2025年煤化工油品試題及答案一、選擇題（每題1分，共20分）1.煤直接液化過(guò)程中，決定油品產(chǎn)率最關(guān)鍵的步驟是A.煤漿制備?B.加氫裂化?C.溶劑脫灰?D.殘?jiān)鼩饣鸢福築解析：加氫裂化段在450℃、15–20MPa條件下將煤大分子斷裂并加氫飽和，直接決定液體收率；其余步驟主要影響裝置穩(wěn)定與固廢排放。2.下列哪項(xiàng)不是煤間接液化FT合成的典型催化劑毒物A.H?S?B.COS?C.NH??D.HCl答案：C解析：NH?雖可吸附酸性中心，但對(duì)Fe/Co基FT活性位毒性遠(yuǎn)低于硫、氯；H?S、COS、HCl均會(huì)不可逆占據(jù)金屬位。3.煤焦油加氫精制裝置設(shè)置預(yù)加氫反應(yīng)器的主要目的是A.脫金屬?B.烯烴飽和?C.脫氧?D.脫氮答案：B解析：煤焦油含30–40%不飽和烴，預(yù)加氫在較低溫度下先飽和烯烴，防止主反應(yīng)器結(jié)焦，保護(hù)后段催化劑。4.在Shell煤氣化激冷流程中，合成氣出氣化爐后首先經(jīng)過(guò)A.文丘里洗滌器?B.廢熱鍋爐?C.干法過(guò)濾器?D.水冷壁答案：A解析：高溫合成氣（約1500℃）經(jīng)文丘里快速洗滌降溫至200℃以下，同時(shí)除去90%以上粉塵，防止后續(xù)設(shè)備堵塞。5.煤制油項(xiàng)目全生命周期碳排放強(qiáng)度（gCO?e/MJ）排序正確的是A.直接液化＞間接液化＞石油煉制?B.間接液化＞直接液化＞石油煉制C.石油煉制＞直接液化＞間接液化?D.直接液化＞石油煉制＞間接液化答案：A解析：直接液化氫耗高、工藝CO?排放集中；間接液化多一步氣化，碳損失疊加，二者均高于常規(guī)煉制。6.下列哪種溶劑對(duì)煤萃取最高，但對(duì)后續(xù)加氫活性提升最小A.四氫萘?B.N甲基吡咯烷酮?C.甲苯?D.離子液體[BMIM]Cl答案：C解析：甲苯溶解度參數(shù)與煤相近，萃取率高，但供氫能力弱；四氫萘、離子液體兼具溶解與供氫/催化作用。7.煤液化殘?jiān)能浕c(diǎn)通常用哪種方法測(cè)定A.環(huán)球法?B.針入度法?C.毛細(xì)管法?D.氧彈法答案：A解析：殘?jiān)鼘俟虘B(tài)瀝青質(zhì)，環(huán)球法（GB/T4507）測(cè)軟化點(diǎn)最為常用。8.在Co基FT合成中，鏈增長(zhǎng)概率α與下列哪項(xiàng)無(wú)關(guān)A.溫度?B.H?/CO比?C.反應(yīng)壓力?D.催化劑孔徑答案：D解析：α主要受熱力學(xué)（溫度）、吸附平衡（H?/CO）、氣相分壓（壓力）影響；孔徑影響擴(kuò)散但不改本征α。9.煤制油裝置酸性水汽提塔頂氣最常用的處理方式是A.直接焚燒?B.克勞斯回收?C.生物脫硫?D.胺液吸收答案：B解析：汽提塔頂氣含H?S20–40%，克勞斯+SCOT組合可回收硫磺，滿足GB31570排放限值。10.下列關(guān)于煤基航空煤油（SPK）指標(biāo)描述錯(cuò)誤的是A.芳烴≤0.5v%?B.冰點(diǎn)≤47℃?C.煙點(diǎn)≥25mm?D.硫含量≤0.1mg/kg答案：D解析：ASTMD7566要求煤基SPK硫≤0.001mg/kg（10ppb），不是0.1mg/kg。11.在煤直接液化循環(huán)溶劑中，控制2環(huán)己基萘含量＜1wt%的主要目的是A.降低粘度?B.防止結(jié)晶堵塞?C.減少腐蝕?D.提高供氫量答案：B解析：2環(huán)己基萘熔點(diǎn)>80℃，高含量會(huì)在換熱器中析出，造成堵塞。12.煤間接液化柴油餾分十六烷值典型范圍A.40–45?B.50–55?C.70–80?D.90–100答案：C解析：FT柴油直鏈烷烴為主，十六烷值高達(dá)70–80，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)Ⅵ柴油（≥51）。13.下列哪項(xiàng)不是煤制油項(xiàng)目環(huán)評(píng)中“三廢”重點(diǎn)A.高鹽水?B.灰渣?C.VOCs無(wú)組織?D.