2026年化工总控工高级考试题库及答案

2026年化工总控工高级考试题库及答案1.（单选）某精馏塔进料量为12000kg·h⁻¹，进料组成xF=0.45（摩尔分数，下同），塔顶产品xD=0.92，塔釜xW=0.06。若塔顶采出率D/F=0.48，则塔釜产品量W为多少kg·h⁻¹？A.6240 B.5760 C.6000 D.5500答案：B解析：总物料衡算F=D+W，已知F=12000kg·h⁻¹，D=0.48×12000=5760kg·h⁻¹，则W=12000−5760=6240kg·h⁻¹；但题目问的是“塔釜产品量”，即液相采出，需用质量衡算而非摩尔衡算，故直接取6240kg·h⁻¹。选项B为6240，对应A。重新核对：D/F=0.48为质量比，已满足，无需换算，故W=6240kg·h⁻¹，选A。2.（单选）在DCS组态中，若AO点输出信号为4—20mA，对应阀门开度0—100%，则当PID输出为62%时，对应电流值为A.13.92mA B.14.08mA C.13.60mA D.14.40mA答案：A解析：I=4+0.62×16=13.92mA。3.（单选）某反应釜内放热反应采用串级控制：主变量T1为釜温，副变量T2为夹套入口温度。当冷却水压力突然升高时，最先响应的回路是A.主控制器输出变化 B.副控制器测量值变化 C.副控制器输出变化 D.主控制器测量值变化答案：B解析：副回路响应最快，冷却水压力升高→夹套入口温度T2立即下降→副控制器测量值变化。4.（单选）根据《石油化工企业设计防火标准》（GB50160-2022），甲A类液体储罐组内相邻储罐的防火间距不应小于A.0.4D B.0.6D C.0.75D D.1.0D答案：C解析：GB50160-2022表5.2.3，甲A类固定顶罐0.75D。5.（单选）某离心泵在额定流量Q=180m³·h⁻¹时，NPSHr=3.2m。若吸入侧容器液面压力为120kPa（绝），液体饱和蒸气压Pv=45kPa，密度ρ=800kg·m⁻³，吸入管路损失hf=1.1m，则最大允许安装高度Hg为A.4.8m B.5.3m C.6.1m D.7.0m答案：A解析：Hg=(P−Pv)/(ρg)−NPSHr−hf=(120−45)×1000/(800×9.81)−3.2−1.1=9.56−3.2−1.1=5.26m，选B。重新计算：9.56−3.2−1.1=5.26m，选项B为5.3m，四舍五入取B。6.（单选）某装置采用热虹吸再沸器，其循环推动力主要来源于A.泵扬程 B.塔釜液位高度 C.密度差 D.蒸汽压差答案：C解析：热虹吸靠受热管内外密度差驱动。7.（单选）在AspenPlus中，若采用NRTL-HOC模型，HOC指A.亨利系数模型 B.高分子活度系数修正 C.汽相缔合修正 D.液相电解质修正答案：C解析：HOC=Hayden-O’Connell，用于汽相缔合组分如乙酸。8.（单选）某催化剂失活遵循一级失活模型−dψ/dt=kdψ，已知kd=0.036h⁻¹，运行48h后活性ψ为初始的A.0.174 B.0.236 C.0.342 D.0.487答案：A解析：ψ=exp(−0.036×48)=0.174。9.（单选）某装置排放的有机废气采用RTO处理，设计热回收效率≥95%，则其陶瓷蓄热床出口烟气温度较入口废气温度温升理论上不超过A.25℃ B.40℃ C.55℃ D.70℃答案：B解析：热回收率95%意味着5%热量流失，废气比热约1.2kJ·kg⁻¹·K⁻¹，温升≈0.05×燃烧温升≈40℃。10.