2025年煤化工考試試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，錯選、多選均不得分）1.在煤氣化過程中，下列哪種氣化劑最適合制備高H?/CO比的合成氣？A.空氣B.氧氣+水蒸氣C.二氧化碳D.氮氣答案：B解析：氧氣+水蒸氣氣化時，水蒸氣變換反應(yīng)（CO+H?O?CO?+H?）向右移動，顯著提高H?/CO比，適合后續(xù)合成氨或甲醇。2.魯奇加壓氣化爐排渣形態(tài)通常為：A.干粉B.熔融液態(tài)渣C.灰渣球D.飛灰答案：B解析：魯奇爐操作溫度高于灰熔點，灰渣呈熔融態(tài)，經(jīng)激冷破碎后排出，可降低灰渣含碳量。3.煤直接液化循環(huán)溶劑的主要作用是：A.提供氫源B.分散煤粉并溶解自由基碎片C.降低系統(tǒng)黏度D.抑制催化劑失活答案：B解析：循環(huán)溶劑（供氫溶劑）通過氫穿梭機制穩(wěn)定煤熱解產(chǎn)生的自由基，防止縮合生焦。4.下列哪種煤氣凈化工藝對羰基硫（COS）水解效率最高？A.低溫甲醇洗B.聚乙二醇二甲醚法C.氧化鐵干法D.鈷鉬加氫+水解答案：D解析：鈷鉬加氫先將COS加氫轉(zhuǎn)化為H?S，再經(jīng)水解塔徹底脫除，總轉(zhuǎn)化率>99%。5.煤制烯烴（MTO）反應(yīng)中，導(dǎo)致催化劑積碳失活的最主要中間體是：A.乙烯B.二甲醚C.芳烴D.甲烷答案：C解析：芳烴在SAPO34孔道內(nèi)強吸附，進一步氫轉(zhuǎn)移生成稠環(huán)芳烴，堵塞孔道。6.殼牌氣化爐與Texaco氣化爐最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)差異在于：A.噴嘴數(shù)量B.是否采用水冷壁C.是否采用廢鍋流程D.進煤方式答案：C解析：殼牌采用上行式廢鍋回收高溫合成氣顯熱，Texaco采用激冷流程，影響后續(xù)蒸汽平衡。7.煤間接液化費托合成中，鏈增長概率α值增大，產(chǎn)品分布將：A.向輕烴移動B.向重質(zhì)蠟移動C.不變D.甲烷選擇性升高答案：B解析：α增大表示表面碳鏈終止概率降低，產(chǎn)物向長鏈烴（蠟）方向移動。8.下列哪種煤質(zhì)指標對Shell氣化爐氧耗影響最顯著？A.水分B.灰分C.固定碳D.哈氏可磨指數(shù)答案：B解析：灰分升高需額外顯熱熔融，氧耗線性增加，每增加1%灰分氧耗約增0.8%。9.煤制天然氣（SNG）甲烷化反應(yīng)器通常采用的多段絕熱固定床，段間設(shè)置的是：A.冷激氣B.蒸汽注入C.急冷油D.循環(huán)水答案：A解析：段間噴入冷合成氣或循環(huán)產(chǎn)品氣，控制溫升<30℃，防止催化劑燒結(jié)。10.低溫甲醇洗再生塔頂酸性氣中H?S濃度偏低，最可能原因是：A.甲醇流量過大B.熱再生塔底溫度低C.甲醇中水含量偏高D.吸收塔溫度低答案：C解析：水含量高會降低H?S溶解度，導(dǎo)致解析氣濃度下降，需通過甲醇精餾脫水。11.煤焦油加氫裂化過程中，抑制結(jié)焦的核心操作變量是：A.提高反應(yīng)壓力B.降低空速C.提高氫油比D.降低反應(yīng)溫度答案：C解析：高氫油比可快速飽和多環(huán)芳烴，減少自由基縮合，工業(yè)裝置氫油比常>1000:1。12.下列哪種催化劑最適合煤制乙二醇草酸酯路線加氫段？A.CuZnAlB.Pd/Al?O?C.NiMoWD.Ag/SiO?答案：B解析：草酸二甲酯加氫制乙二醇需高選擇性Pd基催化劑，抑制過度加氫生成乙醇。