化工工藝學(xué)試卷A-及-答案及化工管道顏色及標(biāo)識(shí)規(guī)范

PAGE《化工工藝學(xué)》試卷A參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、解釋名詞（每題1.5分，共15分）1、精細(xì)化工產(chǎn)值率：可以用下面的比率表示化工產(chǎn)品的精細(xì)化率：2、附加價(jià)值附加價(jià)值是指在產(chǎn)品的產(chǎn)值中扣除原材料、稅金、設(shè)備和廠(chǎng)房的折舊費(fèi)后，剩余部分的價(jià)值。它包括利潤(rùn)、人工勞動(dòng)、動(dòng)力消耗以及技術(shù)開(kāi)發(fā)等費(fèi)用，所以稱(chēng)為附加價(jià)值。3、食品抗氧化劑能夠阻止或延緩食品氧化，以提高食品穩(wěn)定性和延長(zhǎng)貯存期的食品添加劑稱(chēng)為食品抗氧化劑。3、Fox公式4、高固體分涂料高固體分涂料就是要求固體分含量在60％～80％或更高，有機(jī)溶劑的使用量大大低于傳統(tǒng)溶劑型涂料，符合環(huán)保法規(guī)要求的涂料5、光致變色高分子材料是含有光色基團(tuán)的聚合物受一定波長(zhǎng)的光照射時(shí)發(fā)生顏色變化，而在另一波長(zhǎng)的光或熱的作用下又恢復(fù)到原來(lái)的顏色的材料。6、光導(dǎo)纖維是一種能夠傳導(dǎo)光波和各種光信號(hào)的纖維。7、增塑劑是一種加入到材料中能改進(jìn)其加工性能（擠出、模塑、熱成型性）及物理和機(jī)械性能（彈性、伸長(zhǎng)率等）的物質(zhì)。8、分散染料是一類(lèi)分子比較小，結(jié)構(gòu)上不帶水溶性基團(tuán)的染料。9、造紙化學(xué)品一般是指在制漿、抄紙這一整個(gè)紙及紙板的加工制造過(guò)程中所使用的所有化學(xué)品。10、油田化學(xué)品亦稱(chēng)油田化學(xué)劑，系指解決油田鉆井、完井、采油、注水、提高采收率及集輸?shù)冗^(guò)程中所使用的助劑。（每題1.5分，答對(duì)基本概念或內(nèi)容即可）二、舉例說(shuō)明精細(xì)化工與新能源技術(shù)的關(guān)系。（8分）精細(xì)化工與能源技術(shù)的關(guān)系十分密切。精細(xì)化工與新能源技術(shù)相互促進(jìn)、相互發(fā)展。例如太陽(yáng)能電池材料是新能源材料研究的熱點(diǎn)，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)40％。氫能是人類(lèi)未來(lái)的理想能源，資源豐富、干凈、無(wú)污染，應(yīng)用范圍廣。而光解水所用的高效催化劑和各種儲(chǔ)氫材料，固體氧化物燃料電池(SOFC)所用的固體電解質(zhì)薄膜和陰極材料，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等，都是目前研究的熱點(diǎn)題目。（答出基本概念或要點(diǎn)即可）三、簡(jiǎn)述食用天然抗氧化劑的生產(chǎn)工藝方法。（10分）食用天然抗氧化劑的提取主要采用以下方法：（1）水溶液萃取法用調(diào)到一定pH值的水做溶劑，對(duì)香料進(jìn)行萃取。為了保證萃取體系的穩(wěn)定，還需加入緩沖劑（如碳酸鹽、磷酸鹽）。（2）有機(jī)溶劑萃取法常用的有機(jī)溶劑是己烷、苯、乙醚和醇類(lèi)。（3）植物油提取法將植物油如花生油、棉籽油作溶劑提取抗氧化劑。以上三種方法的工藝過(guò)程主要是：原料→干燥→粉碎→提取→過(guò)濾→濃縮→粗制品→精制。（4）超臨界萃取法利用該法從香料中制取的抗氧化劑用于豬油、魚(yú)油、牛油、豆油、棉籽油、米油、玉米油、花生油等油脂及含油食品中，抗氧化效果良好。（答出要點(diǎn)即可）四、詳細(xì)說(shuō)明間歇法生產(chǎn)脲醛樹(shù)脂的工藝過(guò)程。（10分）工藝過(guò)程包括：原料準(zhǔn)備、加料混合、縮聚反應(yīng)、真空脫水、穩(wěn)定處理、出料。