2025年化工总控工高级题库附答案

2025年化工总控工高级题库附答案一、基础理论与工艺知识1.（单选）在苯乙烯装置中，脱氢反应器出口气相经两级冷凝后，第一级冷凝温度通常控制在下列哪一区间，才能兼顾苯乙烯收率与堵塞风险？A.35–45℃ B.55–65℃ C.75–85℃ D.95–105℃答案：B解析：第一级冷凝若低于55℃，苯乙烯蒸气分压过低，易在管束壁面聚合堵管；高于65℃则苯乙烯随不凝气损失增大，55–65℃为工业数据验证的最佳折中区间。2.（单选）对采用硫酸作催化剂的异丁烷/丁烯烷基化装置，酸烃比由8:1降至6:1时，产品RON（研究法辛烷值）的变化趋势是：A.升高1.0–1.5单位 B.基本不变 C.下降0.5–1.0单位 D.下降>2.0单位答案：C解析：酸烃比降低，酸相中溶解的烯烃浓度升高，副反应增加，RON小幅下降，工业标定数据为0.6单位。3.（单选）某合成氨装置采用钌基催化剂在低温变换（LTS）出口CO体积分数为0.2%，若改用铁铬系催化剂，在相同空速下，出口CO预计：A.<0.1% B.0.2%–0.3% C.0.4%–0.5% D.>0.6%答案：D解析：铁铬系活性温度窗口高，平衡CO浓度高于钌基，实验测定值约0.7%。4.（单选）在环氧乙烷（EO）吸收塔中，为抑制乙二醇副产，贫吸收水pH应控制在：A.4.5–5.5 B.6.0–7.0 C.7.5–8.5 D.9.0–10.0答案：A解析：酸性环境可抑制EO水解，工业上通过加入微量乙酸将pH控制在5左右，乙二醇生成率可降30%。5.（单选）某甲醇精馏三塔流程，常压塔顶温度从64℃升至67℃，其他不变，则产品甲醇水溶性试验：A.通过 B.轻微浑浊 C.不合格 D.无法判断答案：C解析：塔顶温度升高，轻组分（二甲醚、丙酮）下移，水溶性试验呈乳光，超过ASTMD1152限值。6.（单选）对于采用N甲基吡咯烷酮（NMP）的芳烃抽提，溶剂含水量由0.3%升至0.8%，其选择性：A.升高 B.降低 C.先升后降 D.不变答案：B解析：水含量升高，NMP极性下降，对非芳溶解度增加，选择性降低，工业数据下降约5%。7.（单选）某PTA装置氧化反应器尾气氧含量由3%升至5%，此时反应器气相爆炸三角形最接近：A.富燃侧 B.贫燃侧 C.化学计量点 D.无法判断答案：B解析：氧升高，气相远离富燃极限，处于贫燃侧，安全系数提高。8.（单选）在丁二烯抽提装置中，使用乙腈（ACN）作溶剂，当循环溶剂中二聚物含量>2000ppm时，最先出现的异常是：A.塔顶丁二烯纯度下降 B.再沸器蒸汽耗量升高 C.回收塔发泡 D.真空度下降答案：C解析：二聚物表面张力低，易在汽液界面聚集导致发泡，工业观察周期<72h。9.（单选）某乙烯装置碱洗塔出口CO2由10ppm升至30ppm，可能原因是：A.碱循环量升高 B.碱浓度升高 C.黄油生成 D.塔顶压力升高答案：C解析：黄油包裹碱液滴，降低气液接触，CO2穿透，工业上每1%黄油可造成CO2升高15ppm。10.（单选）在天然气蒸汽转化制氢流程中，水碳比由3.5降至2.8，一段炉出口甲烷泄漏量：A.下降1%–2% B.基本不变 C.上升2%–3% D.上升>4%答案：D解析：水碳比降低，平衡左移，工业标定甲烷泄漏由3%升至7.2%。二、仪表控制与联锁11.（单选）某催化裂化装置主风出口流量FT101采用均速管（Annubar），当管道内出现150℃高温烟气时，为消除差压变送器膜片高温漂移，应优先：A.加装冷凝圈 B.采用高温硅油填充 C.远传毛细管+隔膜密封 D.变送器上移安装答案：C解析：远传毛细管可隔离热源，隔膜密封选高温氟油，漂移可控制在0.05%/10K以内。12.（单选）某高压聚乙烯（HPLDPE）反应器压力联锁值300MPa，采用2oo3压力变送器表决，若单台变送器失效概率λ=1×10⁻⁶h⁻¹，则拒动概率（PFD）平均为：A.1×10⁻¹² B.3×10⁻¹² C.1×10⁻¹⁸ D.3×10⁻¹⁸答案：B解析：2oo3拒动概率=3(λt)²，取t=1h，得3×10⁻¹²。