放射性廢渣答案：D解析：煤本身放射性核素含量低，工藝不產(chǎn)生放射性廢渣；高鹽水、灰渣、VOCs均需專項(xiàng)評(píng)價(jià)。14.在煤液化反應(yīng)器中，氫分壓下降0.5MPa，油品產(chǎn)率下降約A.1%?B.3%?C.8%?D.15%答案：C解析：工業(yè)數(shù)據(jù)回歸表明，氫分壓每降0.1MPa，液體收率降1.5%；0.5MPa對(duì)應(yīng)約8%。15.煤焦油加氫裂化裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)設(shè)置干氣密封，密封氣源通常選A.凈化后燃料氣?B.高壓氮?dú)?C.循環(huán)氫本身?D.裝置空氣答案：C解析：循環(huán)氫純度>90%，無(wú)油、無(wú)硫，可避免密封氣污染潤(rùn)滑油系統(tǒng)。16.下列哪種助劑可提高FT催化劑機(jī)械強(qiáng)度A.SiO??B.K?O?C.CuO?D.ZnO答案：A解析：SiO?作為結(jié)構(gòu)助劑，提高Co/SiO?催化劑壓碎強(qiáng)度；K、Cu、Zn主要調(diào)電子性質(zhì)。17.煤制油項(xiàng)目取水指標(biāo)（t水/t油）先進(jìn)值應(yīng)≤A.6?B.10?C.15?D.20答案：A解析：工信部2025年取水定額要求新建煤直接液化項(xiàng)目取水≤6t/t油，間接液化≤7t/t油。18.煤液化油加氫脫氮反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系符合A.Arrhenius方程?B.Langmuir方程?C.Flory方程?D.Antoine方程答案：A解析：脫氮為化學(xué)反應(yīng)，速率常數(shù)k=Ae^(?Ea/RT)，服從Arrhenius規(guī)律。19.在FT合成水中，有機(jī)酸含量最高的是A.甲酸?B.乙酸?C.丙酸?D.丁酸答案：B解析：FT水相中乙酸占有機(jī)酸70%以上，來(lái)源于CO插入鏈增長(zhǎng)副反應(yīng)。20.煤直接液化裝置緊急泄壓閥動(dòng)作后，最先啟動(dòng)的安全設(shè)施是A.火炬分液罐液位聯(lián)鎖?B.氮?dú)庾⑷?C.消防噴淋?D.裝置停車答案：B解析：泄壓后系統(tǒng)氫濃度高，立即注入氮?dú)庀♂屩?lt;4%，防止爆炸。二、填空題（每空1分，共20分）21.煤間接液化合成氣有效組分（CO+H?）占比應(yīng)≥85%，硫含量≤0.1ppm。22.煤液化循環(huán)溶劑的最佳供氫指數(shù)（Hdonorindex）范圍為15–20mgH/g。23.按GB30178，煤制油單位產(chǎn)品綜合能耗先進(jìn)值≤3.6tce/t油。24.FT合成鐵基催化劑活化氣體通常采用H?/CO=2，溫度280–320℃。25.煤焦油加氫裂化裝置熱高分氣液比（V/L）設(shè)計(jì)值一般取500–700Nm3/m3。26.煤液化殘?jiān)鼩饣捎脷饬鞔矤t型，氧煤比0.8–1.0Nm3/kg。27.煤基航空煤油摻混比例上限為50v%，需加入芳烴組分以彌補(bǔ)密封膨脹性。28.在Shell氣化中，合成氣冷卻器入口灰顆粒濃度設(shè)計(jì)保證值≤50mg/Nm3。29.煤制油項(xiàng)目廢水“零排放”最后一步多采用蒸發(fā)結(jié)晶+冷凍分鹽工藝。30.煤直接液化第一反應(yīng)器液時(shí)空速（LHSV）一般控制在0.2–0.4h?1。三、判斷題（每題1分，共10分）31.煤液化油芳烴含量高于石油基柴油，因此其密度更低。?×解析：芳烴密度大，煤液化油密度0.86–0.90g/cm3，高于石油柴油0.82–0.84g/cm3。32.FT合成水相經(jīng)汽提后可直接回用至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。?×解析：仍含微量醇、酸，需經(jīng)生化或高級(jí)氧化后才能回用。33.煤間接液化裝置副產(chǎn)LPG可作為裂解制乙烯原料。?√解析：FTLPG烯烴含量低、雜質(zhì)少，是優(yōu)質(zhì)乙烯料。34.煤焦油加氫裂化采用NiMo/Al?O?催化劑時(shí)，MoO?