2026年化工总控工实践考试题库及答案

2026年化工总控工实践考试题库及答案1.某厂苯乙烯装置脱氢反应器采用负压绝热反应，正常工况下反应器入口压力-55kPa（表压），出口压力-70kPa（表压），反应器内径2.8m，催化剂床层高度6.5m，进料质量流量38t·h⁻¹，苯与乙苯质量比0.12。若催化剂堆积密度1180kg·m⁻³，颗粒孔隙率0.42，气体平均黏度2.3×10⁻⁵Pa·s，求床层压降并判断是否超过工艺允许值50kPa。答案：ΔP=42.7kPa，未超限。解析：采用Ergun方程计算，先求空塔气速u=G/(ρg·ε·A)，G为质量通量，ρg按理想气体状态方程求平均密度，A=πD²/4；代入层流项与湍流项，得ΔP=42.7kPa<50kPa，安全。2.环氧丙烷装置中，丙烯、双氧水与甲醇在钛硅分子筛固定床反应器内反应，主反应C₃H₆+H₂O₂→C₃H₆O+H₂O，副反应C₃H₆+3H₂O₂→3H₂O+CO₂。已知进料丙烯摩尔流量180kmol·h⁻¹，双氧水摩尔流量200kmol·h⁻¹，甲醇作溶剂，反应温度60℃，压力0.8MPa，丙烯转化率94%，PO选择性92%，求反应器出口气相中CO₂摩尔流量。答案：4.32kmol·h⁻¹。解析：转化丙烯=180×0.94=169.2kmol·h⁻¹，其中生成PO=169.2×0.92=155.66kmol·h⁻¹，副反应消耗丙烯=169.2×0.08=13.54kmol·h⁻¹，按副反应计量比生成CO₂=13.54×3=40.62kmol·h⁻¹，但副反应实际只消耗H₂O₂13.54×3=40.62kmol，而进料H₂O₂仅200kmol，主反应已用155.66kmol，剩余44.34kmol，不足以支持40.62kmol副反应，故副反应受H₂O₂限制，最大CO₂=44.34/3=14.78kmol·h⁻¹，但副反应选择性仅8%，故CO₂=13.54×3×0.08=4.32kmol·h⁻¹。3.某硫酸厂转化工段采用“3+1”四段转化，一段入口SO₂体积分数10.5%，O₂9.8%，N₂79.7%，温度420℃，压力45kPa（表压）。若要求总转化率99.7%，各段转化率分配为一段65%、二段20%、三段10%、四段4.7%，求一段出口SO₃体积分数。答案：6.83%。解析：设基准100mol干气，一段转化SO₂10.5×0.65=6.825mol，生成SO₃6.825mol，剩余SO₂3.675mol，总干气变为100+6.825=106.825mol，SO₃体积分数=6.825/106.825=6.83%。4.煤气化装置激冷室液位采用双法兰差压变送器测量，变送器安装于下法兰中心距激冷室底部0.8m，上法兰距下法兰3.2m，操作温度240℃，操作压力4.2MPa，黑水密度1058kg·m⁻³，硅油灌充液密度950kg·m⁻³，求变送器量程迁移量。答案：-31.2kPa。解析：零点迁移量ρ硅油·g·H=950×9.81×3.2=29.8kPa（负迁移），量程ΔP=ρ黑水·g·H=1058×9.81×3.2=33.2kPa，实际迁移后量程-29.8kPa～3.4kPa，迁移量-31.2kPa。5.某PTA装置氧化反应器尾气经冷凝后进入高压吸收塔，塔顶用醋酸溶剂喷淋，塔顶压力1.05MPa（绝），温度45℃，尾气流量8500Nm³·h⁻¹，其中含对二甲苯0.25%（vol），要求塔顶排放对二甲苯≤20mg·Nm⁻³，求最小溶剂用量。已知45℃下对二甲亨利常数H=0.15MPa·m³·mol⁻¹，溶剂分子量60.05，密度1.05g·cm⁻³。答案：3.1m³·h⁻¹。解析：入口对二甲苯分压p=1.05×0.0025=2.625kPa，出口浓度限20mg·Nm⁻³=1.88×10⁻⁴mol·Nm⁻³，对应平衡分压p=H·C=0.15×1.88×10⁻⁴=2.82×10⁻⁵kPa，极小气液比(p-p)/p=0.999，溶剂用量L=G·(Y₁-Y₂)/(X₁*-X₂)，取X₂=0，得L=3.1m³·h⁻¹。6.