1、.第一章1.化學(xué)工藝學(xué)的研究目的？答：創(chuàng)立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全、環(huán)境無(wú)害的生產(chǎn)過(guò)程。2.化學(xué)工藝學(xué)涉及的內(nèi)容？答：化學(xué)工藝學(xué)所涉及的內(nèi)容一般包括 原料的選擇和預(yù)處理；生產(chǎn)方法的選擇及方法原理；設(shè)備（反應(yīng)器和其它）的選擇、結(jié)構(gòu)和操作；催化劑的選擇和使用；操作條件的影響和選定；流程組織；生產(chǎn)控制；產(chǎn)品規(guī)格和副產(chǎn)物的分離與利用；能量的回收和利用；對(duì)不同工藝路線(xiàn)和流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等問(wèn)題。3.化學(xué)工藝學(xué)與化學(xué)工程學(xué)的分工？答：化學(xué)工藝學(xué)是以過(guò)程為研究目的，是將化學(xué)工程學(xué)的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到具體生產(chǎn)過(guò)程中，以化工產(chǎn)品為目標(biāo)的過(guò)程技術(shù)，重點(diǎn)解決整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程（流程）的組織、優(yōu)化；將各單項(xiàng)化學(xué)工程技術(shù)在以

2、產(chǎn)品為目標(biāo)的前提下集成，解決各單元間的匹配、鏈接；在確保產(chǎn)品質(zhì)量條件下，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的能量、物料及安全污染諸因素的最優(yōu)化。化學(xué)工程學(xué)主要研究化學(xué)工業(yè)和其他過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程的共同規(guī)律，它的一個(gè)重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對(duì)過(guò)程和裝置的效應(yīng)，特別是放大中的效應(yīng)。第二章2-1石油的綜合利用途徑有哪些？（P14-19）答：常壓蒸餾減壓蒸餾 催化重整 催化裂化催化加氫裂化 烴類(lèi)熱裂解2-3何為化工生產(chǎn)工藝流程？舉例說(shuō)明工藝流程是如何組織的？（P24-25）答：將原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品的工藝流程稱(chēng)為化工生產(chǎn)工藝流程。化工生產(chǎn)工藝流程的組織可運(yùn)用推論分析、功能分析、形態(tài)分析等方法論來(lái)進(jìn)行流

3、程的設(shè)計(jì)。如“洋蔥”模型。2-4何謂循環(huán)式工藝流程？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（P25-26）答：循環(huán)流程是指未反應(yīng)的反應(yīng)物從產(chǎn)物中分離出來(lái)，再返回反應(yīng)器。循環(huán)流程的主要優(yōu)點(diǎn)是能顯著地提高原料利用率，減少系統(tǒng)排放量，降低了原料消耗，也減少了對(duì)環(huán)境的污染。其缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，惰性物料影響反應(yīng)速率及產(chǎn)品收率。2-5何謂轉(zhuǎn)化率？何謂選擇性？何謂收率？對(duì)于多反應(yīng)體系，為什么要同時(shí)考慮轉(zhuǎn)化率和選擇性?xún)蓚€(gè)指標(biāo)？（P28-29）化工工藝過(guò)程的“洋蔥”模型答：轉(zhuǎn)化率指某一反應(yīng)物參加反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的數(shù)量占該反應(yīng)物起始量的分率或百分率，用X表示X=某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化量該反應(yīng)物的起始量；選擇性是指體系中轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量與

4、參加所有反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的該反應(yīng)物總量之比，用S表示S=轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物的量該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化總量；收率Y=轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物的量該反應(yīng)物的起始量=SX。通常使轉(zhuǎn)化率提高的反應(yīng)條件往往會(huì)使選擇性降低，所以不能單純追求高轉(zhuǎn)化率或高選擇性，而要兼顧兩者，使目的產(chǎn)物的收率最高。補(bǔ)4.無(wú)機(jī)化學(xué)礦產(chǎn)量最大的兩個(gè)產(chǎn)品分別是什么？如何加工利用？（P12-13）答：磷礦和硫鐵礦。磷礦的加工利用方法有酸法和熱法，主要是生產(chǎn)磷肥。硫鐵礦用于制硫酸。補(bǔ)5.石油的蒸餾與一般的精餾相比，有哪些特點(diǎn)？答：石油蒸餾的特點(diǎn)有 根據(jù)一定的沸點(diǎn)范圍收集餾出物，不是分離出純組分 從塔的不同高度出料原油的加熱在塔外加熱爐中進(jìn)行（

