光气及光气化工艺考试卷及答案(完整版)

光气及光气化工艺考试卷及答案(完整版)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.光气（COCl₂）在常温常压下的状态是（）。A.无色无味气体  B.无色有烂苹果味气体  C.淡黄色刺激性气体  D.无色高挥发性液体答案：D2.光气与下列哪种物质反应不会放出HCl（）。A.甲醇  B.苯胺  C.水  D.二甲基亚砜答案：D3.工业上光气合成主要采用下列哪条路线（）。A.CO+Cl₂  B.CO₂+CCl₄  C.CHCl₃+O₂  D.CO+HCl答案：A4.光气化反应中，若需制备N苯基氨基甲酰氯，应选择的原料组合是（）。A.苯胺+过量光气  B.苯酚+光气  C.苯甲酸+光气  D.苯+光气答案：A5.光气在空气中的嗅阈浓度约为（）。A.0.5ppm  B.5ppm  C.15ppm  D.50ppm答案：A6.光气泄漏现场，优先佩戴的防护器材是（）。A.防尘口罩  B.负压空气呼吸器  C.活性炭口罩  D.医用外科口罩答案：B7.光气与醇类反应生成氯甲酸酯的反应类型属于（）。A.亲核取代  B.亲电加成  C.自由基取代  D.氧化还原答案：A8.光气化工艺中，常用的尾气破坏剂是（）。A.Na₂CO₃溶液  B.石灰乳  C.双氧水  D.氢氧化钠+尿素混合液答案：D9.光气储罐材质优先选用（）。A.304不锈钢  B.碳钢  C.搪玻璃  D.钛合金答案：C10.光气合成反应器冷却介质温度一般控制在（）。A.−10℃  B.10–20℃  C.50–60℃  D.80℃以上答案：B11.光气与过量氨水反应最终产物是（）。A.尿素  B.氨基甲酸铵  C.三聚氰酸  D.氰酸答案：A12.光气化反应中，若需制备TDI（甲苯二异氰酸酯），第一步光气化温度通常不超过（）。A.40℃  B.80℃  C.120℃  D.180℃答案：A13.光气在紫外光照射下主要分解产物为（）。A.CO+Cl₂  B.CO₂+HCl  C.CCl₄+CO  D.CO+H₂答案：A14.光气化装置设置“双阀+盲板”的核心目的是（）。A.防止超压  B.防止泄漏  C.防止倒吸  D.防止静电答案：B15.光气急性中毒的靶器官主要是（）。A.肝脏  B.肺  C.肾脏  D.骨髓答案：B16.光气与苯酚反应生成碳酸二苯酯，反应摩尔比（光气:苯酚）理论上为（）。A.1:1  B.1:2  C.2:1  D.1:3答案：B17.光气化工艺中，DCS联锁设置“光气流量低低”主要保护对象是（）。A.反应器搅拌  B.下游缩合釜  C.尾气吸收塔  D.光气压缩机答案：B18.光气在25℃水中的溶解度（质量分数）约为（）。A.0.1%  B.0.8%  C.5%  D.20%答案：B19.光气化装置检修前，设备内光气浓度需降至（）以下方可打开人孔。A.0.1ppm  B.0.3ppm  C.1ppm  D.5ppm答案：B20.光气与二甲胺反应生成二甲基氨基甲酰氯，反应需在（）条件下进行。A.高温高压  B.低温惰性溶剂  C.强酸  D.强碱答案：B21.光气化工艺中，光气压缩机出口设置冷却器的首要目的是（）。A.提高光气纯度  B.防止光气热解  C.回收热量  D.降低系统压力答案：B22.光气与乙二胺反应生成乙二异氰酸酯，反应过程需重点监控的副产物是（）。A.乙二胺盐酸盐  B.乙二脲  C.氰尿酸  D.氯化铵答案：A23.光气化装置设置“三级泄放”原则，其中第三级泄放通常排至（）。A.大气  B.火炬  C.碱洗塔  D.应急吸收罐答案：B24.