2025年宁夏化工行业职业技能竞赛(化工总控工赛项)理论考试题库(附答案)

2025年宁夏化工行业职业技能竞赛(化工总控工赛项)理论考试题库(附答案)一、单项选择题（共30题，每题1分，共30分）1.离心泵启动前未充满液体，会导致（）A.流量过大B.气缚现象C.汽蚀现象D.扬程升高答案：B2.精馏塔操作中，若塔顶采出量过大，会导致（）A.塔顶产品纯度下降B.塔底温度降低C.回流比增大D.塔压骤升答案：A3.某反应的速率方程为r=kCₐ²Cᵦ，该反应的总级数为（）A.1B.2C.3D.4答案：C4.工业合成氨反应（N₂+3H₂⇌2NH₃）的催化剂是（）A.铁基催化剂B.铂铑合金C.五氧化二钒D.分子筛答案：A5.DCS系统中，“AI”表示（）A.模拟输入B.模拟输出C.数字输入D.数字输出答案：A6.下列不属于化工生产“三废”的是（）A.废气B.废热C.废水D.废渣答案：B7.管道标识中，红色表示（）A.水蒸气B.可燃液体C.消防用水D.酸/碱液答案：C8.某换热器的对数平均温差为50℃，总传热系数为1000W/(m²·℃)，换热面积为10m²，则换热量为（）A.5×10⁴WB.5×10⁵WC.5×10⁶WD.5×10⁷W答案：B（计算：Q=K×A×Δtm=1000×10×50=5×10⁵W）9.下列哪种操作会导致列管式换热器管程压差增大（）A.提高壳程介质流量B.管程结垢C.降低管程介质温度D.增加折流板数量答案：B10.化工生产中，联锁系统的主要作用是（）A.提高生产效率B.防止误操作引发事故C.优化工艺参数D.降低能耗答案：B11.催化裂化反应中，主要产物是（）A.乙烯B.汽油C.合成气D.尿素答案：B12.压缩空气系统中，干燥器的作用是（）A.提高压力B.去除水分C.增加流量D.降低温度答案：B13.下列气体中，属于可燃气体的是（）A.氮气B.二氧化碳C.氢气D.氩气答案：C14.精馏塔塔板的主要作用是（）A.增加塔高B.提供气液接触场所C.支撑填料D.降低压降答案：B15.某反应器的空速为5h⁻¹，其含义是（）A.每小时处理5倍反应器体积的物料B.物料在反应器内停留时间5小时C.反应器体积为5m³D.反应速率为5mol/(L·h)答案：A16.化工管道中，“PN16”表示（）A.公称压力1.6MPaB.公称直径16mmC.试验压力16MPaD.管道长度16m答案：A17.下列哪种仪表可直接测量液体的质量流量（）A.涡街流量计B.电磁流量计C.科里奥利质量流量计D.转子流量计答案：C18.合成甲醇的主反应是（）A.CO+2H₂⇌CH₃OHB.CO₂+3H₂⇌CH₃OH+H₂OC.2CO+4H₂⇌C₂H₅OH+H₂OD.CH₄+H₂O⇌CO+3H₂答案：A19.下列不属于化工单元操作的是（）A.结晶B.中和反应C.过滤D.蒸馏答案：B20.当压力容器的设计压力为10MPa时，其属于（）A.低压容器B.中压容器C.高压容器D.超高压容器答案：C（低压0.1≤P＜1.6，中压1.6≤P＜10，高压10≤P＜100，超高压P≥100）21.循环水系统中，投加缓蚀剂的主要目的是（）A.杀菌B.防止结垢C.减少金属腐蚀D.降低浊度答案：C22.下列哪种物质属于剧毒化学品（）A.硫酸B.甲醇C.氯气D.氢氧化钠答案：C23.化工生产中，“跑冒滴漏”主要影响（）A.产品质量B.生产效率C.安全与环保D.设备寿命答案：C24.热电偶温度计的工作原理是（）A.热电阻效应B.热电效应C.红外辐射D.热膨胀答案：B25.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从300K升至310K时，反应速率常数约增大（）（根据阿伦尼乌斯公式近似计算）A.20%B.50%C.100%D.200%答案：C（近似公式：ln(k₂/k₁)=Eₐ/R(1/T₁-1/T₂)，代入计算约为ln2，即k₂≈2k₁）26.往复泵的流量调节方法是（）A.调节出口阀门B.调节转速C.调节旁路阀D.B和C答案：D27.工业上制备硫酸的关键步骤是（）A.硫铁矿焙烧B.SO₂催化氧化C.SO₃吸收D.尾气处理答案：B28.下列哪种情况会导致离心泵汽蚀（）A.吸入液面过高B.吸入管路阻力过小C.介质温度过高D.泵转速过低答案：C29.化工生产中，“三查四定”的“四定”指（）A.定人员、定时间、定措施、定责任B.定方案、定设备、定原料、定工艺C.定标准、定流程、定考核、定奖惩D.定设计、定施工、定验收、定投产答案：A30.下列不属于HSE管理体系核心要素的是（）A.