13.煤氣化細灰經(jīng)熔融氣化爐再循環(huán)，主要目的是：A.降低灰渣含碳B.提高冷煤氣效率C.回收鈉鉀催化劑D.減少飛灰排放答案：A解析：細灰含碳20~40%，熔融爐高溫區(qū)碳轉(zhuǎn)化>98%，可降至<2%。14.煤直接液化裝置中，設(shè)置高壓高溫分離器的核心目的是：A.回收氫氣B.防止輕油二次裂解C.降低系統(tǒng)壓降D.減少瀝青烯沉積答案：D解析：高溫分離使重質(zhì)油保持溶解狀態(tài)，避免瀝青烯在冷卻器壁面析出堵塞。15.下列關(guān)于煤制芳烴（MTA）的說法正確的是：A.采用ZSM5分子篩，產(chǎn)物以苯為主B.反應(yīng)壓力越高，芳烴選擇性越高C.甲醇空速升高，PX選擇性升高D.催化劑需周期再生答案：D解析：MTA反應(yīng)積碳快，需采用循環(huán)流化床連續(xù)燒焦，ZSM5改性后PX選擇性>90%。16.魯奇爐煤氣中苯酚含量高，最佳脫除位置在：A.煤氣冷卻器前B.低溫甲醇洗后C.變換爐前D.酚氨回收裝置答案：D解析：酚氨回收設(shè)在初冷后，利用剩余氨水萃取酚，塔底酚鈉鹽送焦油裝置。17.費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器設(shè)置蠟過濾器的目的是：A.控制漿液黏度B.降低催化劑損失C.回收重質(zhì)蠟產(chǎn)品D.防止氣泡聚并答案：A解析：蠟濃度過高導(dǎo)致漿液黏度>30mPa·s，傳質(zhì)惡化，需連續(xù)過濾蠟保持催化劑懸浮。18.煤制氫裝置PSA尾氣的最佳利用方式是：A.直接放空B.送燃氣輪機C.送氣化爐作噴嘴冷卻D.送甲烷化作原料答案：B解析：PSA尾氣熱值~10MJ/m3，經(jīng)燃氣輪機發(fā)電，能量利用率>55%。19.下列哪種助劑可提高草酸酯加氫催化劑抗CO中毒能力？A.ZnOB.La?O?C.K?OD.B?O?答案：B解析：La?O?提供氧空位，促進CO氧化脫附，減少Pd中心毒化。20.煤焦油蒸餾塔頂油用作加氫裂化原料前，需先進行：A.堿洗脫酚B.酸洗脫氮C.加氫脫金屬D.溶劑脫瀝青答案：A解析：塔頂油酚含量>5%，堿洗可回收酚鈉，避免酚在加氫段耗氫生成水。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）21.下列哪些措施可降低Shell氣化爐飛灰含碳？A.提高爐膛溫度B.減小煤粉粒徑C.提高氧煤比D.增加爐膛高度答案：A、C解析：高溫與高氧煤比延長碳顆粒停留時間，提高燃盡率；粒徑過小易隨氣流逃逸。22.煤制烯烴裝置甲醇合成催化劑失活的原因包括：A.硫中毒B.水熱燒結(jié)C.銅微晶長大D.鉀遷移答案：A、B、C解析：CuZnAl系催化劑對硫敏感，水熱環(huán)境導(dǎo)致ZnO重排，銅晶粒>15nm活性下降。23.關(guān)于煤直接液化循環(huán)溶劑供氫指數(shù)（HDI），下列說法正確的是：A.HDI越高，自由基穩(wěn)定能力越強B.HDI與芳環(huán)數(shù)呈正相關(guān)C.HDI可通過預(yù)加氫提高D.HDI與硫含量無關(guān)答案：A、C解析：HDI以四氫萘為基準，預(yù)加氫增加環(huán)烷結(jié)構(gòu)，提高供氫速率；硫會毒化加氫催化劑。24.費托合成水相副產(chǎn)物處理包括：A.厭氧發(fā)酵制沼氣B.水氣變換制氫C.精餾回收醇酮D.回注氣化爐答案：A、C解析：水相含氧有機物5~10%，經(jīng)精餾得混合醇，殘液厭氧產(chǎn)沼氣，能量回收>80%。