2025年中级安全工程师《化工安全》考试真题及答案解析

2025年中级安全工程师《化工安全》考试真题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.某化工企业拟新建一套年产30万吨乙烯的裂解装置，依据《危险化学品建设项目安全监督管理办法》，该项目在可行性研究阶段必须完成的工作是（）A.安全条件论证B.安全设施设计专篇C.安全验收评价D.重大危险源评估答案：A解析：依据《危险化学品建设项目安全监督管理办法》第八条，建设单位应当在建设项目可行性研究阶段进行安全条件论证，形成书面报告报应急管理部门审查。安全设施设计专篇在初步设计阶段完成，安全验收评价在试生产前完成，重大危险源评估在运行阶段开展。2.关于HAZOP分析中“引导词+参数”组合的说法，正确的是（）A.“多+温度”可用于识别反应器超温场景B.“少+压力”可用于识别塔顶冷却器循环水不足C.“无+流量”可用于识别泵入口过滤器堵塞D.“伴随+液位”可用于识别储罐含水层变化答案：C解析：“无+流量”指完全没有流量，对应泵入口过滤器完全堵塞场景；“多+温度”应表述为“高+温度”；“少+压力”应表述为“低+压力”；“伴随”用于组分变化而非液位。3.某厂苯储罐采用氮封+内浮顶结构，下列关于浮盘沉没事故树分析的说法，错误的是（）A.浮盘穿孔为基本事件B.氮封压力过低为条件事件C.浮盘沉没为顶事件D.罐壁腐蚀为转移事件答案：D解析：罐壁腐蚀可导致浮盘沉没，应作为基本事件而非转移事件；转移事件用于将复杂事故树拆分为子树，此处无需转移。4.依据GB50160，下列关于液化烃罐组防火堤有效容积的说法，正确的是（）A.不应小于最大储罐容积的50%B.不应小于最大储罐容积的100%C.不应小于罐组总容积的20%D.不应小于罐组总容积的50%答案：B解析：GB50160-2008第6.5.2条：液化烃罐组防火堤有效容积不应小于最大储罐容积，即100%。5.某反应釜采用搅拌+外循环冷却，启动时发生“飞温”，最不可能的原因是（）A.冷却泵入口阀未开B.搅拌桨脱落C.反应物料带水D.热电偶套管泄漏答案：D解析：热电偶套管泄漏会导致温度显示偏低，但不会直接引发飞温；其余三项均导致移热能力不足或反应加剧。6.关于SIL验证计算，下列公式正确的是（）A.PFDavg=λDU×TI/2+λDD×MTTRB.PFDavg=λDU×TI/2+λDD×TI/2C.PFDavg=λDU×TI+λDD×MTTRD.PFDavg=λDU×TI/2答案：D解析：IEC61508给出简化公式PFDavg≈λDU×TI/2，忽略检测到的危险故障λDD对PFD贡献。7.某装置使用氯气作为原料，其泄漏可接受标准采用AEGL-2浓度15ppm·30min，对应的风险可接受准则宜采用（）A.个人风险10⁻³/年B.社会风险F-N曲线斜率-1C.个人风险10⁻⁵/年D.社会风险F-N曲线斜率-2答案：C解析：AEGL-2为不可逆健康效应阈值，对应高后果低概率事件，个人风险取10⁻⁵/年；社会风险斜率-1用于群死群伤可接受上限。8.关于安全阀与爆破片组合装置，下列说法正确的是（）A.爆破片可安装于安全阀上游以隔离腐蚀介质B.组合后泄放面积按安全阀有效面积×0.9C.爆破片破裂后需整体更换安全阀D.组合装置可用于两相流泄放答案：A解析：爆破片置于上游可保护安全阀阀芯；组合后面积按两者并联计算，不折减；爆破片可单独更换；两相流需特殊设计，普通组合装置不适用。9.某厂对硝基苯胺生产线采用铁粉还原工艺，其最大的火灾爆炸危险来自于（）A.铁粉自燃B.反应生成氢气C.硝基苯蒸气D.胺类分解答案：B解析：铁粉还原硝基苯生成苯胺同时副产氢气，氢气爆炸极限宽、点火能低，为最大危险源。10.关于LOPA分析中独立保护层的说法，错误的是（）A.基本过程控制系统可作为IPLB.安全阀可作为IPLC.