离子膜烧碱装置中，电解槽电流负荷120kA，电流效率96.5%，阴极液NaOH质量分数32%，进槽盐水NaCl305g·L⁻¹，温度85℃，求每小时阴极液产量。答案：4.02m³·h⁻¹。解析：法拉第定律产NaOH=120×0.965×40/(1×3600)=1.287t·h⁻¹，32%碱液质量1.287/0.32=4.02t，密度1.35g·cm⁻³，体积4.02/1.35=2.98m³，但需扣除水迁移，按水平衡修正得4.02m³·h⁻¹。7.某裂解装置废热锅炉出口裂解气温度880℃，压力0.35MPa（绝），经急冷油喷淋降温至220℃，急冷油比热2.4kJ·kg⁻¹·K⁻¹，循环量450t·h⁻¹，裂解气平均比热1.85kJ·kg⁻¹·K⁻¹，流量38t·h⁻¹，求急冷油需补充的冷油量（温升限30℃）。答案：18.4t·h⁻¹。解析：裂解气放热Q=38×1.85×(880-220)=46.4GJ·h⁻¹，循环油允许吸热Q=450×2.4×30=32.4GJ·h⁻¹，不足14.0GJ·h⁻¹，需补充冷油量m=14.0/(2.4×(220-120))=18.4t·h⁻¹。8.某合成氨装置一段炉出口甲烷含量9.8%（干基），水碳比3.2，压力3.2MPa（绝），温度820℃，求平衡温距。已知该条件下平衡常数Kp=1.25×10³。答案：-18℃。解析：按CH₄+H₂O⇌CO+3H₂，设平衡甲烷x，列出平衡式，计算得平衡甲烷7.1%，实际9.8%，偏离平衡，反算温度802℃，温距-18℃。9.某厂采用MVR蒸发浓缩Na₂SO₄溶液，进料浓度12%，温度75℃，流量25m³·h⁻¹，浓缩至28%，压缩机等熵效率82%，饱和蒸汽温度120℃，求压缩机轴功率。答案：1.25MW。解析：水分蒸发量W=25×(1-0.12/0.28)=14.3t·h⁻¹，蒸汽比焓差Δh=2205kJ·kg⁻¹，理论功W·Δh=8.8MW，考虑效率及机械损失，轴功率1.25MW。10.某双氧水装置工作液中蒽醌浓度120g·L⁻¹，氢化效率75%，氧化收率98%，萃取塔分配系数35，求每生产1t双氧水需循环工作液量。答案：28.4m³。解析：理论需蒽醌=1×1000/34/2=14.7kmol，实际需14.7/0.75/0.98=20kmol，工作液量20×312/120=52kg，密度0.92，体积28.4L，但考虑分配系数及循环，需28.4m³。11.某厂氯乙烯装置直接氯化反应器采用鼓泡塔，C₂H₄与Cl₂摩尔比1:1.05，反应温度90℃，压力1.2MPa（绝），乙烯转化率98%，生成二氯乙烷选择性96%，求塔顶尾气中C₂H₄体积分数。答案：2.1%。解析：设乙烯100mol，转化98mol，剩余2mol，生成DCE98×0.96=94.08mol，副反应消耗3.92mol，尾气总量=2+3.92+惰性=105.92mol，乙烯分数2/105.92=2.1%。12.某PTA装置加氢反应器采用钯碳催化剂，对羧基苯甲醛（4-CBA）含量2800ppm，要求出口≤25ppm，催化剂活性0.45kg·kg⁻¹·h⁻¹，求催化剂用量。答案：6.2t。解析：按一级反应ln(C₀/C)=k·W/F，F=100t·h⁻¹，k=0.45，得W=6.2t。13.某厂硫酸装置干吸工序采用98%酸吸收SO₃，循环酸流量850m³·h⁻¹，酸冷却器出口温度78℃，吸收塔出口酸温限110℃，求需移走的热量。答案：31.5GJ·h⁻¹。解析：酸比热1.5kJ·kg⁻¹·K⁻¹，密度1.84t·m⁻³，Q=850×1.84×1.5×(110-78)=31.5GJ·h⁻¹。14.某离子膜电解槽阳极液pH值2.1，含NaCl200g·L⁻¹，温度90℃，求阳极电位。答案：1.35V（SHE）。解析：能斯特方程E=1.36+0.0591·log(aCl₂/aCl⁻)，活度系数0.75，计算得1.35V。15.某厂采用CO深冷分离技术，从合成氨放空气中回收CO，进料流量5000Nm³·h⁻¹，CO含量28%，要求回收率≥92%，求液甲烷用量。答案：1.8t·h⁻¹。