释名词（每题1.5分，共15分） 1、精细化工产值率：可以用下面的比率表示化工产品的精细化率： ×100精细化工产品的总产值精细化工产值率（精细化率）＝％化工产品的总产值 2、附加价值 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后，剩余部分的价值。它包括利润、人工劳动、动力消耗以及技术开发等费用，所以称为附加价值。 3、食品抗氧化剂 能够阻止或延缓食品氧化，以提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂称为食品抗氧化剂。 3、Fox 公式 12121=++??????+=∑n i g g g gn gi W W W W T T T T T 4、高固体分涂料 高固体分涂料就是要求固体分含量在60％～80％或更高，有机溶剂的使用量大大低于传统溶剂型涂料，符合环保法规要求的涂料 5、光致变色高分子材料 是含有光色基团的聚合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色的材料。 6、光导纤维 是一种能够传导光波和各种光信号的纤维。 7、增塑剂 是一种加入到材料中能改进其加工性能（挤出、模塑、热成型性）及物理和机械性能（弹性、伸长率等）的物质。 8、分散染料 是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料。 9、造纸化学品 一般是指在制浆、抄纸这一整个纸及纸板的加工制造过程中所使用的所有化学品。 10、油田化学品 亦称油田化学剂，系指解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率及集输等过程中所使用的助剂。 （每题1.5分，答对基本概念或内容即可） 二、举例说明精细化工与新能源技术的关系。（8分） 精细化工与能源技术的关系十分密切。精细化工与新能源技术相互促进、相互发展。例如太阳能电池材料是新能源材料研究的热点，IBM 公司研制的多层复合太阳能电池其光电转换效率可达40％。氢能是人类未来的理想能源，资源丰富、干净、无污染，应用范围广。而光解水所用的高效催化剂和各种储氢材料，固体氧化物燃料电池(SOFC)所用的固体
化学工艺学试题
化学工艺学：是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织和设备的选用和设计。 焙烧：是将矿石，精矿在空气，氯气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳等气流中，不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程煅烧：是在低于熔点的适当温度下加热物料使其分解，并除去所含结晶水二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程 平衡转化率：可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数 浸取：应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程 烷基化：指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入烷基（R--）或芳香基的反应。 羰基合成：指由烯烃，CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。 煤干馏：煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。 水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气（CO+H2） 精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能，特定用途，小批量生产的高附加值系列产品。 高分子化合物：指相对分子质量高达104~106的化合物 原子经济性：指化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所有原料尽可能多的转化到产物中。=目的产物分子量/所有产物分子量 环境因子：=废物质量/目标产物质量 1.化学工业的主要原料：化学矿，煤，石油，天然气 2.化工生产过程一般可概括为原料预处理，化学反应，产品分离及精制。 3.三烯：乙烯，丙烯，丁二烯。三苯：苯，甲苯，二甲苯。 4.石油一次加工方法为：预处理，常减压蒸馏。二次加工方法：催化裂化，加氢裂化，催化重整，焦化等。石油中的化合物可分为：烷烃，环烷烃，芳香烃。 5.天然气制合成气的方法：蒸汽转化法，部分氧化法。主要反应为：CH4+H2O-----?CO+3H2 和CH4+0.5O2-----?CO+2H2 CH4+CO2----?2CO+2H2 6.硫酸生产的原料有：硫磺，硫铁矿，有色金属冶炼炉气，石膏。 7.工业废气脱硫，高硫含量用湿法脱硫，低硫含量用干法脱硫。 8.硝酸生产的原料：氨，空气，水。 9.浓硝酸生产方法：直接法，间接法，超共沸酸精馏法。 10.氨的主要用途：生产化肥，生产硝酸。平衡氨浓度与温度，压力，氢氮比，惰性气体浓 度有关。温度降低或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。 11.合成氨反应方程式：N2+3H2?-----?2NH3 300--600℃ 8--45MPa，催化剂。 12.甲烷化反应：CO+3H2＝＝CH4+H2O 13.变换反应：CO+H2O===CO2+H2 14.氯在氯碱厂主要用于生产：液氨，盐酸。氯碱厂主要产品有：烧碱，盐酸，液氨。 15.食盐水电解阳极产物是：Cl2，阴极产物是：NaCl，H2 16.氯碱工业三种电解槽：隔膜，离子交换膜，汞阴极法。 17.汽提法生产尿素工艺中，常用气提气有：CO2和NH3 18.铬铁矿焙烧方法：有钙焙烧，无钙焙烧。有钙焙烧的主要废物是：铬渣。含有致癌物：六价铬。常见铬盐产品：重铬酸钾，重铬酸钠，铬酐，铬绿（Cr2O3）。 19.索尔维制碱法主要原料：NH3，CaCO3，NaCl。主要产品：Na2CO3，CaCl2 侯氏制碱法：NH3，CO2，NaCl 。主要产品：Na2Co3，NH4Cl