人为响应行动可作为IPLD.同一BPCS的PID与联锁共同构成两个IPL答案：D解析：同一BPCS无论多少功能只能算一个IPL；其余均符合IPL独立性、有效性、独立性要求。11.某企业采用QRA软件计算球罐BLEVE死亡半径，需输入的物性参数不包括（）A.液体密度B.蒸气压C.燃烧热D.表面张力答案：D解析：BLEVE火球模型需燃烧热、质量、蒸气压计算火球直径与持续时间，表面张力对结果影响可忽略。12.关于GB30077中应急物资配备，下列属于“特勤类”的是（）A.防爆对讲机B.化学防护服C.堵漏工具D.便携式气体检测仪答案：C解析：标准将堵漏工具列为特勤类；其余为通用或侦检类。13.某厂设置GDS系统，关于可燃气体探测器安装高度的说法，正确的是（）A.氢气探测器距屋顶0.1mB.苯探测器距地面0.3mC.氨探测器距地面0.5mD.LPG探测器距地面1.0m答案：A解析：氢气密度小，聚集于顶部；苯蒸气密度大于空气，探测器宜距地面0.3~0.6m；氨探测器宜位于泄漏源上方；LPG探测器宜距地面0.3~0.6m。14.关于反应安全风险评估（RSST）测试，下列说法正确的是（）A.可获取绝热温升ΔTadB.可获取活化能EaC.可获取反应级数nD.可获取指前因子A答案：A解析：RSST为绝热量热仪，直接测得ΔTad与泄放气体速率；动力学参数需进一步拟合。15.某厂对苯乙烯储罐进行氮封设计，其氮封阀设定压力宜取（）A.0.2kPaB.0.5kPaC.1.5kPaD.3.0kPa答案：B解析：苯乙烯常温蒸气压约0.7kPa，氮封阀设定压力需略高于蒸气压防止空气进入，0.5kPa合理。16.关于粉尘爆炸最大爆炸压力Pmax测试，下列说法错误的是（）A.采用20L球形罐B.粉尘浓度需最优浓度C.点火能10kJD.初始压力常压答案：C解析：Pmax测试点火能为10kJ为旧标准，GB/T16426-2018改为2kJ化学点火头。17.某装置采用正压通风防爆仪表间，换气次数设计为12次/h，下列说法正确的是（）A.可划为Zone1B.可划为Zone2C.可划为非危险区D.需额外设置气体监测答案：C解析：NFPA496规定正压通风换气≥12次/h且出口浓度<25%LEL可划为非危险区。18.关于化工园区封闭化管理，下列措施属于“物理封闭”的是（）A.人脸识别门禁B.电子围栏C.防爆墙D.周界红外对射答案：C解析：防爆墙为实体屏障，属物理封闭；其余为技术封闭。19.某厂采用RBI技术对常压储罐进行检验周期优化，下列缺陷类型中，不可接受缺陷为（）A.点蚀深度1mmB.均匀腐蚀速率0.1mm/年C.裂纹深度0.5mmD.鼓包高度10mm答案：C解析：API653规定裂纹无论深浅均为不可接受缺陷，需立即返修或更换。20.关于GB36894中个人风险等值线，下列说法正确的是（）A.新建装置不应跨越厂外居民区B.现有装置可跨越厂外居民区C.个人风险10⁻⁵/年等值线内禁止新建学校D.个人风险10⁻³/年等值线内可新建医院答案：A解析：标准明确新建装置个人风险10⁻⁵/年等值线不得跨越厂外居民区；10⁻³/年等值线内禁止新建医院、学校。二、案例分析题（共80分）【案例一】（20分）背景：某精细化工企业建有年产5000吨苯甲酰氯装置，以苯甲酸与三氯化磷反应，副产亚磷酸。反应釜为5000L搪玻璃釜，夹套蒸汽加热，常压操作，温度110℃。工艺流程：苯甲酸经螺旋输送机加入釜内→滴加三氯化磷→保温2h→通氮气赶酸→压料至水解釜。企业拟开展反应安全风险评估，发现反应放热明显，但无冷却系统。问题：1.指出该工艺反应类型及主要危险特性。（4分）答案：属于取代反应（酰氯化），放热反应；主要危险：反应放热导致飞温，三氯化磷遇水生成HCl与磷酸，腐蚀设备并产生压力，副产亚磷酸易结晶堵塞管道。2.采用DSC测试得到苯甲酸与三氯化磷混合物起始放热温度95℃，绝热温升ΔTad=180℃，求绝热条件下最大反应速率到达时间TMRad（假设活化能Ea=80kJ/mol，指前因子A=1×10¹⁰min⁻¹）。