2026年煤化工考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在煤直接液化過程中，催化劑的主要作用是：A.提高反應(yīng)溫度B.降低氫氣消耗C.促進煤大分子裂解與加氫D.減少副產(chǎn)物生成答案：C解析：煤直接液化是在高溫高壓下將煤與氫氣反應(yīng)生成液體燃料，催化劑的核心功能是促進煤大分子結(jié)構(gòu)斷裂并與氫結(jié)合，形成穩(wěn)定的液態(tài)烴，而非單純降低氫耗或溫度。2.下列哪種煤氣化技術(shù)屬于氣流床氣化？A.Lurgi固定床氣化B.溫克勒流化床氣化C.Shell干粉氣流床氣化D.魯奇熔渣氣化答案：C解析：Shell氣化爐采用干粉煤進料，純氧氣化，屬典型氣流床工藝；Lurgi為固定床，溫克勒為流化床，魯奇熔渣氣化雖高溫但仍是固定床變種。3.煤制烯烴（CTO）路線中，甲醇制烯烴（MTO）反應(yīng)器最常用的催化劑是：A.ZSM-5分子篩B.Y型分子篩C.SAPO-34分子篩D.絲光沸石答案：C解析：SAPO-34具有CHA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，孔徑0.38nm，對乙烯、丙烯選擇性高，積碳速率低，是工業(yè)MTO裝置首選；ZSM-5孔徑較大，芳烴副產(chǎn)高。4.煤間接液化費托合成中，鈷基催化劑與鐵基催化劑相比，主要優(yōu)勢是：A.耐硫性強B.鏈增長能力強，柴油餾分高C.成本低D.操作溫度窗口寬答案：B解析：鈷基催化劑CO加氫活性高，鏈增長因子α大，產(chǎn)物分布更偏向重質(zhì)烴，適合生產(chǎn)高品質(zhì)柴油；鐵基耐硫好、成本低，但α值小，汽油組分多。5.在煤熱解多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，下列哪項操作條件最有利于提高焦油產(chǎn)率？A.快速升溫至1000°C并長時間停留B.慢速升溫至550°C并縮短停留時間C.快速升溫至650°C并快速導(dǎo)出揮發(fā)分D.在惰性氣氛下以3°C/min升至800°C答案：C解析：快速熱解（flashpyrolysis）在600–700°C區(qū)間、極短氣相停留時間可抑制二次裂解，焦油產(chǎn)率最高；高溫長停留會促使焦油裂解為氣體。6.計算煤氣化爐冷煤氣效率時，不包含下列哪項熱量？A.煤氣低位熱值B.煤的低位熱值C.入爐蒸汽焓D.出爐煤氣顯熱答案：C解析：冷煤氣效率=煤氣化學(xué)能/煤化學(xué)能，僅考慮化學(xué)能轉(zhuǎn)換，蒸汽焓為物理熱輸入，不計入效率分子或分母。7.煤制天然氣（SNG）甲烷化反應(yīng)CO+3H?=CH?+H?O，ΔH=-206kJ/mol，下列哪種措施可抑制催化劑積碳？A.提高H?/CO比至3.2以上B.降低壓力至0.5MPaC.提高CO分壓D.降低入口溫度至200°C答案：A解析：高H?/CO比有利于甲烷化平衡右移，減少CO歧化（2CO→C+CO?）熱力學(xué)驅(qū)動力；低溫雖抑制積碳但活性不足，低壓不利甲烷化。8.下列哪種污染物在煤化工廢水中的COD貢獻最大？A.氨氮B.酚類C.氰化物D.懸浮物答案：B解析：酚類（苯酚、甲酚等）生物毒性強且難降解，單組分COD可達2000–3000mg/L，占總COD50%以上；氨氮以N計，不直接貢獻COD。9.在煤直接液化溶劑中，下列哪類化合物最能有效溶解煤大分子？A.直鏈烷烴B.多環(huán)芳烴與氫化芳烴混合物C.醇類D.羧酸答案：B解析：氫化芳烴（如四氫萘）兼具良好溶解性與供氫能力，可在液化初期提供活性氫，穩(wěn)定自由基，提高油收率；直鏈烷烴溶解力差。