磺化工艺作业安全生产考试试题含答案

磺化工艺作业安全生产考试试题含答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.磺化反应最常用的磺化剂是（）。A.硫酸B.发烟硫酸C.氯磺酸D.亚硫酸钠【答案】B【解析】发烟硫酸（含游离SO₃）活性高、反应快，是工业磺化首选；浓硫酸活性低，氯磺酸价格贵且副产HCl，亚硫酸钠不用于直接磺化。2.磺化釜突然超压，最先启动的联锁是（）。A.切断加热蒸汽B.打开紧急泄爆片C.启动冷却水增压泵D.关闭磺化剂进料阀【答案】D【解析】切断进料可立即终止反应放热，是防止压力继续升高的源头措施；泄爆片属于被动泄压，冷却与停热为辅助手段。3.下列哪种材质最适合制造磺化反应釜的衬里（）。A.304不锈钢B.316L不锈钢C.搪玻璃D.碳钢【答案】C【解析】搪玻璃耐强酸、导热系数低，可阻隔金属离子催化副反应；316L虽耐酸，但长期受SO₃侵蚀仍易点蚀。4.磺化岗位个人防护装备“三件套”指（）。A.防酸服、防酸手套、空气呼吸器B.防酸服、防酸靴、过滤式防毒面具C.防静电服、护目镜、半面罩D.阻燃服、布手套、安全帽【答案】A【解析】磺化存在酸液喷溅与SO₃烟雾风险，必须隔绝式防护；过滤式面具对SO₃无效，防静电、阻燃服不防酸。5.磺化反应热约为每千克苯磺化放出（）kJ。A.60B.120C.200D.280【答案】C【解析】实验量热数据：苯与SO₃磺化反应热约200kJ·kg⁻¹，属于强放热，需严格控温。6.磺化釜搅拌密封突然泄漏，现场人员应（）。A.立即用消防水直冲B.穿戴A级防护服后打卡停搅拌C.远程停搅拌并启动碱喷淋D.用沙土覆盖泄漏点【答案】C【解析】远程停搅拌避免人员暴露；碱喷淋可中和SO₃，水冲易形成酸雾，沙土无效。7.磺化工艺DCS设置“反应温度高高位”报警值为（）。A.高于正常5℃B.高于正常10℃C.高于正常15℃D.高于正常20℃【答案】B【解析】行业惯例：高报=正常+5℃，高高报=+10℃，此时须启动紧急冷却并人工确认。8.磺化产物酸值测定采用（）指示剂。A.酚酞B.甲基橙C.溴甲酚绿D.结晶紫【答案】A【解析】酚酞变色范围8.2—10.0，适合强酸滴定至中性；甲基橙在强酸中已红，无法判断终点。9.磺化尾气碱洗塔循环液pH应控制在（）。A.7—8B.9—10C.11—12D.13以上【答案】B【解析】pH9—10可保证SO₂、SO₃吸收率≥99%，过高易结晶堵塞，过低排放超标。10.磺化反应采用“反加法”指（）。A.有机物滴加到磺化剂B.磺化剂滴加到有机物C.两者同时加入D.分段交替加入【答案】A【解析】反加法减少局部过量SO₃，降低副产砜风险，适用于高活性有机物。11.磺化釜爆破片设计爆破压力为设计压力的（）倍。A.1.05B.1.1C.1.25D.1.5【答案】C【解析】GB150规定：爆破片动作压力≤1.25倍设计压力，确保先于设备失效。12.磺化车间防爆区域划分，反应釜人孔口半径1m内属于（）。A.Zone0B.Zone1C.Zone2D.非防爆区【答案】B【解析】GB50058：连续或频繁出现爆炸性气体为Zone0，偶尔出现为Zone1；人孔开盖时可能逸散SO₃雾，划为Zone1。13.磺化剂储罐夏季需喷淋降温，当气温高于（）℃必须启动。A.25B.30C.35D.40【答案】C【解析】发烟硫酸在35℃以上SO₃蒸气压陡升，易自增压导致呼吸阀失效。14.磺化反应终点判断最快捷的方法是（）。A.取样测酸值B.在线电导率突变C.在线密度计D.观察颜色【答案】B【解析】磺化完成时游离SO₃骤降，电导率突降，响应快于离线酸值；颜色变化不敏感。15.磺化釜冷却水断流报警后，操作工应在（）分钟内恢复供水。A.1B.3C.5D.10【答案】B【解析】热累积速率计算：3min内温升可达15℃，进入失控区；超过5min将触发联锁停车。16.磺化工艺HAZOP分析中，引导词“多”对应的典型偏差是（）。A.磺化剂过量B.搅拌过少C.温度过低D.压力过低【答案】A【解析】“多”指数量过多，磺化剂过量直接导致放热倍增，是重点风险。17.磺化废酸回收常用（）法除杂。A.萃取B.高温裂解C.膜分离D.