光气与乙醇反应生成氯甲酸乙酯，反应热约为（）。A.−10kJ·mol⁻¹  B.−45kJ·mol⁻¹  C.−90kJ·mol⁻¹  D.−150kJ·mol⁻¹答案：C25.光气化工艺中，光气管道法兰跨接铜线的目的是（）。A.防腐  B.防静电  C.防振动  D.防腐蚀答案：B26.光气与苯胺反应生成异氰酸苯酯，反应中用作缚酸剂的最佳选择是（）。A.NaOH  B.NaHCO₃  C.三乙胺  D.CaO答案：C27.光气化装置尾气经破坏后，排放口光气浓度限值（中国GB315712015）为（）。A.0.1mg·m⁻³  B.0.5mg·m⁻³  C.1.0mg·m⁻³  D.5.0mg·m⁻³答案：B28.光气与双酚A反应生成聚碳酸酯低聚物，反应需加入（）作为分子量调节剂。A.苯酚  B.对叔丁基苯酚  C.甲醇  D.乙二醇答案：B29.光气化工艺中，光气储槽压力一般维持在（）。A.常压  B.0.05–0.15MPa  C.0.5MPa  D.1.0MPa答案：B30.光气与己二胺反应生成HDI，反应溶剂常选用（）。A.水  B.甲苯  C.二氯甲烷  D.邻二氯苯答案：D二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于光气物理特性的是（）。A.沸点8.2℃  B.相对密度1.37（空气=1）  C.自燃点500℃  D.爆炸极限6–40%（V/V）答案：AB32.光气化工艺中，光气泄漏应急措施包括（）。A.立即启动喷淋系统  B.人员向上风向撤离  C.用氨水喷洒中和  D.关闭雨排阀答案：ABCD33.光气与胺类反应生成异氰酸酯时，常见副反应有（）。A.脲类生成  B.缩二脲生成  C.三聚体生成  D.胺盐酸盐生成答案：ABCD34.光气化装置DCS联锁参数包括（）。A.光气流量低低  B.反应温度高高  C.搅拌电流低低  D.尾气破坏塔pH低低答案：ABCD35.光气合成原料CO中需严格控制的杂质有（）。A.H₂S  B.O₂  C.H₂  D.硫氧化碳答案：ABD36.光气化工艺中，光气破坏塔设计需考虑（）。A.液气比  B.停留时间  C.填料高度  D.冷却负荷答案：ABCD37.光气与二元醇反应可制备（）。A.聚碳酸酯  B.氯甲酸酯二醇  C.线性聚氨酯  D.环状碳酸酯答案：ABD38.光气化装置常用的在线监测仪表有（）。A.红外光气分析仪  B.电化学HCl检测仪  C.激光开路式光气监测仪  D.PID光离子化检测器答案：ACD39.光气运输容器需满足（）。A.罐体搪玻璃  B.罐体保温  C.遮阳措施  D.压力≥0.4MPa答案：AC40.光气化工艺中，光气与胺反应生成异氰酸酯后，脱除溶剂的方法有（）。A.薄膜蒸发  B.降膜蒸发  C.水蒸气汽提  D.惰性气体汽提答案：ABD三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.光气可与水长期共存而不发生明显水解。（）答案：×42.光气化反应中，提高胺浓度可完全抑制脲类副产物生成。（）答案：×43.光气合成反应为放热反应，需及时移热。（）答案：√44.光气与醇反应生成氯甲酸酯后，可直接用于聚合无需纯化。（）答案：×45.光气破坏塔采用氢氧化钠+尿素混合液，可将光气降至0.1ppm以下。（）答案：√46.光气在黑暗条件下可长期稳定储存于干燥钢瓶中。（）答案：√47.光气化装置必须设置独立应急电源，确保破坏塔循环泵在断电时继续运行。（）答案：√48.光气与苯酚反应无需催化剂即可顺利进行。（）答案：√49.光气与胺反应温度超过100℃时，异氰酸酯收率一定提高。