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（ 分 题） 化学工业的基础原料有? ? ?石油 ?汽油 ?乙烯 ?酒精 ?化工生产中常用的“三酸二碱”是指? ? ?硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指? ? ?乙烯、丙烯、丁烯 ?乙烯、丙烯、丁二烯 乙烯、丙烯、戊烯 ?丙烯、丁二烯、戊烯 天然气的主要成份是（ ） ?乙烷 ?乙烯 ?丁烷 ?甲烷 ?化学工业的产品有? ? ?钢铁 ?煤炭 ?酒精 ?天然气 ?反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是? ? ?石油 ?乙烯 ?苯乙烯 ?丁二烯 在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是? ??操作稳定安全 ?一般年产量大于 ???的产品
反应速率极慢的化学反应过程 ?工艺成熟 进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为? ? ?间歇式 ?连续式 ?半间歇式 ?不确定 评价化工生产效果的常用指标有（ ） ?停留时间 ?生产成本 ?催化剂的活性 ?生产能力 ?转化率指的是? ? ?生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 在催化剂作用下反应的收率 ? 电解工艺条件中应控制盐水中 ? ? 、 ? ?等杂质总量小于（ ? ? ???? ? ?????? ? ???? ? ?????? ?带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（ ）总转化率的统计数据。 ?大于 ?小于 ?相同 ?无法确定 ? （ ）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 ?转化率 ?选择性 ?收率 ?生产能力 ? 三合一石墨炉是将合成、吸收和（ ）集为一体的炉子。 ? 干燥 ? 蒸发 ? 冷却 ? 过滤
《化工工艺学》考试试卷
《化工工艺学》考试试卷 一、选择题(20分,每题2分) １、下列哪一项不就是天然气转化合成气时副反应析碳得危害 A、降低催化剂活性 B、使催化剂崩解 C、堵塞床层,增加阻力 D、使反应局部温度下降 2、下列油品中,沸程最低得就是 A、汽油 B、煤油 C、柴油 D、润滑油 3、合成氨反应就是 A、放热、体积减小反应 B、放热、体积增大反应 C、吸热、体积减小反应 D、吸热、体积增大反应 ４、天然气转化合成气使用得催化剂活性组分为 A、Ag B、Fe Ｃ、Ni Ｄ、Co 5、对CO变换反应,下列说法正确得就是 A、高温与高水碳比有利于平衡右移 B、变换反应就是可逆放热反应 C、变换过程采用单反应器 D、压力对平衡与反应速度都无影响 6、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺得催化剂得活性组分就是 A、ＣｕＢ、Ag Ｃ、Al2O3 D、Fe 7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为 A、N2,CO２ B、Ar,CO2 Ｃ、O２,H2O Ｄ、N2,CH4 ８、关于脱氢反应中下面哪一项就是错误得 A、催化剂活性组分为Ｆe B、需要高温低压操作 C、用水蒸气作稀释剂 D、吸热反应 9、气相烷基化法制乙苯得催化剂为 A、铁系催化剂 B、镍系催化剂 C、膦羰基钴催化剂Ｄ、ZSＭ-5分子筛催化剂 10、下列哪项不就是磺化反应得特点 Ａ、亲电取代Ｂ、饱与烃比芳环易磺化
C、可逆反应 D、HSO3＋阳离子为真正得磺化剂 １、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应与三大步骤。( A ) A、产品分离及精制; B、工艺条件优化; C、设备与安装工程; D、产品方案设计 ２、化学工业得主要原料包括煤、石油、天然气与、( C ) A、金属矿; B、化学矿; C、化学中间体; Ｄ、工业盐 3、化工中常见得三烯指乙烯、丙烯与,三苯指苯、甲苯与。 ( A ) A、丁二烯与二甲苯; B、丁二烯与乙苯; Ｃ、丁烯与二甲苯; D、丁烯与乙苯 4、为了充分利用宝贵得石油资源,要对石油进行一次加工与二次加工。一次加工方法为常压 蒸馏与减压蒸馏;二次加工主要方法有等。 ( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化与焦化 B、催化重整、催化裂化、催化转化 C、催化重整、催化裂化、延迟焦化 D、催化重整、催化裂化、延迟焦化 ５、合成氨反应方程式为Ｈ2+3N2→2ＮH3,该反应就是一个、、体积缩小得反应。 ( D ) A、不可逆、吸热; Ｂ、不可逆、放热; C、可逆、吸热; D、可逆、放热 ６、侯氏制碱法得主要产品就是。 ( C ) A、NａＨCO3与NH4Ｃｌ;Ｂ、Nａ2ＣO3与NaCl; C、Na２CO3与NH4Cl;Ｄ、Na2CO３与ＮaHCO3 ７、烷烃热裂解主要反应为。 ( Ｂ) Ａ、加氢反应与断链反应 B、脱氢反应与断链反应 C、脱氢反应与重组反应 D、加氢反应与重组反应 ８、转化率就是针对而言得;选择性就是针对而言得;收率等于转化率与选择性之积。 ( D ) A、目得产物、中间产物 B、反应物、中间产物 C、目得产物、反应物 D、反应物、目得产物 ９、下列哪种方法不能提高汽油辛烷值: 。 ( B ) A、降低烯烃含量 B、降低芳烃含量; C、提高氧含量; D、添加甲基叔丁基醚 10、下列关于合成氨得熔铁催化剂Ｆｅ3O4－Ａl２O３-K2O说法错误得就是: 。 ( Ａ ) A、Fe3Ｏ4就是活性组分 B、Al2O3就是结构型助催化剂 C、K2O就是电子型助催化剂 D、使用前需升温活化
化工工艺学知识点优选稿
化工工艺学知识点 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
第二章粗原料气制取 一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为 燃料用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N 的含量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点 蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法 富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化 外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止 流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高 气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉 3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么空气和水蒸气 空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气 4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程
