化工总控工高级试题库(含答案)

化工总控工高级试题库(含答案)一、单项选择题（每题1分，共20题）1.对于可逆放热反应，最佳反应温度随转化率的升高而（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降2.精馏操作中，当回流比增大时，塔顶产品纯度（）。A.降低B.升高C.不变D.先降后升3.列管式换热器中，冷流体走管程、热流体走壳程的主要目的是（）。A.提高传热系数B.减少结垢C.降低压力降D.便于清洗4.某反应的速率方程为r=kCₐ²Cᵦ，该反应的总级数为（）。A.1级B.2级C.3级D.0级5.工业合成氨反应（N₂+3H₂⇌2NH₃）的催化剂活性组分是（）。A.FeB.PtC.CuD.Al₂O₃6.离心泵启动前未灌泵，会导致（）。A.气缚现象B.气蚀现象C.扬程过高D.流量过大7.下列仪表中，属于执行器的是（）。A.压力变送器B.温度控制器C.气动调节阀D.流量传感器8.某精馏塔塔顶压力控制为0.5MPa（表压），当地大气压为0.1MPa，则绝对压力为（）。A.0.4MPaB.0.5MPaC.0.6MPaD.0.3MPa9.工业生产中，乙炔与氯化氢合成氯乙烯的反应类型是（）。A.加成反应B.取代反应C.聚合反应D.氧化反应10.往复式压缩机的排气量调节方法中，最节能的是（）。A.改变转速B.旁路调节C.余隙调节D.切断进气调节11.下列物质中，属于危险化学品中“易燃液体”类别的是（）。A.浓硫酸B.乙醇C.氢氧化钠D.氮气12.反应釜夹套中通入饱和蒸汽加热时，若蒸汽压力过高，可能导致（）。A.传热系数下降B.釜内温度无法控制C.夹套超压破裂D.蒸汽冷凝量减少13.工业上常用的脱除煤气中H₂S的方法是（）。A.变压吸附（PSA）B.胺液吸收C.膜分离D.深冷分离14.某换热器的热流体入口温度150℃，出口100℃；冷流体入口30℃，出口80℃，则对数平均温差为（）。A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃（注：ΔT1=15080=70℃，ΔT2=10030=70℃，ΔTm=70℃）15.DCS系统中，“AI”信号指的是（）。A.模拟量输入B.模拟量输出C.数字量输入D.数字量输出16.催化裂化装置中，提升管反应器的主要作用是（）。A.原料油预热B.催化剂再生C.实现快速反应D.分离油气与催化剂17.化工生产中，“三废”指的是（）。A.废水、废气、废热B.废水、废气、废渣C.废油、废气、废渣D.废水、废酸、废碱18.离心泵的轴封装置中，机械密封相比填料密封的主要优点是（）。A.成本低B.泄漏量小C.易维护D.耐高温19.工业合成甲醇的反应方程式为（）。A.CO+2H₂⇌CH₃OHB.CO₂+3H₂⇌CH₃OH+H₂OC.CH₄+H₂O⇌CO+3H₂D.2C+O₂⇌2CO20.当精馏塔出现“液泛”现象时，塔顶压力会（）。A.急剧下降B.剧烈波动C.保持稳定D.缓慢上升二、多项选择题（每题2分，共10题，错选、漏选均不得分）1.下列属于化工单元操作的有（）。A.精馏B.催化加氢C.过滤D.结晶2.影响化学反应速率的主要因素包括（）。A.反应物浓度B.温度C.催化剂D.反应器体积3.离心泵的性能参数包括（）。A.流量B.扬程C.功率D.效率4.工业生产中，预防静电危害的措施有（）。A.设备接地B.使用抗静电材料C.增加环境湿度D.安装避雷针5.下列关于PID控制的描述正确的有（）。A.P为比例控制，能快速响应偏差B.I为积分控制，用于消除稳态误差C.D为微分控制，用于抑制超调D.PID参数需根据工艺对象特性整定6.化工生产中，常见的安全联锁系统（SIS）触发条件包括（）。A.温度超上限B.压力超下限C.液位低于联锁值D.电机电流正常7.列管式换热器的主要结构部件有（）。A.管束B.管板C.壳体D.折流板8.下列气体中，属于有毒气体的是（）。A.H₂SB.COC.O₂D.NH₃9.反应釜操作中，紧急停车的触发条件可能有（）。A.搅拌电机故障B.夹套冷却水压力低C.物料温度正常D.安全阀起跳10.工业仪表的精度等级通常表示为（）。A.0.5级B.1.0级C.1.5级D.2.5级三、填空题（每空1分，共15题）1.精馏操作中，回流比是指（）与（）的比值。2.催化剂的三大基本特性是（）、（）和（）。