25.低溫甲醇洗系統(tǒng)發(fā)泡的可能原因：A.甲醇中烴類積聚B.系統(tǒng)氮氣泄漏C.甲醇中水含量低D.表面活性劑帶入答案：A、D解析：烴類及潤滑油形成膠束，降低表面張力，需加入硅酮消泡劑。26.煤制天然氣甲烷化催化劑必須具備的性能：A.高溫抗燒結(jié)B.耐硫酸鹽化C.低水熱敏感性D.高壓抗粉化答案：A、C、D解析：甲烷化放熱強，需耐700℃高溫；硫已在前工序脫除，無需耐硫。27.下列屬于煤焦油加氫裂化輕餾分用途的是：A.高辛烷值汽油組分B.航空煤油C.芳烴抽提原料D.乙烯裂解料答案：A、C解析：加氫裂化石腦油芳潛>70%，是重整制芳烴優(yōu)質(zhì)原料；硫氮低，可直接調(diào)汽油。28.影響水煤漿氣化氧耗的煤質(zhì)因素：A.灰熔點B.可磨性C.內(nèi)水D.氧含量答案：A、B、C解析：灰熔點高需提高溫度，可磨性差增加粒度，內(nèi)水高耗蒸發(fā)潛熱，均增氧耗。29.煤制乙二醇亞硝酸酯再生反應(yīng)中，下列哪些氣體可替代NO循環(huán)：A.N?OB.NO?C.N?D.CO?答案：A、B解析：N?O、NO?在Pd催化下與甲醇反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，實現(xiàn)NOx閉環(huán)。30.下列關(guān)于煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)說法正確的是：A.可實現(xiàn)能量梯級利用B.需配套CO?捕集C.產(chǎn)品方案靈活D.系統(tǒng)能效一定高于單產(chǎn)答案：A、B、C解析：多聯(lián)產(chǎn)通過品位對口提高能效，但復(fù)雜度高，若設(shè)計不當反而降低能效。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.魯奇爐煤氣中NH?可在變換爐前徹底分解。答案：×解析：變換催化劑對NH?無分解活性，需在后續(xù)低溫段酸水汽提塔脫除。32.費托合成鐵系催化劑比鈷系更適合高CO?原料氣。答案：√解析：Fe催化劑具水氣變換活性，可將CO?轉(zhuǎn)化為CO，維持合成氣H?/CO比。33.煤直接液化反應(yīng)器出口物料經(jīng)減壓閥直接進常壓蒸餾塔。答案：×解析：需先經(jīng)高溫高壓分離器回收氫氣，再逐級減壓，防止輕組分閃蒸帶出催化劑。34.低溫甲醇洗吸收塔溫度越低，CO?吸收量越大，但溫度過低會導(dǎo)致甲醇黏度升高。答案：√解析：60℃以下甲醇黏度>10mPa·s，傳質(zhì)系數(shù)下降，需優(yōu)化溫度梯度。35.煤制烯烴裝置甲醇合成回路弛放氣主要目的是控制惰性氣濃度。答案：√解析：弛放氣排放CH?、N?，維持循環(huán)氣惰氣<8%，保證合成反應(yīng)速率。36.煤焦油中喹啉不溶物（QI）加氫后會完全轉(zhuǎn)化為飽和烴。答案：×解析：QI為稠環(huán)芳烴聚合物，加氫裂化仍生成多環(huán)芳烴，需控制轉(zhuǎn)化率防結(jié)焦。37.殼牌氣化爐廢鍋流程副產(chǎn)蒸汽可用于驅(qū)動空分壓縮機。答案：√解析：廢鍋產(chǎn)13MPa高壓蒸汽，經(jīng)過熱后全廠自用率>90%，降低外購電。38.煤制乙二醇草酸酯路線中，亞硝酸甲酯再生反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案：×解析：2NO+2CH?OH+?O?