2025年化工总控工二级考试题及答案

2025年化工总控工二级考试题及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.合成氨工艺中，原料气经脱硫、变换、脱碳后，进入合成塔前需进行最终净化，其主要目的是（）。A.降低气体湿度B.去除残余CO和CO₂C.提高气体压力D.增加氢气浓度2.列管式换热器中，若壳程为高温腐蚀性介质，管程为清洁低温介质，通常应选择（）。A.固定管板式换热器B.U型管式换热器C.浮头式换热器D.板式换热器3.工业生产中，用于测量腐蚀性液体流量的仪表首选（）。A.电磁流量计B.涡轮流量计C.转子流量计D.孔板流量计4.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从300K升至310K时，反应速率常数约增大（）（已知lnk=Ea/(RT)+C，R=8.314J/(mol·K)）。A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍5.精馏操作中，若进料状态由饱和液体改为冷液体进料，其他条件不变，塔顶产品纯度将（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降6.工业硫酸（98%）的生产中，SO₃吸收阶段采用98%硫酸而非水吸收的主要原因是（）。A.防止酸雾生成B.提高吸收率C.降低能耗D.减少设备腐蚀7.离心泵启动前未灌泵，最可能导致的故障是（）。A.气缚B.气蚀C.扬程不足D.流量过大8.下列关于DCS系统（分布式控制系统）的描述中，错误的是（）。A.采用集中管理、分散控制的结构B.支持实时数据采集与监控C.所有控制功能必须由中央处理器完成D.具备冗余设计以提高可靠性9.某容器内介质为爆炸极限5%15%（体积分数）的可燃气体，当检测到浓度为8%时，应（）。A.正常操作B.加强通风C.紧急停车D.启动灭火系统10.工业废水处理中，用于去除重金属离子的常用方法是（）。A.中和法B.混凝沉淀法C.活性污泥法D.过滤法11.下列催化剂中，属于合成氨反应常用催化剂的是（）。A.V₂O₅B.Fe基催化剂C.Pt/Rh合金D.ZSM5分子筛12.压力容器的设计压力（P）与最高工作压力（Pw）的关系为（）。A.P≥PwB.P≤PwC.P=PwD.无固定关系13.热电偶测温时，补偿导线的作用是（）。A.延长热电极长度B.补偿冷端温度变化C.提高测量精度D.增强信号传输14.某反应为一级反应，初始浓度为0.1mol/L，反应20min后浓度为0.05mol/L，其半衰期为（）。A.10minB.20minC.30minD.40min15.工业循环冷却水系统中，投加缓蚀剂的主要目的是（）。A.防止结垢B.抑制微生物繁殖C.减少金属腐蚀D.降低水的硬度二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，每题至少2个正确选项）1.下列属于化工生产“三废”的是（）。A.废气B.废热C.废水D.废渣2.离心泵运行中出现流量不足的可能原因有（）。A.叶轮磨损B.吸入管路堵塞C.电机转速过高D.泵内有空气3.下列关于PID控制器参数的描述中，正确的是（）。A.比例系数（P）增大可减小稳态误差，但可能引起振荡B.积分时间（Ti）增大可加快积分作用C.微分时间（Td）增大可抑制超调D.积分作用用于消除稳态误差4.工业动火作业前需进行的安全措施包括（）。A.检测可燃气体浓度B.办理动火作业票C.清除作业区易燃物D.关闭所有设备电源5.精馏塔操作中，影响塔板效率的因素有（）。A.气液接触时间B.塔板结构C.物料性质D.操作压力6.下列属于危险化学品的是（）。A.浓硫酸B.氮气C.液化石油气D.氢氧化钠7.工业反应器按操作方式可分为（）。A.