10.采用AspenPlus模擬煤氣化過程時，下列哪種物性方法最適合高溫（>1200°C）氣化爐？A.NRTLB.PR-BMC.SRKD.Ideal答案：B解析：PR-BM（Peng-RobinsonwithBoston-Mathiasalphafunction）適用于高溫高壓非極性體系，可準(zhǔn)確計算合成氣組分逸度；NRTL用于極性液相，Ideal誤差大。11.煤基合成氣中H?/CO摩爾比為0.8，欲調(diào)節(jié)至2.0用于甲醇合成，最經(jīng)濟的方法是：A.水氣變換+脫碳B.甲烷重整C.深冷分離D.膜分離氫答案：A解析：水氣變換CO+H?O→CO?+H?可靈活調(diào)節(jié)H?/CO，副產(chǎn)CO?易脫除；甲烷重整需額外蒸汽，深冷與膜分離成本高，僅提氫不增H?/CO。12.下列哪項不是煤熱解產(chǎn)物半焦的高值化利用方向？A.作高爐噴吹燃料B.制備電容炭C.直接作土壤改良劑D.作氣流床氣化原料答案：C解析：半焦含一定灰分與重金屬，直接土壤改良存在環(huán)境風(fēng)險；需活化后制備多孔炭方可用于土壤。高爐噴吹、電容炭、氣化原料均為成熟路線。13.在費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中，下列哪項操作可有效防止催化劑磨損？A.提高表觀氣速B.采用大粒徑催化劑C.降低漿液固含量至10%以下D.增加內(nèi)部冷卻管數(shù)量答案：B解析：大粒徑（>50μm）催化劑顆粒慣性大，不易被氣泡尾渦夾帶撞擊，磨損率下降；高氣速反而加劇磨損。14.煤制氫過程中，變壓吸附（PSA）尾氣主要成分是：A.H?與COB.CO?與CH?C.CO?與N?D.H?與CH?答案：C解析：PSA尾氣為吸附相，含未被吸附的CO?、N?及少量CH?，H?純度>99.9%已在產(chǎn)品端；CO在變換后已極低。15.下列哪種煤化工路線單位產(chǎn)品CO?排放最低？A.煤直接液化制油B.煤制甲醇C.煤制天然氣D.煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)SNG與芳烴答案：D解析：加氫氣化將煤部分甲烷化，過程氫耗低，副產(chǎn)高濃度CO?易于捕集，整體碳效率可達55%以上；直接液化與甲醇路線需大量補氫，碳排放高。二、多項選擇題（每題3分，共30分，每題至少兩個正確答案，多選少選均不得分）16.關(guān)于Shell干粉氣化工藝，下列說法正確的是：A.煤粉粒度<0.1mmB.氣化溫度1400–1600°CC.采用水冷壁回收熱量副產(chǎn)高壓蒸汽D.粗煤氣中CH?體積分?jǐn)?shù)>10%答案：A、B、C解析：Shell爐高溫氣化CH?<0.5%，D錯誤；干粉進料需細(xì)磨，高溫熔渣，水冷壁副產(chǎn)12MPa蒸汽。17.下列哪些措施可降低煤制烯烴裝置噸烯烴水耗？A.甲醇合成采用水冷反應(yīng)器回收蒸汽B.空冷器替代循環(huán)水冷卻器C.MTO反應(yīng)器采用催化劑原位再生D.廢水膜濃縮后回用至造氣系統(tǒng)答案：B、D解析：空冷與廢水回用直接減少循環(huán)水補水；水冷反應(yīng)器與再生方式對水耗影響小。18.煤直接液化循環(huán)溶劑需具備哪些性質(zhì)？A.高芳烴含量B.高沸點350–450°CC.高烯烴含量D.良好供氫能力答案：A、B、D解析：烯烴在液化條件下易聚合，C錯誤；循環(huán)溶劑需氫化芳烴供氫，高沸點以溶解重質(zhì)油。19.下列哪些屬于煤化工CO?