干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发 干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化 气化区:煤气化的主要反应在气化区进行 灰渣区：灰渣于该区域出炉 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。 每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净 7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换
《化工工艺学》课程教案
2014 学年第 2 学期 函授 13化学工程（专升本）专业《化工工艺学》课程教案 4课时/次共10次 40课时 教师： 教研室：
§1 第一章合成氨原料气的制备 教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。 教学重点：优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。 新课内容： 第一节固体燃料气化法 一、概述 固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可燃性气体的过程。气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉。 二、基本概念 1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。 2、煤的发热值：指1公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。 3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4．空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮(50％以上)及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。 5．混合煤气(发生炉煤气)：以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂生成的煤气，其发热量比空气煤气为高。在工业上这种煤气一般作燃料用。 6．水煤气：以蒸汽作为气化剂而生成的煤气，其中氢及—氧化碳的含量高在85％以上，而氮含量较低。 7．半水煤气：以蒸汽加适量的空气或富氧空气同时作为气化剂所创得的煤气或适当加有发生炉煤气的水煤气，其含氮量为21—22％。 三、气化对煤质的基本要求 (1)保持高温和南气化剂流速 (2)使燃料层各处间一截而的气流速度和温度分布均匀。这两个条件的获得，除了与炉子结构(如加料、排渣等装置)的完善程度有关外，采用的燃料性质也具有重大影响。 1水分：<５％ 2挥发份：<６％ 煤中所含挥发分量和煤的碳化程度有关，含量少的可至I一2％，多的可达40％以上。它的含量依下列次序递减： 泥煤褐煤烟煤无烟煤焦炭 3灰份：15-20％ 灰分中主要组分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁等无机物质。这些物质的含量对灰熔点有决定性影响。 4硫分：<1.5g/m3 煤中的硫分在气化过程中，转化为含硫的气体，不仅对金属有腐蚀作用，而且会使催化剂中毒。在合成氨生产系统中，根据流程的特点，对含硫量有一定的要求，并应在气体净化过程中将其脱除。 5灰熔点：>1250℃ 6机械强度和热稳定性
化学工艺学潘鸿章版课后习题答案
第一章流体流动过程与输送机械习题 1.A地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为610 mmHg，设备移至异地B操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化？（ A 地平均大气压强为640 mmHg ，B地平均大气压强为760 mmHg） 解.A地. P真A P A P绝640-P绝610 P色30mmHg B 地. P真B P B P绝760-30 730mmHg 2.在稳态流动系统中，水连续的由粗到细流经一个变径管路，粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。 解：稳态流动 q vi q v2 Aw V2A2 也dt 22 4 V2 d i212 4. 如图所示，一高位水池内径D为1.5 m （有效），池底连? 144mm x 4mm的 排水管，管路长330 m、总损失压头为6m求管路出水口的体积流量。 解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处2-2截面。
乙 2 V1 P1 h e Z2 2 V2 P2 h h f 2g g 2 2g g 6.2 0 0 0 0 V2 0 6 v 2 1.98m/s 2g 3 2 3 3 q v v2A2 1.98 — (144 8) 10 30.0287m3/s 103.32m3/h 4 5. 如图所示，有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍，在管路系统中去1、2、3、4、5五个截面（如图所示），1点截面处的平均流速为 1 m?s1，表压强为120KPa，泵的压头为8m,输送的液体密度为1000 kg?m 3，试计算： （1）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。（2）若整个管路阻力所产生的压强降为2m液柱，求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 解：以地面为基准面（或以泵中心线为基准面都可以） （1 ）由1-1截面可知 2 v1p1 1 （120 100） Z1- L 1 1 0.05 22 23.05m