化工生产安全技术试题及答案

化工生产安全技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在常压固定床反应器运行过程中，发现催化剂床层热点温度持续上移，最可能的原因是（）A.原料带水B.循环压缩机停机C.催化剂活性下降D.反应器入口温度降低答案：C解析：热点上移通常表明催化剂活性衰退，反应向后推移，热量释放位置随之升高。原料带水会导致局部超温但热点不一定上移；循环机停机压力下降，反应深度降低，热点应下移；入口温度降低整体温度下降，热点亦下移。2.某厂液氨储罐安全阀定压1.8MPa，设计压力1.6MPa，依据GB/T150规定，该安全阀定压值（）A.符合要求B.应调至1.76MPaC.应调至1.92MPaD.应调至1.6MPa答案：B解析：GB/T150.1-2011规定，安全阀定压≤设计压力×1.1倍，1.6×1.1=1.76MPa，现有1.8MPa超限，需下调。3.关于HAZOP分析中“无流量”偏差，下列哪项最不可能成为有效原因（）A.泵入口滤网堵塞B.调节阀阀芯脱落C.反应器催化剂床层塌陷D.下游装置突然降低压力答案：D解析：下游压力降低会增大压差，通常导致流量上升而非“无流量”。其余选项均可直接阻断流道。4.某苯乙烯装置采用负压精馏，塔顶真空泵入口设置氮气吹扫，其主要目的是（）A.提高传热系数B.防止可燃气进入泵体形成爆炸环境C.降低苯乙烯自聚速率D.减少真空泵蒸汽消耗答案：B解析：负压系统密封失效时空气易进入，与苯乙烯蒸气形成爆炸性混合气，氮气吹扫保持惰性环境。抑制聚合靠阻聚剂，与氮气无关。5.对涉及毒性气体的一级重大危险源，按《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》要求，应配备的紧急切断阀响应时间不得超过（）A.5sB.10sC.30sD.60s答案：B解析：总局40号令附件2明确毒性气体一级重大危险源紧急切断阀全行程≤10s。6.某厂采用双氧水氧化丙烯生产环氧丙烷，装置设置在线pH分析仪监测氧化液，当pH＜1.5时联锁停氧化剂泵，其主要防范的风险是（）A.双氧水剧烈分解B.丙烯聚合C.设备应力腐蚀D.环氧丙烷水解答案：A解析：强酸性条件下双氧水极不稳定，铁离子等催化产生大量氧气，导致超压爆炸。7.关于粉尘爆炸最小点火能量（MIE），下列说法正确的是（）A.粒径越小MIE越大B.湿度升高MIE降低C.添加惰性粉体可提高MIED.氧浓度升高MIE升高答案：C解析：惰性粉体吸热并隔离可燃粉，提高点火难度。粒径越小、氧浓度越高、湿度越低均使MIE下降。8.某合成氨装置转化炉管材质为HP-40，运行中发现炉管外壁出现“鱼嘴”状裂纹，最可能的失效机理是（）A.蠕变疲劳B.硫化氢应力腐蚀C.氯离子点蚀D.氢脆答案：A解析：HP-40在高温高压下长期运行，晶界碳化物析出导致蠕变孔洞，最终形成“鱼嘴”开裂，属典型的蠕变疲劳。9.按GB50160，全压力式液化烃储罐与明火地点防火间距不应小于（）A.20mB.30mC.40mD.50m答案：D解析：GB50160-2008（2022年版）表5.2.1规定≥50m。10.某厂采用三氧化硫膜式磺化生产十二烷基苯磺酸，因冷却水故障导致膜式反应器壁温升至80℃，此时最优先的应急操作是（）A.立即加入过量烷基苯B.紧急注入氮气稀释C.停止SO₃进料并开启应急冷却水D.打开反应器底部排料阀答案：C解析：膜式反应器壁温超高会使磺化产物结焦堵塞，甚至引发SO₃泄漏。首要切断热源并恢复冷却，氮气稀释无法快速降温，排料反而扩大泄漏。二、多项选择题（每题3分，共30分）11.下列属于化工过程安全“洋葱模型”中被动保护层的有（）A.防爆墙B.紧急泄压爆破片C.耐火涂层D.