含量越高，脫氮活性越強(qiáng)。?√解析：Mo為主要活性相，Ni為助劑，提高M(jìn)o分散度，增強(qiáng)C–N鍵斷裂。35.煤液化裝置循環(huán)氫中CO?濃度升高會(huì)促進(jìn)催化劑積碳。?√解析：CO?發(fā)生逆水煤氣反應(yīng)生成CO，CO裂解析碳。36.煤制油項(xiàng)目碳捕集率≥50%即可申請(qǐng)CCER備案。?×解析：需≥60%且額外性論證，2025年新規(guī)。37.煤直接液化殘?jiān)腍/C原子比通常低于原煤。?√解析：殘?jiān)患憝h(huán)芳烴與瀝青質(zhì)，H/C<0.8，低于煙煤0.9–1.0。38.FT蠟裂解制α烯烴，裂解溫度越高，α烯烴選擇性越高。?×解析：溫度過(guò)高發(fā)生二次裂解和芳構(gòu)化，α烯烴選擇性下降。39.煤制油裝置高壓換熱器采用雙相鋼2205可有效防止Cl?應(yīng)力腐蝕。?√解析：2205含Mo，耐Cl?點(diǎn)蝕當(dāng)量>32，適用于高鹽環(huán)境。40.煤液化油加氫脫硫反應(yīng)級(jí)數(shù)對(duì)H?S為負(fù)一級(jí)。?√解析：H?S競(jìng)爭(zhēng)吸附活性位，抑制加氫脫硫，表現(xiàn)為負(fù)級(jí)數(shù)。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）41.簡(jiǎn)述煤直接液化與間接液化在能量轉(zhuǎn)化效率上的差異及原因。答案：直接液化能量效率58–62%，間接液化42–47%。原因：（1）直接液化省掉氣化步驟，減少一次能量損失約8%；（2）間接液化FT合成放熱量大，低位熱難以完全回收；（3）間接液化多一步變換調(diào)整H?/CO，額外損失5–6%；（4）直接液化氫耗低（6–8wt%），間接液化需外加H?，制氫能耗高。42.說(shuō)明煤焦油加氫裂化裝置“熱高壓分離器+冷低壓分離器”組合的優(yōu)點(diǎn)。答案：（1）熱高壓分離器（溫度200℃、壓力15MPa）先分離重質(zhì)組分，減少冷卻負(fù)荷；（2）熱高分氣相進(jìn)冷卻器，避免重質(zhì)蠟?zāi)Y(jié)堵塞；（3）冷低壓分離器（40℃、0.5MPa）進(jìn)一步回收輕烴，降低壓縮機(jī)負(fù)荷；（4）兩段分離減少含硫污水量30%，降低汽提塔規(guī)模；（5）提高氫氣純度，循環(huán)氫中C?+≤0.5v%，延長(zhǎng)催化劑壽命。43.列舉三種降低煤制油項(xiàng)目水耗的技術(shù)措施并給出量化效果。答案：（1）空冷替代水冷：循環(huán)水蒸發(fā)損失由2.5%降至0.6%，年節(jié)水120萬(wàn)t（100萬(wàn)t/a規(guī)模）；（2）高鹽水深度濃縮：采用正滲透+蒸發(fā)結(jié)晶，回收率由85%提至98%，新鮮水取水量由7.2t/t降至5.1t/t；（3）工藝?yán)淠夯赜茫篎T合成水經(jīng)除油、除酸、離子交換后電導(dǎo)≤1μS/cm，回用至鍋爐補(bǔ)水，年節(jié)水45萬(wàn)t。44.闡述FT合成鐵基催化劑失活的三類機(jī)理及工業(yè)再生方法。答案：（1）硫中毒：H?S與Fe形成FeS，活性下降，采用高溫H?還原再生，溫度400℃、時(shí)間12h；（2）積碳：CO歧化生成碳納米管，堵塞孔道，采用含O?0.5%的氮?dú)鉄?，溫?00℃，燒碳速率<0.5wt%/h；（3）相變：Fe?C?氧化為Fe?O?，活性下降，采用CO/H?=1/1再碳化，280℃、24h，恢復(fù)碳化鐵相。工業(yè)上設(shè)置在線切換反應(yīng)器，再生周期90–120d。45.煤液化油生產(chǎn)國(guó)Ⅵ柴油需重點(diǎn)調(diào)整哪些指標(biāo)？給出技術(shù)路徑。答案：（1）多環(huán)芳烴≤7wt%：采用加氫裂化+異構(gòu)降凝，溫度380℃、氫分壓12MPa，空速1.0h?1；（2）十六烷值≥51：通過(guò)選擇性裂化減少側(cè)鏈，提高正構(gòu)烷烴比例；（3）密度820–845kg/m3：引入部分異構(gòu)化，控制密度；（4）硫≤10ppm：采用NiMoW/Al?O?