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2025年化工工程师反应精馏技术与应用专题试卷及解析1

2025年化工工程师反应精馏技术与应用专题试卷及解析

2025年化工工程师反应精馏技术与应用专题试卷及解析

第一部分：单项选择题（共10题，每题2分）

1、反应精馏技术中，下列哪种情况最适合采用该技术？

A、反应速率极慢且平衡常数很大的反应

B、反应和精馏操作条件（温度、压力）差异巨大的体系

C、可逆反应，且产物与反应物相对挥发度差异较大的体系

D、反应为强放热，且催化剂对温度极其敏感的体系

【答案】C

【解析】正确答案是C。反应精馏的核心优势在于通过将反应产物不断移出反应区，

打破化学平衡，从而提高可逆反应的转化率。这要求产物与反应物之间有足够的相对

挥发度差异，以便通过精馏分离。知识点：反应精馏的适用性判断。易错点：容易忽略

“相对挥发度”这一关键前提，而只关注可逆反应。A选项反应速率慢，在精馏塔内停留

时间短，反应可能不完全；B选项操作条件差异大会导致无法兼顾反应与分离的最佳条

件；D选项强放热反应在塔内易导致温度失控，对催化剂不利。

2、在反应精馏塔中，催化剂通常放置在哪个区域？

A、塔顶冷凝器

B、塔釜再沸器

C、塔的进料板附近或特定反应段

D、塔顶全回流操作时

【答案】C

【解析】正确答案是C。为了使反应和分离高效耦合，催化剂需要放置在反应物浓

度和温度适宜的区域，通常是塔的中部，形成一个或多个反应段。进料板附近是反应物

浓度最高的地方之一，是理想的反应区。知识点：反应精馏塔的结构与催化剂布置。易

错点：误认为催化剂应均匀分布在整个塔内。塔顶和塔釜主要进行分离和提纯，温度压

力条件可能不适合反应，因此不是催化剂的最佳放置位置。

3、与传统的反应分离序列相比，反应精馏技术的主要优点不包括？

A、降低设备投资和操作成本

B、提高可逆反应的平衡转化率

C、能够处理所有类型的化学反应

D、减少能量消耗，实现能量集成

【答案】C

【解析】正确答案是C。反应精馏并非万能技术，其应用有严格的限制条件，如前

述的反应条件匹配、相对挥发度要求等。对于反应速率过慢、热效应过大、物系易聚合

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或结焦等情况，反应精馏并不适用。知识点：反应精馏的优缺点。易错点：夸大反应精

馏的适用范围。A、B、D都是反应精馏的显著优点，它将反应器和精馏塔合二为一，简

化了流程，降低了投资，并通过移出产物打破平衡，实现了节能。

4、在醋酸甲酯水解生产甲醇和醋酸的反应精馏工艺中，通常选择哪种催化剂？

A、固体酸催化剂，如离子交换树脂

B、贵金属催化剂，如铂

C、生物酶催化剂

D、均相液体酸催化剂，如硫酸

【答案】A

【解析】正确答案是A。醋酸甲酯水解是酸催化反应。在反应精馏塔中，使用均相

催化剂（如硫酸）会随产物一起流出，导致催化剂分离回收困难和设备腐蚀。因此，工

业上普遍采用不溶于反应体系的固体酸催化剂（如Amberlyst15离子交换树脂），将其

填充在塔的反应段，实现反应与催化剂的固定。知识点：反应精馏中的催化剂选择。易

错点：混淆均相催化与非均相催化的应用场景。反应精馏优先选择固体催化剂，以避免

后续分离问题。

5、下列哪种工业过程是反应精馏技术成功应用的典型范例？

A、乙烯氧化制环氧乙烷

B、合成氨

C、碳酸二甲酯的合成

D、石油催化裂化

【答案】C

【解析】正确答案是C。碳酸二甲酯（DMC）的合成（如环氧丙烷与二氧化碳反应

或甲醇与CO2反应）是典型的可逆反应，且产物与反应物沸点差异较大，非常适合采

用反应精馏技术来突破平衡限制，提高转化率。知识点：反应精馏的工业应用案例。易

错点：对具体工业案例不熟悉。A、B、D都是典型的催化反应过程，但其反应条件和产

物特性不适合采用反应精馏。例如，合成氨是高温高压气相反应，与精馏条件不匹配。

6、反应精馏塔内的液相流动通常是？

A、严格的活塞流

B、全混流

C、介于活塞流和全混流之间的非理想流动

D、无规则流动