甲醇工藝考試題庫及答案

一、選擇題（每題2分，共30分）1.甲醇合成反應(yīng)是（）。A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.不吸熱也不放熱D.視具體情況而定答案：B2.甲醇合成常用的催化劑是（）。A.銅基催化劑B.鐵基催化劑C.鎳基催化劑D.鋁基催化劑答案：A3.甲醇的分子式是（）。A.CH?B.C?H?OHC.CH?OHD.CH?O答案：C4.甲醇合成系統(tǒng)中，合成氣的主要成分是（）。A.H?、CO、CO?B.H?、N?、COC.H?、O?、COD.H?、CH?、CO答案：A5.甲醇合成反應(yīng)的壓力一般在（）MPa。A.0.1-1B.5-10C.10-15D.15-20答案：C6.以下哪種物質(zhì)對甲醇合成催化劑有毒害作用（）。A.氫氣B.一氧化碳C.硫化物D.二氧化碳答案：C7.甲醇合成塔內(nèi)反應(yīng)溫度過高會導(dǎo)致（）。A.反應(yīng)速度加快，甲醇產(chǎn)量增加B.催化劑活性下降C.副反應(yīng)減少D.能耗降低答案：B8.在甲醇精餾過程中，塔頂采出的物質(zhì)主要是（）。A.甲醇B.水C.雜醇油D.不凝氣答案：A9.甲醇合成原料氣中氫氣與一氧化碳的理論摩爾比為（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：B10.甲醇的沸點(diǎn)是（）℃。A.64.7B.100C.78.3D.80.1答案：A11.甲醇合成系統(tǒng)中，為了防止設(shè)備腐蝕，通常會加入（）。A.緩蝕劑B.消泡劑C.絮凝劑D.催化劑促進(jìn)劑答案：A12.甲醇精餾塔中，塔釜溫度一般控制在（）℃左右。A.60-70B.80-90C.100-110D.120-130答案：C13.甲醇合成過程中，循環(huán)氣的作用是（）。A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度，提高反應(yīng)效率C.降低系統(tǒng)壓力D.減少副反應(yīng)答案：B14.以下不屬于甲醇用途的是（）。A.作為燃料B.生產(chǎn)甲醛C.生產(chǎn)乙烯D.直接飲用答案：D15.甲醇合成裝置的開車順序正確的是（）。A.先啟動(dòng)壓縮機(jī)，再投用催化劑，最后引入原料氣B.先引入原料氣，再啟動(dòng)壓縮機(jī)，最后投用催化劑C.先投用催化劑，再啟動(dòng)壓縮機(jī)，最后引入原料氣D.先啟動(dòng)壓縮機(jī)，再引入原料氣，最后投用催化劑答案：A二、填空題（每題2分，共20分）1.甲醇合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。答案：CO+2H??CH?OH、CO?+3H??CH?OH+H?O2.甲醇合成催化劑的活性組分主要是______。答案：銅3.甲醇合成系統(tǒng)中，常用的氣體分離方法有______、______等。答案：冷凝分離、吸附分離4.甲醇精餾的目的是除去甲醇中的______和______，得到高純度的甲醇產(chǎn)品。答案：雜質(zhì)、水5.甲醇合成原料氣中，氫氣過量的目的是______。答案：提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，抑制副反應(yīng)6.甲醇合成塔的類型有______、______等。答案：冷激式合成塔、管殼式合成塔7.甲醇在儲存過程中，應(yīng)注意______、______等安全事項(xiàng)。答案：防火、防爆8.甲醇合成系統(tǒng)的壓力控制主要通過______來實(shí)現(xiàn)。答案：壓縮機(jī)的進(jìn)出口閥門9.甲醇精餾塔的回流比是指______與______之比。答案：回流量、塔頂采出量10.甲醇合成過程中的副反應(yīng)會生成______、______等物質(zhì)。答案：二甲醚、高級醇三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述甲醇合成的工藝流程。答案：首先原料氣（主要含H?、CO、CO?）經(jīng)壓縮后進(jìn)入合成塔，在合成塔內(nèi)，在催化劑的作用下，CO、CO?與H?發(fā)生反應(yīng)生成甲醇，反應(yīng)后的氣體出合成塔后進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻，使甲醇冷凝下來，未反應(yīng)的氣體一部分作為循環(huán)氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓后返回合成塔繼續(xù)參與反應(yīng)，另一部分作為馳放氣排出系統(tǒng)以維持系統(tǒng)的氣體成分穩(wěn)定。