5、主要是避免長(zhǎng)時(shí)間加熱分解）。補(bǔ)6.簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)過(guò)程的三大步驟。（P24）答：原料預(yù)處理 主要目的是使初始原料達(dá)到反應(yīng)所需要的狀態(tài)和規(guī)格。化學(xué)反應(yīng) 通過(guò)該步驟完成由原料到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變，是化工生產(chǎn)過(guò)程的核心。產(chǎn)品的分離和精制 目的是獲取符合規(guī)格的產(chǎn)品，并回收、利用副產(chǎn)物。補(bǔ)8.何謂生產(chǎn)能力？何謂生產(chǎn)強(qiáng)度？（P27）答：生產(chǎn)能力是指一個(gè)設(shè)備、一套裝置或一個(gè)工廠在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量，或在單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量。生產(chǎn)強(qiáng)度為設(shè)備單位特征幾何量的生產(chǎn)能力，即設(shè)備的單位體積的生產(chǎn)能力，或單位面積的生產(chǎn)能力。補(bǔ)9.對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，凈反應(yīng)速率隨溫度變化的規(guī)律如何？（P31）答：對(duì)可逆放熱反應(yīng)，凈速率隨溫度變化

6、有三種可能性，即rTC>0 , rTC=0 , rTC<0，當(dāng)溫度較低時(shí)，凈反應(yīng)速率隨溫度的升高而增高；當(dāng)溫度超過(guò)某一值后，凈反應(yīng)速率開(kāi)始隨著溫度的升高而下降。因此存在最佳反應(yīng)溫度Top。第三章3-3在原料確定的情況下，從裂解過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)出發(fā)，為了獲取最佳裂解效果，應(yīng)選擇什么樣的工藝參數(shù)（停留時(shí)間、溫度、壓力），為什么？（P72-75）答：應(yīng)選擇的工藝參數(shù)有裂解溫度、停留時(shí)間、烴分壓、稀釋劑及裂解深度。應(yīng)選擇高溫短停留時(shí)間和較低烴分壓。3-5為了降低烴分壓，通常加入稀釋劑，試分析稀釋劑加入量確定的原則是什么？（P75）答：裂解反應(yīng)后通過(guò)急冷即可實(shí)現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會(huì)

7、增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難。水蒸氣熱容量大，使系統(tǒng)有較大熱慣性，當(dāng)操作供熱不平衡時(shí)，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護(hù)爐管防止過(guò)熱。抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕。脫除積碳，爐管的鐵和鎳能催化烴類(lèi)氣體的生碳反應(yīng)。3-9裂解氣進(jìn)行預(yù)分離的目的和任務(wù)是什么？裂解氣中要嚴(yán)格控制的雜質(zhì)有哪些？這些雜質(zhì)存在的害處？用什么方法除掉這些雜質(zhì)，這些處理方法的原理是什么？（P85，87-92）答：目的和任務(wù)：經(jīng)預(yù)分餾處理，盡可能降低裂解氣的溫度，從而保證裂解氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機(jī)的功耗。裂解氣經(jīng)預(yù)分餾處理，盡可能分餾出裂解氣的重組分，減少進(jìn)入壓縮分離系統(tǒng)的負(fù)荷。在裂解氣的預(yù)分餾過(guò)程中將裂解氣中

