2026年3月化工总控工试题及答案

2026年3月化工总控工试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在精馏塔操作中，若塔顶产品轻组分含量偏高，应优先调整下列哪项参数？A.增加塔底再沸器热负荷B.降低塔顶回流量C.提高塔顶压力D.减少进料温度答案：A解析：塔顶轻组分偏高说明塔顶分离效果过好，轻组分被过度蒸出。增加再沸器热负荷可提高塔内汽相负荷，使塔顶轻组分下降，重组分上移，改善分离精度。2.某反应器进料中A组分浓度为2.5mol/L，出料中A浓度为0.3mol/L，反应器体积为5m³，进料流量为10m³/h，则A的转化率为：A.78%B.82%C.88%D.92%答案：C解析：转化率X=(C₀−C)/C₀=(2.5−0.3)/2.5=0.88，即88%。3.对于离心泵，当出口阀门开度减小，下列说法正确的是：A.泵的轴功率一定减小B.泵的扬程一定降低C.泵的效率一定提高D.管路系统特性曲线变陡答案：A解析：关小出口阀，流量减小，泵的轴功率P=ρgQH/η，Q下降，P随之下降；扬程由管路特性决定，可能升高；效率变化需看工作点；管路特性曲线不变。4.在DCS系统中，若某AI点显示“BAD”，最可能的原因是：A.现场变送器未供电B.通道组态量程错误C.控制阀失灵D.PID参数整定不当答案：A解析：“BAD”表示信号质量坏，首要检查24V供电及线路通断。5.某换热器热流体进口温度150℃，出口温度80℃；冷流体进口30℃，出口100℃，则对数平均温差ΔT_m为：A.49.3℃B.52.8℃C.55.1℃D.57.4℃答案：B解析：ΔT₁=150−100=50℃，ΔT₂=80−30=50℃，当两侧温差相等时ΔT_m=50℃；但本题冷热流体并非纯逆流，需按逆流计算：ΔT_m=(50−50)/ln(50/50)无意义，实际按逆流公式ΔT_m=(80−20)/ln(80/20)=60/ln4≈43.3℃，但题目为交叉流，需用修正系数F_t≈0.95，ΔT_m≈52.8℃。6.在催化裂化装置中，催化剂失活主因是：A.水热烧结B.金属污染C.碳堆积D.细粉跑损答案：C解析：碳堆积覆盖活性中心，是失活最快因素；金属污染与水热烧结为长期失活原因。7.某装置采用分程控制，阀A为气开，阀B为气关，当控制器输出50%时：A.A阀全开，B阀全关B.A阀全关，B阀全开C.A、B均处于中间位置D.A、B阀位由分程区间决定答案：D解析：分程控制需看组态区间，如0–50%控制A，50–100%控制B，则50%为切换点，阀位由组态决定。8.对于放热可逆反应，提高温度时：A.反应速率一定增加，平衡常数一定增大B.反应速率一定增加，平衡常数一定减小C.反应速率可能减小，平衡常数增大D.反应速率与平衡常数均不变答案：B解析：升温加快动力学，但放热反应平衡常数K随T升高而减小。9.某装置使用磁力泵输送苯，运行中流量骤降，电流下降，最可能故障为：A.进口滤网堵B.叶轮磨损C.轴承损坏D.隔离套破损答案：A解析：磁力泵无轴封，电流下降说明负荷降低，首查进口堵塞。10.在裂解气碱洗塔中，循环碱液浓度下降过快，应优先：A.提高新鲜碱补充量B.降低塔顶温度C.增加塔压D.减小裂解气进料答案：A解析：浓度下降因中和反应消耗NaOH，直接手段为加大新鲜碱补充。11.某精馏塔采用热泵流程，其节能核心在于：A.提高塔压B.回收塔顶潜热C.降低回流比D.增加理论板数答案：B解析：热泵将塔顶低温蒸汽压缩升温后作为再沸器热源，回收潜热。12.对于气体吸收塔，若液气比L/G小于最小液气比(L/G)_min，则：A.塔高无限大仍无法达到分离要求B.塔底液相浓度降低C.操作线斜率增大D.吸收率提高答案：A解析：小于最小液气比，操作线与平衡线相交，传质推动力为零，塔高无限大也无法实现指定吸收率。13.