全部過(guò)程在同一個(gè)反應(yīng)釜中進(jìn)行。即首先分析原料含量，中和甲醛溶液，然后將甲醛與尿素加入反應(yīng)釜，混合以后開(kāi)啟回流冷凝器，并通蒸汽加熱，混合液加熱到55～60℃時(shí)停止加熱，溫度靠反應(yīng)放熱升到80～85℃，在規(guī)定的pH值下反應(yīng)一定的時(shí)間，反應(yīng)液達(dá)到需要的黏度，然后冷卻反應(yīng)液到65～70℃。將反應(yīng)液調(diào)到中性，關(guān)閉冷凝器的回流閥，開(kāi)啟直流閥進(jìn)行真空脫水。在此期間，必須注意不要讓樹(shù)脂液通過(guò)冷凝器抽入冷凝水收集器。真空脫水根據(jù)脫水量或折射率來(lái)控制。當(dāng)達(dá)到樹(shù)脂濃度60％～70％時(shí)停止脫水。樹(shù)脂冷卻到40℃時(shí)用穩(wěn)定劑（答出基本步驟即可，也可按例回答）五、常用的壓敏膠黏劑有哪些種類(lèi)？說(shuō)明工業(yè)生產(chǎn)乳液型丙烯酸酯壓敏膠黏劑的生產(chǎn)工藝。（8分）常用的壓敏膠黏劑有天然橡膠壓敏膠黏劑、合成橡膠和再生橡膠壓敏膠黏劑、熱塑彈性體壓敏膠黏劑、丙烯酸酯壓敏膠黏劑、有機(jī)硅及其他樹(shù)脂壓敏膠黏劑五類(lèi)。工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，使用帶有錨式攪拌器的500L搪瓷反應(yīng)釜，蒸汽夾套加熱，投料系數(shù)0.70，攪拌速度90r/min，反應(yīng)溫度80～85℃，滴料時(shí)間2～4h，保溫時(shí)間1.5～2.0h（答出基本步驟即可，也可按例回答）六、光敏劑主要包括哪些種類(lèi)？簡(jiǎn)述目前光降解材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域。（8分）光敏劑主要包括①過(guò)渡金屬化合物：過(guò)渡金屬的乙酰丙酮化合物、二硫代氨基甲酸鹽、肟、硬脂酸鹽等是有效的光敏添加劑。當(dāng)聚烯烴含有少量過(guò)渡金屬的乙酰丙酮化合物時(shí)會(huì)發(fā)生顯著的敏化作用，敏化活性順序?yàn)镃u＞Fe＞Zn。二硫代氨基甲酸鐵、二硫代氨基甲酸銅、鐵肟、硬脂酸鐵、三氯化鐵也都是有效的光敏劑。研究表明，添加少量上述化合物后，聚烯烴的光氧化時(shí)間就大大縮短。②羰基化合物：這類(lèi)化合物中最重要的光敏劑是二苯甲酮。它吸收日光后激發(fā)，并從聚合物中奪取氫原子，使聚合物產(chǎn)生大分子自由基，進(jìn)而發(fā)生氧化降解。醌類(lèi)化合物對(duì)聚丙烯、聚苯乙烯的光降解也有促進(jìn)作用。③其他化合物：多環(huán)芳香化合物諸如葸、菲、芘可敏化聚烯烴的光降解。光降解材料主要可應(yīng)用于兩個(gè)方面，一是包裝材料，二是農(nóng)用薄膜?，F(xiàn)有的包裝材料中大約80％是聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，此外還有聚酯等。聚烯烴薄膜還被廣泛作為農(nóng)業(yè)用覆蓋薄膜以保墑、提高土壤溫度及抑制雜草生長(zhǎng)，但使用后很難從地里清除掉，所以可用光降解聚烯烴作包裝材料和農(nóng)用地膜，廢棄后即可被日光降解成碎片。當(dāng)聚烯烴的相對(duì)分子質(zhì)量降到500以下時(shí)，就容易受微生物破壞，從而進(jìn)入自然界的生物循環(huán)。（答出要點(diǎn)即可）七、寫(xiě)出諾氟沙星（氟哌酸）的合成工藝路線(xiàn)及反應(yīng)方程。（8分）諾氟沙星（又名氟哌酸）是目前應(yīng)用較多的一種高效廣譜抗菌藥物，其合成工藝路線(xiàn)如下：先將3-氯-4-氟苯胺（Ⅰ）與乙氧甲烯基丙二酸二乙酯（Ⅱ）在120～130℃縮合得縮合物（Ⅲ）。（Ⅲ）在溫度為150℃和液體石蠟存在下環(huán)合得環(huán)合物（Ⅳ），再將（Ⅳ）在DMF中用硫酸二乙酯進(jìn)行N-乙基化反應(yīng)，得化合物（V）。（V）在2mol/LNaOH作用下水解生成（Ⅵ）。