化工總控工技師（簡答題）模擬試卷4

化工總控工技師（簡答題）模擬試卷4一、簡答題(本題共27題，每題1.0分，共27分。)1、什么是氫溢流現(xiàn)象?發(fā)生氫溢流現(xiàn)象的原因是什么?標準答案：氫溢流現(xiàn)象是指固體催化劑表面的活性經(jīng)吸附產(chǎn)生出一種離子的或自由基的活性物種，遷移到別的活性巾心的現(xiàn)象。溢流現(xiàn)象的發(fā)生要有兩個條件：一是溢流物種發(fā)生的主源，二是接受新物種的受體。氫溢流現(xiàn)象可以化學(xué)吸附誘導(dǎo)出新的活性或進行某種化學(xué)反應(yīng)。氫溢流現(xiàn)象的研究和發(fā)現(xiàn)增強了對負載型多相催化劑和催化反應(yīng)過程的了解；當(dāng)金屬負載于可還原的金屬氧化物載體上時，高溫下還原導(dǎo)致降低金屬對H2的化學(xué)吸附和反應(yīng)能力。知識點解析：暫無解析2、簡述化學(xué)反應(yīng)過程的主要節(jié)能措施。標準答案：(1)化學(xué)反應(yīng)熱的有效利用和提供，對于吸熱反應(yīng)，應(yīng)使吸熱反應(yīng)的溫度盡可能低，以便利用過程余熱或汽輪機抽汽供熱，從而節(jié)省高品質(zhì)的燃料。對于放熱反應(yīng)，在條件、經(jīng)濟合理的情況下。盡可能提高反應(yīng)溫度，以便提高回收熱量的品質(zhì)。通常做法：提高入反應(yīng)器的原料溫度。(2)改進反應(yīng)裝置，盡可能使反應(yīng)器內(nèi)流體流道均勻、阻力降低等；主要是改進反應(yīng)裝置內(nèi)流體的流道，改善保溫，選擇高效攪拌形式及減少電解槽電阻等。(3)盡可能采用高活性、高選擇性、反應(yīng)條件溫和的催化劑，從而提高原料的利用率、降低產(chǎn)品的分離能耗和減少原料的壓縮功耗。(4)采用反應(yīng)與其他過程的組合，如反應(yīng)精餾，降低整個反應(yīng)、分離系統(tǒng)的能耗。知識點解析：暫無解析3、何謂空間速度?何謂停留時間?兩者有何關(guān)系?標準答案：(1)空間速度，簡稱空速(V0’)，是指單位體積催化劑上通過的原料氣的標準體積流量，或單位時間、單位體積的催化劑上通過的原料氣的標準立方米數(shù)，即：m3(標準)／(h，m3Cat)。(2)停留時間(r)：是指原料通過催化劑床層所需的時間，單位通?？捎妹氡硎?，對于氣-固相催化反應(yīng)，可用催化劑體積(Vcat)數(shù)(單位為m3)與實際反應(yīng)狀態(tài)下原料氣的體積流量V(單位為m3／s)相除得到，即：(3)空速與停留時間兩者之間成反比關(guān)系，即：式中p0、T0、V0一一分別表示標準壓力(101325Pa)、標準溫度(273，15K)和標準體積流量；p、T、V——分別表示實際狀態(tài)下的壓力(Pa)、溫度(K)和體積流量。知識點解析：暫無解析4、何謂單位制度?通常由哪幾個部分構(gòu)成?目前比較常用的單位制有哪幾種?標準答案：(1)人為規(guī)定的計量制度稱單位制度；(2)單位制度通常由基本單位和導(dǎo)出單位兩部分構(gòu)成；(3)目前常用的單位制度有三種，即①SI制(國際單位制)；②絕對單位制(以長度、質(zhì)量及時間為基本單位)；③工程單位制(以長度、力及時間為基本單位)。知識點解析：暫無解析5、何謂線性插值?使用時的注意事項是什么?標準答案：線性插值就是將表格函數(shù)中的相鄰兩點之間的函數(shù)關(guān)系視為直線關(guān)系，即通過兩點的數(shù)據(jù)構(gòu)造一直線方程來處理數(shù)據(jù)的方法。線性插值只能處理原函數(shù)近似直線關(guān)系的函數(shù)或數(shù)據(jù)點之間距離很小的情況的插值。知識點解析：暫無解析6、何謂二分法?試簡述其基本原理。標準答案：將區(qū)間(x1，x2)分為相等的兩部分，現(xiàn)取x1與x2的中點x0。