→2CH?ONO+H?O，ΔH>0，為放熱反應(yīng)，需移熱。39.煤制天然氣甲烷化采用絕熱固定床時，段間冷激氣可用產(chǎn)品氣。答案：√解析：循環(huán)產(chǎn)品氣CH?含量高，熱容大，可有效控制溫升，避免催化劑燒結(jié)。40.煤液化殘渣（CLR）熱值低于原煤，不可作為氣化原料。答案：×解析：CLR灰分高但熱值仍>25MJ/kg，經(jīng)研磨后可送氣流床氣化，實現(xiàn)殘渣資源化。四、填空題（每空1分，共20分）41.水煤漿氣化噴嘴常用三通道結(jié)構(gòu)，中心通道走________，外環(huán)通道走________。答案：氧氣；水煤漿解析：中心氧提供高速剪切，外環(huán)漿液被霧化，提高碳轉(zhuǎn)化率。42.煤直接液化典型操作條件：溫度________℃，壓力________MPa。答案：440~470；17~19解析：該區(qū)間煤大分子鍵斷裂與加氫速率匹配，過高易生焦。43.費托合成鐵催化劑助劑K?O的作用是________，但過量會導(dǎo)致________。答案：促進CO解離吸附；甲烷選擇性升高解析：K提供電子，增強CO吸附，但過量使表面碳過度加氫。44.低溫甲醇洗熱再生塔底溫度控制在________℃，防止甲醇________。答案：105~110；熱分解解析：甲醇在>120℃顯著分解生成二甲醚，需控制再沸器溫度。45.煤制烯烴（MTO）反應(yīng)SAPO34分子篩孔徑約________nm，限制C________以上烴生成。答案：0.38；C6解析：八元環(huán)孔口限制大分子擴散，提高乙烯丙烯選擇性。46.煤焦油加氫裂化裝置，一般要求原料氮含量<________ppm，金屬<________ppm。答案：2000；50解析：高氮導(dǎo)致酸中心中毒，金屬沉積堵塞催化劑孔道。47.煤制乙二醇亞硝酸酯再生反應(yīng)器常用________材質(zhì)，防止________腐蝕。答案：316L；硝酸露點解析：NOx遇水生成硝酸，需耐酸不銹鋼。48.煤氣化爐壁面渣層厚度由________與________速率共同決定。答案：熔渣沉積；熔渣流動解析：動態(tài)平衡決定渣層厚度，影響熱阻與爐壁溫度。49.煤制天然氣甲烷化催化劑載體常用________，活性組分為________。答案：γAl?O?；Ni解析：高比表面Al?O?分散Ni晶粒，提高高溫穩(wěn)定性。50.煤液化循環(huán)溶劑供氫指數(shù)（HDI）測定采用________為模型化合物，反應(yīng)溫度________℃。答案：四氫萘；400解析：通過測定四氫萘脫氫率評估溶劑供氫能力。五、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述Shell氣化爐與Texaco氣化爐在激冷方式上的差異及對下游系統(tǒng)的影響。答案：Shell采用廢鍋流程，高溫合成氣經(jīng)輻射+對流鍋爐回收顯熱，產(chǎn)13MPa蒸汽，合成氣出口溫度~340℃，干氣含汽量低，下游需補蒸汽滿足變換要求；Texaco采用水激冷，合成氣直接飽和含水~55%，變換無需補汽，但顯熱損失大，整體效率低~3個百分點。廢鍋流程設(shè)備投資高，但蒸汽可驅(qū)動空分，適合大型化；激冷流程簡單，適合缺水地區(qū)。52.說明煤直接液化裝置高壓高溫分離器設(shè)置“減壓階梯”的原因及具體措施。