间歇反应器B.连续反应器C.半间歇反应器D.固定床反应器8.下列关于物料平衡计算的描述中，正确的是（）。A.输入物料总量等于输出物料总量B.需考虑化学反应中的质量变化C.适用于稳态生产过程D.可用于分析原料利用率9.工业仪表校验的基本要求包括（）。A.使用标准器精度高于被校仪表B.校验环境符合仪表要求C.记录校验数据并存档D.仅需校验零点和量程10.下列关于化工装置开停车的说法中，正确的是（）。A.开车前需进行系统吹扫和试压B.停车时应按顺序关闭进料C.紧急停车可直接切断所有能源D.开停车过程需严格执行操作票制度三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.工业合成氨的主反应方程式为：N₂+3H₂⇌2NH₃，该反应的催化剂通常为__________。2.精馏塔中，回流比是指塔顶回流量与__________的比值。3.热电偶的分度号“K”表示其热电极材料为__________。4.工业废水的COD（化学需氧量）表示水中__________的含量。5.压力容器的安全附件主要包括安全阀、__________和爆破片等。6.离心泵的性能曲线主要包括流量扬程曲线、流量功率曲线和__________曲线。7.化工生产中，常见的绝热反应器类型有单段绝热反应器和__________绝热反应器。8.工业气体干燥常用的吸附剂有分子筛、__________和活性氧化铝。9.仪表的精度等级是指其最大引用误差的__________。10.化工装置紧急停车时，应优先确保__________和设备安全。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述精馏塔操作中塔顶温度过高的可能原因及调节措施。2.分析离心泵气蚀产生的原因，并说明预防措施。3.说明DCS系统在化工控制中的主要功能。4.列举工业生产中常见的节能措施（至少4项）。5.简述化工装置动火作业的安全管理要求（至少5项）。五、应用题（共5题，共40分）1.（计算类，8分）某合成氨装置中，原料气组成为：H₂74%、N₂24%、Ar2%（体积分数），进入合成塔后，H₂的转化率为25%。假设反应后气体体积不变，计算反应后NH₃的体积分数（保留2位小数）。2.（分析类，8分）某车间压力变送器（量程01.6MPa，输出420mA）现场显示0.8MPa，但DCS系统显示0.5MPa。试分析可能的故障原因（至少4项）。3.（综合类，10分）某苯罐区发生泄漏（苯的沸点80.1℃，闪点11℃，爆炸极限1.2%8.0%），现场检测到苯浓度为5%（体积分数）。请描述应急处置步骤（要求包含报警、人员防护、泄漏控制、环境处理等关键环节）。4.（分析类，8分）某硫酸生产装置中，SO₂转化器出口SO₃浓度低于设计值。试从工艺条件、催化剂状态、设备运行三方面分析可能原因（每方面至少2项）。5.（计算类，6分）某列管式换热器需将流量为5000kg/h的水从20℃加热至80℃，加热介质为120℃的饱和蒸汽（汽化潜热2200kJ/kg）。假设换热器热效率为90%，求蒸汽消耗量（水的比热容为4.2kJ/(kg·℃)）。答案及解析一、单项选择题1.B（合成氨最终净化需去除残余CO和CO₂，防止催化剂中毒）2.B（U型管式换热器管程可自由膨胀，适用于高温或腐蚀性介质）3.A（电磁流量计适用于导电性液体，耐腐蚀）4.B（根据阿伦尼乌斯公式计算，k2/k1≈e^(Ea/R(1/T11/T2))≈2）5.A（冷液体进料q值增大，提馏段负荷增加，塔顶产品纯度升高）6.A（水吸收SO₃易生成酸雾，98%硫酸可避免此问题）7.A（未灌泵会导致泵内充满气体，产生气缚）8.C（DCS采用分散控制，各现场站独立完成部分控制）9.B（8%处于爆炸极限内，需加强通风降低浓度）10.B（混凝沉淀法通过投加药剂使重金属离子形成沉淀去除）