13.（单选）某精馏塔塔釜液位采用差压法测量，介质密度950kg/m³，当塔釜温度从120℃升至140℃，液位指示：A.偏高 B.偏低 C.不变 D.视安装方式答案：A解析：温度升高，液体密度下降，相同液柱产生的ΔP减小，DCS按原密度换算，显示值偏高。14.（单选）某SIS系统对电磁阀采用“励磁跳车”方式，当电缆断线时，电磁阀：A.失电跳车 B.保持原态 C.励磁跳车 D.不确定答案：A解析：断线导致回路开路，电磁阀失电，工艺阀弹簧复位，实现安全停车，符合故障安全原则。15.（单选）某合成气压缩机防喘振阀为气关式，电磁阀采用“失电开”逻辑，当电磁阀线圈烧毁，阀位：A.全开 B.全关 C.保持 D.50%答案：A解析：线圈烧毁→电磁阀失电→仪表风泄压→气关阀在弹簧作用下全开，防止压缩机喘振。16.（单选）某DCS卡件支持HART7，若现场变送器为HART5，则：A.无法通讯 B.只能读取PV C.支持全部命令 D.需降速1200baud答案：B解析：向下兼容仅保证读取主变量，Burst、长帧命令不支持。17.（单选）某装置采用ProfibusPA总线，段上设备32台，若增加2台，则：A.无需调整 B.需加装中继器 C.需降低波特率 D.需增加终端电阻答案：B解析：PA段最大32台物理设备，超限需中继器隔离。18.（单选）某反应器温度采用热电偶，补偿电缆因老化正负极互换，指示温度：A.偏高 B.偏低 C.反向 D.不变答案：C解析：互换后电势反向，DCS显示负值或下限值。19.（单选）某装置使用雷达液位计，介质介电常数εr=2.1，若改为εr=1.8的介质，则：A.回波增强 B.回波减弱 C.无影响 D.出现多次反射答案：B解析：εr下降，反射系数Γ减小，信号衰减约15%，需提高灵敏度。20.（单选）某ESD阀为SIL3，要求按需失效概率PFD≤1×10⁻³，若测试周期1年，单台PFD=5×10⁻³，则至少需要：A.1台 B.2台并联 C.2台串联 D.3台并联答案：B解析：并联后PFD=(5×10⁻³)²=2.5×10⁻⁵，满足SIL3。三、设备与机械21.（单选）某离心泵输送高温烃类，为防止汽蚀，设计NPSHA=6.2m，介质饱和蒸气压对应NPSHR=4.8m，则安全裕量：A.0.4m B.1.0m C.1.4m D.2.0m答案：C解析：裕量=NPSHANPSHR=1.4m，符合API610最小1.0m要求。22.（单选）某往复式压缩机采用无油润滑，活塞杆材质174PH，运行8000h后杆出现纵向裂纹，最可能失效形式：A.应力腐蚀 B.疲劳 C.氢脆 D.磨粒磨损答案：B解析：交变载荷导致疲劳，174PH对Cl⁻应力腐蚀不敏感，氢脆可能性低。23.（单选）某乙烯裂解气透平膨胀机入口带液，首先损坏的部件是：A.喷嘴 B.动叶顶部 C.主轴 D.轴承答案：B解析：液滴高速撞击动叶顶部，造成水击侵蚀。24.（单选）某高压换热器采用螺纹锁紧环结构，试压时发现管程泄漏，最可能密封失效位置：A.垫片 B.螺纹环 C.分程隔板 D.管口焊缝答案：C解析：分程隔板密封依靠金属与垫片组合，高压下易变形泄漏。25.（单选）某带诱导轮的高速泵，诱导轮主要作用是：A.提高扬程 B.降低NPSHR C.平衡轴向力 D.减少振动答案：B解析：诱导轮提前做功，提高入口压力，NPSHR可降30%。26.（单选）某装置使用双螺杆压缩机，同步齿轮磨损会导致：A.排气量下降 B.振动升高 C.转子碰磨 D.油温升高答案：C解析：同步齿轮失效，阴阳转子接触，导致碰磨。27.（单选）某高压储氢容器材质CrMo钢，焊后热处理温度过低会：A.强度下降 B.韧性下降 C.硬度升高 D.蠕变强度升高答案：C解析：温度不足，残余应力未释放，硬度升高，易裂。28.（单选）某塔器采用S31803双相钢，在含Cl⁻环境中最大允许应力：A.