捕集技術(shù)？A.低溫甲醇洗（Rectisol）B.聚乙二醇二甲醚法（Selexol）C.鈣循環(huán)煅燒-碳酸化D.變壓吸附（PSA）答案：A、B、C解析：PSA主要用于H?提純，CO?純度低；Rectisol、Selexol、鈣循環(huán)均可得高純CO?。20.在費托合成鐵基催化劑中，添加K?O可：A.提高鏈增長能力B.促進WGS反應(yīng)C.降低CO加氫活性D.抑制積碳答案：A、B解析：K為電子助劑，增強C-O鍵斷裂，提高α與WGS速率；過量K降低活性，積碳增加。21.下列哪些因素會提高煤熱解焦油中BTX（苯、甲苯、二甲苯）含量？A.提高熱解終溫至800°CB.采用原位催化熱解，添加Ni-Mo/Al?O?C.縮短氣相停留時間D.提高煤的鏡質(zhì)組含量答案：B、D解析：Ni-Mo催化劑促進焦油二次裂解芳構(gòu)化；鏡質(zhì)組富氫易生成輕質(zhì)芳烴；高溫長停留會裂解BTX。22.關(guān)于煤制天然氣甲烷化催化劑，下列說法正確的是：A.Ni/Al?O?適合高溫400°C以上操作B.添加MgO可提高抗積碳性C.硫中毒不可逆D.采用微通道反應(yīng)器可強化傳熱答案：B、D解析：Ni基適合300–350°C，A錯誤；MgO為堿性助劑，中和酸中心，減少積碳；硫中毒可部分再生，C錯誤；微通道移除反應(yīng)熱，防飛溫。23.下列哪些屬于煤化工廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)？A.高效混凝氣浮除油B.厭氧-好氧組合生物工藝C.膜蒸餾濃縮D.蒸發(fā)結(jié)晶分鹽答案：A、C、D解析：生物工藝雖降低COD，但無法去離子，不能單獨實現(xiàn)零排放；后續(xù)需膜濃縮+結(jié)晶。24.在煤加氫氣化制SNG中，下列哪些條件可提高甲烷收率？A.提高H?/煤比至1.2B.降低氣化壓力至0.5MPaC.采用鉀鹽催化劑D.提高煤階至無煙煤答案：A、C解析：高H?/煤比與K?CO?催化均促進甲烷化；低壓不利體積減小反應(yīng)；高煤階反應(yīng)性差，甲烷收率低。25.下列哪些技術(shù)可用于煤基合成氣中H?/CO在線檢測？A.紅外氣體分析儀（NDIR）B.熱導(dǎo)式分析儀（TCD）C.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）D.氣相色譜（GC）答案：B、C、D解析：NDIR對CO?靈敏，對CO/H?交叉干擾大；TCD、TDLAS、GC均可準(zhǔn)確定量H?/CO。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）26.煤直接液化裝置中，加氫裂化反應(yīng)器出口溫度升高必然導(dǎo)致柴油餾分增加。答案：×解析：溫度過高會過度裂解為石腦油與氣體，柴油餾分反而下降。27.氣流床氣化爐采用干法進料時，煤粉水分需控制在2%以下，以防止架橋。答案：√解析：水分高增加團聚傾向，密相輸送易架橋，干法進料需深度干燥。28.費托合成鈷基催化劑失活主因是硫中毒而非積碳。答案：√解析：鈷對硫極敏感，0.1ppm即失活；鈷積碳速率低于鐵。29.煤制甲醇合成回路中，惰性氣體（CH?、N?）積累會降低單程轉(zhuǎn)化率，需通過弛放氣排放。答案：√解析：惰性分壓升高降低反應(yīng)物分壓，需弛放維持惰性<5%。30.煤熱解焦油經(jīng)加氫脫氧（HDO）后，其安定性提高，但辛烷值下降。答案：√解析：HDO飽和烯烴與芳烴，減少膠質(zhì)，辛烷值因芳烴減少而下降。31.低溫甲醇洗脫除CO?屬于物理吸收，其吸收能力隨溫度升高而增大。