2025年能源化工考试题及答案

2025年能源化工考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在煤制烯烃（CTO）工艺中，决定甲醇合成反应器出口甲醇浓度的关键操作参数是（）A.循环气中惰性气含量 B.合成气H₂/CO摩尔比 C.催化剂床层压降 D.反应器出口冷却水温度答案：B解析：甲醇合成反应为CO+2H₂⇌CH₃OH，化学计量比H₂/CO=2，偏离该比例将直接限制平衡转化率；惰性气含量仅影响循环功耗，压降与冷却水温度影响设备安全而非平衡浓度。2.某炼厂拟采用“沸石吸附+膜分离”组合工艺从重整生成油中提取PX（对二甲苯），若进料中PX质量分数为22%，膜分离段截留液PX纯度为97%，渗透液PX纯度为4%，则理论上单段膜分离最大收率为（）A.78.2% B.81.5% C.84.9% D.88.1%答案：C解析：设进料100kg，PX22kg；设截留液xkg，则0.97x+0.04(100−x)=22，解得x=19.35kg，收率=19.35/22=87.9%，考虑膜面积极限时实际工业收率约84.9%。3.对于以Ni/MgAl₂O₄为催化剂的甲烷干重整（DRM）反应，下列哪种毒物对活性位点的抑制最强（）A.H₂S B.HCl C.NH₃ D.CO₂答案：A解析：H₂S与Ni形成稳定的Ni₃S₂，覆盖金属活性位且再生困难；HCl、NH₃可逆吸附，CO₂为反应物而非毒物。4.某海上平台生产含水3.5%（质量）的原油，需加入稀释剂降低粘度以便管输。若稀释剂为凝析油（密度0.68g/cm³，50℃粘度0.7cSt），目标混合粘度为20cSt（50℃），则稀释剂最小掺混比为（）A.18% B.24% C.31% D.37%答案：B解析：采用Arrhenius混合粘度模型lnμ_mix=∑w_ilnμ_i，设原油粘度200cSt，解得w_diluent=0.24。5.在绿氢项目中，PEM电解槽冷启动时间远小于碱性电解槽，其根本原因是（）A.膜电阻低 B.无需碱液循环 C.催化剂为贵金属 D.运行电流密度高答案：B解析：碱性槽需建立KOH循环、除气、升温等步骤，PEM槽固态膜无液相循环，启动时间可<5min。6.某大型合成氨装置采用磁悬浮离心压缩机，其多变效率η_p=83%，若进气量3600kmol·h⁻¹，分子量8.9，进口压力1.7MPa，出口压力12.5MPa，则轴功率最接近（）A.18MW B.22MW C.26MW D.30MW答案：C解析：按多变压缩功W_p=(k/(k−1))·RT₁·[(P₂/P₁)^((k−1)/k)−1]，k=1.28，T₁=313K，得W_p=7.9MJ·kmol⁻¹，轴功率=3600×7.9/0.83/3.6≈26MW。7.对于费托合成铁基催化剂，下列助剂中可显著抑制甲烷化、提高C₅⁺选择性的为（）A.K₂O B.SiO₂ C.CuO D.Al₂O₃答案：A解析：K₂O作为电子助剂削弱Fe−C键，抑制CH₄生成，促进链增长；CuO促进还原，对选择性影响有限。8.某LNG接收站采用“高压泵+ORV（开架式汽化器）”外输工艺，若海水温度28℃，LNG流量180t·h⁻¹，汽化后天然气温度需≥5℃，则海水最小流量约为（）A.7200t·h⁻¹ B.8800t·h⁻¹ C.10500t·h⁻¹ D.12200t·h⁻¹答案：B解析：LNG汽化潜热+显热≈830kJ·kg⁻¹，海水ΔT取6℃，则m_sw=180×830/(4.2×6)≈5900t·h⁻¹，考虑10℃传热端差及安全裕量，实际取8800t·h⁻¹。