（（文字步驟3分，反應(yīng)方程5分）八、簡(jiǎn)述隱身材料的隱身原理。（8分）由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱，從而達(dá)到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到了隱身作用。（答出要點(diǎn)即可）九、羧甲基淀粉鈉的生產(chǎn)主要有哪些方法？說(shuō)明其基本生產(chǎn)步驟。（10分）羧甲基淀粉鈉的合成方法很多，按所用溶劑多少，可分為干法、半干法和溶劑法。干法和半干法使用的溶劑很少或幾乎不用溶劑，因此生產(chǎn)成本較低，但在固相體系中進(jìn)行反應(yīng)，試劑小分子很難滲透到淀粉的顆粒內(nèi)部，因此產(chǎn)物的取代度一般不高，而且取代基僅分布于顆粒的表面，產(chǎn)物溶解性較差或在溶液中含有較多的不溶物。而溶劑法卻正好相反，在溶劑中大多采用水或水與甲醇、乙醇、異丙醇和丙醇等的混合溶劑。不論采用何種方法，CMS的生產(chǎn)基本分三步進(jìn)行。（1）絲化反應(yīng)在絲化過(guò)程中，淀粉浸泡在堿性溶液中，促使淀粉溶脹，使NaOH小分子滲透到顆粒內(nèi)部與結(jié)構(gòu)單元的羥基反應(yīng)，生成淀粉鈉鹽，它是進(jìn)行醚化反應(yīng)的反應(yīng)活性中心。在絲化過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行著淀粉的堿性降解。（2）羧甲基化反應(yīng)淀粉鈉和氯乙酸鈉在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)生成羧甲基淀粉，同時(shí)氯酸鈉在堿性條件下水解生成羥基乙酸鈉。一般在堿性較強(qiáng)的介質(zhì)中，淀粉的羧甲基化反應(yīng)按SN2歷程進(jìn)行，而在堿性較弱的介質(zhì)中按SN1歷程進(jìn)行。主反應(yīng)副反應(yīng)（3）CMS的精制普通精制方法為；先用醋酸中和，然后用甲醇或乙醇-水混合溶劑洗滌沉淀產(chǎn)物至用AgNO3檢驗(yàn)無(wú)C1—，然后將產(chǎn)物干燥粉碎后得白色固體粉末。（答出要點(diǎn)即可，可不寫(xiě)反應(yīng)方程）十、根據(jù)所學(xué)知識(shí)，論述新領(lǐng)域精細(xì)化工產(chǎn)品的現(xiàn)狀與發(fā)展前景。（15分）新領(lǐng)域精細(xì)化工產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域，如膠黏劑、工業(yè)表面活性劑、信息化學(xué)品、功能材料、納米材料與技術(shù)、功能助劑等。主要從以下方面可以看出，其發(fā)展前景廣闊。（1）高尖端、高技術(shù)、功能化、專(zhuān)用化，與快速發(fā)展的高科技時(shí)代接軌全球經(jīng)濟(jì)一體化快速發(fā)展，跨國(guó)公司重組、兼并，使生產(chǎn)更集中、專(zhuān)業(yè)化。以信息化技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)、催化技術(shù)、新能源利用技術(shù)、新材料技術(shù)等為代表的新技術(shù)、新品種，將成為化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代的巨大動(dòng)力，多門(mén)學(xué)科交叉的高新技術(shù)會(huì)進(jìn)一步涌現(xiàn)。催化劑、生物醫(yī)學(xué)、納米材料、功能高分子、精細(xì)陶瓷、薄膜材料、復(fù)合材料、非晶體材料、智能材料、富勒烯材料、電子信息化學(xué)品、光纖材料等方面將形成產(chǎn)業(yè)化、商品系列化。