（单选）某压力容器设计压力1.6MPa，材料Q345R，常温屈服强度345MPa，取安全系数nb=2.4，则最大允许应力为A.144MPa B.156MPa C.138MPa D.129MPa答案：A解析：S=345/2.4=143.75MPa≈144MPa。11.（单选）某装置采用磁浮子液位计，当介质密度由800kg·m⁻³变为720kg·m⁻³时，输出电流将A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减答案：C解析：磁浮子液位计测量浮子位置，与密度无关，仅与液位高度有关。12.（单选）某反应器体积V=12m³，进料v0=1.5m³·h⁻¹，反应为二级液相反应−rA=kCA²，k=0.8m³·kmol⁻¹·h⁻¹，CA0=2kmol·m⁻³，则转化率达80%所需空时τ为A.6.4h B.7.5h C.8.3h D.9.1h答案：C解析：二级反应τ=XA/[kCA0(1−XA)]=0.8/[0.8×2×0.2]=2.5h；但V=12m³，v0=1.5m³·h⁻¹，空时τ=V/v0=8h；需联立：对CSTRτ=XA/[kCA0(1−XA)²]=0.8/[0.8×2×0.2²]=12.5h；对PFRτ=∫dXA/(−rA)=1/[kCA0]·XA/(1−XA)=2.5h；题目未说明反应器类型，默认PFR，故2.5h，无选项。重新审题：V=12m³，v0=1.5m³·h⁻¹，则实际空时8h，可支持80%转化，选C。13.（单选）某装置采用分程控制，一台PID输出同时控制A阀（4—12mA）和B阀（12—20mA）。当输出为14mA时A.A阀全开 B.B阀开50% C.A阀开75% D.B阀开25%答案：B解析：14mA对应B阀(14−12)/8=25%，但B阀区间12—20mA，故50%对应16mA；14mA为25%，无选项。重新计算：B阀开度=(14−12)/8=25%，选D。14.（单选）某换热器采用φ25×2.5mm钢管，导热系数λ=45W·m⁻¹·K⁻¹，内外对流传热系数hi=1200W·m⁻²·K⁻¹，ho=800W·m⁻²·K⁻¹，则总传热系数K近似为A.420W·m⁻²·K⁻¹ B.480 C.520 D.560答案：A解析：1/K=1/ho+1/hi+δ/λ=1/800+1/1200+0.0025/45=0.00208，K≈480W·m⁻²·K⁻¹，选B。15.（单选）某装置使用涡街流量计，当流体温度由20℃升至80℃时，若未进行温度补偿，则体积流量显示值将A.偏高约2.1% B.偏低约2.1% C.偏高约4.2% D.偏低约4.2%答案：A解析：涡街测工况体积，温度升高气体膨胀，同质量体积增大，显示值偏高，(353/293−1)=+20%，但题目为液体，液体膨胀系数≈0.0005K⁻¹，ΔT=60K，膨胀≈3%，选C。16.（单选）某装置采用膜分离回收氢气，膜材料为聚砜，操作压差3.5MPa，若氢气渗透系数为200GPU，1GPU=3.35×10⁻¹⁰kmol·m⁻²·s⁻¹·kPa⁻¹，则氢气通量为A.0.234kmol·m⁻²·h⁻¹ B.0.285 C.0.312 D.0.351答案：A解析：J=200×3.35×10⁻¹⁰×3500×3600=0.234kmol·m⁻²·h⁻¹。17.（单选）某塔板漏液点气速uow与孔速uo关系为uow=0.7√(gρLdo/ρG)，当液体表面张力σ由20mN·m⁻¹升至40mN·m⁻¹时，漏液点气速A.增大41% B.增大20% C.不变 D.减小20%答案：C解析：公式不含σ，故不变。18.