答案：×解析：物理吸收放熱，升溫降低溶解度，CO?吸收能力下降。32.煤制烯烴裝置中，甲醇合成催化劑Cu/Zn/Al?O?對硫敏感，要求合成氣總硫<0.1ppm。答案：√解析：銅基催化劑活性中心易被硫覆蓋，需精脫硫保護。33.煤加氫氣化產(chǎn)生的半焦可直接用于燃煤發(fā)電，無需任何處理。答案：×解析：半焦含高揮發(fā)分與殘氫，易自燃，需鈍化或成型后方可摻燒。34.煤化工項目中，碳足跡計算需包含原料煤開采、運輸、轉(zhuǎn)化及產(chǎn)品使用階段排放。答案：√解析：全生命周期評價（LCA）涵蓋Well-to-Wheel全過程。35.采用IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇可顯著提高系統(tǒng)能源效率并降低CO?排放強度。答案：√解析：IGCC高溫高壓氣化與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電耦合，廢熱用于甲醇合成，系統(tǒng)效率可達55%以上，CO?富集便于捕集。四、計算題（共30分）36.某煤制天然氣項目，原料煤收到基熱值22MJ/kg，年耗煤400萬噸，年產(chǎn)SNG28億Nm3，SNG低位熱值36MJ/Nm3。計算項目能源轉(zhuǎn)化效率（按低位熱值），并分析若采用干法排渣氣化+高溫甲烷化，效率可提升多少個百分點？（給出推導(dǎo)過程，假設(shè)干法排渣降低熱損失1.5%，高溫甲烷化降低蒸汽消耗折合效率提升2%。）解：能源輸入=4×10?t×22×103MJ/t=8.8×101?MJ能源輸出=2.8×10?Nm3×36MJ/Nm3=1.008×101?MJ轉(zhuǎn)化效率η=輸出/輸入=1.008/8.8=11.45%干法排渣+高溫甲烷化合計提升Δη=1.5%+2%=3.5%新效率η'=11.45%×(1+0.035)=11.85%提升絕對值0.4個百分點。37.某費托合成裝置，合成氣進料量100000Nm3/h，H?/CO=2.0，CO轉(zhuǎn)化率80%，鏈增長因子α=0.9。采用Anderson-Schulz-Flory分布，求每小時C??（碳數(shù)≥5）烴質(zhì)量產(chǎn)量（kg/h）。（相對原子質(zhì)量：C=12，H=1，忽略烯烷比）解：CO進料=100000/22.4×1/3=1488kmol/h轉(zhuǎn)化CO=1488×0.8=1190kmol/hASF分布：W?/n=α??1(1-α)2C??質(zhì)量=Σ???^∞n×12×W?×1190×1000積分近似：C??質(zhì)量=1190×1000×12×(1-α)2×Σ???^∞nα??1Σ???^∞nα??1=α?(5-4α)/(1-α)2代入α=0.9：Σ=0.9?(5-3.6)/(0.1)2=0.6561×1.4/0.01=91.85C??質(zhì)量=1190×12×0.01×91.85≈13100kg/h答：約13100kg/h。五、綜合論述題（共40分）38.結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，闡述現(xiàn)代煤化工園區(qū)實現(xiàn)凈零排放的技術(shù)路徑，需涵蓋：①源頭減碳；②過程節(jié)能；③末端捕集與封存；④碳匯與循環(huán)經(jīng)濟。要求給出具體技術(shù)名稱、適用場景及減排潛力，字?jǐn)?shù)不少于800字。答案要點示例：①源頭減碳：采用加氫氣化、催化熱解等富氫路線，降低噸產(chǎn)品碳輸入；引入綠氫替代化