2025年化工总控工(高级)职业技能《理论知识》真题及答案

2025年化工总控工(高级)职业技能《理论知识》练习题及答案一、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DCS系统中，若主控制器与冗余控制器之间的数据同步延迟超过2s，系统应自动执行的操作是（）。A.报警提示并继续运行  B.切换至冗余控制器  C.强制停车  D.降级至手动模式答案：B2.某精馏塔进料板温度突然下降，回流量不变，最可能的原因是（）。A.塔顶冷凝器冷却水温度升高  B.进料中轻组分含量增加  C.再沸器蒸汽压力下降  D.塔釜采出量过大答案：B3.根据GB501602008，甲B类可燃液体储罐与明火地点的防火间距不应小于（）m。A.20  B.25  C.30  D.35答案：C4.在PID调节中，若积分时间Ti设定为∞，则控制器实际变为（）。A.P调节  B.PI调节  C.PD调节  D.PID调节答案：A5.某反应器催化剂失活速率方程为：dα/dt=0.08α²，初始活性α₀=1.0，运行100h后活性降至（）。A.0.20  B.0.25  C.0.33  D.0.50答案：B解析：积分得1/α1/α₀=0.08t→1/α=1+0.08×100=9→α=0.111，四舍五入选最接近0.25。6.下列关于HAZOP分析的描述，错误的是（）。A.引导词“NONE”可用于识别流量为零的偏差  B.节点划分越小越好，无需考虑P&ID完整性  C.原因分析需考虑仪表故障  D.后果评估应包括安全、环保、财产三方面答案：B7.某离心泵在额定流量下NPSHa=3.5m，NPSHr=3.2m，则该泵运行状态为（）。A.严重汽蚀  B.轻度汽蚀  C.安全无汽蚀  D.无法判断答案：C8.在AspenPlus中，欲考察进料温度对塔顶产品纯度的影响，应采用的工具是（）。A.DesignSpec  B.Sensitivity  C.Optimization  D.DataFit答案：B9.依据《特种设备目录》，设计压力0.8MPa、容积0.05m³的夹套反应釜属于（）。A.第一类压力容器  B.第二类压力容器  C.第三类压力容器  D.不属于压力容器答案：D10.某装置采用三取二逻辑进行联锁，对输入信号的要求是（）。A.三路信号必须完全相同  B.至少两路信号一致即触发  C.三路信号平均值超限即触发  D.任意一路超限即触发答案：B11.在爆炸危险区域划分中，连续出现爆炸性气体环境的区域应划分为（）。A.0区  B.1区  C.2区  D.非危险区答案：A12.某换热器中，热流体进口温度150℃，出口温度90℃，冷流体进口温度30℃，出口温度80℃，则对数平均温差为（）℃。A.60.1  B.64.0  C.68.5  D.72.3答案：B解析：ΔT₁=15080=70，ΔT₂=9030=60，ΔTlm=(7060)/ln(70/60)=64.0。13.关于ISO45001体系，下列说法正确的是（）。A.仅关注职业健康，不含安全  B.要求建立“预防为主”的方针  C.不适用于承包商活动  D.不需要管理评审答案：B14.某装置排放废气中含苯150mg/m³，排气筒高度20m，根据GB162971996，新污染源二级标准限值为（）mg/m³。A.6  B.12  C.24  D.40答案：B15.在精馏塔控制中，采用温差控制方案的主要目的是消除（）波动的影响。A.进料流量  B.塔压  C.回流量  D.再沸器热负荷答案：B16.某催化剂再生时采用氮气+空气烧焦，氧含量必须控制在（）以下，防止飞温。A.1%  B.2%  C.5%  D.10%答案：B17.关于安全阀与爆破片组合装置，下列说法正确的是（）。A.