与316L相同 B.比316L高30% C.比316L低20% D.视温度答案：B解析：双相钢屈服强度是316L两倍，设计应力可提高30%。29.（单选）某磁力驱动泵隔离套材质HC276，壁厚1mm，运行中出现涡流热，其热源主要是：A.磁滞 B.涡流 C.轴承摩擦 D.流体剪切答案：B解析：交变磁场在金属隔离套产生涡流，占损耗80%。30.（单选）某离心压缩机采用可倾瓦轴承，瓦块数通常取：A.3 B.4 C.5 D.6答案：C解析：5瓦块稳定性好，避免油膜振荡。四、安全环保与应急31.（单选）某装置设置LOPA分析，初始事件“冷却水断流”频率1/10a，独立保护层IPL1（备用泵）PFD=1×10⁻²，IPL2（高位水箱）PFD=1×10⁻¹，则减缓后频率：A.1×10⁻³/a B.1×10⁻⁴/a C.1×10⁻⁵/a D.1×10⁻⁶/a答案：B解析：1/10×1×10⁻²×1×10⁻¹=1×10⁻⁴/a。32.（单选）按GB50160，可燃液体罐组防火堤有效容积应：A.≥最大罐容量 B.≥最大罐容量50% C.≥最大罐容量75% D.≥最大罐容量100%并高出0.2m答案：A解析：堤内有效容积不小于最大罐容量。33.（单选）某液氨储罐泄漏形成液池，蒸发速率主要受控于：A.液池面积 B.风速 C.太阳辐射 D.液温答案：B解析：风速决定对流传质系数，影响最大。34.（单选）某装置设置火炬，最大排放量100t/h，火炬头马赫数设计限值：A.0.2 B.0.5 C.0.7 D.1.0答案：B解析：API521建议马赫数≤0.5，防止火焰吹熄。35.（单选）某苯储罐采用内浮顶，浮盘与罐壁间采用：A.机械密封 B.液囊密封 C.弹性密封+二次密封 D.无密封答案：C解析：GB50160要求二次密封，减少苯挥发。36.（单选）某装置发生H₂S泄漏，现场检测10ppm，人员佩戴：A.防尘口罩 B.半面罩+滤盒 C.正压空气呼吸器 D.无要求答案：C解析：10ppm超过10mg/m³，需正压呼吸器。37.（单选）某企业开展HAZOP，节点划分原则：A.按设备 B.按管线 C.按工艺意图 D.按P&ID页码答案：C解析：节点以工艺意图为单元，如“反应”“分离”。38.（单选）某装置设置DCS与SIS，通信采用ModbusTCP，网络安全应：A.同一交换机 B.独立VLAN C.同一IP段 D.无需隔离答案：B解析：IEC62443要求独立VLAN，防止DoS攻击。39.（单选）某企业开展泄漏检测与修复（LDAR），检测仪器最低检出限：A.100ppm B.500ppm C.1000ppm D.5000ppm答案：B解析：HJ733规定500ppm。40.（单选）某化工园区设置三级防控体系，最后一级为：A.装置围堰 B.罐区防火堤 C.园区应急池 D.市政管网答案：C解析：园区应急池为三级，总容积≥10万m³。五、计算与案例41.（计算）某甲醇合成塔壳程走锅炉水，产汽量8t/h，压力4MPa（饱和），壳程直径1.2m，长8m，若汽包液位控制30%，求壳程实际水体积。（4MPa饱和水ρ=798kg/m³）答案：V=πD²L/4×30%=3.14×1.2²×8/4×0.3=2.71m³水质量=2.71×798=2162kg解析：注意30%为体积分数，非高度分数。42.（计算）某离心泵输送水，流量Q=100m³/h，扬程H=50m，效率η=70%，求轴功率。答案：P=ρgQH/η=1000×9.81×100/3600×50/0.7=19.5kW解析：单位换算Q由m³/h→m³/s。43.（计算）某反应器一级不可逆反应A→B，k=0.01s⁻¹，求转化率90%所需空时τ。答案：τ=−ln(1−X)/k=−ln0.1/0.01=230s解析：一级反应积分式。44.（计算）某换热器热流Q=2MW，ΔTlm=40℃，U=500W/m²·K，求面积。答案：A=Q/UΔT=2×10⁶/(500×40)=100m²