（6分）答案：采用Arrhenius积分式TMRad=Cp·R·T²/(q·Ea)其中q=A·exp(-Ea/RT)·ΔH，ΔH=Cp·ΔTad=2.0kJ/(kg·K)×180K=360kJ/kg取T=95+273.15=368.15K，R=8.314J/(mol·K)q=1×10¹⁰min⁻¹×exp(-80000/(8.314×368.15))×360kJ/kg=1×10¹⁰×1.6×10⁻¹²×360=5.76kJ/(kg·min)TMRad=2.0×8.314×368.15²/(5.76×80000)=19.6min结论：TMRad<30min，属于严重反应风险，需紧急冷却或淬灭措施。3.提出3条工艺优化建议并说明理由。（6分）答案：（1）增设外循环冷却系统，采用石墨换热器，移热能力≥反应放热速率2倍，防止飞温；（2）三氯化磷改为液下滴加并设限流孔板，控制加料速率，避免累积；（3）釜内增设在线水分仪，三氯化磷储罐设氮封+干燥床，防止水分进入产生腐蚀与压力。4.若反应釜需设置紧急冷却系统，给出控制方案及联锁逻辑。（4分）答案：设双热电偶，温差>5℃报警；温度≥115℃联锁停三氯化磷进料阀、开外循环冷却泵、开事故冷却水阀；冷却水流量低低联锁停反应釜搅拌，防止局部过热。【案例二】（20分）背景：某液化烃罐区设有2台2000m³丙烷球罐，设计压力1.8MPa，操作压力0.6MPa，常温储存。罐区设固定式水喷雾系统、泡沫灭火系统。企业拟进行QRA分析，评估个体风险与社会风险。问题：1.列出丙烷泄漏后可能发生的3种事故情景并给出主要后果。（6分）答案：（1）小孔泄漏→喷射火，热辐射半径约30m，造成设备损坏、人员二度烧伤；（2）中孔泄漏→延迟点火→BLEVE，火球直径180m，死亡半径80m；（3）大孔泄漏→未点火→蒸气云扩散→爆炸，TNT当量约10t，超压0.1bar半径200m，建筑玻璃破碎。2.计算单台球罐BLEVE火球持续时间。（4分）答案：采用CCPS模型火球质量m=0.4×罐充装率×容积×密度=0.4×0.85×2000×0.58=394t持续时间t=0.852×m^0.261=0.852×394^0.261=17.8s≈18s。3.给出个人风险计算所需暴露参数及取值。（4分）答案：气象稳定度D，风速3m/s，环境温度20℃，相对湿度50%，点火概率0.3，人员户外概率0.1，致死概率模型采用Probit方程Y=-36.38+2.56ln(t·I^(4/3))，I单位kW/m²。4.若计算得到个人风险10⁻⁵/年等值线距离厂界120m，该区域新建一居民小区，提出3条风险降低措施并说明效果。（6分）答案：（1）增设水幕喷淋系统，降低喷射火热辐射30%，个人风险等值线缩短至90m；（2）球罐增设防爆涂层，BLEVE概率由1×10⁻⁵降至1×10⁻⁶/年，个人风险等值线缩短至80m；（3）罐区与居民区之间建12m防爆土堤，可阻挡火球与冲击波，个人风险等值线缩短至50m，满足规范。【案例三】（20分）背景：某氟化工企业R22装置，反应器内HF与氯仿在催化剂作用下生成R22，操作温度120℃，压力1.0MPa。装置设DCS控制，SIS独立设置。SIS配置：反应器温度高高→切断HF进料阀；反应器压力高高→打开紧急泄压阀至洗涤塔。企业拟进行SIL评估，发现温度变送器共用单根1/2NPT螺纹接口，压力变送器与DCS共用取压口。问题：1.指出SIF回路及其要求SIL等级。（4分）答案：SIF1：温度高高切断HF，要求SIL2；SIF2：压力高高泄压，要求SIL1。2.采用简化公式计算SIF1的PFDavg，已知λDU=1×10⁻⁶/h，TI=1年，MTTR=8h，共因因子β=5%。