即x0＝(x1＋x2)／2，然后檢查f(x0)與f(x1)的符號是否相同。如為同號，根必在x0與x2之間，令x1＝x0；如為異號，則根必在x1與x0之間，令x2＝x0。然后再取新區(qū)間(x1，x2)的中點，重復(fù)以上步驟，直至x1與x2之間的距離小于某指定值ε為止。取前一區(qū)間的中點x0作為方程式根的精確值。這個方法稱為“二分法”或“對分法”。知識點解析：暫無解析7、試簡要描述真實氣體的微觀模型。描述真實氣體的狀態(tài)方程通?？煞譃槟膸最?標準答案：真實氣體的微觀模型：(1)真實氣體分子本身占有體積；(2)真實氣體分子之間有作用力；(3)真實氣體分子是個不可壓縮的剛體。真實氣體狀態(tài)方程分為兩類：(1)立方型狀態(tài)方程，如，Vanderwaals、R-K、S-R-K等；(2)多常數(shù)型狀態(tài)方程，如VirialEq等。知識點解析：暫無解析8、何謂三參數(shù)對比態(tài)原理，其具體處理方法可分為哪幾類?各類的適用條件是什么?標準答案：對所有ω值相同的流體而言，若其Tr、pr相同，則其壓縮因子Z必定相等。處理方法有兩種：(1)三參數(shù)普遍化壓縮因子法，適用于壓力相對較高、溫度相對較低的范圍，其具體范圍可由Vr＜2或由對應(yīng)的pr-Tr圖進行判斷；(2)普遍化第二Virial系數(shù)法，適用于壓力相對較低、溫度相對較高的范圍，其具體范圍可由Vr≥2或由對應(yīng)的pr-Tr圖進行判斷。知識點解析：暫無解析9、簡述物料衡算計算基準的選擇依據(jù)。標準答案：通常對于穩(wěn)定操作過程，可選單位時間作為計算基準，如：1小時、1分鐘、1秒鐘。若單位時間內(nèi)物料量較大，也可選擇單位數(shù)量或某一整量的原料或產(chǎn)品作為計算基準，如：氣體原料，可選100mol或100kmo]或100m3(標準)等，理由是氣體物料通常用摩爾分數(shù)／％或體積分數(shù)／％表示組成；對于液體原料，可選100kg作為計算基準，理由是液體物料通常采用質(zhì)量分數(shù)／％表示組成。對于間歇生產(chǎn)過程，不采用單位時間為計算基準，通?？刹捎眉尤朐O(shè)備的整批物料量作為計算基準。知識點解析：暫無解析10、何謂單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率、平衡轉(zhuǎn)化率?它們之間的關(guān)系如何?標準答案：(1)單程轉(zhuǎn)化率(x單)：以反應(yīng)器為對象(體系)。某一物料一次性通過反應(yīng)器反應(yīng)掉的量與其反應(yīng)器輸入量之比值。(2)總轉(zhuǎn)化率(x總)：當(dāng)單程轉(zhuǎn)化率較低時，為充分利用未反應(yīng)的原料，待反應(yīng)物出反應(yīng)器后需經(jīng)過分離，將未反應(yīng)物重新返回反應(yīng)器反應(yīng)，此時以整個反應(yīng)系統(tǒng)為對象計算的某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率稱為總轉(zhuǎn)化率，即：某一物料一次性通過反應(yīng)器反應(yīng)掉的量與其反應(yīng)系統(tǒng)輸入的該物質(zhì)的新鮮量之比值。(3)平衡轉(zhuǎn)化率(x*)：以反應(yīng)器為對象(體系)，當(dāng)反應(yīng)達平衡時某一物料在反應(yīng)器中反應(yīng)掉的量與其反應(yīng)前的量之比值。(4)三種轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系：x單≤x*、x單≤x總，x*與x總由于計算式中沒有相同項，通常無法相比，但若無物料損失，x總理論上可達100％，因此一般情況下，x*小于x總。知識點解析：暫無解析11、有化學(xué)反應(yīng)的過程進行物料衡算時，常用的衡算式有哪幾種?