某反应器温度联锁值为280℃，采用三取二测量，下列情况会触发联锁：A.T1=281℃，T2=279℃，T3=279℃B.T1=282℃，T2=281℃，T3=278℃C.T1=280.5℃，T2=280.5℃，T3=279℃D.T1=281℃，T2=278℃，T3=278℃答案：C解析：三取二需至少两点≥280℃，C中两点同时超设定。14.在DCS趋势图中发现PV曲线呈周期性等幅振荡，最可能原因是：A.测量噪声B.控制器积分饱和C.控制阀粘滞D.PID参数过强答案：D解析：等幅振荡为典型比例度过小或积分时间过短造成系统不稳定。15.某装置使用涡街流量计测蒸汽，若下游突然关闭，流量计示值：A.瞬间归零B.先增大后归零C.保持原值D.先减小后波动答案：B解析：阀门关闭瞬间流体惯性导致涡街频率瞬时升高，随后流量归零。16.对于固定床反应器，下列措施最能降低热点温度：A.提高入口温度B.降低入口浓度C.减小催化剂粒径D.增加反应压力答案：B解析：降低入口反应物浓度可直接减少放热速率，抑制热点。17.某装置采用前馈控制，其传递函数模型精度取决于：A.执行器线性度B.扰动通道与调节通道模型误差C.测量滞后D.控制器抗积分饱和能力答案：B解析：前馈需精确模型补偿扰动，模型误差直接决定补偿效果。18.在乙烯装置冷箱中，若甲烷化反应器出口CO含量升高，应优先：A.提高甲烷化温度B.降低甲烷化压力C.增加氢气配比D.检查催化剂活性答案：D解析：CO升高表明催化剂失活或中毒，需首先确认催化剂状态。19.某塔顶冷凝器采用循环水冷却，夏季冷却水温度升高，导致塔压升高，此时应：A.加大循环水量B.切换至冷冻水C.降低塔顶采出D.提高回流量答案：A解析：先通过加大循环水量提升冷凝能力，若极限仍不足再考虑更高品位冷源。20.对于气体膜分离，渗透气压力升高，则：A.渗透通量一定增加B.选择性一定提高C.渗透通量可能下降D.浓差极化减弱答案：C解析：渗透气侧压力升高降低跨膜压差，通量可能下降；选择性受膜材料决定。21.某装置使用红外气体分析仪测CO₂，若背景气中含高浓度CH₄，应：A.提高采样压力B.更换宽频光源C.采用滤波技术或更换检测器D.降低采样温度答案：C解析：CH₄在红外区有重叠吸收，需用滤波轮或NDIR差分技术消除干扰。22.对于循环流化床锅炉，床温升高且NOx排放升高，应：A.增加一次风量B.降低石灰石给料C.分级燃烧调整D.提高床料粒径答案：C解析：分级燃烧可降低燃烧区氧浓度，抑制NOx生成，同时控制床温。23.某装置使用伺服液位计测LPG球罐，若出现“跳变”现象，最可能：A.介电常数变化B.导向筒挂蜡C.环境温度骤变D.信号电缆屏蔽失效答案：B解析：LPG含重组分，低温下蜡析出挂壁，导致浮子卡涩。24.对于双塔变压吸附制氢，若产品氢纯度下降，应优先：A.缩短吸附时间B.降低解吸压力C.增加冲洗气量D.提高吸附压力答案：C解析：冲洗气量不足导致杂质残留，纯度下降。25.某反应器使用夹套冷却，若冷却水入口温度升高，为保证出口温度不变，应：A.提高冷却水流量B.降低反应物进料C.提高夹套压力D.减小搅拌转速答案：A解析：提高流量增强传热系数，补偿温差减小。26.在DCS中，若AO模块输出电流为21.5mA，现场阀位仅开80%，可能原因：A.阀定位器量程未校准B.模块超量程C.安全栅限流D.电缆电阻过大答案：A解析：DCS输出正常，阀位不足说明定位器未将20mA对应100%行程校准。27.对于乙烯裂解炉，若炉管外壁温度升高，可能原因：A.炉管结焦B.裂解深度降低C.燃料气热值下降D.稀释蒸汽比增大答案：A解析：结焦导致管壁导热热阻增大，外壁温度升高。28.某装置使用涡流探伤检测换热器管，若信号幅值增大相位后移，表明：A.管壁减薄B.管壁沉积C.管壁裂纹D.管壁渗碳答案：C解析：裂纹产生相位滞后且幅值增大，减薄仅幅值增大。29.对于高压聚乙烯装置，若反应压力波动±5MPa，应优先检查：A.脉冲阀动作B.催化剂泵冲程C.引发剂注入D.高压循环气冷却器答案：A解析：脉冲阀控制压力释放，动作异常直接导致压力波动。30.某装置使用激光粒度仪测催化剂，若背景值高，应：A.降低超声分散时间B.增加样品浓度C.更换分散介质D.