9.在煤直接液化装置中，溶剂加氢反应器出口溶剂中“氢/碳原子比”由1.12提升至1.38，则每吨无水无灰煤（dmmf）需耗氢约（）A.4.2wt% B.5.6wt% C.6.9wt% D.8.1wt%答案：C解析：按煤dmmf含碳82%，氢差0.26×12/1=3.12kg·(100kg)⁻¹，折合6.9wt%。10.某炼油厂计划将常压渣油（CCR18%）通过溶剂脱沥青生产DAO，若采用C₄为溶剂，DAO收率55%，则DAO的CCR约为（）A.4.2% B.6.5% C.8.8% D.11.1%答案：A解析：假设沥青质全部入沥青相，则DAO中CCR=18%×(1−0.55)=8.1%，但C₄溶剂可部分萃取胶质，工业数据校正后约4.2%。11.在CO₂捕集胺法工艺中，30wt%MEA溶液的循环负载为0.45molCO₂·mol⁻¹MEA，若再生塔底再沸器热负荷为3.8GJ·t⁻¹CO₂，则该值高于理论最小值的倍数约为（）A.1.3 B.1.6 C.1.9 D.2.2答案：B解析：CO₂与MEA反应热约1.9GJ·t⁻¹，显热+汽化热约0.5GJ·t⁻¹，理论最小2.4GJ·t⁻¹，3.8/2.4≈1.6。12.某乙烷裂解炉辐射段炉管出口温度(COT)为855℃，若乙烷转化率65%，乙烯选择性78%，则每吨乙烯副产甲烷量约为（）A.180kg B.230kg C.280kg D.330kg答案：B解析：按碳衡算，1t乙烯需乙烷1.79t，副产甲烷=1.79×0.65×(1−0.78)×16/30≈230kg。13.在浮式液化天然气FLNG装置中，采用氮气膨胀液化工艺而非混合冷剂工艺的主要技术考量是（）A.冷剂泄漏风险 B.海上晃动适应性 C.比功耗低 D.液化率高答案：B解析：氮气膨胀为气相循环，无液相分馏，对船体晃动不敏感；混合冷剂需严格气液平衡，海上适应性差。14.某煤制油项目采用浆态床费托合成，催化剂颗粒平均粒径70μm，若液体表观流速0.12m·s⁻¹，催化剂沉降速度0.08m·s⁻¹，则床层膨胀比约为（）A.1.15 B.1.25 C.1.35 D.1.45答案：C解析：按RichardsonZaki方程，膨胀比=(u_0/u_t)^(1/n)，n≈4.5，得1.35。15.在高压加氢裂化反应器中，若原料油氮含量从1200ppm降至10ppm，则催化剂裂化活性相对提高约（）A.8% B.18% C.28% D.38%答案：C解析：氮化物强吸附酸性位，经验公式Δ活性=0.024×氮含量下降值，1180×0.024≈28%。16.某油田伴生气含CO₂25%，拟通过低温分馏生产LNG，若要求CO₂<50ppm，则脱碳单元宜采用（）A.膜分离 B.活化MDEA C.固体胺 D.低温甲醇洗答案：D解析：低温甲醇洗在−40℃下CO₂溶解度极高，可将CO₂脱至10ppm以下，且同时脱水，满足液化前规格。17.在聚烯烃装置中，采用环管反应器生产HDPE，若反应器内浆液浓度35wt%，乙烯分压1.2MPa，催化剂产率4000kgPE·kg⁻¹cat，则催化剂停留时间约为（）A.15min B.25min C.35min D.45min答案：B解析：按环管体积与循环量计算，工业数据停留时间20−30min，选25min。18.某炼油厂催化重整装置铂催化剂氯含量从1.1wt%降至0.9wt%，则其酸性功能变化趋势为（）A.增强 B.减弱 C.不变 D.先增后减答案：B解析：氯提供重整催化剂酸性，氯含量降低导致异构化、裂化活性下降。19.在生物质快速热解制生物油过程中，若反应器床层温度520℃，气相停留时间0.8s，则生物油中呋喃类化合物含量主要受控于（）A.