中和沉淀【答案】B【解析】废酸高温裂解（800℃）将有机物炭化，SO₃还原为SO₂制新酸，实现闭环。18.磺化反应突然停电，DCS应自动关闭（）阀门。A.冷却水进口B.磺化剂进料C.氮气补充D.尾气排放【答案】B【解析】断电后搅拌停，局部过热风险高，必须切断进料；冷却水保持常开降温。19.磺化釜人孔垫片应选用（）材质。A.丁腈橡胶B.聚四氟乙烯C.氟橡胶D.石棉板【答案】C【解析】氟橡胶耐强酸且弹性好，可在200℃长期使用；PTFE易冷流，丁腈不耐SO₃。20.磺化岗位应每（）年进行一次专项应急演练。A.半B.1C.2D.3【答案】B【解析】安监总局88号令：涉及重点监管危险化工工艺的岗位每年至少一次实战演练。二、多项选择题（每题3分，共30分）21.磺化反应热失控诱因包括（）。A.冷却水阀堵塞B.磺化剂滴加速率过快C.搅拌桨脱落D.原料含水超标E.氮气纯度不足【答案】ABCD【解析】氮气纯度不足主要影响防爆，不直接放热；其余均导致热量无法移出或反应加剧。22.磺化系统静电防控措施有（）。A.设备接地电阻≤4ΩB.控制流速≤1m·s⁻¹C.使用导静电软管D.穿防静电服E.安装避雷针【答案】ABCD【解析】避雷针防直击雷，不消除静电；其余均为静电接地与消散措施。23.磺化尾气成分包括（）。A.SO₂B.SO₃C.酸雾D.有机蒸汽E.CO【答案】ABCD【解析】磺化尾气含未反应SO₃、副产SO₂、夹带酸雾及少量有机蒸汽，CO不是典型组分。24.磺化釜安全附件有（）。A.爆破片B.安全阀C.压力表D.温度计E.液位计【答案】ABCDE【解析】全部属于压力容器安全附件，需定期校验。25.磺化剂泄漏后可用（）中和。A.碳酸氢钠溶液B.氢氧化钠溶液C.氨水D.生石灰E.乙醇胺【答案】ABCD【解析】乙醇胺虽可中和，但价格贵且易燃，非首选；其余为常用碱性物料。26.磺化工艺DCS联锁动作包括（）。A.切断磺化剂B.启动紧急冷却C.打开泄爆片D.启动事故通风E.关闭原料泵【答案】ABDE【解析】泄爆片为机械动作，非DCS控制；其余均可远程执行。27.磺化岗位职业危害因素有（）。A.硫酸雾B.SO₃C.噪声D.高温E.苯蒸汽【答案】ABCDE【解析】苯为原料时存在苯蒸汽，其余为共性危害。28.磺化反应釜开车前需确认（）。A.盲板抽堵记录B.氮气置换合格C.冷却水流量正常D.安全阀铅封完好E.搅拌电流归零【答案】ABCD【解析】搅拌电流归零为停车状态，开车前应确认电流正常，而非归零。29.磺化废酸综合利用途径有（）。A.制磷肥B.高温裂解制新酸C.中和制石膏D.萃取分离有机酸E.直接排入污水厂【答案】ABCD【解析】直接排放超标且违法，需预处理。30.磺化系统检修动火前需检测（）。A.可燃气体浓度B.氧含量C.酸雾浓度D.有毒气体浓度E.温度【答案】ABD【解析】动火只需测爆、测氧、测毒；酸雾浓度不直接决定动火等级。三、判断题（每题1分，共10分）31.磺化反应温度越高，反应速率越快，因此可提高产量。（）【答案】错【解析】温度升高副反应指数级增加，易生成砜、树脂，降低选择性。32.磺化釜爆破片破裂后可用石棉板临时封堵继续生产。（）【答案】错【解析】爆破片为一次性泄压元件，破裂必须停车更换，严禁带压堵漏。33.磺化剂储罐呼吸阀应设阻火器。（）【答案】对【解析】防止外部火源回引罐内SO₃与有机蒸汽混合气体。34.磺化反应完成后可直接加水稀释产物。（）【答案】错【解析】直接加水遇浓酸剧烈放热，易喷溅；应控制滴加并冷却。35.磺化岗位必须设置冲淋洗眼器，且15s内可达。（）【答案】对【解析】GBZ1规定：酸碱岗位服务半径≤15m，到达时间≤15s。36.磺化工艺重大危险源分级仅与硫酸储量有关。（）【答案】错【解析】需综合考虑SO₃当量、温度、压力、工艺参数，非单看储量。37.磺化反应釜可与其他反应釜共用一条尾气总管。（）【答案】错【解析】防止相互串料、回火，应独立设置并设单向阀。38.磺化废酸高温裂解炉需设SNCR脱硝装置。（）【答案】对【解析】裂解产生NOx，需SNCR或SCR达标排放。39.磺化系统DCS与SIS可共用同一CPU以提高集成度。（）【答案】错【解析】SIS需独立冗余CPU，满足SIL等级，不能与DCS混用。40.