2025年乙烯工厂设备题库及答案

2025年乙烯工厂设备题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20题）1.乙烯装置中，用于将高温裂解气从800~850℃快速冷却至350~400℃的关键设备是：A.急冷油塔B.废热锅炉C.汽油分馏塔D.水急冷塔答案：B（废热锅炉通过热量回收实现快速冷却，防止二次反应）2.裂解炉辐射段炉管的典型材质为：A.20钢B.HK40（Cr25Ni35）C.304不锈钢D.Q345R答案：B（HK40高温强度和抗渗碳性能优异，适用于1000℃以上环境）3.乙烯装置三机（裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机）中，采用多级压缩的主要目的是：A.降低单级压比B.提高排气温度C.简化流程D.减少功耗答案：A（多级压缩可避免单级压比过高导致的温度超限和效率下降）4.浮阀塔板在乙烯分离塔中广泛应用的主要优势是：A.操作弹性大B.成本低C.压降小D.抗堵塞答案：A（浮阀可随气速自动调节开度，适应50%~120%负荷波动）5.乙烯装置中，用于输送液烃的屏蔽泵与普通离心泵的核心区别是：A.无轴封B.扬程更高C.流量更大D.耐高压答案：A（屏蔽泵通过定子与转子间的屏蔽套实现无泄漏，适用于有毒有害介质）6.裂解炉燃烧器的空燃比控制目标通常为：A.1:1~1:3B.5:1~8:1C.10:1~12:1D.15:1~18:1答案：C（天然气燃烧理论空燃比约10:1，实际控制10~12:1确保完全燃烧）7.丙烯制冷压缩机的典型排气压力范围是：A.0.1~0.3MPaB.0.8~1.2MPaC.2.0~2.5MPaD.3.0~3.5MPa答案：B（丙烯在0.8~1.2MPa下冷凝温度约30℃，匹配循环水冷却条件）8.乙烯装置中，用于脱除裂解气中酸性气体（H₂S、CO₂）的设备是：A.干燥器B.碱洗塔C.脱甲烷塔D.脱乙烷塔答案：B（碱洗塔通过NaOH溶液吸收酸性气体，出口H₂S≤1ppm）9.急冷油系统中，急冷油循环泵的密封形式通常为：A.填料密封B.机械密封C.干气密封D.迷宫密封答案：B（急冷油粘度高、易结焦，机械密封可耐受高温高压）10.裂解炉对流段的主要功能是：A.提供辐射热B.预热原料和稀释蒸汽C.燃烧燃料D.排出烟气答案：B（对流段利用烟气余热预热原料烃和稀释蒸汽至500~600℃）11.乙烯球罐的设计温度通常为：A.162℃（LNG温度）B.104℃（乙烯沸点）C.0℃D.25℃答案：B（乙烯常压沸点103.7℃，球罐采用压力储存时设计温度需覆盖低温工况）12.离心式压缩机的喘振发生在：A.流量过大时B.流量过小时C.转速过高时D.转速过低时答案：B（流量低于最小喘振流量时，气体在叶轮内倒流引发振动）13.板式换热器与管壳式换热器相比，主要劣势是：A.换热效率低B.耐高压性差C.清洗困难D.成本低答案：B（板式换热器密封垫片承压一般≤2.5MPa，管壳式可达10MPa以上）14.乙烯装置中，脱甲烷塔的操作压力通常为：A.0.1MPa（常压）B.1.0~1.5MPaC.3.0~3.5MPaD.5.0~5.5MPa答案：B（高压脱甲烷可降低冷量需求，典型压力1.0~1.5MPa）15.裂解炉炉管结焦的直接表征参数是：A.燃料气流量B.炉管表面温度（TMT）C.稀释蒸汽比D.排烟温度答案：B（结焦导致炉管热阻增大，相同热负荷下TMT升高）16.往复式压缩机与离心式压缩机相比，主要特点是：A.流量大B.压力波动小C.适用于高压小流量D.维护简单答案：C（往复式压缩机通过活塞运动实现高压，适合≤100m³/h小流量）17.乙烯装置中，用于分离C2/C3组分的塔是：A.脱甲烷塔B.脱乙烷塔C.乙烯精馏塔D.丙烯精馏塔答案：C（乙烯精馏塔分离乙烯（C2H4）与乙烷（C2H6）、丙烯（C3H6）等）18.