3.离心泵的扬程是指单位重量液体通过泵后获得的（）。4.工业上常用的惰性气体保护介质有（）和（）（任写两种）。5.DCS系统的核心组成包括（）、（）和（）。6.传热的基本方式有（）、（）和（）。7.化工生产中，“三不动火”原则是（）、（）、（）。8.往复式压缩机的工作循环包括（）、（）、（）和排气四个阶段。四、简答题（每题5分，共5题）1.简述精馏塔操作中“液泛”现象的产生原因及处理措施。2.如何通过调节反应釜夹套介质（蒸汽/冷却水）实现温度的稳定控制？3.简述DCS系统中“联锁”与“报警”的区别及实际应用中的注意事项。4.分析离心泵运行中出现“气蚀”的原因及预防措施。5.工业合成氨生产中，为何需要对原料气进行“脱硫”和“脱碳”处理？五、计算分析题（共3题，第1题8分，第2题10分，第3题12分）1.某连续精馏塔处理含苯40%（质量分数，下同）的苯甲苯混合液，进料量为1000kg/h，塔顶产品含苯98%，塔底产品含苯2%。试计算塔顶和塔底产品的流量（kg/h）。（苯分子量78，甲苯分子量92，结果保留两位小数）2.某换热器用120℃的饱和蒸汽加热50℃的水，蒸汽流量为500kg/h，冷凝后水的出口温度为90℃。已知蒸汽的汽化潜热为2200kJ/kg，水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)。忽略热损失，求水的流量（kg/h）。3.某间歇反应釜中进行一级不可逆反应A→B，初始浓度Cₐ₀=2mol/L，反应速率常数k=0.05min⁻¹。试计算反应30min后A的转化率及剩余浓度。（一级反应动力学方程：ln(Cₐ₀/Cₐ)=kt）参考答案一、单项选择题1.B2.B3.A4.C5.A6.A7.C8.C9.A10.A11.B12.C13.B14.C15.A16.C17.B18.B19.A20.B二、多项选择题1.ACD2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD6.ABC7.ABCD8.ABD9.ABD10.ABCD三、填空题1.回流量；塔顶产品量2.活性；选择性；稳定性3.能量增量（或压头）4.氮气；二氧化碳（或氩气等）5.操作站；控制站；通讯网络6.传导；对流；辐射7.没有动火票不动火；防火措施不落实不动火；监护人不在场不动火8.吸气；压缩；膨胀四、简答题1.液泛原因：气速过高（气相负荷过大）或液量过大（液相负荷过大），导致塔板间液体无法顺利下流，液相充满塔板间空间；或塔板堵塞（如结垢、聚合物堆积）。处理措施：降低进料量或回流量，减少气相负荷；检查塔板是否堵塞并清理；调整加热蒸汽量，稳定塔内气液平衡。2.温度控制方法：当反应放热使釜温高于设定值时，增大夹套冷却水流量或降低冷却水温度，通过对流换热带走多余热量；当反应吸热或初始升温时，通入蒸汽加热，通过蒸汽冷凝释放潜热提升釜温。需根据温度偏差大小及变化速率（PID参数）动态调节介质流量，避免超调。3.区别：报警是提示参数偏离正常范围（如温度高报），需人工干预；联锁是当参数达到危险值时（如温度超高限），自动触发设备停机、切断进料等动作，属于安全保护。注意事项：联锁逻辑需经过HAZOP分析验证；关键联锁需设置“旁路”但禁止长期投用；定期测试联锁功能有效性。4.气蚀原因：泵入口压力低于液体在操作温度下的饱和蒸气压，液体汽化形成气泡，气泡在高压区破裂产生冲击，损坏叶轮。预防措施：降低泵安装高度（提高吸入压头）；减少吸入管路阻力（缩短管线、增大管径）；避免液体温度过高；运行中确保入口流量稳定。5.脱硫原因：原料气中的H₂S会使合成氨催化剂（Fe基）中毒失活；腐蚀设备和管道。脱碳原因：CO、CO₂会与氨合成催化剂反应生成羰基铁（Fe(CO)₅），导致催化剂永久失活；同时CO₂与氨反应生成氨基甲酸铵，堵塞管道。五、计算分析题1.解：设塔顶产品流量为Dkg/h，塔底产品流量为Wkg/h。物料衡算：总质量平衡D+W=1000苯的质量平衡0.98D+0.02W=0.4×1000联立方程解得：D=(0.4×10000.02×1000)/(0.980.02)=(40020)/0.96=380/0.96≈395.83kg/hW=1000395.83≈604.17kg/h2.解：蒸汽冷凝释放热量Q=500kg/h×2200kJ/kg=1,100,000kJ/h水吸