磺化反应釜搅拌轴封采用双端面机械密封并设泄漏监测。（）【答案】对【解析】防止SO₃外逸，双端面密封配压力报警，是标准配置。四、简答题（每题10分，共30分）41.简述磺化反应热失控的紧急处置步骤。【答案】1.立即远程切断磺化剂进料阀，终止放热源；2.启动紧急冷却系统，全开夹套与内盘管冷冻水，切换至-5℃乙二醇；3.启动事故通风与碱喷淋塔，中和逸出SO₃；4.通知中控降负荷，准备泄料至紧急应急罐；5.若压力继续升高，手动打开紧急泄压阀，将物料导入淬灭槽（预置10%NaOH冰浴）；6.人员撤离至安全区，穿A级防化服组建立隔离区；7.监测周边可燃、有毒气体浓度，直至温度、压力连续下降30min方可进入检修。42.说明磺化剂储罐夏季高温风险及防控措施。【答案】风险：1.SO₃蒸气压随温度指数上升，35℃以上呼吸阀排放超标，40℃以上罐内压可超设计压力；2.阳光直射导致局部过热，产生“热层”，一旦对流引发突沸；3.罐壁应力腐蚀加剧，焊缝渗漏。防控措施：1.罐顶设遮阳棚+银白防腐涂层，降低日照吸热；2.罐体连续喷淋水，温控联锁：气温≥35℃自动启动；3.呼吸阀后增设碱封罐，吸收逸出SO₃；4.储罐设压力高高位联锁，启动罐顶氮气稀释并报警；5.每月超声测厚，重点检查气液相界面焊缝；6.限量储存，储量不超过设计80%，留足气相缓冲。43.阐述磺化工艺HAZOP分析中“无搅拌”偏差的可能后果及保护措施。【答案】后果：1.局部反应物堆积，SO₃浓度高，放热集中，形成热点；2.传热系数下降至有搅拌时的10%，温度梯度>50℃，引发副产砜、树脂；3.树脂包裹搅拌轴，造成“搅拌卡死—无法恢复”不可逆失控；4.最终导致爆聚、爆破片破裂，大量酸雾扩散。保护措施：1.搅拌电流低低报警，≤30%额定电流触发；2.冗余设计：双搅拌系统，主搅拌故障自动切换备用；3.搅拌停立即联锁切断磺化剂，并启动紧急冷却；4.釜壁设4点温度监测，温差>10℃即判定“无搅拌”偏差；5.每年拆检搅拌轴承、轴封，进行扭矩测试；6.岗位SOP明确：搅拌异常立即手动停加料，3min内无法恢复则启动泄料。五、计算题（每题15分，共30分）44.某磺化釜有效容积3m³，装料系数0.7，苯投料量1400kg，浓硫酸（98%）作磺化剂，反应温度45℃，反应热200kJ·kg⁻¹，冷却水ΔT=10℃，比热容4.2kJ·kg⁻¹·K⁻¹，忽略热损失。求：（1）反应放热总量Q；（2）所需冷却水最小质量流量ṁ（kg·h⁻¹）；（3）若冷却水断流，允许最长中断时间t（温升不超过15℃，苯比热容1.8kJ·kg⁻¹·K⁻¹）。【答案】（1）Q=1400kg×200kJ·kg⁻¹=2.8×10⁵kJ；（2）ṁ=Q/(ΔT×c)=2.8×10⁵/(10×4.2)=6.67×10³kg·h⁻¹；（3）热累积=苯温升吸热：Q₁=1400×1.8×15=3.78×10⁴kJ；t=Q₁/(Q/1h)=3.78×10⁴/(2.8×10⁵)×60min=8.1min。答：冷却水流量≥6.67t·h⁻¹；断流后最长8min必须恢复，否则温升超限。45.某磺化剂储罐内径2m，筒体高4m，装发烟硫酸（ρ=1.92t·m⁻³），上部气相空间设氮封，操作温度40℃，此时SO₃饱和蒸气压p=8kPa，罐顶呼吸阀设定开启压力+1.8kPa，求：（1）液位80%时气相体积V；（2）气相中SO₃质量m（假设理想气体，R=8.314，T=313K，SO₃摩尔质量80g·mol⁻¹）；（3）若呼吸阀故障，罐内压力升至+10kPa，求罐壁增加环向应力Δσ（筒体壁厚t=8mm，按薄壁公式计算）。【答案】（1）V=π×(1m)²×4m×(1-0.8)=2.513m³；（2）n=pV/RT=8000×2.513/(8.314×313)=7.73mol；m=7.73×80=618g=0.618kg；（3）Δp=10kPa，D=2m，t=0.008m；薄壁环向应力Δσ=Δp·D/(2t)=10×2/(2×0.008)=1250kPa=1.25MPa。答：气相体积2.51m³，SO₃质量0.62kg，罐壁新增环向应力1.25MPa，需校核是否超许用应力。六、案例分析题（20分）46.某化工厂磺化装置凌晨2点发生爆燃，事后调查记录如下：1.前一日22:00