2025年氟化工艺模拟考试题及答案

2025年氟化工艺模拟考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在氟化反应中，HF与SiO₂反应生成的主要产物是A.SiF₄B.H₂SiF₆C.SiF₂D.SiO₂F₂答案：A解析：HF与SiO₂在常温下即可反应，生成四氟化硅气体（SiF₄）和水，反应式为SiO₂+4HF→SiF₄↑+2H₂O；H₂SiF₆需在水相中且HF过量才能形成，故A最准确。2.工业上制备无水HF最常用的原料路线是A.萤石硫酸法B.氟硅酸硫酸法C.氟磷灰石硫酸法D.氟铝酸钠硫酸法答案：A解析：萤石（CaF₂）与浓硫酸在回转窑中加热反应，生成无水HF与CaSO₄，工艺成熟、成本最低，占全球产能90%以上。3.下列金属中，常温下可在干燥HF气中长期使用而不被腐蚀的是A.碳钢B.不锈钢316LC.蒙乃尔400D.铝答案：C解析：蒙乃尔400（NiCu合金）表面生成致密NiF₂/CuF₂混合膜，阻止进一步腐蚀；碳钢、不锈钢在干燥HF中仍会发生氟化脆化，铝则因表面AlF₃膜易开裂而受限。4.氟化反应器最常用的搅拌密封形式是A.磁力耦合密封B.双端面机械密封C.填料密封D.唇形密封答案：A解析：HF体系对轴封泄漏零容忍，磁力耦合无轴贯穿点，可实现零泄漏；机械密封即使双端面也难免微量渗透，填料密封更不可靠。5.在氟气（F₂）稀释操作中，首选的稀释气体是A.N₂B.ArC.HeD.CO₂答案：C解析：He分子量小、导热系数高，可快速带走反应热并降低F₂分压，且不参与链式反应；N₂在高温下可与F₂生成NF₃，存在副反应风险。6.氟化工艺中，用于在线监测HF浓度的最佳方法是A.红外吸收（IR）B.热导检测（TCD）C.紫外差分吸收（DOAS）D.激光TDLAS答案：D解析：TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱）对HF的ν₁基频吸收线（4030cm⁻¹）灵敏度高、响应快（<1s），可抗背景水汽干扰；IR易受CO₂重叠吸收影响。7.当氟化反应出现“飞温”时，最先触发的联锁动作是A.切断氟气进料B.启动紧急冷却C.泄压至洗涤塔D.注入急冷氮气答案：A解析：氟气是主要放热源，切断氟气可瞬间终止链式反应；冷却与泄压需数秒响应，急冷氮气稀释效果滞后。8.氟化氢钾（KHF₂）在工艺中的主要作用是A.氟化剂B.缓冲剂C.干燥剂D.催化剂答案：B解析：KHF₂可与HF形成KHF₂HF低共熔体系，维持体系酸度稳定，抑制设备腐蚀；其本身氟化活性弱于HF，不作主氟化剂。9.下列材料中，最适合制造HF蒸馏塔填料的是A.陶瓷拉西环B.石墨拉西环C.PTFE鲍尔环D.316L金属矩鞍环答案：C解析：PTFE在≤200℃下耐HF腐蚀且表面能低，不易发生氟化堵塞；石墨虽耐腐但易粉化，金属填料氟化后脆化。10.氟化尾气中F₂浓度超过多少ppm时，必须采用“五氧化二碘”滴定法而非电化学探头测定A.100B.500C.1000D.5000答案：D解析：电化学探头量程上限约5000ppm，超过后传感器饱和且易中毒；五氧化二碘滴定法（I₂O₅+5F₂→5IF₅+O₂）可准确至1%（10000ppm）。11.氟化反应釜夹套冷却介质应首选A.循环水B.乙二醇水C.导热油D.熔盐答案：B解析：乙二醇水可在15℃~120℃宽温区运行，防止HF吸湿结冰；循环水易泄漏导致HF外逸，导热油与熔盐一旦泄漏将剧烈反应。12.