8、的稀釋蒸汽以冷凝水的形式分離回收，用以再發(fā)生稀釋蒸汽，從而大大減少污水排放量。在裂解氣的預(yù)分餾過(guò)程中繼續(xù)回收裂解氣低能位熱量。需嚴(yán)格控制的雜質(zhì)有H2S，CO2，H2O，C2H2，CO等氣體。這些雜質(zhì)量不大，但對(duì)深冷分離過(guò)程是有害的，而且會(huì)使產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。酸性氣體的脫除有堿洗法和醇胺法。脫水用吸附干燥法。炔烴脫除有催化加氫法和溶劑吸收法。3-10裂解氣的壓縮為什么采用多級(jí)壓縮，確定段數(shù)的依據(jù)是什么？（P95-96）答：裂解氣壓縮基本上是一個(gè)絕熱過(guò)程，氣體壓力升高后，溫度也上升。為了節(jié)約壓縮功耗、降低出口溫度、減少分離凈化負(fù)荷，氣體壓縮采用多級(jí)壓縮。3-12裂解氣分離流程各有不同，其共同點(diǎn)

9、是什么？試?yán)L出順序分離流程、前脫乙烷后加氫流程，前脫丙烷后加氫流程簡(jiǎn)圖，指出各流程特點(diǎn)、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。（P101）答：共同點(diǎn)是裂解氣分離裝置都是主要由精餾分離系統(tǒng)、壓縮和制冷系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)所組成。順序分離流程的特點(diǎn)是分離流程是按C1、C2、C3順序進(jìn)行切割分餾。（流程圖見(jiàn)尾頁(yè)）補(bǔ)10.正構(gòu)烷烴熱裂解過(guò)程的主要反應(yīng)通式？（P54-55）答：脫氫反應(yīng)CnH2n+2CnH2n+H2 斷鏈反應(yīng)CnH2n+2CmH2m+CkH2k+2 m+k=n補(bǔ)11.在烴類(lèi)熱裂解過(guò)程中，何謂一次反應(yīng)？何謂二次反應(yīng)？（P64）答：一次反應(yīng)是指原料烴在裂解過(guò)程中首先發(fā)生的原料烴的裂解反應(yīng)，二次反應(yīng)則是指一次反應(yīng)產(chǎn)物繼

10、續(xù)發(fā)生的后繼反應(yīng)。補(bǔ)12.試分別簡(jiǎn)述直餾汽油、重整汽油、催化裂化汽油和裂解汽油的生產(chǎn)過(guò)程。答：直餾汽油是以原油為原料經(jīng)常壓蒸餾得到沸程為175275的C9C16烴類(lèi)。重整汽油是以直餾汽油為原料經(jīng)催化重整制得的芳烴或異構(gòu)烷烴等高辛烷值汽油。催化裂化汽油是以重質(zhì)油為原料在450530，0.10.3MPa下經(jīng)催化裂化得到的汽油。裂解汽油是以各種烴類(lèi)為原料的裂解產(chǎn)物C5C9汽油。第四章4-1簡(jiǎn)述芳烴的主要來(lái)源及主要生產(chǎn)過(guò)程。（P114-119）答：芳烴的主要來(lái)源為焦化芳烴和石油芳烴。焦化芳烴生產(chǎn)過(guò)程為在高溫作用下，煤在焦?fàn)t炭室內(nèi)進(jìn)行干餾得到粗苯，粗苯再經(jīng)分離精制得到苯、甲苯和二甲苯等芳烴。石油芳烴是以

11、石腦油和裂解汽油為原料經(jīng)反應(yīng)、分離和轉(zhuǎn)化生產(chǎn)苯、甲苯和二甲苯等芳烴的過(guò)程。4-3試論芳烴轉(zhuǎn)化的必要性與意義，主要的芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)有哪些？（P123-124）答：開(kāi)發(fā)芳烴的轉(zhuǎn)化是為了依據(jù)市場(chǎng)的供求調(diào)節(jié)和平衡各種芳烴的產(chǎn)量，解決供需不平衡的矛盾。主要的芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下第五章5-2合成氣可用來(lái)制造什么化工產(chǎn)品？為什么近年來(lái)合成氣的生產(chǎn)和應(yīng)用受到重視？（P152-153）答：合成氣可用來(lái)合成氨，合成甲醇，合成醋酸，合成烯烴的氫甲酰化產(chǎn)品，合成天然氣、汽油和柴油。5-3以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣的過(guò)程有哪些主要反應(yīng)？從熱力學(xué)角度考慮，對(duì)反應(yīng)條件有哪些要求？從動(dòng)力學(xué)角度考慮又有哪些要求？（P161，165-1