標準答案：(1)總物料平衡式；(2)組分平衡式；(3)歸一方程；(4)化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)之間的關(guān)系式；(5)轉(zhuǎn)化率計算式；(6)平衡常數(shù)計算式等。設(shè)置循環(huán)回路的目的是什么?知識點解析：暫無解析12、真實氣體的顯熱如何計算?工程上有哪幾種方法?標準答案：有以下四種方法：(1)采用加壓下的真實恒壓摩爾熱容與溫度、壓力的經(jīng)驗公式，即cp＝f(T，p)的表達式進行積分計算。(2)采用cp-T，p曲線圖進行計算。(3)采用曲線圖進行計算。(4)采用普遍化熱容差圖校正常壓熱容數(shù)據(jù)進行計算。知識點解析：暫無解析13、簡述氣體壓縮的幾種方式及壓縮功的計算。標準答案：氣體的壓縮分為以下三種：(1)等溫壓縮，如理想氣體可逆等溫壓縮，則可由下式計算：(2)絕熱壓縮，如理想氣體單級可逆絕熱壓縮：(3)多變壓縮，如理想氣體單級可逆壓縮，其計算式只需將上述絕熱壓縮式中的絕熱指數(shù)k換成多變指數(shù)即可。知識點解析：暫無解析14、何謂化工工藝?化工工藝有何特點?標準答案：化工工藝是指從原料到化工成品的有關(guān)生產(chǎn)原理、方法、技術(shù)、經(jīng)驗、設(shè)備、工藝流程、操作方式等一系列知識的總結(jié)?；すに嚨奶攸c：(1)真實性；(2)多樣性；(3)可算性(定量)；(4)復(fù)雜性(定性)知識點解析：暫無解析15、化工生產(chǎn)的多方案性主要體現(xiàn)在哪些方面?標準答案：(1)化工生產(chǎn)具有原料、工藝與產(chǎn)品的多方案性；(2)同一化學(xué)反應(yīng)的催化劑具有多樣性；(3)可由不同型式的反應(yīng)器來完成同一化學(xué)反應(yīng)；(4)用不同的方法從原料中脫除同一種雜質(zhì)(例如H2S、CO2)或從產(chǎn)品物流中分離出目的產(chǎn)品。知識點解析：暫無解析16、何謂流程圖?流程圖可分為哪幾種?標準答案：流程網(wǎng)就是指把生產(chǎn)過程中物料經(jīng)過的設(shè)備以及設(shè)備之間的主要物料管線及其流向按其形狀畫出的示意圖。流程圖的種類：(1)流程框圖；(2)流程示意圖；(3)流程草圖；(4)物料流程圖(PFD)(processflowdiagram)；(5)帶控制點的工藝流程圖(PID)(pipingandinstrumentationdiagram)。知識點解析：暫無解析17、生產(chǎn)合成氨原料氣的典型方法有哪些?標準答案：(1)用空氣制N2方法：①化學(xué)法。用燃料消耗掉O2，剩下N2。②物理法。先將空氣深冷液化，再利用N2、O2沸點差精餾得到純氣體。(2)制H2方法：①固體燃料氣化，如固定床間歇(空氣)氣化法、固定床(富氧)連續(xù)氣化法、沸騰層氣化法、水煤漿制氣法等；②天然氣、輕烴類制氣，如：加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法制半水煤氣；③重油、原油、渣油部分氧化法；④焦爐氣、石油廢氣、有機合成廢氣等深冷分離法得H2；⑤其他方法，如：電解水法、鐵水蒸氣法等得H2。知識點解析：暫無解析18、簡述煤間歇制氣的操作要點。標準答案：三高一短，即：高爐溫、高風(fēng)速、高碳層、短循環(huán)時間，及采用過熱蒸汽且需合適的蒸汽流量(最好是流量隨著制氣時間的延長逐漸減小)。知識點解析：暫無解析19、為什么在天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化的二段中可直接加入空氣而不燒壞催化劑?標準答案：因二段爐中催化劑上層留有一定的空間，使加入的O2在還未到達催化劑層時就能與一段氣中的H2發(fā)生充分反應(yīng)而全部消耗掉，所以在天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化的二段中可直接加入空氣而不燒壞催化劑。