清洗比色池答案：D解析：背景高多因池壁污染，清洗即可。二、多项选择题（每题2分，共20分）31.下列属于DCS冗余配置的有：A.电源冗余B.控制器冗余C.通讯冗余D.I/O冗余答案：ABCD解析：主流DCS均支持上述冗余。32.关于精馏塔灵敏板温度，下列说法正确的是：A.灵敏板对组分变化响应最快B.灵敏板通常靠近进料板C.灵敏板温度可用于推断塔顶组成D.灵敏板温度不受压力波动影响答案：ABC解析：压力波动亦影响灵敏板温度，D错误。33.下列措施可提高往复式压缩机容积效率的有：A.减小余隙容积B.降低进气温度C.增加进气压力D.提高转速答案：ABC解析：转速提高对容积效率无直接增益。34.关于爆炸极限，下列说法正确的是：A.温度升高爆炸范围变宽B.压力升高爆炸上限提高C.惰性气体增加爆炸范围变窄D.容器直径减小爆炸下限降低答案：ABC解析：容器直径减小散热快，下限升高，D错误。35.下列属于HAZOP分析引导词的有：A.无B.多C.反向D.部分答案：ABCD解析：均为标准引导词。36.关于催化剂载体，下列说法正确的是：A.γ-Al₂O₃具有酸性B.SiO₂比表面积通常大于Al₂O₃C.分子筛具有规整孔道D.TiO₂常用于光催化答案：ACD解析：SiO₂比表面积一般低于γ-Al₂O₃，B错误。37.下列属于机械密封冲洗方案的有：A.Plan11B.Plan21C.Plan32D.Plan52答案：ABCD解析：均为API682标准方案。38.关于涡街流量计，下列说法正确的是：A.不受流体密度影响B.可测液体、气体、蒸汽C.需要直管段D.抗震性差答案：BCD解析：涡街频率f与ρ无关，但仪表换算体积流量需密度补偿，A表述不严谨。39.下列属于SIL2回路的有：A.反应器高温联锁B.精馏塔高液位联锁C.压缩机振动联锁D.罐区烟雾报警答案：ABC解析：烟雾报警通常SIL1。40.关于粉体流动函数FF，下列说法正确的是：A.FF越大流动性越好B.FF=σ₁/σ_cC.FF<1时易结拱D.与粒径分布有关答案：ABCD解析：FF为开放屈服强度比，越大越易流。三、判断题（每题1分，共10分）41.对于放热反应，采用管式反应器比CSTR更易出现热点。答案：正确解析：管式反应器径向混合差，热量累积易形成热点。42.在DCS中，若将PID模块置于手动模式，则输出值不再变化。答案：错误解析：手动模式下操作员可手动改变输出。43.对于离心泵，比转数越大，泵越适合高扬程小流量。答案：错误解析：比转数大适合低扬程大流量。44.对于气体吸收，亨利常数越大，气体越易溶。答案：错误解析：亨利常数大表示难溶。45.在催化裂化中，剂油比增加，焦炭产率一定增加。答案：正确解析：剂油比高，催化活性高，副产焦炭增加。46.对于固定床吸附，传质区越短，吸附剂利用率越高。答案：正确解析：传质区短意味着接近理想活塞流。47.使用红外测温仪测不锈钢管道，需调整发射率至0.9。答案：错误解析：不锈钢发射率约0.2–0.3，需修正。48.在DCS趋势中，若PV与SP偏差始终存在，但输出不变，可能是积分饱和。答案：错误解析：若输出不变，可能是P参数为零或处于手动。49.对于气体膜分离，渗透气侧压力升高，选择性一定提高。答案：错误解析：选择性由膜材料决定，与压力无关。50.在HAZOP分析中，后果严重性等级最高为4级。答案：正确解析：通常采用1–4级划分。四、计算题（共20分）51.某连续搅拌釜进行一级不可逆反应A→B，速率常数k=0.15min⁻¹，进料流量Q=0.5m³/min，A浓度C_A0=2kmol/m³，要求出口转化率x=0.9，求所需反应器体积V。（6分）解：CSTR设计方程：V=Q·x/[k·(1−x)]=0.5×0.9/(0.15×0.1)=0.45/0.015=30m³答案：30m³解析：直接套用CSTR一级反应公式。52.某精馏塔分离苯-甲苯，进料F=100kmol/h，x_F=0.5，塔顶x_D=0.95，塔底x_W=0.05，泡点进料，回流比R=2.5，求塔顶产品量D及塔底W。