化工醇厂笔试试题及答案

化工醇厂笔试试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在甲醇合成反应中，CO与H₂的化学计量比理论上应为A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.2:1答案：B解析：主反应CO+2H₂⇌CH₃OH，计量比1:2。2.低压甲醇合成催化剂的主要活性组分为A.Fe₃O₄ B.CuO/ZnO/Al₂O₃ C.Ni/Mo D.Pt/Al₂O₃答案：B解析：Cu-Zn-Al系催化剂在5–10MPa、200–280℃下活性高、选择性好。3.下列哪项不是甲醇精馏三塔流程中预塔的作用A.脱除轻组分 B.降低水含量 C.脱除溶解气 D.保护主塔塔板答案：B解析：水的脱除主要由加压塔和常压塔完成，预塔主要脱除轻组分及溶解气。4.天然气蒸汽转化制合成气的主反应是A.CH₄+H₂O⇌CO+3H₂ B.CH₄+½O₂→CO+2H₂C.CH₄+CO₂⇌2CO+2H₂ D.CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂答案：A解析：蒸汽转化反应为强吸热反应，生成CO与H₂摩尔比1:3。5.甲醇合成回路中设置循环机的主要目的是A.提高单程转化率 B.降低催化剂床层压降C.回收未反应气体 D.提高系统热利用率答案：C解析：单程转化率仅10–15%，需循环未反应的CO、H₂。6.对甲醇产品进行高锰酸钾试验的目的是检测A.水含量 B.乙醇含量 C.还原性杂质 D.色度答案：C解析：还原性杂质（如醛、酮）使KMnO₄褪色，间接反映产品质量。7.合成气中硫含量要求小于0.1ppm，主要因为A.防止设备腐蚀 B.防止催化剂中毒C.降低副反应 D.提高压缩效率答案：B解析：Cu基催化剂对硫极为敏感，0.1ppm即永久失活。8.甲醇常压塔再沸器常用热源为A.高压蒸汽 B.低压蒸汽 C.加压塔塔顶气 D.电加热答案：C解析：加压塔塔顶气温度约120℃，可直接驱动常压塔再沸器，节能显著。9.下列哪种材质最适合用于含Cl⁻的甲醇冷却器管束A.304L B.316L C.2205双相钢 D.碳钢答案：C解析：2205双相钢耐点蚀当量高，抗Cl⁻应力腐蚀开裂能力优于316L。10.天然气转化炉炉管最高管壁温度设计上限一般控制在A.650℃ B.750℃ C.850℃ D.950℃答案：C解析：HP-40合金在850℃以下蠕变强度满足10万小时寿命。11.甲醇合成反应器床层“热点”温度突然上涨，最先应A.降低循环量 B.提高汽包压力 C.减少新鲜气负荷 D.注入氮气稀释答案：C解析：减少新鲜气负荷可迅速降低反应放热，防止飞温。12.下列哪项不是合成气压缩机的防喘振手段A.出口放空 B.旁路回流 C.提高转速 D.降低进口温度答案：C解析：提高转速远离喘振线，但转速过高易进入阻塞区，并非防喘振手段。13.甲醇产品中水分超标，最可能的原因是A.加压塔回流量小 B.常压塔塔顶温度低C.预塔塔底温度高 D.回流罐水包界面失灵答案：D解析：回流罐水包界面失灵导致水相进入产品泵，造成水分突增。14.转化炉烟气NOx超标，优先调整的工艺参数是A.降低燃烧空气温度 B.提高燃料气温度C.降低过剩空气系数 D.提高炉膛负压答案：C解析：降低过剩空气可减少热力型NOx生成。15.甲醇合成催化剂还原时，H₂浓度控制上限主要考虑A.温升过快 B.铜晶粒长大 C.反应器压降 D.还原不彻底答案：A解析：还原放热剧烈，需控制H₂浓度<2%，防止飞温。16.下列哪种换热器最适合处理含固体颗粒的甲醇废水A.板式 B.螺旋板 C.套管 D.釜式重沸器答案：B解析：螺旋板通道宽，自冲刷能力强，不易堵塞。17.天然气转化炉采用顶烧式布置的优点是A.炉管受热均匀 B.炉膛负压易控制C.燃料气压力要求低 D.烟气余热回收率高答案：A解析：顶部燃烧器火焰向下，辐射段温度场均匀，管壁温差小。18.