11.B（合成氨常用Fe基催化剂）12.A（设计压力需大于等于最高工作压力，确保安全）13.B（补偿导线用于补偿热电偶冷端温度变化引起的误差）14.B（一级反应半衰期t1/2=ln2/k，由浓度变化可知20min为一个半衰期）15.C（缓蚀剂通过在金属表面形成保护膜抑制腐蚀）二、多项选择题1.ACD（“三废”指废气、废水、废渣）2.ABD（电机转速过高会增加流量，非流量不足原因）3.ACD（积分时间Ti增大，积分作用减弱）4.ABC（动火作业无需关闭所有设备电源，需切断作业区电源）5.ABCD（气液接触时间、塔板结构、物料性质、操作压力均影响塔板效率）6.ACD（氮气为惰性气体，不属于危险化学品）7.ABC（固定床反应器为按结构分类，非操作方式）8.ACD（化学反应中质量守恒，总质量不变）9.ABC（仪表需校验全量程，非仅零点和量程）10.ABD（紧急停车需有序切断能源，避免设备损坏）三、填空题1.铁基催化剂（或Fe基催化剂）2.塔顶产品流量3.镍铬镍硅4.还原性物质5.压力表（或温度计）6.流量效率7.多段8.硅胶9.百分数10.人员四、简答题1.可能原因：①回流比过小；②进料温度过高；③塔底加热量过大；④塔顶冷却介质流量不足。调节措施：①增大回流量；②降低进料温度；③减少塔底蒸汽量；④增加塔顶冷却介质流量。2.原因：离心泵入口压力低于被输送液体的饱和蒸汽压，导致液体汽化并形成气泡，气泡破裂时产生冲击。预防措施：①降低泵的安装高度；②增大吸入管路直径；③避免液体温度过高；④选用汽蚀余量小的泵。3.主要功能：①数据采集与监控（实时显示温度、压力等参数）；②过程控制（PID调节、顺序控制）；③报警与联锁（异常参数报警，触发联锁保护）；④数据记录与报表（存储历史数据，生成生产报表）；⑤人机界面（操作员工艺参数设置）。4.节能措施：①余热回收（如利用反应热预热原料）；②优化工艺参数（降低回流比、提高转化率）；③采用高效设备（如高效换热器、节能电机）；④加强保温（减少设备散热损失）；⑤实施变频控制（泵、风机变频调节流量）。5.安全管理要求：①办理动火作业票（分级审批）；②检测可燃气体浓度（低于爆炸下限20%）；③清除作业区易燃物（半径15m内）；④设置监护人（熟悉应急处置）；⑤配备消防器材（灭火器、消防水带）；⑥作业前进行安全教育（风险告知）。五、应用题1.解：假设原料气总量为100mol，则H₂=74mol，N₂=24mol，Ar=2mol。反应消耗H₂=74×25%=18.5mol，根据反应式N₂+3H₂→2NH₃，消耗N₂=18.5/3≈6.17mol，生成NH₃=18.5×(2/3)≈12.33mol。反应后气体总量=（7418.5）+（246.17）+2+12.33=55.5+17.83+2+12.33=87.66mol。NH₃体积分数=12.33/87.66×100%≈14.07%。2.可能原因：①变送器输出信号电缆接触不良（信号衰减）；②DCS输入卡件故障（信号处理错误）；③现场变送器零点漂移（实际输出偏低）；④DCS系统量程设置错误（与变送器不匹配）；⑤干扰信号影响（电磁干扰导致信号失真）；⑥现场压力表校验误差（机械表损坏）。3.应急处置步骤：①报警：立即拨打车间报警电话，报告泄漏位置、浓度（5%）及可能影响范围；②人员防护：现场人员佩戴正压式空气呼吸器、防化服，无关人员撤离至上风向；③泄漏控制：关闭罐区进出口阀门，使用堵漏工具（如木楔、密封胶）封堵泄漏点；若无法堵漏，将物料转移至备用罐；④环境处理：用沙土围堵泄漏液体，防止流入下水道；喷洒稀碱液中和（苯不溶于水，可吸附后焚烧）；⑤监测与警戒：设置警戒区（半径100m），持续监测苯浓度，直至低于爆炸下限（1.2%）；⑥医疗救护：接触苯的人员立即用清水冲洗，送医检查（苯可致血液系统损伤）。4.可能原因：工艺条件：①反应温度偏低（催化剂活性未充分发挥）；②氧