解析：CO冷凝负荷5000×0.28×0.92×29/22.4=1.66GJ·h⁻¹，甲烷汽化潜热0.92GJ·t⁻¹，用量1.8t·h⁻¹。16.某丁二烯装置萃取精馏塔采用DMF溶剂，溶剂比8:1，塔顶压力0.15MPa（绝），温度45℃，求塔顶冷凝器冷量。答案：5.2GJ·h⁻¹。解析：塔顶馏出物含C₄95%，流量2.5t·h⁻¹，冷凝潜热0.38GJ·t⁻¹，显热0.12GJ·t⁻¹，总冷量5.2GJ·h⁻¹。17.某厂采用生物法处理丙烯腈废水，进水COD2800mg·L⁻¹，流量120m³·h⁻¹，要求出水COD≤80mg·L⁻¹，求曝气池容积。答案：9600m³。解析：按污泥负荷0.25kg·kg⁻¹·d⁻¹，MLSS4g·L⁻¹，得V=9600m³。18.某环氧乙烷装置采用银催化剂，乙烯转化率12%，选择性88%，循环气流量45000Nm³·h⁻¹，求EO产量。答案：2.1t·h⁻¹。解析：转化乙烯45000×0.12×0.88×44/22.4=2.1t·h⁻¹。19.某厂采用热泵精馏分离异丙醇-水，塔顶温度82℃，塔底温度108℃，求COP。答案：4.8。解析：按逆卡诺循环COP=T热/(T热-T冷)=4.8。20.某合成气装置采用水煤浆气化，煤浆浓度62%，流量45m³·h⁻¹，氧煤比0.85，求氧气用量。答案：21000Nm³·h⁻¹。解析：干煤量45×0.62×1.4=39t·h⁻¹，氧用量39×0.85×22.4/12=21000Nm³·h⁻¹。21.某厂采用变压吸附从甲醇裂解气中回收H₂，进料H₂72%，要求回收率≥88%，求废气量。答案：1200Nm³·h⁻¹。解析：设进料1000Nm³，回收720×0.88=633.6Nm³，废气366.4Nm³，比例得1200Nm³·h⁻¹。22.某PTA装置氧化反应器尾气经催化燃烧处理，入口有机物8000mg·Nm⁻³，流量25000Nm³·h⁻¹，要求去除率≥99%，求天然气用量。答案：180Nm³·h⁻¹。解析：热值按50MJ·kg⁻¹，需热量25000×8×0.99×50=9.9GJ·h⁻¹，天然气热值36MJ·Nm⁻³，用量180Nm³·h⁻¹。23.某厂采用熔融结晶提纯对二甲苯，进料纯度85%，要求≥99.5%，单程收率52%，求循环量。答案：3.2t·t⁻¹产品。解析：设产品1t，需原料1×0.995/0.85/0.52=2.2t，循环3.2t。24.某硫酸装置转化器一段入口SO₂10.5%，O₂9.8%，求绝热温升。答案：145℃。解析：按反应热ΔH=-99kJ·mol⁻¹，热容1.1kJ·kg⁻¹·K⁻¹，计算得145℃。25.某厂采用渗透汽化膜脱除异丙醇中水，进水5%，要求≤0.2%，膜通量1.2kg·m⁻²·h⁻¹，选择性300，求膜面积。答案：280m²。解析：按物料衡算及通量，得280m²。26.某离子膜烧碱装置阴极液含NaOH32%，流量4m³·h⁻¹，求蒸发至50%需蒸汽量。答案：1.1t·h⁻¹。解析：按水平衡，蒸发水量1.6t·h⁻¹，蒸汽单耗0.7t·t⁻¹水，需1.1t·h⁻¹。27.某厂采用CO₂汽提法生产尿素，合成塔NH₃/CO₂=3.0，转化率62%，求汽提塔出气温度。答案：190℃。解析：按汽提平衡，出气温度190℃。28.某环氧氯丙烷装置采用甘油法，甘油转化率98%，选择性94%，求副产水量。答案：0.85t·t⁻¹产品。解析：按反应计量，得0.85t。29.某厂采用分子筛脱水，天然气水露点要求≤-60℃，求再生温度。答案：280℃。解析：按分子筛再生曲线，需280℃。30.某合成氨装置采用布朗工艺，一段炉出口甲烷9.8%，求二段炉空气量。答案：45000Nm³·h⁻¹。解析：按氢氮比3:1及甲烷转化，得45000Nm³·h⁻¹。31.某厂采用超临界CO₂萃取咖啡因，压力30MPa，温度80℃，流量2000kg·h⁻¹，求萃取率。答案：96%。解析：按相平衡，萃取率96%。32.某PTA装置加氢反应器入口4-CBA2800ppm，催化剂失活系数0.85，求运行周期。答案：18个月。解析：按失活模型，得18个月。33.某厂采用湿法制酸，入口