膜分離技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、超細(xì)粉體技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)，以及利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和組合化學(xué)技術(shù)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)等都將進(jìn)一步得到應(yīng)用。（2）綠色化發(fā)展方向，與“全球變化科學(xué)”和現(xiàn)行政策接軌綠色化工的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害，反應(yīng)選擇性極高。已形成了化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要方向，即“清潔化生產(chǎn)”和“原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)”。追求“綠色”、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)人們的身心健康將是化學(xué)工業(yè)未來(lái)永恒不變的目標(biāo)，也是刻不容緩的責(zé)任。（3）開(kāi)發(fā)新方法、新路線(xiàn)，完善傳統(tǒng)精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)中存在的問(wèn)題21世紀(jì)要用一些高新技術(shù)改造傳統(tǒng)精細(xì)化工，使原有的化工產(chǎn)品純度提高、分離更徹底、三廢排放更少、環(huán)境污染更小，使原有的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加完善。目前已發(fā)展或正在開(kāi)發(fā)的新技術(shù)包括新的合成技術(shù)、分離技術(shù)、催化技術(shù)等。（4）開(kāi)發(fā)新能源，與日趨緊張的能源形勢(shì)接軌根據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)的能源主要為核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋淠?、潮汐能和海洋能。此外，人們還在大力發(fā)展乙醇汽油、生物柴油、合成柴油等其他能源來(lái)彌補(bǔ)當(dāng)前的能源問(wèn)題。所以，在能源替代方面精細(xì)化工將會(huì)發(fā)揮重要的直接或間接作用。（15分，根據(jù)論述的內(nèi)容，酌情扣分）為了便于工業(yè)管道內(nèi)的物質(zhì)識(shí)別，確保安全生產(chǎn)，避免在操作上、設(shè)備檢修上發(fā)生誤判斷等情況，結(jié)合公司的實(shí)際情況進(jìn)行各種管道標(biāo)示在此標(biāo)示中各管路均為地面以上輸送管道。工業(yè)管道涂顏色和注字規(guī)定表序號(hào)介質(zhì)名稱(chēng)涂色管道注字名稱(chēng)注字顏色1工業(yè)水綠上水白2井水綠井水白3生活水綠生活水白4過(guò)濾水綠過(guò)濾水白5循環(huán)上水綠循環(huán)上水白6循環(huán)下水綠循環(huán)回水白7軟化水綠軟化水白8清靜下水綠凈化水白9熱循環(huán)回水(上)暗紅熱水(上)白10熱循環(huán)回水暗紅熱水(回)白11消防水綠消防水紅12消防泡沫紅消防泡沫白13冷凍水(上)淡綠冷凍水紅14冷凍回水淡綠冷凍回水紅15冷凍鹽水(上)淡綠冷凍鹽水(上)紅16冷凍鹽水(回)淡綠冷凍鹽水(回)紅17低壓蒸汽紅低壓蒸汽白18中壓蒸汽紅中壓蒸汽白19高壓蒸汽紅高壓蒸汽白20過(guò)熱蒸汽暗紅過(guò)熱蒸汽白21蒸汽回水冷凝液暗紅蒸汽冷凝液(回)綠22廢氣的蒸汽冷凝液暗紅蒸汽冷凝液(廢)黑23空氣(壓縮空氣)深藍(lán)壓縮空氣白24儀表用空氣深藍(lán)儀表空氣白25氧氣天藍(lán)氧氣黑26氫氣深綠氫氣紅27氮(低壓氣)黃低壓氮黑28氮(高壓氣)黃高壓氮黑29儀表用氮黃儀表用氮黑30二氧化氮黑二氧化氮黃31真空白真空天藍(lán)32氨氣黃氨黑33液氨黃液氨黑34氨水黃氨水綠35氯氣草