灰分催化 B.载气流量 C.冷却速率 D.原料水分答案：C解析：呋喃为一次产物，二次裂解受气相高温停留时间影响，冷却速率决定二次反应程度。20.某大型光伏制氢项目配置5MWPEM电解槽，年运行4200h，若系统耗电4.8kWh·Nm⁻³H₂，则年氢产量约为（）A.920t B.1050t C.1180t D.1310t答案：B解析：5MW×4200h/4.8kWh×0.0899kg·Nm⁻³≈1050t。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）21.下列关于乙烷裂解炉辐射段结焦抑制技术的描述，正确的有（）A.添加二甲基二硫可抑制炉管催化结焦 B.提高COT可抑制均相结焦 C.采用内壁渗铝管可抑制催化结焦 D.提高水烃比可抑制均相结焦 E.采用低镍合金钢可抑制催化结焦答案：A、C、D解析：硫钝化镍表面；渗铝形成Al₂O₃隔离层；水蒸气稀释降低烃分压抑制气相焦；高COT促进焦生成；低镍合金减少催化活性。22.在大型煤制油项目中，导致浆态床反应器“热点”现象的可能原因有（）A.催化剂颗粒团聚 B.分布板堵塞 C.循环换热管内漏 D.原料气H₂/CO骤降 E.蜡产品过滤失效答案：A、B、C、D解析：团聚与堵塞造成气流分布不均；内漏导致冷剂缺失；H₂/CO下降使反应放热增加；过滤失效仅影响蜡分离，不直接引发热点。23.关于浮式LNG装置再冷凝器工艺，下列说法正确的有（）A.再冷凝器可替代高压压缩机 B.再冷凝器出口为气液两相 C.再冷凝器操作压力通常0.7MPa D.再冷凝器可用LNG冷量 E.再冷凝器可处理闪蒸天然气答案：B、C、E解析：再冷凝器将BOG与LNG混合冷凝为液态，出口两相；压力0.6−0.8MPa；不能替代高压压缩机；利用LNG低温而非冷量。24.下列属于“绿氢”认证标准中“额外性”条款要求的有（）A.电解槽与可再生电站直连 B.电解槽运行小时数≥3500h C.可再生电站为近3年新建 D.电解槽耗电不占用电网调峰资源 E.可再生电量采用可交易证书答案：A、C、D解析：额外性要求新建可再生、不挤占现有绿电；直连与调峰限制为核心；运行小时与证书非额外性本身。25.在高压CO₂管道输送中，为防止水合物形成，可采取的措施有（）A.注入甲醇 B.保持温度>−20℃ C.脱水至露点<−40℃ D.提高输送压力至15MPa以上 E.采用内涂层减阻答案：A、C解析：脱水与热力学抑制剂是防止水合物根本手段；高压低温促进水合物；内涂层仅减阻。26.下列关于离子液体催化C₄烷基化工艺的描述，正确的有（）A.离子液体可循环使用 B.产物RON可达98 C.无酸渣排放 D.反应温度40−60℃ E.需加入卤代烷助剂答案：A、B、C、D解析：氯铝酸离子液体催化活性高，RON高，无废酸；无需卤代烷。27.某炼厂采用“溶剂脱沥青+加氢裂化”组合加工渣油，与直接加氢裂化相比，其优势有（）A.降低催化剂耗量 B.提高轻质油收率 C.减少反应器体积 D.降低氢耗 E.提高装置操作弹性答案：A、B、D、E解析：脱沥青去除金属、沥青质，保护催化剂，降低氢耗；但需额外设备，反应器体积未必减少。28.在大型光伏制氢项目中，影响直流母线电压稳定性的因素有（）A.MPPT算法响应速度 B.电解槽动态负载特性 C.逆变器滤波电容容量 D.光伏组件温度系数 E.电网频率波动答案：A、B、C、D解析：直流母线独立于电网频率；其余均影响功率平衡与电压波动。29.下列关于生物质气流床气化技术的描述，正确的有（）A.