危害识别B.风险评估C.成本控制D.事故预防答案：C二、判断题（共20题，每题1分，共20分）1.离心泵的扬程与转速的平方成正比。（）答案：√（根据比例定律，H∝n²）2.精馏塔的回流比越大，产品纯度越高，因此操作中应尽量提高回流比。（）答案：×（回流比过大会增加能耗，需选择经济回流比）3.催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的平衡转化率。（）答案：√4.管道的公称直径是指管道的实际内径。（）答案：×（公称直径是近似内径的标准化数值）5.压力容器的设计压力应大于等于最高工作压力。（）答案：√6.电磁流量计可以测量气体流量。（）答案：×（只能测量导电液体）7.循环水系统中，浓缩倍数越高，节水效果越好，因此应无限提高浓缩倍数。（）答案：×（浓缩倍数过高会加剧结垢和腐蚀）8.气体的黏度随温度升高而增大，液体的黏度随温度升高而减小。（）答案：√9.合成氨反应中，提高压力有利于提高平衡转化率。（）答案：√（反应为体积减小的可逆反应）10.安全阀的开启压力应略高于容器的设计压力。（）答案：×（应略低于设计压力，超压时优先起跳）11.化工生产中，DCS系统的操作界面可以随意修改控制参数。（）答案：×（需经授权并遵循操作规范）12.离心泵启动时应关闭出口阀，以降低启动电流。（）答案：√13.精馏塔进料状态为饱和液体时，q值为1。（）答案：√（q为进料热状态参数，饱和液体q=1）14.工业毒物进入人体的主要途径是皮肤接触。（）答案：×（主要途径是呼吸道吸入）15.换热器的热负荷等于冷流体吸收的热量，也等于热流体放出的热量（忽略热损失）。（）答案：√16.往复泵的流量与扬程无关，主要取决于活塞行程和频率。（）答案：√17.催化反应中，催化剂失活的主要原因是积碳和中毒。（）答案：√18.管道标识中，黄色表示警告，用于危险物料管道。（）答案：√19.化工生产中，“两票三制”指工作票、操作票，交接班制、巡回检查制、设备维护保养制。（）答案：√20.当发生氯气泄漏时，应向上风向或侧风向撤离。（）答案：√三、简答题（共10题，每题5分，共50分）1.简述离心泵汽蚀的危害及预防措施。答案：危害：产生噪声和振动，降低泵的流量、扬程和效率，严重时导致叶轮损坏。预防措施：①保证吸入液面高度，降低吸入管路阻力；②控制介质温度，避免汽化；③选择合适的泵安装高度（降低安装高度）；④选用抗汽蚀材料的叶轮。2.精馏塔操作中，塔顶温度偏高可能的原因及处理方法。答案：原因：①回流比过小；②塔顶采出量过大；③进料温度过高或进料组成中轻组分减少；④塔压升高。处理方法：①增大回流量；②减少塔顶采出量；③降低进料温度或调整进料组成；④稳定塔压（如调节塔顶冷凝器冷却介质流量）。3.简述DCS系统的主要功能及在化工生产中的应用。答案：主要功能：数据采集与监控（实时显示工艺参数）、过程控制（PID调节、顺序控制）、报警与联锁（异常参数报警，触发联锁保护）、历史数据存储与趋势分析。应用：实现生产过程的自动化控制，提高操作精度和稳定性，降低人为误差，保障安全生产。4.写出工业合成氨的工艺条件（温度、压力、催化剂），并说明选择该条件的原因。答案：工艺条件：温度450-550℃，压力15-30MPa，催化剂为铁基催化剂（含K₂O、Al₂O₃等助催化剂）。原因：①温度：低于450℃反应速率过慢，高于550℃平衡转化率下降，选择中温兼顾速率与平衡；②压力：高压有利于提高平衡转化率，但压力过高设备成本增加，选择中高压；③催化剂：铁基催化剂活性高，助催化剂可提高稳定性和抗毒性。5.简述循环水系统中结垢的主要原因及防垢措施。答案：原因：循环水蒸发浓缩，溶解的Ca²⁺、Mg²⁺与HCO₃⁻反应生成CaCO₃、Mg(OH)₂等难溶盐，在换热面沉积。防垢措施：①投加阻垢剂（如聚磷酸盐、有机膦酸盐）；②控制浓缩倍数（一般3-5倍）；③采用软化水或加酸调节pH（降低HCO₃⁻浓度）；④定期清洗换热器。6.离心泵启动后不出液的可能原因有哪些？答案：①泵内未充满液体（气缚）；②吸入管路堵塞或阀门未开启；③叶轮损坏或反转；④介质黏度太大（超过泵设计范围）；⑤底阀失效（液体泄漏）。7.简述化工生产中“三废”处理的基本原则。答案：①减量化：通过工艺优化减少废弃物产生；②资源化：对废水、废气、废渣进行回收利用（如废热发电、废催化剂再生）；③无害化：无法利用的废弃物需经处理达标后排放（如废气脱硫、废水生化处理、废渣填埋/焚烧）。8.写出PID控制中P、I、D参数的含义及对系统的影响。