甲醇合成汽包磷酸钠加药的主要目的是A.除氧 B.阻垢 C.调节pH D.钝化答案：B解析：PO₄³-与Ca²⁺、Mg²⁺形成松软水渣，防止传热面结垢。19.下列哪项不是造成合成气压缩机振动高的原因A.转子结垢 B.油膜振荡 C.进口过滤器堵 D.出口止逆阀内漏答案：D答案：止逆阀内漏造成循环量波动，但不会直接引起振动。20.甲醇罐区氮封压力一般控制在A.0.2kPa B.2kPa C.10kPa D.50kPa答案：B解析：2kPa既可防止空气进入，又避免呼吸阀频繁起跳。21.转化炉炉管发生“蛇形”弯曲的主要原因是A.超温 B.超压 C.热疲劳 D.蠕变与重力共同作用答案：D解析：长期蠕变在重力作用下产生永久弯曲变形。22.甲醇合成反应器出口甲醇浓度下降，循环气中CO₂浓度同步上升，最可能A.催化剂活性衰减 B.新鲜气H₂/CO比偏低C.床层温度低 D.循环量过大答案：B解析：H₂/CO低导致副反应CO+H₂O⇌CO₂+H₂向后移动，CO₂积累。23.精馏系统加入萃取水的目的是A.提高甲醇收率 B.改变共沸点 C.降低能耗 D.脱除轻组分答案：B解析：水可打破甲醇-烷烃共沸，提高精馏分离效率。24.天然气转化炉烧嘴回火，应首先A.降低燃料气压力 B.提高炉膛负压C.关闭烧嘴手阀 D.增大蒸汽/碳比答案：C解析：立即切断燃料是最安全手段，防止爆炸。25.下列哪项不是甲醇合成副产物A.二甲醚 B.异丁醇 C.甲酸甲酯 D.乙二醇答案：D解析：乙二醇需高压羰基化工艺，非Cu基催化剂直接副产。26.合成气中(CO+H₂)含量称为A.有效气 B.转化气 C.净化气 D.循环气答案：A解析：有效气是衡量原料气质量的核心指标。27.甲醇常压塔塔顶冷凝器发生内漏，最可能出现的异常是A.塔顶温度下降 B.回流罐界面上升C.产品色度上升 D.塔底温度上涨答案：B解析：冷却水漏入回流罐，水相界面持续升高。28.转化炉烟气氧含量过高，应优先A.关小燃烧空气风门 B.降低燃料气量C.提高蒸汽/碳比 D.开大引风机答案：A解析：直接减少过剩空气，降低排烟损失。29.甲醇合成催化剂硫中毒后，活性恢复方法为A.热氢吹扫 B.蒸汽再生 C.氧化还原 D.不可恢复答案：D解析：Cu₂S形成后标准生成自由能极低，无法原位再生。30.罐区甲醇装车鹤管采用A.顶部敞口 B.底部密闭 C.顶部密闭液下 D.底部敞口答案：C解析：顶部密闭液下装车可减少VOC挥发90%以上。二、判断题（每题1分，共10分）31.甲醇合成反应为体积减小的放热反应，提高压力有利于平衡向右移动。答案：√32.天然气转化炉出口甲烷含量越低越好，可无限降低。答案：×解析：受平衡限制，出口CH₄<0.5%已需极高温度，再降能耗不经济。33.甲醇精馏采用加压塔-常压塔双效流程可节能约30%。答案：√34.合成气压缩机采用干气密封后可完全取消润滑油系统。答案：×解析：干气密封仅隔离工艺气，轴承仍需润滑油。35.甲醇合成汽包连续排污的主要目的是降低溶解固形物。答案：√36.转化炉炉管材料HP-40的“HP”代表高纯。答案：×解析：HP指高碳高镍离心铸造合金（Heat-resistantPewter）。37.甲醇产品中酸度超标可加碱中和后重新精馏。答案：×解析：加碱引入Na⁺，造成产品电导率不合格，应返回前系统。38.合成气中CO₂的存在可抑制甲醇合成催化剂积碳。答案：√解析：CO₂参与逆水煤气反应，降低CO分压，减少结碳。39.甲醇罐区防火堤有效容积应不小于最大储罐容积。答案：√40.甲醇合成反应器床层温度越高，催化剂寿命越长。答案：×解析：温度每升高10℃，失活速率约增加1倍。三、填空题（每空1分，共20分）41.天然气蒸汽转化典型反应温度________℃，压力________MPa。答案：800–820，2.5–3.542.甲醇合成催化剂还原时，升温速率控制在________℃h⁻¹，出水温度不超过________℃。答案：5–10，12043.精馏三塔流程中，加压塔操作压力________MPa，常压塔塔顶温度________℃。