（）答案：×50.光气泄漏现场，可用CO₂灭火器直接喷射泄漏点。（）答案：×四、填空题（每空1分，共20分）51.光气化学式为________，分子中C=O键长约为________nm。答案：COCl₂，0.11752.光气与苯胺反应生成异氰酸苯酯，反应中苯胺与光气摩尔比通常控制在________。答案：1:1.05–1.1053.光气合成反应器材质常选用________钢衬________。答案：碳，搪玻璃54.光气破坏液中，尿素与NaOH质量比一般取________。答案：1:255.光气在空气中的立即威胁生命和健康浓度（IDLH）为________ppm。答案：256.光气化装置安全阀定压一般为设计压力的________倍。答案：1.157.光气与双酚A反应生成聚碳酸酯，反应需加入________作为封端剂。答案：苯酚或对叔丁基苯酚58.光气化工艺中，光气压缩机出口温度需低于________℃。答案：5059.光气与乙二胺反应生成乙二异氰酸酯，反应溶剂常选________。答案：邻二氯苯60.光气化装置检修前，需用________+________混合气进行置换。答案：氮气，氨气五、简答题（每题6分，共30分）61.简述光气合成反应机理并给出主副反应方程式。答案：主反应：CO(g)+Cl₂(g)→COCl₂(g)ΔH≈−107kJ·mol⁻¹；副反应：COCl₂→CO+Cl₂（热解，>300℃）；CO+Cl₂→CO₂+2HCl（水存在下）。62.光气化工艺中，如何控制脲类副产物生成？答案：①低温反应（0–40℃）；②快速混合，减少局部过量胺；③惰性溶剂稀释；④采用逆向光气化（光气溶液滴加至胺溶液）；⑤加入缚酸剂及时移除HCl。63.写出光气与甲醇制备碳酸二甲酯的两步反应式，并指出催化剂。答案：第一步：COCl₂+2CH₃OH→CH₃OCOOCH₃+2HCl；第二步：CH₃OCOOCH₃+NaOCH₃→(CH₃O)₂CO+NaCl。催化剂：甲醇钠。64.光气破坏塔设计要点有哪些？答案：①液气比≥5L·m⁻³；②填料高度≥4m；③停留时间≥3s；④冷却盘管移热；⑤两级串联，末端设除雾器；⑥在线pH、ORP监测；⑦应急备用循环泵。65.光气泄漏现场急救措施？答案：①立即佩戴正压呼吸器穿A级防化服；②向上风向撤离，划定200m隔离区；③用氨水或尿素溶液喷洒中和；④对中毒者给100%氧气，保持静卧，避免运动性肺水肿；⑤立即送医，告知医生光气暴露史。六、计算题（每题10分，共20分）66.某光气化装置年产HDI50kt，年运行8000h，光气单耗0.85t·t⁻¹。求：（1）光气年用量；（2）若合成COCl₂时CO过量5%，求需CO质量（纯度98%）；（3）副产HCl年质量。答案：（1）50kt×0.85=42.5kt（2）CO+Cl₂→COCl₂M(CO)=28，M(COCl₂)=99理论CO量：42.5kt×(28/99)=12.02kt考虑过量5%：12.02×1.05=12.62kt折纯98%：12.62/0.98=12.88kt（3）每molCOCl₂生成2molHCln(COCl₂)=42.5×10⁶/99=4.293×10⁵kmoln(HCl)=2×4.293×10⁵=8.586×10⁵kmolm(HCl)=8.586×10⁵×36.5=31.34kt67.光气破坏塔处理气量1000m³·h⁻¹（标态），入口光气浓度5000mg·m⁻³，破坏效率99.9%。破坏液为10%NaOH+5%尿素，求：（1）每小时需NaOH质量；（2）若破坏液循环量5m³·h⁻¹，出口液NaOH浓度降至多少？（假设反应完全，忽略体积变化）