氟化工艺中，下列哪项不是“三废”治理重点A.含氟洗涤废液B.含氟石膏渣C.含氟废气D.含氟噪声答案：D解析：噪声虽需控制，但不含氟；其余三项均含高浓度氟化物，需石灰乳沉淀、蒸发结晶或干法吸附处理。13.氟气与氯气混合后，在光照下最可能生成的爆炸性产物是A.ClFB.ClF₃C.ClF₅D.FClO₂答案：B解析：光照引发链式反应，Cl₂+3F₂→2ClF₃，ClF₃为强氧化剂，爆炸极限宽；ClF₅需高压放电，FClO₂需氧参与。14.氟化工艺中，用于检测设备微漏的“皂泡法”检出限约为A.1×10⁻⁴Pa·m³/sB.1×10⁻⁶Pa·m³/sC.1×10⁻⁸Pa·m³/sD.1×10⁻¹⁰Pa·m³/s答案：B解析：皂泡法靠目测气泡，灵敏度约10⁻⁶Pa·m³/s；氦质谱可达10⁻¹⁰，但成本高。15.氟化氢的急性职业接触限值（OELTWA，美国ACGIH2024版）为A.0.5ppmB.3ppmC.6ppmD.10ppm答案：B解析：2024版ACGIH将HFTWA由3ppm下调至0.5ppm，但题目问的是“急性”，应参考STEL3ppm；故B最接近现行标准。16.氟化反应中，若发现产物出现“氟化不完全”现象，首先应检查A.氟气纯度B.搅拌转速C.冷却水流量D.原料水分答案：A解析：氟气中N₂、O₂稀释导致有效F₂分压下降，最直接影响转化率；水分高虽影响，但表现为副产SiF₄而非不完全。17.氟化工艺中，最常用的个人呼吸防护装备是A.半面罩+有机滤盒B.全面罩+酸性气体滤盒C.正压式空气呼吸器D.电动送风过滤式呼吸器答案：C解析：HF无嗅阈值低、腐蚀性强，IDLH立即威胁生命健康浓度为30ppm，必须采用正压空气呼吸器；滤盒一旦饱和瞬间失效。18.氟化氢的沸点为19.5℃，其储存最佳方式是A.常压碳钢罐+外保冷B.常压不锈钢罐+内盘管冷冻C.压力钢瓶+水浴保温D.压力钢瓶+电伴热答案：B解析：HF在19.5℃以上易汽化，需保持15℃以下；不锈钢304L耐腐，内盘管冷冻可精准控温；压力钢瓶若伴热失控将超压爆炸。19.氟化反应釜安全阀定压一般设为设计压力的A.1.05倍B.1.1倍C.1.2倍D.1.5倍答案：B解析：ASMEVIII规定，对于非火工况，安全阀定压≤1.1倍设计压力；氟化反应属放热非火，取1.1倍。20.氟化工艺中，下列哪项属于“LOTO”程序的关键步骤A.上锁挂牌B.能量隔离验证C.作业审批D.应急演练答案：B解析：LOTO（LockOutTagOut）核心是“验证零能量”，上锁挂牌是手段；审批与演练属管理要求。21.氟气与石墨反应生成的主要产物是A.CFB.CF₂C.CF₄D.C₂F₆答案：C解析：高温下F₂与石墨直接生成CF₄气体，反应式C+2F₂→CF₄；低氟化度CF、CF₂为中间体，不稳定。22.氟化工艺中，最常用的在线pH测量电极材质是A.玻璃电极B.锑电极C.聚四氟乙烯外套玻璃电极D.铂电极答案：C解析：玻璃电极需防HF腐蚀，PTFE外套可延长寿命；锑电极精度低，铂电极测氧化还原而非pH。23.氟化氢钾熔盐电解制F₂时，阳极材料选用A.铂B.石墨C.镍D.铜答案：B解析：石墨在高电位下形成CF₄保护膜，耐阳极氧化；铂虽耐腐但成本高，镍、铜会溶解。24.氟化反应中，若产物出现“发黑”，最可能原因是A.金属杂质催化碳化B.氟气过量C.冷却过度D.原料水分高答案：A解析：Fe、Ni等杂质催化有机物脱氢碳化，生成碳黑；氟气过量导致过度氟化，产物应无色。25.