废热锅炉（急冷换热器）的清焦方法通常为：A.机械清焦B.蒸汽空气烧焦C.化学清洗D.水力清焦答案：B（通过蒸汽与空气混合烧焦，温度控制在600~700℃防止炉管氧化）19.压缩机组的轴向位移保护值通常设定为：A.0.1~0.2mmB.0.5~0.8mmC.1.0~1.5mmD.2.0~2.5mm答案：B（超过0.5~0.8mm可能导致叶轮与壳体碰撞，触发联锁停机）20.乙烯装置中，火炬系统的主要作用是：A.回收可燃气体B.处理事故排放C.提供燃料D.降低能耗答案：B（正常工况下尽量回收，事故或开停车时通过火炬燃烧处理）二、多项选择题（每题3分，共10题，错选、漏选不得分）1.影响裂解炉裂解深度的关键因素包括：A.裂解温度B.停留时间C.稀释蒸汽比D.炉管长度答案：ABC（裂解深度由温度时间烃分压三要素决定，炉管长度影响停留时间但非独立因素）2.压缩机组的主要保护系统包括：A.轴振动监测B.润滑油压力低联锁C.防喘振控制D.电机过载保护答案：ABCD（振动、油压、喘振和电机保护均为核心保护）3.乙烯分离塔（如乙烯精馏塔）操作中，影响分离效果的参数有：A.塔压B.回流比C.进料位置D.塔板数答案：ABCD（压力影响相对挥发度，回流比影响传质效率，进料位置和塔板数决定理论板数）4.急冷油系统常见故障包括：A.急冷油粘度升高B.循环泵汽蚀C.塔底结焦D.塔顶温度过低答案：ABC（粘度升高因重组分积累，汽蚀因入口压力不足，结焦因高温停留时间过长）5.裂解炉燃烧器异常的表征现象有：A.火焰发黄（冒黑烟）B.炉膛负压波动C.排烟氧含量异常D.燃料气压力升高答案：ABC（火焰发黄为不完全燃烧，负压波动因配风不均，氧含量异常反映空燃比失调）6.离心式压缩机喘振的预防措施包括：A.设定最小流量旁路B.提高入口压力C.降低出口压力D.增加转速答案：AB（旁路补充流量防止低于喘振线，提高入口压力可拓宽稳定工况区）7.乙烯装置中，需要低温（≤100℃）操作的设备有：A.脱甲烷塔B.乙烯冷箱C.干燥器D.碱洗塔答案：AB（脱甲烷塔需分离甲烷（161℃）与乙烯（104℃），冷箱利用节流膨胀制冷）8.换热器的主要性能指标包括：A.传热系数（K值）B.压降（ΔP）C.热效率（η）D.材质耐腐蚀性答案：ABC（K值反映换热能力，ΔP影响能耗，η反映热量利用效率）9.往复泵与离心泵的区别包括：A.流量与扬程关系B.自吸能力C.适用介质粘度D.结构复杂度答案：ABCD（往复泵流量恒定、自吸强、适高粘度，结构更复杂）10.乙烯球罐的安全附件包括：A.安全阀B.液位计C.温度计D.爆破片答案：ABCD（安全阀、爆破片超压保护，液位计、温度计监测运行状态）三、填空题（每空1分，共20空）1.裂解炉辐射段炉管的典型排列方式为______（如单程、双程），常用的短停留时间炉型有______（例举1种）。答案：单程/双程；SRTⅥ型炉（或毫秒炉）2.急冷油系统中，急冷油的主要成分是______（烃类组分），其循环温度范围通常为______℃。答案：裂解燃料油（C9以上重组分）；200~3003.裂解气压缩机的典型级数为______段，段间设置______以降低气体温度。答案：5；中间冷却器4.乙烯精馏塔的操作压力一般为______MPa（表压），塔顶产品为______（纯度≥99.95%）。答案：2.0~2.2；聚合级乙烯5.废热锅炉（急冷换热器）的设计寿命通常为______年，清焦周期一般为______个月。答案：10~15；3~66.离心式压缩机的临界转速是指______，运行时需避开临界转速±______%范围。答案：转子固有振动频率与转速一致时的转速；10~157.板式换热器的密封垫片材质常用______（耐油）或______（耐高温）。答案：丁腈橡胶；氟橡胶8.乙烯装置中，丙烯制冷系统提供的冷剂温度等级包括______℃（高温级）和______℃（低温级）。