知識點解析：暫無解析20、何謂固體脫硫劑的破過?更換固體脫硫劑，如何有效利用固體脫硫劑?標準答案：當(dāng)原料氣中硫化物滲透到脫硫劑出口，即硫分布曲線到達脫硫劑出口端時，稱為床層被破過或穿透。更換脫硫劑時，為充分利用原反應(yīng)器出口段脫硫劑，通常將原出口段脫硫劑換到進口段，而將新脫硫劑放置在反應(yīng)器中后段。知識點解析：暫無解析21、工業(yè)生產(chǎn)中變換通?？煞譃槟膸最?各類所用催化劑主組分還原前、后的形式?通類變換通?？蓪O降低至多少?標準答案：目前工業(yè)生產(chǎn)中通常按反應(yīng)溫度的高低進行劃分，可分為：①高溫變換(中溫變換)，溫度為350～500℃，中變催化劑主組分還原前為Fe2O3，還原后為Fe3O4；通過中變，一般可將CO降至3％左右。②低溫變換，溫度為180～260℃，催化劑還原前主組分為CuO，還原后為Cu，通過低變，一般可將CO降至0，3％左右。③耐硫?qū)挏刈儞Q，溫度為160～500℃，催化劑使用前為CoO-MoO3，使用時活性組分Co9S8、CoS、MoS2，變換后CO的含量由具體生產(chǎn)工藝決定。知識點解析：暫無解析22、什么叫耐硫低變催化劑的反硫化反應(yīng)?產(chǎn)生的原因有哪些?標準答案：耐硫低變催化劑的活性組分金屬硫化物在一定條件下轉(zhuǎn)化為金屬氧化物并放出硫化氫，從而使低變催化劑失去活性，這一現(xiàn)象稱為耐硫低變催化劑的反硫化反應(yīng)。發(fā)生反硫化反應(yīng)的主要原因是不正常的工藝操作條件引起的，例如低變爐進口溫度高。氣／體中硫化氫含量低，汽／氣比高等。知識點解析：暫無解析23、合成氨原料氣中脫除二氧化碳的方法可分為哪幾類?標準答案：(1)按生產(chǎn)過程可以分為以下兩類。①循環(huán)吸收法：吸收液循環(huán)使用，再生得較純的CO2；②聯(lián)合法，即將CO2的脫除與最終產(chǎn)品的生產(chǎn)聯(lián)合起來，如聯(lián)堿法、聯(lián)尿法、碳銨生產(chǎn)。(2)按吸收劑與CO2之間的作用可以分為以下三類。①物理吸收法，如：水洗法、低溫甲醇法、碳酸丙烯酯法；②化學(xué)吸收法，如：濃氨水吸收法(碳化法)、碳酸鉀法、有機胺法。其中碳酸鉀法、有機胺法根據(jù)其中吸收劑和添加劑的不同又可分為若干種。如有機胺法分為：一乙醇胺(MEA)法、二乙醇胺(DEA)法、三乙醇胺(TEA)法、N-甲基二乙醇(MDEA)法等。③物理化學(xué)法，如：環(huán)丁砜法、聚乙二醇二甲醚法。知識點解析：暫無解析24、氨合成反應(yīng)具有哪些特點?標準答案：特點：可逆、放熱、體積縮小、需催化劑且單程轉(zhuǎn)化率(單程合成率)很低的反應(yīng)。知識點解析：暫無解析25、氨合成放空氣位置在哪里?為什么?標準答案：冷交出口，入氨冷器之前。理論上，放空位置應(yīng)該在流程中氨濃度最低、惰性氣體濃度最高的部分，此流程中無法做到滿足此要求，由于冷交中已有部分液氨被分離掉，出口氣體中相對而言氨濃度較低、惰性氣體濃度較高，故此流程就選擇此處為放空位置。知識點解析：暫無解析26、將空氣溫度逐漸降低能否得到純N2和純O2?標準答案：不能，因某一組分冷凝后，其他組分會溶解其中，從而無法得到純N2和純O2。知識點解析：暫無解析27、簡述簡單蒸氣壓縮制冷循環(huán)的基本構(gòu)成。標準答案：如下圖所示為簡單蒸氣壓縮制冷循環(huán)的基本構(gòu)成示意流程圖，圖中各設(shè)備分別為：Ⅰ—壓縮機；Ⅱ—冷凝器；Ⅲ—節(jié)流閥；Ⅳ—蒸發(fā)器。其循環(huán)過程如下：①壓縮過程(1→2)：低壓制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量后成為低壓飽和蒸氣或過熱蒸氣，進入壓縮機被壓縮至較高壓力，成為該壓力下的過熱蒸氣。②等壓冷卻、冷凝過程(2→3→4)：壓縮后過熱蒸氣在冷凝器中被冷卻介質(zhì)(對于冰箱，冷卻介質(zhì)通常