答案：高壓高溫分離器出口物料含氫>80%，若直接減壓，輕組分閃蒸導(dǎo)致溫度驟降，瀝青烯析出堵塞管道。措施：設(shè)置3~4級減壓閥組，每級壓降2~3MPa，級間設(shè)加熱器補償溫降，控制溫降<20℃/級；同時注入循環(huán)溶劑稀釋，保持重質(zhì)油溶解狀態(tài)，最終降至常壓進減壓塔。53.列舉低溫甲醇洗系統(tǒng)發(fā)泡的三個典型征兆，并給出應(yīng)急處理步驟。答案：征兆：①吸收塔壓差突增>20kPa；②循環(huán)泵電流下降>10%；③甲醇流量波動±15%。應(yīng)急：立即注入消泡劑（硅酮類）200ppm；降低氣負荷至70%；切換至備用過濾器；若無效，停循環(huán)泵，甲醇靜置分層后撇泡，分析發(fā)泡源（烴類、潤滑油），針對性清洗。54.煤制烯烴MTO反應(yīng)為何采用流化床而非固定床？答案：MTO反應(yīng)放熱強（~1700kJ/kg甲醇），固定床溫升>50℃，導(dǎo)致催化劑燒結(jié)與副產(chǎn)芳烴；流化床可實現(xiàn)等溫操作（±5℃），催化劑連續(xù)再生燒焦，保持活性；同時流化床便于大型化，單套規(guī)?？蛇_180萬噸/年甲醇進料，而固定床需多列并聯(lián)，投資高。55.煤焦油加氫裂化裝置如何根據(jù)原料性質(zhì)調(diào)整催化劑級配？答案：高金屬原料首段裝填大孔NiMo保護劑（孔徑>20nm），體積占比10%，脫金屬率>90%；中段裝填強加氫脫氮催化劑（NiW/Al?O?），溫度380℃，脫氮率>85%；尾段裝填分子篩型裂化劑（Ni/HY），控制單程轉(zhuǎn)化率~65%，避免過裂化；若高芳烴，則提高中段比例，降低裂化段溫度，減少芳烴飽和耗氫。六、計算題（每題10分，共20分）56.某Shell氣化爐日投煤量2200t（干基），煤含碳80.5%、灰分12%，操作壓力4.0MPa，碳轉(zhuǎn)化率98%，合成氣干基產(chǎn)量153kmol/t煤，其中CO58%、H?30%、CO?12%。求：（1）合成氣總產(chǎn)量（萬Nm3/d）；（2）比氧耗（Nm3O?/1000Nm3合成氣）。答案：（1）日合成氣量=2200×153×22.4/10000=75.4萬Nm3/d（2）碳平衡：入碳=2200×0.805=1771t/d合成氣含碳=2200×0.805×0.98=1735.6t/d合成氣中CO+CO?碳摩爾=(0.58+0.12)×153×2200/1000=235.6kmol/t需氧量：每kmolCO需0.5kmolO?，每kmolCO?需1kmolO?總O?=235.6×(0.58×0.5+0.12×1)×2200=235.6×0.41×2200=212.5kmol/d比氧耗=212.5×22.4/(75.4×10)=252Nm3O?/1000Nm3解析：通過元素平衡計算，忽略灰渣殘?zhí)?%，結(jié)果與工業(yè)數(shù)據(jù)偏差<3%。57.某煤制烯烴裝置甲醇進料180t/h，MTO反應(yīng)甲醇轉(zhuǎn)化率99.8%，乙烯+丙烯選擇性80%（質(zhì)量比乙烯:丙烯=1.1:1），求：（1）乙烯產(chǎn)量（t/h）；（2）若配套聚丙烯裝置，丙烯利用率92%，聚丙烯產(chǎn)量（t/h）。答案：（1）有效甲醇=180×0.998=179.64t/h烯烴總量=179.64×0.8=143.71t/h設(shè)乙烯x，丙烯y，x/y=1.1，x+y=143.71解得x=75.2t/h，y=68.5t/h（2