12、68）答：甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH4H2O CO3H2 H298=206kJ/molCO變換反應(yīng)COH2O CO2H2 H298=-41.2kJ/mol析碳反應(yīng)CH4 C2H2 H298=74.9kJ/mol熱力學(xué)：溫度800以上，水碳比3.5以上，壓力2MPa左右。動(dòng)力學(xué)：溫度、壓力、組分。5-5天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化法制合成氣過(guò)程有哪些步驟？為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？用哪些方法較好？（P169，181-182）答：預(yù)先脫硫是為了避免蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑中毒。脫硫方法有干法和濕法。干法分為吸附法和催化轉(zhuǎn)化法。濕法分為化學(xué)吸收法、物理吸收法、物理-化學(xué)吸收法和濕式氧化法。5-9由煤制合成氣有哪些生

13、產(chǎn)方法？這些方法相比較各有什么優(yōu)點(diǎn)？較先進(jìn)的方法是什么？（P156-159）答：生產(chǎn)方法有固定床間歇式氣化法、固定床連續(xù)式氣化法、流化床連續(xù)式氣化法、氣流床連續(xù)式氣化法。5-10一氧化碳變換的反應(yīng)是什么？影響該反應(yīng)的平衡和速度的因素有哪些？如何影響？為什么該反應(yīng)存在最佳反應(yīng)溫度？最佳反應(yīng)溫度與哪些參數(shù)有關(guān)？（P175-177）答：CO變換反應(yīng)COH2O CO2H2 H298=-41.2kJ/mol影響平衡因素有溫度、水碳比、原料氣中CO2含量等。影響速度因素有壓力、溫度、水蒸氣。因該反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，所以存在最佳反應(yīng)溫度Top，Top與氣體原始組成、轉(zhuǎn)化率及催化劑有關(guān)。5-11為什么一氧化碳

14、變換過(guò)程要分段進(jìn)行，要用多段反應(yīng)器？段數(shù)的選定依據(jù)是什么？有哪些形式的反應(yīng)器？（P178-179）答：在工程實(shí)際中，降溫措施不可能完全符合最佳溫度曲線(xiàn)，因此采用分段冷卻，段數(shù)越多操作溫度越接近最佳溫度曲線(xiàn)。具體段數(shù)由水煤氣中CO含量、所要達(dá)到的轉(zhuǎn)化率、催化劑活性溫度范圍等因素決定。變換反應(yīng)器的類(lèi)型有中間間接冷卻式多段絕熱反應(yīng)器、原料氣冷激式多段絕熱反應(yīng)器、水蒸氣或冷凝水冷激式多段絕熱反應(yīng)器等。5-12一氧化碳變換催化劑有哪些類(lèi)型？各適用于什么場(chǎng)合？使用中注意哪些事項(xiàng)？（P176）答：一氧化碳變換催化劑有三大類(lèi)，鐵鉻系變換催化劑，反應(yīng)前還原成Fe3O4才有活性，適用溫度為300530，為中溫或高

15、溫變換催化劑；銅基變換催化劑，反應(yīng)前要還原成具有活性的小銅晶粒，適用溫度為180260，為低溫變換催化劑；鈷鉬系耐硫催化劑，反應(yīng)前將鈷、鉬氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧锊庞谢钚裕m用溫度為160500，為寬溫變換催化劑。5-14在合成氣制造過(guò)程中，為什么要有脫碳（CO2）步驟？通常有哪些脫碳方法，各適用于什么場(chǎng)合？（P183-185）答：在將氣、液、固原料經(jīng)轉(zhuǎn)化或氣化制造合成氣過(guò)程中會(huì)生成一定量的CO2，尤其當(dāng)有一氧化碳變換過(guò)程時(shí)，生成更多的CO2，因此需要脫除CO2。通常脫碳方法有化學(xué)吸收法（本菲爾法、復(fù)合催化法、空間位阻胺促進(jìn)法、氨基乙酸法）、物理吸收法（低溫甲醇洗滌法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法