冷凝下來的粗甲醇進(jìn)入精餾系統(tǒng)，經(jīng)過預(yù)精餾塔除去輕組分雜質(zhì)，再進(jìn)入主精餾塔進(jìn)一步精餾，塔頂?shù)玫礁呒兌鹊募状籍a(chǎn)品，塔釜排出含有重組分雜質(zhì)的廢水。2.甲醇合成催化劑使用過程中需要注意哪些事項(xiàng)？答案：（1）避免中毒：要嚴(yán)格控制原料氣中的有害物質(zhì)，如硫化物、氯化物等，防止其使催化劑中毒失活。（2）控制反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度過高會導(dǎo)致催化劑活性下降、壽命縮短，應(yīng)嚴(yán)格控制在合適的范圍內(nèi)。（3）防止超壓：合成系統(tǒng)壓力波動(dòng)要在規(guī)定范圍內(nèi)，避免超壓對催化劑造成物理損壞。（4）避免頻繁開停車：頻繁的開停車可能導(dǎo)致催化劑結(jié)構(gòu)變化，影響其活性和壽命。（5）保護(hù)催化劑的物理性質(zhì)：防止催化劑受到劇烈震動(dòng)、碰撞等，避免其破碎、粉化影響反應(yīng)效果。3.甲醇精餾過程中，影響甲醇產(chǎn)品質(zhì)量的因素有哪些？答案：（1）精餾塔的操作溫度：塔頂溫度過高會使輕組分不能完全分離，塔釜溫度過高可能導(dǎo)致重組分上移進(jìn)入產(chǎn)品中，影響甲醇純度。（2）回流比：回流比不合適，回流過小分離效果差，回流過大能耗增加且可能導(dǎo)致塔內(nèi)液泛，影響產(chǎn)品質(zhì)量。（3）進(jìn)料組成：進(jìn)料中雜質(zhì)含量和組成不同，會直接影響精餾的分離效果和產(chǎn)品質(zhì)量。（4）塔板效率：塔板效率低，氣液傳質(zhì)效果差，不能有效分離各組分，影響甲醇純度。（5）設(shè)備運(yùn)行狀況：如塔內(nèi)有堵塞、泄漏等情況，會破壞精餾的正常操作，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。四、論述題（20分）論述甲醇合成系統(tǒng)的節(jié)能措施。答案：甲醇合成系統(tǒng)的節(jié)能措施可以從多個(gè)方面進(jìn)行：反應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能1.優(yōu)化催化劑性能：采用高活性、高選擇性的催化劑，能在較低的溫度和壓力下進(jìn)行反應(yīng)，降低反應(yīng)能耗。例如新型的銅基催化劑，其活性提高后，反應(yīng)溫度可適當(dāng)降低，減少了加熱或冷卻所需的能量。2.回收反應(yīng)熱：甲醇合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，利用反應(yīng)熱來預(yù)熱原料氣或生產(chǎn)蒸汽。如在合成塔后設(shè)置換熱器，將反應(yīng)后的高溫氣體熱量傳遞給進(jìn)入合成塔的原料氣，提高原料氣溫度，減少原料氣加熱所需的外部能量。同時(shí)，利用反應(yīng)熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可用于其他工藝環(huán)節(jié)或發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用。氣體壓縮系統(tǒng)節(jié)能1.合理選擇壓縮機(jī)：根據(jù)合成系統(tǒng)的氣量和壓力要求，選擇高效節(jié)能的壓縮機(jī)。采用先進(jìn)的壓縮機(jī)制造技術(shù)，如多級壓縮、等溫壓縮等，可提高壓縮效率，降低壓縮功耗。2.優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行：通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速或進(jìn)出口閥門，使壓縮機(jī)在最佳工況下運(yùn)行，避免不必要的壓縮功耗。同時(shí)，對壓縮機(jī)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保其冷卻效果良好，提高壓縮機(jī)效率。精餾系統(tǒng)節(jié)能1.采用高效精餾塔：選用高效的塔板或填料，提高精餾塔的分離效率，降低回流比，從而減少精餾過程中的加熱和冷卻能耗。例如新型的規(guī)整填料精餾塔，其分離效率比傳統(tǒng)塔板精餾塔更高，能有效降低能耗。2.熱集成精餾：將精餾塔的塔頂蒸汽和塔釜液進(jìn)行熱集成，利用塔頂蒸汽的熱量預(yù)熱塔釜液，減少塔釜再沸器的加熱量和塔頂冷凝器的冷卻量。還可以采用多效精餾技術(shù)，將多個(gè)精餾塔按一定方式組合，利用前一精餾塔塔頂蒸汽作為后一精餾塔塔釜再沸器的熱源，實(shí)現(xiàn)能量的多次利用，大幅降低精餾能耗。系統(tǒng)整體節(jié)能1.