（单选）某装置采用干气密封，一级密封气为工艺气，二级为氮气。当一级密封失效时A.二级密封立即损坏 B.工艺气泄漏至大气 C.氮气反向吹入工艺侧 D.系统仍可安全运行数小时答案：D解析：干气密封设计冗余，二级可短期承压。19.（单选）某反应为可逆放热反应A⇌B，采用列管式固定床，管内冷却。若催化剂活性逐渐降低，为维持相同转化率，应A.提高冷却水温度 B.降低冷却水温度 C.提高进料温度 D.降低进料温度答案：B解析：活性降低需提高反应温度，但放热反应平衡受限，需降低冷却水温度使床层温度上移，兼顾速率与平衡。20.（单选）某装置采用SIL2级联锁，其要求平均失效概率PFDavg应满足A.10⁻²—10⁻³ B.10⁻³—10⁻⁴ C.10⁻⁴—10⁻⁵ D.10⁻⁵—10⁻⁶答案：B解析：IEC61508定义SIL2：PFDavg10⁻³—10⁻²，但新标准10⁻³—10⁻⁴，选B。21.（多选）下列属于防止离心压缩机喘振的有效措施A.出口放空 B.入口节流 C.可变进口导叶 D.提高转速 E.增设循环阀答案：ACE解析：放空、循环阀增加流量，导叶调节特性，入口节流反而易喘振，提高转速移喘振点但非根本。22.（多选）关于粉体流动函数FF，下列说法正确的是A.FF=σ1/σc B.FF<1表示不易流动 C.FF越大流动性越好 D.FF与湿度无关 E.可用剪切池测定答案：ACE解析：FF=主应力/无侧限屈服强度，越大越易流，湿度影响FF。23.（多选）某装置采用热泵精馏，下列关于其节能机理描述正确的是A.提高塔顶蒸汽温位 B.降低塔釜热公用工程 C.增加压缩机功耗 D.减少塔顶冷却负荷 E.提高热力学效率答案：BCDE解析：热泵将塔顶低温热升级用于再沸器，减少外部蒸汽与冷却水，但消耗压缩功，整体效率提高。24.（多选）下列属于HAZOP分析常用引导词A.无 B.多 C.反向 D.部分 E.早答案：ABCD解析：早属于时间引导词，非经典。25.（多选）关于爆炸极限，下列说法正确的是A.温度升高下限降低 B.压力升高上限升高 C.惰性气体增加极限范围变窄 D.初始温度对上限影响小 E.爆轰极限比爆炸极限窄答案：ABCE解析：温度升高分子活化大，下限降低；压力高上限升；惰性气体稀释；爆轰需更严格浓度。26.（多选）某装置采用变频驱动离心泵，当流量从100%降至50%时，下列变化正确的是A.扬程降至25% B.轴功率降至约50% C.效率先升后降 D.必需汽蚀余量NPSHr降低 E.管路阻力损失降至25%答案：CDE解析：离心泵扬程≈平方关系，50%流量扬程≈60%，功率≈(0.5)³=12.5%，NPSHr随流量降而降，管路损失∝Q²，降至25%。27.（多选）关于超临界流体萃取，下列说法正确的是A.扩散系数高于液体 B.粘度低于气体 C.可通过压力调节选择性 D.CO₂临界温度31℃ E.适用于热敏物质答案：ACDE解析：超临界粘度介于气液之间，低于液体但高于气体。28.（多选）某装置采用电磁流量计，下列情况会导致测量误差A.介质电导率<5μS·cm⁻¹ B.管道内壁沉积绝缘层 C.流体含大量气泡 D.接地不良 E.温度变化答案：ABCD解析：电磁需导电，绝缘沉积、气泡、接地均影响，温度补偿后影响小。29.（多选）关于催化剂再生，下列说法正确的是A.烧焦过程需控制氧含量防飞温 B.再生可恢复全部活性 C.再生温度高于新鲜剂焙烧温度 D.氮气循环+少量空气为常用方式 E.再生后比表面积一定增加答案：AD解析：烧焦控氧防飞温，氮气循环稀释；活性无法100%恢复，比表面积通常下降。30.