（6分）解：总物料衡算：F=D+W苯衡算：F·x_F=D·x_D+W·x_W代入：100×0.5=D×0.95+(100−D)×0.0550=0.95D+5−0.05D45=0.9DD=50kmol/hW=50kmol/h答案：D=50kmol/h，W=50kmol/h解析：二元系统物料衡算。53.某换热器用热油加热原油，热油进口250℃，出口180℃；原油进口30℃，出口120℃，流量比m_oil/m_crude=1.2，比热容c_p,oil=2.1kJ/(kg·K)，c_p,crude=2.3kJ/(kg·K)，求对数平均温差ΔT_m及所需传热面积A，已知总传热系数K=0.4kW/(m²·K)。（8分）解：逆流ΔT₁=250−120=130℃，ΔT₂=180−30=150℃ΔT_m=(130−150)/ln(130/150)=−20/ln0.8667≈139.8℃热衡算：Q=m_oil·c_p·ΔT=m_crude·c_p·ΔT令m_crude=1kg/s，则m_oil=1.2kg/sQ=1.2×2.1×(250−180)=1.2×2.1×70=176.4kWA=Q/(K·ΔT_m)=176.4/(0.4×139.8)=3.15m²答案：ΔT_m≈139.8℃，A≈3.15m²解析：严格按逆流计算。五、综合应用题（共20分）54.某石化厂丁二烯抽提装置运行中出现如下现象：（1）萃取精馏塔塔顶丁二烯纯度由99.5%降至98.2%；（2）塔压由0.45MPa升至0.52MPa；（3）塔顶冷凝器循环水进出口温差由8℃降至3℃；（4）灵敏板温度由65℃升至72℃；（5）回流量不变，塔顶采出量不变。请分析可能原因，并给出逐步排查与处理方案。（10分）答案与解析：原因分析：①循环水侧结垢或堵塞，导致传热系数下降，冷凝量不足，未凝气体累积使塔压升高；②压力升高使塔顶露点升高，轻组分下移，丁二烯纯度下降；③温差减小直接说明传热量下降；④灵敏板温度升高与塔压升高一致。排查步骤：1.现场检查循环水压力、流量，确认是否阀门误操作；2.拆检冷凝器前、后水过滤器，观察堵塞情况；3.做循环水水质分析，查硬度、浊度；4.若水质正常，进行换热器在线反冲或化学清洗；5.清洗后若温差恢复，塔压自然下降，纯度回升；6.若仍异常，检查塔顶不凝气排放阀是否堵塞，确保排放畅通；7.最后校核DCS压力测量，排除仪表误差。处理方案：短期：加大循环水压力，开启备用循环水泵，提高水量；中期：安排清洗，采用5%柠檬酸循环清洗4h；长期：加强循环水水质管理，投加缓蚀阻垢剂，升级侧过滤系统。55.某装置新建一台磁力驱动离心泵输送甲醇，设计流量Q=80m³/h，扬程H=60m，运行3个月后出现：（1）流量降至55m³/h；（2）泵入口压力由0.12MPa降至0.05MPa；（3）电流由28A降至22A；（4）出口压力波动，伴随异常噪声。请分析故障原因，给出检测方法与维修措施。（10分）答案与解析：原因分析：①入口压力下降、流量降低、电流下降，符合入口管路堵塞或滤网堵塞特征；②出口压力波动与噪声提示泵内汽蚀或叶轮损伤；③磁力泵无轴封，无泄漏，排除密封问题；④甲醇饱和蒸汽压高，入口压降大时极易汽蚀。检测方法：1.用超声波流量计比对泵出口与入口流量，确认是否泵内滑移；2.拆检入口Y型过滤器，检查杂质；3.用内窥镜检查叶轮，观察是否汽蚀穿孔；4.测入口管段压降，计算NPSHa并与NPSHr对比；5.检查入口管路是否缩径、阀门未全开。维修措施：1.清洗过滤器，更换30目不锈钢滤网；2.若叶轮汽蚀，更换整体转子组件（磁力泵转子一体）；3.入口管路增设0.5m直管段，减少弯头；4.将储罐液位由1.5m提高至3m，增加NPSHa；5.运行中控制甲醇温度低于30℃，降低饱和蒸汽压；6.建立月度入口滤网压差记录，压差>0.02MPa即清洗。六、论述题（共20分）56.结合“双碳”背景，论述化工装置如何通过总控优化实现节能减碳，要求从工艺参数、控制策略、信息化管理三方面展开，给出具体案例与量化效果，字数不少于600字。（20