氟化工艺中，最常用的紧急泄压设备是A.爆破片B.安全阀C.爆破片+安全阀串联D.爆破片+安全阀并联答案：C解析：串联可防爆破片破裂后持续泄漏，安全阀后续回座；并联无意义。26.氟化氢的相对密度（空气=1）为A.0.7B.1.0C.1.3D.2.0答案：C解析：HF分子量20，空气29，比值0.69，但HF易缔合成(HF)₂，实际混合密度约1.3。27.氟化工艺中，下列哪项属于“工艺危害分析（PHA）”常用方法A.HAZOPB.FMEAC.LOPAD.以上都是答案：D解析：HAZOP、FMEA、LOPA均为PHA工具，氟化工艺需组合使用。28.氟气在管道中的最大安全流速（碳钢管道）推荐不超过A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s答案：B解析：流速过高易积累静电，F₂金属体系最小点火能低，10m/s为行业惯例。29.氟化工艺中，最常用的含氟废水处理药剂是A.石灰乳B.氯化钙C.氢氧化钠D.硫酸铝答案：A解析：Ca(OH)₂与F⁻生成难溶CaF₂（Ksp=3.9×10⁻¹¹），沉淀彻底；NaOH溶解度大，无法沉淀。30.氟化氢的闪点为A.36℃B.无闪点C.19.5℃D.56℃答案：B解析：HF不燃烧，无闪点；19.5℃为沸点。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.下列属于氟化工艺“关键安全变量”的有A.温度B.压力C.氟气流量D.搅拌电流E.冷却水pH答案：ABC解析：温度、压力、氟气流量直接决定反应放热与速率，属关键变量；搅拌电流为间接变量，冷却水pH非安全级。32.氟化氢对下列哪些材料具有良好耐蚀性A.PTFEB.PFAC.镍200D.钛Gr.2E.铜答案：ABC解析：PTFE、PFA完全耐HF；镍200在≤60%HF中<100℃耐蚀；钛在干燥HF中尚可，含水易氢脆；铜迅速腐蚀。33.氟化反应釜搅拌轴采用“双端面干气密封”时，干气常用A.N₂B.HeC.干燥空气D.CO₂E.仪表风答案：AB解析：N₂、He惰性且干燥，可防止HF反渗；CO₂与HF生成氟碳酸，仪表风含水。34.氟化工艺中，下列哪些属于“高危害化学品”A.F₂B.ClF₃C.HFD.OF₂E.CF₄答案：ABCD解析：CF₄温室效应高但急性毒性低，不属于高危害；其余均为强氧化或强腐蚀。35.氟化尾气洗涤塔设计需考虑A.液气比B.填料材质C.循环液温度D.除雾器E.静电接地答案：ABCD解析：液气比决定吸收效率，填料需耐HF，低温提高吸收，除雾器防液滴夹带；静电接地属管道设计，非塔本体。36.氟化工艺中，下列哪些操作需开具“动火作业票”A.反应釜焊接B.管道砂轮切割C.电气焊D.使用防爆手电E.红外测温答案：ABC解析：焊接、切割、电气焊均产生火花；防爆手电、红外测温无火花。37.氟化氢泄漏应急处理正确做法A.穿A级防化服B.用雾状水稀释C.用Ca(OH)₂中和D.用砂土覆盖E.用CO₂灭火器答案：ABC解析：砂土无效，CO₂与HF无反应；雾状水吸热稀释，Ca(OH)₂中和。38.氟化工艺中，下列哪些属于“保护层（IPL）”A.安全阀B.爆破片C.联锁切断阀D.操作程序E.培训答案：ABC解析：IPL需可审计、独立、有效；操作程序与培训属管理控制，非IPL。39.氟化反应中，下列哪些因素会促进“副产SiF₄”生成A.原料含水B.玻璃设备C.不锈钢316LD.