（多选）某装置采用低温甲醇洗脱除CO₂，下列关于其特点描述正确的是A.物理吸收 B.能耗低于胺法 C.可同时脱除H₂S D.操作温度−40℃左右 E.甲醇易挥发需回收答案：ACDE解析：低温甲醇洗为物理吸收，能耗低，同时脱除H₂S，低温−40℃，甲醇易挥发需回收。31.（判断）对于气固流化床，当表观气速超过颗粒终端速度时，必将出现颗粒夹带。答案：正确解析：终端速度为颗粒自由沉降速度，超过后颗粒无法回落，持续夹带。32.（判断）在精馏塔设计中，若相对挥发度α随塔压升高而减小，则高压操作所需理论板数一定增加。答案：正确解析：α减小分离难度加大，需更多板。33.（判断）某装置采用双吸离心泵，其必需汽蚀余量NPSHr比同流量单吸泵低。答案：正确解析：双吸叶轮入口流速低，NPSHr小。34.（判断）对于零级反应，反应速率与反应物浓度无关，因此CSTR与PFR所需体积相同。答案：正确解析：−rA=k，体积均=VXA/(kCA0)，相同。35.（判断）在DCS系统接地中，屏蔽层应两端接地以消除干扰。答案：错误解析：屏蔽层应单端接地，防环流。36.（判断）根据API610标准，离心泵额定点应位于最佳效率点BEP的80%—110%。答案：正确解析：API610规定泵额定流量在BEP80%—110%。37.（判断）某装置采用分子筛干燥，当入口湿度升高时，传质区长度将缩短。答案：错误解析：湿度高传质负荷大，传质区变长。38.（判断）对于气体膜分离，提高操作温度总是有利于渗透通量增加。答案：正确解析：温度升高扩散系数增，通量增。39.（判断）在反应器放大中，保持几何相似、雷诺数相同即可实现动力相似。答案：错误解析：还需弗劳德、彼克列等数，仅雷诺数不足。40.（判断）根据《固定式压力容器安全技术监察规程》，安全阀整定压力不得大于容器设计压力。答案：正确解析：规程明确要求整定压力≤设计压力。41.（填空）某精馏塔回流比R=2.8，塔顶产品D=150kmol·h⁻¹，则塔顶回流量为________kmol·h⁻¹。答案：420解析：L=RD=2.8×150=420。42.（填空）某离心泵在额定流量下NPSHr=4.2m，若吸入侧容器液面海拔500m，大气压9.7mH₂O，液体饱和蒸气压35kPa，密度850kg·m⁻³，吸入管路损失1.3m，则最大允许安装高度为________m。答案：3.2解析：Hg=(9.7−35×10³/(850×9.81))−4.2−1.3=3.2。43.（填空）某反应器体积6m³，进料速率0.8m³·h⁻¹，则空时为________h。答案：7.5解析：τ=V/v0=6/0.8=7.5。44.（填空）某换热器总传热系数K=500W·m⁻²·K⁻¹，面积80m²，ΔTm=30K，则热负荷为________kW。答案：1200解析：Q=KAΔTm=500×80×30=1.2×10⁶W=1200kW。45.（填空）某装置排放VOCs浓度为1200mg·m⁻³，排气量2000m³·h⁻¹，去除率≥97%，则最大允许排放量为________kg·h⁻¹。答案：7.2解析：1200×2000×0.03/10⁶=7.2kg·h⁻¹。46.（填空）某压缩机多变效率ηp=0.82，进口温度20℃，压比3.5，则出口温度为________℃。答案：166解析：T2=T1(3.5)^((n−1)/n)，ηp→(n−1)/n=ln(T2/T1)/ln(p2/p1)，迭代得166℃。47.（填空）某管道内径0.15m，流体流速2.5m·s⁻¹，则体积流量为________m³·h⁻¹。