爆破片必须位于安全阀上游  B.组合后泄放面积可小于安全阀单独面积  C.爆破片破裂后安全阀可重复使用  D.两者串联可提高密封性答案：D18.某装置采用CO₂灭火系统，设计浓度为34%，则该系统属于（）。A.全淹没系统  B.局部应用系统  C.手持系统  D.移动系统答案：A19.在化工装置中，常用的“四合一炉”是指（）。A.裂解、制氢、转化、加热  B.裂解、重整、加氢、加热  C.转化、加热、汽包、废热锅炉  D.裂解、急冷、压缩、分离答案：A20.某企业开展LOPA分析，某场景初始事件频率为1×10⁻¹/a，独立保护层PFD=1×10⁻²，则剩余风险频率为（）/a。A.1×10⁻¹  B.1×10⁻²  C.1×10⁻³  D.1×10⁻⁴答案：C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，选择全部正确得分，漏选、错选均不得分）21.下列属于DCS系统冗余配置的有（）。A.控制器冗余  B.通讯总线冗余  C.操作站冗余  D.打印机冗余  E.电源冗余答案：ABCE22.造成离心泵汽蚀的常见原因包括（）。A.吸入管路堵塞  B.介质温度升高  C.泵转速降低  D.吸入罐液位下降  E.出口阀开度小答案：ABD23.关于危险化学品的MSDS，必须包含的内容有（）。A.理化特性  B.毒理学资料  C.生态学资料  D.运输信息  E.企业财务信息答案：ABCD24.精馏塔出现液泛现象时，可观察到的工艺现象有（）。A.塔压降急剧上升  B.塔顶温度下降  C.塔釜液位下降  D.回流罐液位上升  E.再沸器蒸汽量自动减小答案：ABD25.下列属于过程安全信息（PSI）的有（）。A.物料平衡表  B.管道壁厚监测报告  C.反应热数据  D.操作规程  E.应急演练记录答案：ACD26.关于HAZOP分析节点划分原则，正确的有（）。A.以主要设备为单元  B.包含所有管线  C.可跨越P&ID图幅  D.考虑操作步骤  E.忽略公用工程管线答案：ABD27.下列属于强制检定计量器具的有（）。A.企业用于贸易结算的燃气表  B.装置内部考核的压力变送器  C.医用氧舱压力表  D.实验室pH计  E.安全防护用可燃气体检测仪答案：ACE28.某装置采用SIS系统实现紧急切断，对电磁阀的选型要求包括（）。A.励磁型  B.故障安全型  C.防爆等级不低于ExdIIBT4  D.长期通电型  E.阀位回讯独立答案：BCDE29.关于GB315712015《石油化学工业污染物排放标准》，下列污染物需在线监测的有（）。A.SO₂  B.NOx  C.颗粒物  D.苯  E.非甲烷总烃答案：ABC30.下列属于化工企业一级动火作业管理要求的有（）。A.动火作业票有效期不超过8h  B.必须分析可燃气体浓度≤0.5%LEL  C.由主管厂长审批  D.配备监火人  E.作业完毕30min后复检答案：ACDE三、填空题（每空1分，共20分）31.在精馏塔设计中，回流比R与最小回流比Rmin的关系满足R=（1.2~1.5）Rmin时，称为________回流比。答案：适宜32.依据《安全生产法》，生产经营单位主要负责人的七项职责中，第一项是建立健全并落实本单位________责任制。答案：安全生产33.某反应为一级不可逆反应，速率常数k=0.35h⁻¹，则反应物转化率达到90%所需时间为________h。答案：6.58解析：t=ln(1x)/k=ln0.1/0.35=6.58h。34.在DCS报警管理中，按照ISA18.2标准，报警优先级分为________级。答案：335.依据GB500582014，爆炸性粉尘环境22区表示“________”出现爆炸性粉尘环境。答案：异常36.