泄漏检测报警E.本质安全设计答案：A、C解析：洋葱模型由内向外的被动层为耐火涂层、防爆墙等；爆破片属于主动泄压；泄漏报警是主动控制；本质安全是核心设计。12.关于安全仪表系统（SIS）的冗余结构，下列说法正确的有（）A.1oo2表决可降低误停车概率B.2oo3表决兼顾安全性和可用性C.1oo1D适用于SIL3回路D.2oo2适用于高安全性需求E.冗余只适用于传感器，不适用于逻辑求解器答案：A、B解析：1oo2任一通道触发即动作，误停车概率高，但安全性高；2oo3“三取二”平衡；1oo1D单通道加诊断，一般仅到SIL2；2oo2需双通道同时触发，安全性低于1oo2；冗余贯穿传感器、逻辑单元、执行元件。13.某厂环氧乙烷球罐采用氮气密封，下列参数需设置联锁的有（）A.罐顶氧含量＞2%B.罐内温度＞30℃C.氮气压力＜0.3kPaD.罐体表面温度＞40℃E.冷却水流量低低答案：A、B、C解析：EO遇氧易爆炸，氧含量＞2%需切断进料；EO聚合放热，30℃为经验上限；氮封失效立即补氮或停车。表面温度不能直接反映内部风险；冷却水低低影响再冷凝器，不直接触发EO储罐联锁。14.下列属于LOPA分析中“独立保护层”必须满足的条件有（）A.有效性B.独立性C.可审核性D.可维护性E.与初始事件同因答案：A、B、C解析：IEC61511要求IPL需有效性、独立性、可审核性；可维护性是管理要求，非LOPA技术条件；与初始事件必须异因。15.关于反应釜搅拌器密封系统，下列做法正确的有（）A.双端面机械密封设密封液压力高于釜内0.15MPaB.密封液储罐设高低液位报警C.密封液采用与工艺介质互溶的液体D.密封液系统设冷却器E.密封液泵采用变频调速节能答案：A、B、D解析：密封液需高于釜压防止工艺介质外泄；设液位报警监测泄漏；需与工艺介质不溶，避免污染；冷却器控制温升。变频节能非安全必要。16.下列关于可燃气体探测器安装的说法，正确的有（）A.检测液化天然气泄漏时探测器应安装在泄漏点上方B.检测氢气泄漏时探测器应安装在泄漏点上方C.检测丙烷泄漏时探测器应安装在泄漏点下方D.探测器与释放源水平距离不宜大于5mE.探测器应布置在空气流动死区答案：B、C、D解析：氢气极轻，上方聚集；丙烷重于空气，下方聚集；LNG低温气化后密度低于空气，上方聚集；水平距离GB50493规定宜≤5m；死区气体不易扩散，禁止布置。17.某厂苯储罐采用内浮顶结构，下列措施能有效降低VOC排放并提高安全性的有（）A.采用双浮盘结构B.浮盘边缘设二次密封C.罐顶设呼吸阀定压1.5kPaD.罐顶设氮封压力0.5kPaE.浮盘支柱采用防火花铝材答案：A、B、D、E解析：双浮盘+二次密封减少蒸发；氮封保持微正压，降低氧进入；防火花材质避免撞击火花；呼吸阀定压需与氮封匹配，1.5kPa过高，氮封失效。18.关于化工装置防雷分类，下列属于第二类防雷建筑物的有（）A.氢气压缩机厂房B.液化烃泵房C.环氧乙烷灌装站D.硝酸铵仓库E.苯乙烯储罐区答案：A、C、E解析：GB50057规定，爆炸危险区域1区或10区属第二类；氢气、EO、苯乙烯均属1区；液化烃泵房属2区，按第三类；硝酸铵仓库属第一类。19.下列关于压力管道定期检验的说法，正确的有（）A.GC1级管道首次全面检验周期不超过3年B.在线检验每年至少一次C.全面检验可替代在线检验D.输送极度危害介质的管道应缩短检验周期E.基于风险的检验（RBI）可延长检验周期答案：A、B、D、E解析：TSGD7005规定GC1级首次3年；在线检验每年；全面检验不能替代年度在线检验；极度危害介质缩短周期；RBI可延长但需专家评估。20.某厂采用光气合成异氰酸酯，下列应急物资必须配备的有（）A.正压式空气呼吸器B.重型防化服C.光气捕消器D.便携式光气检测报警仪E.