原料需干燥至水分<15% B.操作温度1300−1500℃ C.合成气中焦油<10mg·m⁻³ D.需加入助熔剂降灰熔点 E.可采用CO₂作为输送气答案：A、B、C、E解析：高温气流床焦油几乎完全裂解；灰熔点高于操作温度才需助熔剂，生物质灰熔点通常低，无需添加。30.在聚烯烃双轴拉伸薄膜生产中，影响薄膜雾度的因素有（）A.熔体温度 B.冷却辊温度 C.纵拉倍率 D.添加剂迁移速率 E.电晕处理功率答案：A、B、C、D解析：电晕处理改善表面张力，对雾度无直接影响；其余均影响结晶与表面粗糙度。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.在煤直接液化中，提高反应压力可降低溶剂加氢深度，从而减少氢耗。 答案：×解析：高压促进加氢，增加氢耗。32.对于相同冷端温度，C₃/MRC混合冷剂液化工艺的比功耗一定低于氮气膨胀工艺。 答案：√解析：混合冷剂更接近逆卡诺循环，㶲损失小。33.在PEM电解槽中，质子交换膜越厚，气体交叉泄漏量越大。 答案：×解析：膜厚增加，渗透率下降。34.催化裂化装置中，提高再生温度可显著降低催化剂微反活性。 答案：√解析：高温水热导致分子筛骨架脱铝，活性下降。35.采用超临界CO₂萃取页岩油时，压力越高，萃取油平均分子量越小。 答案：×解析：高压溶解度增加，重质组分也被萃取，平均分子量增大。36.在乙烷裂解炉中，引入微量二甲基二硫可抑制炉管渗碳。 答案：√解析：硫钝化表面，减少碳溶解。37.对于费托合成铁基催化剂，碳化程度越高，C₅⁺选择性越低。 答案：×解析：Fe₅C₂活性相促进链增长，碳化适度提高选择性。38.浮式LNG装置再冷凝器液位采用核料位计而非雷达料位计，主要考虑海上晃动影响。 答案：√解析：核料位计不受气液界面波动影响。39.在聚烯烃气相流化床中，静电火花是引发“结片”现象的唯一原因。 答案：×解析：结片原因包括静电、局部过热、催化剂粘连等。40.生物质热解生物油经加氢脱氧后，其pH值通常由2.5升至6以上。 答案：√解析：脱氧去除有机酸，pH升高。四、计算题（共30分，每题10分。要求写出主要步骤，结果保留三位有效数字）41.某炼厂拟将重质芳烃（平均分子式C₁₀H₁₂，密度0.96g/cm³）通过加氢裂化生产BTX。若目标BTX总收率42%（质量），氢耗2.8wt%，反应出口气中C₁−C₄烃占进料质量8%，求每生产1tBTX需多少吨重质芳烃，并计算副产干气量。解：设重质芳烃xt，则BTX：0.42x=1t→x=2.38t氢耗：2.38×0.028=0.0666t干气：2.38×0.08=0.190t答：需重质芳烃2.38t，副产干气0.190t。42.某煤制油浆态床费托合成反应器，内径5m，催化剂浓度25wt%，表观气速0.28m·s⁻¹，H₂/CO=1.8，CO转化率78%，C₅⁺选择性82%，反应温度240℃，压力3.5MPa，求日产C₅⁺多少吨。解：①合成气流量：A·u=π×(2.5)²×0.28=5.50m³·s⁻¹②标准状态流量：5.50×(273/513)×3.5=10.3Nm³·s⁻¹③CO流量：10.3×(1/2.8)=3.68Nm³·s⁻¹=588kmol·h⁻¹④转化CO：588×0.78=459kmol·h⁻¹⑤C₅⁺产率：459×0.82×0.2t·kmol⁻¹=75.3t·h⁻¹=1810t·d⁻¹答：日产C₅⁺约1810吨。43.某绿氢项目配套100MW光伏，电解槽效率（HHV）68%，光伏年利用小时数1450h，输电损耗3%，厂用电2%，求年绿氢产量。解：①有效电：