答案：40~20；100~709.裂解炉对流段的传热方式以______为主，辐射段以______为主。答案：对流换热；辐射换热10.往复式压缩机的主要易损件包括______和______（例举2种）。答案：活塞环；气阀四、简答题（共4题，20分）（一）封闭型简答题（每题5分，共10分）1.简述裂解炉“三门一板”的具体内容及作用。答案：三门指燃料气（或油）阀门、雾化蒸汽阀门、空气挡板；一板指烟道挡板。作用：通过调节燃料量、雾化效果、空气量和排烟阻力，控制燃烧温度、炉膛负压和过剩空气系数，确保燃烧效率和炉管受热均匀。2.列出乙烯装置中“三机”的名称及其核心功能。答案：三机指裂解气压缩机（压缩裂解气至3.5~4.0MPa，便于分离）、丙烯压缩机（提供40~100℃冷量，用于深冷分离）、乙烯压缩机（压缩乙烯气体至2.0~2.2MPa，满足精馏和储存需求）。（二）开放型简答题（每题10分，共10分）3.分析急冷油粘度升高的可能原因及应对措施。答案：可能原因：①急冷油塔底温度过高，导致重组分聚合；②稀释蒸汽量不足，裂解气中重组分含量增加；③急冷油循环量过小，停留时间过长；④急冷油系统漏入空气，引发氧化结焦。应对措施：①降低塔底温度（控制在280~300℃）；②提高稀释蒸汽比（≥0.5kg蒸汽/kg原料）；③增大循环油量（维持空塔气速0.5~0.8m/s）；④检查系统密封，通入氮气隔绝空气；⑤定期外排部分高粘度急冷油，补充新鲜柴油稀释。五、计算题（共2题，20分）（一）工艺计算（10分）1.某乙烯装置以乙烷为原料，日处理量为2000吨，乙烯日产量为1360吨（纯度99.9%）。计算乙烷的乙烯收率（质量分数）及双烯收率（假设丙烯日产量为240吨）。（已知：乙烷分子式C₂H₆，分子量30；乙烯C₂H₄，分子量28；丙烯C₃H₆，分子量42）解答：乙烯收率=（乙烯产量×纯度）/原料消耗量×100%=（1360×0.999）/2000×100%≈67.9%双烯收率=（乙烯产量×纯度+丙烯产量）/原料消耗量×100%=（1360×0.999+240）/2000×100%≈（1358.64+240）/2000×100%≈79.9%（二）设备计算（10分）2.某管壳式换热器用于冷却裂解气，裂解气入口温度150℃，出口温度50℃，流量为5000kg/h，平均比热容为2.5kJ/(kg·℃)。循环水入口温度30℃，出口温度60℃，比热容为4.18kJ/(kg·℃)。假设换热器热损失忽略不计，计算循环水的流量（单位：t/h）。解答：裂解气释放热量Q=mcΔT=5000kg/h×2.5kJ/(kg·℃)×(15050)℃=5000×2.5×100=1,250,000kJ/h循环水吸收热量Q=mcΔT→m=Q/(cΔT)=1,250,000kJ/h/[4.18kJ/(kg·℃)×(6030)℃]≈1,250,000/(4.18×30)≈10,038kg/h≈10.04t/h六、综合分析题（20分）某乙烯装置裂解炉运行3个月后，出现以下现象：①燃料气流量增加15%；②炉管表面温度（TMT）局部升高20℃；③排烟温度升高10℃；④裂解气中甲烷含量上升2%。请分析可能原因及排查步骤。答案要点：可能原因：（1）炉管结焦：结焦导致热阻增大，需增加燃料量维持裂解温度；结焦部位TMT升高；烟气热量未被有效吸收，排烟温度上升；结焦引发二次反应，甲烷（裂解深度过度的产物）含量增加。（2）燃烧器堵塞：部分燃烧器堵塞导致燃料分布不均，局部热强度不足，需整体增加燃料量；未堵塞燃烧器区域炉管过热，TMT局部升高；燃烧不完全导致排烟温度上升；裂解温度不均引发副反应，甲烷增加。（3）余热回收系统故障：如对流段炉管积灰，降低烟气与原料的换热效率，排烟温度上升，需增加燃料量维持裂解温度；原料预热不足导致辐射段热负荷增大，TMT升高；裂解深度波动，甲烷含量上升。排查步骤：（1