答案：P（比例）：输出与偏差成正比，增大P可加快响应速度，但可能导致超调；I（积分）：消除稳态误差，增大I可减小余差，但会降低系统稳定性；D（微分）：预测偏差变化趋势，抑制超调，改善动态特性，过大D会放大噪声。9.简述反应器按操作方式的分类及各自特点。答案：①间歇操作：物料一次性加入，反应完成后排出，适用于小批量、多品种生产，操作灵活但效率低；②连续操作：物料连续加入和排出，参数稳定，适合大规模生产，效率高；③半连续操作：部分物料连续加入或排出（如分批进料、连续出料），兼顾灵活性和效率。10.化工生产中发生泄漏事故时，现场人员应如何应急处置？答案：①立即报告班长或调度，启动应急预案；②佩戴好个人防护装备（如防毒面具、防化服）；③切断泄漏源（关闭阀门、停泵）；④设置警戒区，禁止无关人员进入；⑤对泄漏物料进行收集（如用砂土围堵液体）或中和处理（如酸性泄漏用碱液中和）；⑥若泄漏物料为可燃气体，需严禁明火，使用防爆工具；⑦若有人中毒，立即转移至通风处，必要时进行心肺复苏并送医。四、综合分析题（共5题，每题20分，共100分）1.某化工厂合成氨装置中，一段转化炉出口气组成（体积分数）为：CH₄3%、H₂68%、CO12%、CO₂5%、N₂12%，流量为10000Nm³/h。已知后续变换工序要求CO含量降至0.5%（体积分数），采用中温变换工艺（反应：CO+H₂O⇌CO₂+H₂，ΔH＜0）。（1）计算需补充的水蒸气量（假设变换反应完全，忽略其他副反应，气体体积按标准状态计算）。（2）分析变换炉操作温度对反应的影响（从反应速率和平衡转化率两方面）。答案：（1）初始CO流量：10000×12%=1200Nm³/h；目标CO流量：10000×0.5%=50Nm³/h；反应消耗CO流量：1200-50=1150Nm³/h；根据反应式，CO与H₂O摩尔比1:1，故需水蒸气量=1150Nm³/h（假设H₂O完全参与反应）。（2）温度对反应的影响：①反应速率：温度升高，分子活化能增加，反应速率加快；②平衡转化率：反应为放热反应（ΔH＜0），温度升高，平衡向逆反应方向移动，CO平衡转化率降低。因此，实际操作中需选择适宜温度（通常350-500℃），兼顾反应速率和平衡转化率。2.某精馏塔用于分离苯（沸点80.1℃）和甲苯（沸点110.6℃）的混合物，进料为泡点液体，组成为苯40%（摩尔分数），要求塔顶苯纯度99%，塔底甲苯纯度98%。（1）画出精馏塔的物料平衡图，标注进料、塔顶采出、塔底采出的流量和组成（设进料量为F，塔顶采出量为D，塔底采出量为W）。（2）若实际回流比为最小回流比的1.5倍，计算最小回流比（已知苯-甲苯体系为理想溶液，相对挥发度α=2.5）。答案：（1）物料平衡图：进料：F（流量），x_F=0.4（苯摩尔分数）；塔顶采出：D，x_D=0.99；塔底采出：W，x_W=1-0.98=0.02（甲苯纯度98%，即苯含量2%）；物料平衡式：F=D+W；F×x_F=D×x_D+W×x_W。（2）最小回流比R_min计算：泡点进料（q=1），进料线（q线）为垂直线x=x_F=0.4；相平衡方程：y=αx/(1+(α-1)x)=2.5x/(1+1.5x)；进料点处的y_q=2.5×0.4/(1+1.5×0.4)=1.0/1.6=0.625；最小回流比R_min=(x_D-y_q)/(y_q-x_F)=(0.99-0.625)/(0.625-0.4)=0.365/0.225≈1.62。3.某企业循环水系统出现以下异常：①换热器换热效率下降；②循环水泵出口压力波动；③冷却塔飘水严重。分析可能原因及处理措施。答案：（1）换热效率下降：可能原因是换热器结垢或堵塞（循环水水质差，Ca²⁺、Mg²⁺浓度高），或换热管内微生物黏泥附着。处理措施：清洗换热器（化学清洗或机械清洗），加强循环水水质管理（投加阻垢剂、杀菌剂）。（2）水泵出口压力波动：可能原因是吸入管路有空气（如冷却塔水位过低），或水泵叶轮磨损、密封泄漏。处理措施：检查冷却塔水位并补充水，排气；检查水泵叶轮和密封，必要时更换。（3）冷却塔飘水严重：可能原因是布水器堵塞（导致水流不均，溅水增加），或收水器损坏（无法回收水滴）。处理措施：清理布水器喷嘴，更换损坏的收水器；调整循环水量至设计范围。4.某DCS系统显示某反应釜温度（TIC-101）突然从80℃升至120℃，同时压力（PIC-101）从0.5MPa升至1.2MPa，现场检查发现搅拌器停转。（1）分析可能的事故原因。（2）简述应急处置步骤。答案：（1）原因分析：搅拌器停转导致物料混合不均，