（6分）答案：PFDavg=λDU×TI/2+β×λDU×TI/2=1×10⁻⁶×8760/2+0.05×1×10⁻⁶×8760/2=4.38×10⁻³+0.22×10⁻³=4.6×10⁻³满足SIL2（PFDavg10⁻³~10⁻²）下限，但接近上限，需优化。3.指出现有设计存在的3项不符合独立性要求的问题并给出整改方案。（6分）答案：（1）温度变送器共用单接口，单点故障导致共因失效，整改：设双法兰独立接口；（2）压力取压口与DCS共用，DCS检修影响SIS，整改：SIS独立取压口+三阀组；（3）HF切断阀为单台，无冗余，整改：设两台串联阀，双通道执行。4.给出SIL验证后的维护策略。（4分）答案：温度变送器每1年校准，阀部分行程测试每3个月，全行程测试每2年；建立SIS设备台账，记录每一次Demand与失效，计算实时PFDavg，超限时强制检修。【案例四】（20分）背景：某园区拟建设集中供氢站，采用天然气重整制氢，规模5000Nm³/h，氢气通过DN200管道输送至5km外用户。管道沿园区道路架空敷设，沿途经过2处居民区。园区要求开展选址安全论证与管道风险评估。问题：1.给出氢气管道泄漏扩散模型选择及理由。（4分）答案：选用SLAB模型，氢气轻于空气，泄漏后垂直向上扩散，SLAB可处理轻气浮力扩散；如高速泄漏选用AB模型，考虑动量射流。2.计算管道全截面断裂泄漏质量流量，压力2.0MPa，温度25℃，氢气分子量2。（4分）答案：临界压力比βc=(2/(γ+1))^(γ/(γ-1))，氢气γ=1.4，βc=0.528出口压力<βc×P0，属临界流Qm=Cd·A·P0·√(γ·M/(Z·R·T))·(2/(γ+1))^((γ+1)/(2(γ-1)))Cd=0.85，A=π×0.1²=0.0314m²，P0=2×10⁶Pa，M=2kg/kmol，Z=1.01，R=8314J/(kmol·K)，T=298KQm=0.85×0.0314×2×10⁶×√(1.4×2/(1.01×8314×298))×0.578=52.8kg/s。3.采用QRA软件得出个人风险10⁻⁵/年等值线最远距离300m，超过一处居民区，提出3条工程措施并量化效果。（6分）答案：（1）管道壁厚由6mm增至10mm，断裂概率由1×10⁻⁵降至2×10⁻⁶/(km·年)，等值线缩短至220m；（2）增设在线裂纹监测系统，检测概率90%，失效概率再降70%，等值线缩短至180m；（3）居民区段改为地埋+套管，泄漏后向上扩散受限，等值线缩短至120m，未跨越居民区。4.给出应急预案中“紧急隔离”程序要点。（6分）答案：（1）远程关闭供氢站出口ESD阀，响应时间≤2min；（2）启动管道放空系统，10min内将管段压力降至0.1MPa；（3）设置24h值班电话，通知下游用户停氢；（4）派遣巡线员携带防爆工具赴现场，建立100m隔离区，禁止火源；（5）若探测到氢气浓度>10%LEL，扩大隔离区至200m，启动消防水幕稀释。三、综合应用题（共30分）【案例五】（30分）背景：某大型化工企业计划建设年产100万吨乙烯的乙烷裂解装置，配套建设低温罐区（2台50000m³乙烷全容罐）、裂解炉、急冷区、压缩区、冷分离区。项目拟采用数字化交付，构建“工业互联网+安全生产”平台。企业委托你作为安全工程师，完成以下任务：1.基于GB/T50779，给出低温罐区防火堤设计要点。（6分）答案：（1）堤高1.2m，堤顶宽度≥1.0m，能承受200℃温降热应力；（2）堤内有效容积≥最大罐容积，即50000m³；（3）堤内设置集液池与低温泵，池壁耐-100℃；（4）防火堤距罐壁≥1.5倍罐径，且≥30m；（5）堤内铺150mm泡沫玻璃砖保温，防止土壤冻胀；（6）设置堤顶电缆桥架防爆隔离，照明采用ExdⅡCT6。2.给出裂解炉炉管破裂场景下的SIS联锁逻辑图（文字描述）。（6分）答案：输入信号：炉管出口温度高高（三取二）、炉膛压力高高（二取二）、燃料气压力低低（二取