某离心泵额定流量100m³/h，额定扬程50m，效率70%，则轴功率约为________kW。答案：19.4解析：P=ρgQH/η=1000×9.81×100/3600×50/0.7/1000=19.4kW。37.在Aspen中，用于计算电解质体系活度系数的物性方法为________。答案：ELECNRTL38.依据《固定式压力容器安全技术监察规程》，安全阀校验周期最长不超过________年。答案：139.某装置采用CO作为原料气，其爆炸下限为12.5%，若动火分析要求≤0.5%LEL，则CO浓度应≤________ppm。答案：625解析：0.5%×12.5%×10⁶=625ppm。40.在HAZOP报告中，风险矩阵后果等级分为________级。答案：541.某换热器采用φ25×2.5mm碳钢管，设计压力1.6MPa，试验压力应为________MPa。答案：2.0解析：1.6×1.25=2.0。42.依据GB/T504932019，可燃气体检测报警器安装高度距地面________m范围内。答案：0.3~0.643.在PID图中，仪表位号PT101中字母“P”表示________变量。答案：压力44.某企业开展SIL评估，若某SIF回路要求SIL2，则其PFDavg应满足________≤PFDavg<________。答案：1×10⁻²，1×10⁻¹45.依据《排污许可管理条例》，企业应在排放口设置________标志。答案：规范化46.某精馏塔采用浮阀塔盘，其阀孔动能因子上限一般为________kg½/(m½·s)。答案：1247.在反应器放大中，保持________数不变可确保传热相似。答案：努塞尔48.依据GB501832004，液化烃储罐防火堤有效容积应不小于储罐容积的________%。答案：10049.某装置采用三取二逻辑，单台变送器PFD=1×10⁻³，则整个测量单元PFD约为________。答案：3×10⁻⁶解析：C₃²(1×10⁻³)²(11×10⁻³)≈3×10⁻⁶。50.在ISO14001体系中，公司应对合规义务进行________评价。答案：定期四、简答题（共5题，每题8分，共40分）51.简述精馏塔“灵敏板”概念及其在自动控制中的作用。答案：灵敏板指温度对关键组分变化最敏感的塔板，其温度变化早于塔顶或塔釜。控制中将灵敏板温度作为被控变量，可提前感知组分波动，通过调节再沸器热负荷或回流量，实现产品质量超前控制，克服塔压波动带来的滞后，提高控制精度与稳定性。52.列出化工装置开展LOPA分析的基本步骤，并说明如何确定SIL等级。答案：步骤：1）确定分析场景及危险事件；2）识别初始事件频率；3）识别现有独立保护层（IPL）及其PFD；4）计算剩余风险频率；5）与企业风险可接受标准对比；6）提出新增IPL或SIF需求；7）确定SIL等级。SIL等级通过剩余风险频率与可接受频率差距确定，若差距10⁻¹~10⁻²需SIL1，10⁻²~10⁻³需SIL2，10⁻³~10⁻⁴需SIL3，依此类推。53.说明离心泵发生“喘振”现象的原因及处理措施。答案：原因：泵在小流量区运行，流体脱流、旋涡及周期性倒流，导致压力脉动和管网共振。处理：1）开大出口阀或旁通阀，使流量大于最小连续稳定流量；2）降低泵转速；3）调整管网阻力，如减小背压；4）增设防喘振旁路，自动回流至吸入罐；5）检查吸入管路是否堵塞或汽蚀；6）更换适合小流量的泵型。54.简述DCS系统“组态”内容及其对装置运行的重要性。答案：组态包括：1）硬件配置：控制器、I/O卡件、通讯网络拓扑；2）控制策略：PID、串级、前馈、联锁逻辑；3）流程画面、报警、趋势、报表；4）权限管理与安全策略。重要性：正确组态确保控制回路精准、联锁可靠、信息可视化，减少误操作与停车，保障装置安全、稳定、长周期运行，并为优化与故障诊断提供数据基础。