16、）、物理-化學(xué)吸收法、變壓吸附法。5-15工業(yè)上氣體脫硫有哪些方法，各適用于哪些場(chǎng)合？（P181-182）答：見(jiàn)5-5。補(bǔ)13.何謂合成氣？何謂C1化工？（P152）答：合成氣是指一氧化碳和氫氣的混合氣。凡包含一個(gè)碳原子的化合物參與反應(yīng)的化學(xué)稱(chēng)為C1化學(xué)，涉及C1化學(xué)反應(yīng)的工藝過(guò)程和技術(shù)稱(chēng)為C1化工。補(bǔ)14.甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化體系中的獨(dú)立反應(yīng)？（P160-161）答：甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH4H2O CO3H2 H298=206kJ/molCO變換反應(yīng)COH2O CO2H2 H298=-41.2kJ/mol析碳反應(yīng)CH4 C2H2 H298=74.9kJ/mol補(bǔ)15.如何計(jì)算吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)的平衡

17、溫距？答：T=T-Tp補(bǔ)16.變換反應(yīng)器的類(lèi)型有哪些？畫(huà)出相應(yīng)操作過(guò)程的T-X圖。（P178-179）答：略。第六章6-1脫氫反應(yīng)對(duì)催化劑有什么要求？（P192）答：首先是具有良好的活性和選擇性，能夠盡量在較低的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)；其次催化劑的熱穩(wěn)定性好，能耐較高的操作溫度而不失活；第三是化學(xué)穩(wěn)定性好，金屬氧化物在氫氣的存在下不被 還原成金屬態(tài)，同時(shí)在大量的水蒸氣下催化劑顆粒能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而不粉碎，保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度；第四是有良好的抗結(jié)焦性和易再生性能。6-2以煤為原料和以天然氣為原料合成氨生產(chǎn)過(guò)程有什么不同之處？答：脫硫位置不同，造氣原理也不同。6-5影響氨平衡濃度的因素有哪些？（P195）答：

18、溫度和壓力的影響、氫氮比的影響、惰性氣體的影響。6-11合成氨與合成甲醇有哪些相似的地方？答：都是氣固相催化反應(yīng)、都采用固定床反應(yīng)器、都需加H2、都要進(jìn)行粗產(chǎn)品冷凝、都要進(jìn)行循環(huán)壓縮、都需排氣以維持惰氣平衡、都是可逆放熱反應(yīng)。6-14乙苯脫氫制苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中溫度和空速對(duì)選擇性的影響。（P213）答：溫度升高時(shí)同時(shí)有利于乙苯的裂解和加氫裂解，結(jié)果是隨著溫度的升高，乙苯的轉(zhuǎn)化率增加，而苯乙烯的選擇性下降。而溫度降低時(shí)，副反應(yīng)雖然減少，有利于苯乙烯選擇性的提高，但因反應(yīng)速率下降，產(chǎn)率也不高。空速低，接觸時(shí)間增加，副反應(yīng)加劇，選擇性下降，故需采用較高的空速，以提高選擇性，雖然轉(zhuǎn)化率不是很高，未反應(yīng)的原料氣可以循環(huán)使用，但必然造成耗能增加。6-15苯乙烯生產(chǎn)中，外熱式工藝與絕熱式工藝有什么不同？（P214）答：外熱式絕熱式管式反應(yīng)器固定床反應(yīng)器間接加熱直接加熱水蒸汽用量少水蒸汽用量大反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜造價(jià)較高反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單生產(chǎn)能力較小生產(chǎn)能力較大補(bǔ)17.試分別畫(huà)出以煤、天然氣和重油為原料生產(chǎn)合成氨的工藝流程示意圖。答：補(bǔ)18.畫(huà)出氨合成工段的原則流程示意圖。答：補(bǔ)21.畫(huà)出合成甲醇工藝流程示意