陶瓷填料E.PTFE内衬答案：ABD解析：水与SiO₂生成SiF₄；玻璃、陶瓷含SiO₂；316L、PTFE不含硅。40.氟化工艺中，下列哪些属于“机械完整性（MI）”要素A.设备检验B.预防性维修C.质量保证D.变更管理E.事故调查答案：ABC解析：MI聚焦设备完好；变更管理、事故调查属PSM其他要素。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.氟化氢在常温下为无色气体，有强烈刺激性气味。答案：√解析：HF沸点19.5℃，常温可挥发，气味刺鼻。42.氟气可与乙醇温和反应生成氟乙烷。答案：×解析：F₂与乙醇剧烈爆炸，生成CO₂、HF，无氟乙烷。43.氟化工艺中，使用铜制工具可有效防止火花。答案：×解析：铜在HF中腐蚀生成CuF₂，变脆；应使用铍铜防爆工具。44.氟化反应釜夹套冷却水必须采用脱盐水，防止结垢。答案：√解析：结垢降低传热，诱发飞温。45.氟化氢的IDLH浓度为30ppm。答案：√解析：NIOSH2024版数据。46.氟化工艺中，PTFE垫片可无限次重复使用。答案：×解析：PTFE冷流变，多次紧固后密封失效。47.氟化尾气中CF₄可通过高温水解去除。答案：√解析：CF₄+2H₂O→CO₂+4HF，需>1000℃催化。48.氟化反应釜搅拌叶片采用“推进式”比“锚式”更易产生局部过热。答案：√解析：推进式轴向流弱，锚式刮壁传热好。49.氟化氢的运输类别为UN1052。答案：√解析：UN1052无水HF，1790为氢氟酸溶液。50.氟化工艺中，采用变频调节氟气流量比调节阀更精确。答案：√解析：气体密度低，阀节流易震荡，变频泵/压缩机可线性控制。四、填空题（每空1分，共20分）51.氟化氢的分子式为________，其酸性比盐酸________（强/弱）。答案：HF；弱解析：HF为弱酸，Ka=6.6×10⁻⁴。52.工业制备F₂的电解槽阳极反应为________。答案：2F⁻→F₂+2e⁻解析：熔盐KHF₂中F⁻氧化。53.氟化反应中，若温度超过________℃，PTFE内衬将软化变形。答案：250解析：PTFE熔点327℃，250℃开始软化。54.氟化氢与硅酸钠反应生成________沉淀。答案：Na₂SiF₆解析：6HF+Na₂SiO₃→Na₂SiF₆↓+3H₂O。55.氟化工艺中，安全阀校验周期为________年。答案：1解析：TSG212021规定。56.氟气在空气中的爆炸下限（LEL）约为________%。答案：14解析：F₂与烃类混合LEL14%（体积）。57.氟化氢的LC50（大鼠，1h）为________ppm。答案：1276解析：NIOSH数据。58.氟化反应釜搅拌临界雷诺数Rec≈________。答案：10解析：高黏度体系过渡区Rec低。59.氟化尾气洗涤塔循环液pH应控制在________~________。答案：7~9解析：弱碱性保证HF吸收，过碱易堵塞。60.氟化工艺中，设备气密性试验压力为设计压力的________倍。答案：1.15解析：HG/T20570规定。五、简答题（每题10分，共30分）61.简述氟化反应“飞温”机理及三级防护措施。答案：机理：氟化反应为强放热，若冷却失效或氟气过量，温度升高→反应速率指数上升→放热更快→恶性循环，瞬间超压爆破。一级：DCS联锁，温度≥设定值立即切断氟气。二级：独立SIS系统，温度≥高高位启动紧急冷却+泄压。三级：爆破片+安全阀机械泄放，确保设备不超压。62.说明氟化氢泄漏现场“三区”划分原则及