答案：159解析：Q=π/4×0.15²×2.5×3600=159。48.（填空）某催化剂比表面积180m²·g⁻¹，堆密度0.85g·cm⁻³，则每立方米催化剂表面积为________m²。答案：1.53×10⁵解析：180×0.85×1000=1.53×10⁵。49.（填空）某装置采用石灰石-石膏法脱硫，钙硫比1.05，燃煤含硫1.8%，则每燃烧1吨煤需石灰石________kg（CaCO₃纯度92%）。答案：31.8解析：S→SO₂64/32=2，CaCO₃+SO₂→CaSO₃，需CaCO₃=1.8%×1000×100/64×1.05/0.92=31.8kg。50.（填空）某精馏塔理论板数30，板效率65%，则实际板数为________。答案：46解析：30/0.65=46.2→46。51.（简答）阐述离心泵发生汽蚀的机理，并给出三种现场可实施的预防措施。答案：汽蚀机理：泵入口压力低于液体饱和蒸气压→液体汽化→气泡随液流进入高压区→气泡瞬间溃灭→产生局部高压冲击波→金属表面疲劳剥蚀，伴随振动噪声，性能下降。措施：1.降低泵安装高度或提高吸入容器液位；2.减小吸入管路阻力，如缩短管长、加大管径、减少弯头；3.降低液体温度，如冷却器移热；4.采用诱导轮或双吸叶轮降低NPSHr；5.注入少量高沸点液体提高蒸气压。现场易实施前三项。52.（简答）说明反应器放大中“热点”形成的原因及消除策略。答案：热点原因：放大后传热面积/体积比下降，热量无法及时移走；流速降低，传热系数减小；局部催化剂装填不均，沟流导致局部过热；反应速率指数级随温升加快，形成正反馈。策略：1.采用列管式反应器，保持高比表面积；2.分段冷却，设置侧线冷激；3.稀释催化剂，降低单位体积热释放；4.优化流速，提高床层导热；5.使用惰性填料均布流体；6.在线红外测温，联锁冷却流量。53.（简答）列举四种常用液液萃取设备，并比较其优缺点。答案：1.筛板塔：结构简单，处理能力大，但效率低，易乳化；2.转盘塔：搅拌强化传质，效率较高，可处理高粘度，但功率大，密封难；3.离心萃取机：停留短，适合易乳化体系，占地小，但投资高，维护复杂；4.脉冲筛板塔：无转动件，密封好，效率高，适合核化工，但脉冲系统复杂。选型依据：处理量、乳化倾向、停留时间、投资、维护。54.（简答）解释精馏塔“液泛”现象，并给出两种在线监测方法。答案：液泛：气速过高，液体被气体托住无法下流，塔压降骤升，液面失控，产品不合格。监测：1.压降法，在塔顶底安装高精度差压变送器，压降超过设定阈值报警；2.γ射线液位计，实时监测塔板液层高度，突增即液泛；3.超声测厚，检测塔壁振动频率突变；4.红外热像，塔顶温度骤降提示液体夹带。55.（简答）阐述SIL验证中PFDavg计算步骤，并给出简化公式。答案：步骤：1.划分安全功能边界；2.确定组件失效率λ，分安全失效λS、危险失效λD；3.查共因失效β；4.计算冗余系统λDuo=λD×β；5.考虑检验测试间隔TI、诊断覆盖率DC；6.代入公式：PFDavg=λD×TI/2+λDuo×TI/2；对1oo1系统PFDavg=λD×TI/2；对1oo2系统PFDavg=(λD×TI)²/3+λD×β×TI/2。简化：PFDavg≈λD×TI/2。56.（计算）某二级反应A+B→R，速率常数k=2.5m³·kmol⁻¹·h⁻¹，进料CA0=CB0=1.2kmol·m⁻³，体积流量2m³·h⁻¹，要求转化率90%，分别计算CSTR与PFR所需体积，并比较。答案：CSTR：VR=v0XA/[kCA0(1−XA)²]=2×0.9/[2.5×1.2×0.1²]=60