答案：0.6–0.8，6544.合成气压缩机防喘振阀一般设置在________与________之间。答案：出口，入口回流管45.转化炉烟气中NOx生成类型分为________型、________型和________型。答案：热力，燃料，快速46.甲醇合成回路惰性气体主要为________和________。答案：CH₄，N₂47.天然气转化炉炉管外径常用________mm，壁厚________mm。答案：102–114，10–1248.甲醇产品优级品水分指标≤________%，酸度≤________mgkg⁻¹。答案：0.1，1549.合成汽包磷酸钠加药后，炉水PO₄³⁻控制在________mgL⁻¹，pH________。答案：5–15，9–10.550.罐区甲醇蒸气回收系统采用________吸附，真空再生，回收率≥________%。答案：活性炭，95四、简答题（每题6分，共30分）51.简述甲醇合成催化剂失活的主要原因及对应措施。答案：（1）硫中毒：上游精脱硫剂及时更换，保证总硫<0.1ppm；（2）热老化：严格控制床层热点<285℃，汽包压力不超4.2MPa；（3）积碳：保持H₂/CO>2，适量CO₂抑制结碳；（4）机械磨损：降低循环气速，床层顶部加瓷球缓冲；（5）重金属污染：避免润滑油带入，干气密封保持压差>0.3MPa。52.说明天然气转化炉炉管蠕变损伤的检测方法。答案：①超声测厚，记录周向分布；②射线探伤，发现内壁微裂纹；③金相复膜，测量碳化物析出程度；④直径测量，计算蠕变应变；⑤硬度测试，HP-40硬度<180HB需更换；⑥寿命评估采用Larson-Miller外推法，结合运行历史预测剩余寿命。53.画出甲醇双塔精馏热集成流程简图（文字描述即可），并说明节能原理。答案：加压塔塔顶气相（0.7MPa，120℃）作为常压塔再沸器热源，冷凝成液体后一部分回流，一部分采出产品；常压塔塔底废水经预热器回收热量。该流程利用高压塔塔顶潜热驱动低压塔再沸器，节省低压蒸汽约1.2tt⁻¹甲醇，综合能耗下降30%。54.合成气压缩机突发喘振，岗位应如何应急处理？答案：（1）立即全开防喘振阀，提高循环量；（2）降转速至喘振线以下，避免设备损坏；（3）检查进口过滤器压差，若>5kPa切换清洗；（4）确认级间冷却器无液击，排凝阀畅通；（5）联系调度降低新鲜气负荷，防止系统超压；（6）记录振动、位移趋势，必要时停机检修。55.罐区甲醇泄漏着火，现场应急处置步骤。答案：①立即按下ESD按钮，切断进出料；②启动泡沫灭火系统，控制3min内覆盖；③开启喷淋冷却相邻罐，降温至50℃以下；④划定150m警戒区，禁止手机、化纤服装进入；⑤用抗溶性泡沫从罐壁边缘缓慢推进，避免喷入罐内；⑥监测下风方向VOC<100ppm，环保达标后恢复。五、计算题（共30分）56.（10分）某甲醇装置新鲜气流量100000Nm³h⁻¹，组成：CO28%，CO₂3%，H₂67%，CH₄2%。合成反应CO+2H₂⇌CH₃OH，CO₂+3H₂⇌CH₃OH+H₂O，忽略副反应。求理论上每小时甲醇最大产量（吨）。答案：CO提供甲醇：0.28×100000/22.4=1250kmolh⁻¹CO₂提供甲醇：0.03×100000/22.4=134kmolh⁻¹总甲醇=1250+134=1384kmolh⁻¹×32=44288kgh⁻¹=44.29th⁻¹57.（10分）合成气压缩机入口状态：0.1MPa，40℃，流量120000Nm³h⁻¹，出口2.5MPa，绝热效率82%，绝热指数k=1.38。求轴功率（kW）。答案：绝热功W_ad=k/(k-1)×R×T₁×[(P₂/P₁)^((k-1)/k)-1]R=8.314/28.8=0.2887kJkg⁻¹K⁻¹，ρ₀=1.295kgm⁻³质量流量G=120000×1.295/3600=43.17kgs⁻¹T₁=313K，P₂/P₁=25，指数0.275W_ad=3.63×