氧气复苏器答案：A、B、C、D解析：光气属剧毒气体，需A级防化装备；捕消器用于泄漏中和；氧气复苏器用于氰化氢等窒息性气体，光气主要损伤肺泡，非缺氧，可不配。三、判断题（每题1分，共10分）21.依据GB30871，特级动火作业应预先测定动火点周围可燃气体含量，合格指标为爆炸下限＜0.5%。（）答案：√解析：GB30871-2022第5.3.2条明确特级动火可燃气体≤0.5%LEL。22.反应安全风险评估（RSR）中，绝热温升ΔTad＞200℃的工艺，必须采用连续化工艺替代间歇操作。（）答案：×解析：ΔTad＞200℃属极高风险，需优先降低，但法规未强制“必须”连续化，可采取微反应器、稀释、半间歇等措施。23.粉尘爆炸危险场所的电气设备防爆标志ExtDA21IP65T135℃中，“21”代表粉尘爆炸性环境分区为21区。（）答案：√解析：ExtDA21表示适用于21区A型粉尘。24.安全阀校验用压力表精度不得低于1.0级，且量程应为校验压力的1.5～3倍。（）答案：√解析：TSGZF001-2006第21条规定。25.依据GB50160，全冷冻式液化烃储罐与架空电力线路边线水平距离不应小于1.5倍杆高。（）答案：×解析：应为1.5倍杆高且≥40m，取大值。26.化工装置采用水喷淋冷却储罐时，供水强度不应低于6L/min·m²。（）答案：√解析：GB50160规定液化烃罐表面冷却强度≥6L/min·m²。27.在SIL验证计算中，若PFDAvg=1.2×10⁻³，则该回路可达SIL2等级。（）答案：×解析：SIL2要求PFDAvg10⁻³～10⁻²，1.2×10⁻³处于下限边缘，需考虑不确定性，一般不能认定达标。28.爆炸性气体环境1区可使用ExdⅡBT4防爆型电机，也可使用ExeⅡBT4型。（）答案：×解析：Exe增安型仅可用于2区，1区需隔爆Exd或本安Exia。29.依据《生产安全事故应急预案管理办法》，易燃易爆物品储存单位应当每半年组织一次现场处置方案演练。（）答案：√解析：应急管理部令第2号第十九条。30.采用氮气置换可燃气体时，置换终点判定标准为系统氧含量＜0.5%。（）答案：√解析：企业惯用0.5%为安全界限，低于爆炸极限所需最低氧含量。四、简答题（每题10分，共40分）31.某厂硝化工艺采用硫酸-硝酸混酸硝化甲苯，传统工艺为间歇釜式，现拟改造为微通道连续硝化。请从过程安全角度阐述改造后的主要风险变化及对应控制措施。答案：（1）风险变化①在线量大幅降低：传统釜持液量3m³，微通道＜1L，爆炸能量下降三个数量级；②传热强度提高：微通道水力直径＜1mm，比表面积＞3000m²/m³，反应热可瞬间移除，失控概率降低；③局部热点风险：通道堵塞或分布不均时，局部流速下降，反应热积聚，可能引发“热点”飞温；④材质腐蚀：高流速下硫酸硝酸冲刷，316L不锈钢易现晶间腐蚀，导致泄漏；⑤放大效应：实验室通道数少，工业放大需数千片并联，流量分配不均导致“偏流”，放大风险高。（2）控制措施①在线监测：每片微通道出口设红外测温，温差＞5℃立即联锁切断进料；②防堵设计：甲苯预先经0.5μm过滤器，混酸设40℃保温防止结晶；③材质升级：选用哈氏C-276或碳化硅，耐蚀导热兼顾；④分布器优化：采用CFD模拟+实验验证，确保各通道流量偏差＜3%；⑤冗余泄放：每10片模块设爆破片+爆破针阀组合，超压0.8MPa瞬间泄放至急冷槽；⑥程序升温：启动阶段采用梯度升温，30℃→50℃→70℃，每段停留10min，避免“冷启动”副反应；⑦培训变更：操作员由“间歇”思维转为“连续”思维，增设DCS趋势图判读培训。32.某化工厂设有液氯储罐区，设计存量50t，距厂区围墙外居民区280m。