55.说明催化剂“积碳”失活机理及再生注意事项。答案：机理：原料中高沸点烃类在催化剂酸性中心高温裂化，生成碳质沉积物覆盖活性中心或堵塞孔道，导致活性下降、选择性变差。再生：1）采用含氧气氛烧焦，氧含量阶梯提升，防止飞温；2）控制床层温度<550℃，避免催化剂烧结；3）用氮气稀释，控制CO₂、CO排放浓度；4）监测烧焦尾气氧含量与CO₂峰值，判断终点；5）再生后需重新还原或活化，恢复金属分散度；6）记录再生曲线，评估失活速率，优化工艺条件。五、计算题（共3题，共30分）56.（10分）某连续搅拌釜式反应器进行一级不可逆反应A→B，速率常数k=0.45h⁻¹，进料浓度CA0=2.0kmol/m³，体积流量Q=5m³/h，要求出口转化率x=0.92，求反应器有效体积V。若采用两釜串联，每釜体积相等，求总体积。答案：单釜：V=Qx/[k(1x)]=5×0.92/[0.45×0.08]=127.8m³。两釜串联：设每釜转化率x₁，则1x=(1x₁)²→x₁=1√0.08=0.717，单釜体积V₁=Qx₁/[k(1x₁)]=5×0.717/[0.45×0.283]=28.2m³，总体积=2×28.2=56.4m³。57.（10分）某精馏塔分离苯甲苯混合物，进料F=1000kmol/h，xF=0.45，塔顶xD=0.98，塔釜xW=0.03，泡点进料，相对挥发度α=2.47，最小回流比Rmin=1.28，操作回流比R=1.5Rmin，求理论板数N（采用简化的FenskeUnderwoodGilliland法）。答案：1）Nmin=ln[(xD/(1xD))/(xW/(1xW))]/lnα=ln[0.98/0.02×0.97/0.03]/ln2.47=7.9；2）R=1.5×1.28=1.92，(RRmin)/(R+1)=0.25；3）查Gilliland图得(NNmin)/(N+1)=0.45，解得N≈15.2，取16块理论板。58.（10分）某管壳式换热器用冷却水将工艺液体从90℃冷却至50℃，工艺流量Wh=8000kg/h，Cp=2.8kJ/(kg·℃)，冷却水从25℃升温至35℃，总传热系数K=450W/(m²·℃)，求所需传热面积A。答案：Q=WhCpΔT=8000×2.8×(9050)=896000kJ/h=248.9kW；ΔTlm=[(9035)(5025)]/ln[(9035)/(5025)]=38.2℃；A=Q/(KΔTlm)=248900/(450×38.2)=14.5m²。六、综合应用题（共2题，每题20分，共40分）59.某石化厂加氢裂化装置循环氢压缩机K101采用汽轮机驱动，正常转速7500r/min，出口流量45000Nm³/h，进口压力12.5MPa，出口压力16.8MPa，氢气分子量2.02，绝热指数k=1.4。装置计划提负荷20%，需评估压缩机是否满足要求。（1）计算当前压头及功率（效率取78%）；（2）若仅通过提高转速实现提量，求新转速及轴功率；（3）分析可能风险并提出应对措施。答案：（1）压头Hp=ZRTln(P₂/P₁)/M=1×8314×313×ln(16.8/12.5)/2.02=3.71×10⁵J/kg；质量流量G=45000×2.02/3600=25.25kg/s；功率P=G×Hp/η=25.25×3.71×10⁵/0.78=1.20×10⁴kW。（2）新流量Q₂=1.2Q₁，由相似定律n₂=n₁(Q₂/Q₁)=7500×1.2=9000r/min；新压头Hp₂=Hp₁(Q₂/Q₁)²=3.71×10⁵×1.44=5.34×10⁵J/kg；新功率P₂=P₁(Q₂/Q₁)³=1.20×10⁴×1.728=2.07×10⁴kW。（3）风险：转速超限导致临界转速接近、振动超标；轴功率增加使汽轮机超负荷；温升增加