催化劑，體積空速2h?1，反應(yīng)溫度340℃；（5）潤(rùn)滑性：HFRR磨斑直徑≤460μm，加入150ppm脂肪酸酯型抗磨劑。五、計(jì)算題（共30分）46.（10分）某煤直接液化裝置年處理洗精煤300萬(wàn)t（干基），煤樣工業(yè)分析：Mad3.5%，Aad8.2%，Vad32%，F(xiàn)Cad56.3%；元素分析Cdaf83.2%，Hdaf5.6%，Ndaf1.4%，Sdaf0.8%，Odaf9%。假設(shè)液化轉(zhuǎn)化率（daf煤）為90%，氫耗7wt%（對(duì)daf煤），循環(huán)溶劑供氫量折合1.2wt%（對(duì)daf煤），剩余氫由新鮮H?補(bǔ)充。求：（1）年新鮮氫氣消耗量（萬(wàn)Nm3）；（2）若制氫裝置采用水煤漿氣化+變換+PSA，比能耗3.2Gcal/萬(wàn)Nm3H?，求年制氫能耗（Gcal）。答案：（1）daf煤量=300×(1?0.035?0.082)=264.9萬(wàn)t氫耗=264.9×0.07=18.543萬(wàn)t供氫溶劑提供=264.9×0.012=3.179萬(wàn)t需新鮮H?=18.543?3.179=15.364萬(wàn)tH?密度0.0899kg/Nm3→15.364×10?×103/0.0899=17.09×10?Nm3=17.09億Nm3（2）制氫能耗=17.09×3.2=54.69×10?Gcal解析：注意扣除溶劑供氫，避免重復(fù)計(jì)算；單位換算1t=1000kg，1萬(wàn)t=10?kg。47.（10分）某FT合成回路進(jìn)氣量30萬(wàn)Nm3/h（干基），組成：CO45%，H?45%，CO?5%，CH?3%，N?2%；單程轉(zhuǎn)化率CO70%，H?75%；產(chǎn)物選擇性：CH?8%，C?–C?20%，C?+72%。忽略水氣變換。求：（1）出口CO流量（kmol/h）；（2）C?+產(chǎn)量（t/h）；（3）循環(huán)氣與新鮮氣摩爾比。答案：（1）進(jìn)口CO=30×0.45=13.5萬(wàn)Nm3/h=13.5×103/22.4=6027kmol/h反應(yīng)CO=6027×0.7=4219kmol/h出口CO=6027?4219=1808kmol/h（2）總碳轉(zhuǎn)化=4219kmol/hC?+選擇性72%→碳=4219×0.72=3038kmol/h平均碳數(shù)按12計(jì)，分子量12×12+26=170kg/kmolC?+產(chǎn)量=3038×170/1000=516.5t/h（3）出口總氣量=進(jìn)口?反應(yīng)體積收縮反應(yīng)消耗H?+CO=4219+(6027×0.75/0.7)=4219+6468=10687kmol生成CH?+C?–C?=4219×0.08×1+4219×0.2×2=337+1688=2025kmol凈減=10687?2025=8662kmol出口氣=進(jìn)口?凈減=30×103/22.4?8662=13393?8662=4731kmol/h循環(huán)氣=出口氣?弛放氣，設(shè)弛放3%→循環(huán)=4731×0.97=4589kmol/h新鮮氣=6027kmol/h循環(huán)比=4589/6027=0.76解析：注意體積收縮按碳平衡計(jì)算；循環(huán)比為循環(huán)摩爾/新鮮摩爾。48.（10分）某煤制油廠擬建90t/h高鹽水蒸發(fā)結(jié)晶裝置，進(jìn)水TDS45000mg/L，要求結(jié)晶產(chǎn)混鹽含水率5%，母液回流比2:1，求：（1）蒸發(fā)水量（t/h）；（2）混鹽產(chǎn)量（t/h）；（3）若采用MVR蒸發(fā)，比能耗45kWh/t水，年運(yùn)行8000h，求年電耗（萬(wàn)kWh）。答案：（1）總鹽=90×45/1000=4.05t/h設(shè)蒸發(fā)Wt/h，母液回流2x，鹽平衡：4.05=0.95×(W?x)回流比2:1→x=2(W?x)?x=2W/3代入：4.05=0.95×(W?2W/3)=0.95×W/3?W=12.79t/h（2）混鹽=W?x=12.79?8.53=4