请依据《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准》计算其个人风险和社会风险是否可接受，并给出降低风险的技术路线。答案：（1）风险计算采用QRA软件（PHAST8.11），设定场景：DN50管道全断裂，2min应急切断，气象条件D稳定度，1.5m/s。①源项：液氯泄漏速率8.2kg/s，持续120s，总释放量0.98t；②毒性终点浓度：AEGL-3=58ppm（3min），AEGL-2=2.9ppm（60min）；③个人风险：计算得IR=1.2×10⁻⁵/年（280m处）；④社会风险：FN曲线显示F=1.2×10⁻³/年，N＞100人段进入“不可接受区”。（2）可接受性判定依据GB36894-2018：①个人风险：居民区限值1×10⁻⁵/年，计算值1.2×10⁻⁵/年，略超；②社会风险：N=100人时F限值1×10⁻³/年，计算值进入“不可接受”区。（3）技术路线①减量：储罐由2×50t改为3×30t，单罐最大存量25t，总存量75t，但单罐泄漏量降50%；②限流：增设液压式限流孔板，泄漏孔径由50mm降至20mm，泄漏量降70%；③隔离：罐区四周设12m高防氯堤+自动水幕，水幕强度15L/min·m，氯气吸收效率＞90%；④联锁：罐体液位高高联锁切断进料，压力低低联锁停泵，响应时间＜30s；⑤应急：配备液氯捕消车，30t15%NaOH溶液，可中和8t氯气；⑥搬迁：距居民区不足300m，建议启动搬迁谈判，目标距离≥500m。经上述措施，个人风险降至3×10⁻⁶/年，社会风险FN曲线落入“可接受”区。33.某厂加氢装置循环氢压缩机出口冷却器发生管束破裂，高压氢（15MPa）窜入循环水系统，导致循环水塔顶大量氢气聚集并爆炸。请分析事故根本原因，并提出技术与管理改进方案。答案：（1）根本原因①设备选型：碳钢管束未考虑氢脆，运行5年后出现微裂纹；②水质管理：循环水pH5.8，CO₂含量高，加速氢去极化腐蚀；③检测缺失：未设置在线氢气泄漏仪，冷却器出口无氢含量监测；④设计缺陷：循环水塔顶通风不良，氢气密度小，易在塔顶聚集；⑤维护不足：管束未做年度涡流检测，未发现裂纹扩展；⑥应急缺失：现场无氢气专项应急预案，操作员误判为“水汽”，延误断电。（2）技术改进①材质升级：管束改为双相钢2205，抗氢脆指数≥40；②在线监测：冷却器出口设氢含量在线色谱，报警值10ppm，高高联锁停压缩机；③通风改造：冷却塔顶设防爆轴流风机，换气次数≥12次/h，顶部氢浓度＜0.2%LEL；④隔离措施：循环水回水罐顶部设放空管，引至15m高空排放，远离塔顶；⑤检测周期：高压换热器纳入RBI，每2年涡流+超声，裂纹深度＞20%壁厚即更换；⑥爆破片：冷却器循环水侧设爆破片，爆破压力0.8MPa，释放口接至安全地点。（3）管理改进①变更管理：将“碳钢→双相钢”纳入变更审批，进行HAZOP+LOPA复核；②培训：开展氢气特性专项培训，重点强调“无色无味、易积聚、爆炸极限宽”；③演练：每半年组织一次“氢气泄漏+爆炸”双盲演练，考核疏散、点火源控制；④责任制：将“循环水氢含量”纳入班组KPI，超标扣减当月安全奖20%；⑤外部审核：委托API581专家团队每3年开展一次装置氢致开裂专项审核。34.某精细化工企业拟新建一个涉及重氮化反应的装置，请依据《精细化工反应安全风险评估规范》（GB/T42300-2022）给出反应安全风险评估的完整流程，并列出关键仪器及判据。答案：（1）评估流程①资料收集：反应方程式、热力学数据、操作温度压力、物料MSDS、中试报告；②反应量热：采用RC1e反应量热仪，获取反应放热速率Qr、绝热温升ΔTad、反应焓ΔHr；③绝热量热：采用Phi-TECⅡ，获取最大温升速率(dT/dt)max、最大压升速率(dP/dt)max、二次分解起始温度Tdec；④分解动力学：利用A