2026年化工与炼化基础知识试题及答案

2026年化工与炼化基础知识试题及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1在常减压蒸馏装置中，初馏塔顶温度一般控制在A.60～80℃ B.90～110℃ C.120～140℃ D.150～170℃答案：B解析：初馏塔顶温过低会造成轻组分携带水分，过高则导致石脑油干点超标。工业实践表明90～110℃可同时满足脱水与干点双重要求。1.2下列关于催化剂“金属沉积失活”的描述，正确的是A.仅发生在加氢裂化 B.沉积金属会堵塞微孔 C.可通过高温烧炭完全恢复 D.与原料硫含量无关答案：B解析：Ni、V等金属以卟啉或沥青质形态进入反应器，在催化剂表面还原为金属单质并堵塞微孔，造成永久失活；烧炭只能除去碳质，不能除去金属。1.3某炼厂计划把直馏柴油的硫含量从1200µg/g降至10µg/g，最经济的路线是A.碱洗—氧化脱硫 B.加氢脱硫（HDS） C.萃取脱硫 D.生物脱硫答案：B解析：HDS技术成熟、氢耗低、操作费用最低；碱洗—氧化产生大量含盐废水，萃取与生物脱硫尚处示范阶段。1.4在乙烯裂解装置中，衡量裂解深度最常用的指标是A.甲烷/乙烯比 B.丙烯/乙烯比 C.裂解气密度 D.裂解炉管壁温答案：A解析：甲烷为一次裂解产物，乙烯为二次裂解产物，甲烷/乙烯比升高说明深度增加；该比值在线仪表响应快，工业上普遍采用。1.5某芳烃联合装置以C8A为原料，产品为对二甲苯（PX），其异构化单元反应热约为A.−10kJmol⁻¹ B.−25kJmol⁻¹ C.−45kJmol⁻¹ D.−70kJmol⁻¹答案：C解析：C8A异构化（邻→对）为弱放热反应，实验测定值−42～−48kJmol⁻¹，设计常取−45kJmol⁻¹。1.6关于延迟焦化“生焦周期”缩短的影响，下列说法错误的是A.装置处理量提高 B.焦炭挥发分降低 C.加热炉负荷增加 D.焦炭塔壁温波动加剧答案：B解析：周期缩短意味着冷焦、吹汽时间被压缩，焦炭来不及充分汽提，挥发分反而升高。1.7在合成氨装置中，一段炉出口甲烷含量升高，最直接的原因是A.水碳比升高 B.催化剂活性下降 C.反应压力升高 D.原料气预热温度升高答案：B解析：催化剂活性下降导致转化不完全，残余甲烷升高；水碳比升高、预热温度升高均有利于降低甲烷。1.8某炼厂采用SZorb技术生产国Ⅵ汽油，其脱硫机理属于A.加氢脱硫 B.吸附脱硫 C.氧化脱硫 D.生物脱硫答案：B解析：SZorb使用ZnO基吸附剂，在临氢条件下将硫原子转移至吸附剂晶格，属于吸附脱硫。1.9在苯乙烯装置中，乙苯脱氢反应器出口氢气/乙苯摩尔比升高，说明A.反应压力升高 B.反应温度降低 C.催化剂选择性下降 D.水油比降低答案：C解析：副反应如苯乙烷加氢裂化生成甲苯、苯，消耗氢气减少，导致氢气/乙苯比升高，是选择性下降的标志。1.10关于PTA装置氧化单元，下列操作参数对4-CBA残留量影响最小的是A.反应温度 B.溶剂水含量 C.催化剂Co/Mn比 D.氧化尾气氧含量答案：D解析：4-CBA为对羧基苯甲醛，是PX氧化的中间产物，其残留量主要受温度、水含量、催化剂配比影响；尾气氧含量仅影响尾气爆炸极限，对反应深度影响小。1.11某炼厂将常渣送入RFCC，其残炭值为8.5wt%，应优先采取A.提高反应温度 B.加大汽提蒸汽 C.原料加氢预处理 D.降低剂油比答案：C解析：高残炭原料直接进入RFCC，导致焦炭产率高、再生器超温；加氢预处理可大幅降低残炭、金属及硫氮含量。1.12在双氧水法制环氧丙烷（HPPO）中，关键副产物是A.丙二醇 B.丙二醇单甲醚 C.甲酸 D.乙醛答案：A解析：HPPO以TS-1为催化剂，过氧化氢氧化丙烯，主反应生成PO，副反应为水合生成丙二醇。1.13某天然气制氢装置，水碳比由3.0降至2.5，最可能出现A.转化管积碳 B.转化气CO₂升高 C.燃料气耗下降 D.中变反应器超温答案：A解析：水碳比低于2.8时，甲烷裂解反应速率大于水煤气反应，导致碳丝生成，堵塞转化管。1.14关于离子液体烷基化，下列说法正确的是A.使用HF作为共催化剂 B.产物辛烷值低于硫酸法 C.催化剂可循环使用 D.反应温度需高于100℃答案：C解析：离子液体本身为催化剂，与烃相不互溶，反应后静置分层即可分离，可循环使用；辛烷值与硫酸法相当，温度30～60℃。1.15某炼厂采用“柴油加氢—异构降凝”工艺，其目的为A.降低硫含量 B.提高十六烷值 C.降低冷滤点 D.降低密度答案：C解析：异构降凝通过将正构烷烃转化为异构烷烃，显著降低冷滤点，满足寒区柴油标准。1.16在丙烷脱氢（PDH）装置中，反应器出口气相丙烯/丙烷比下降，应首先A.提高反应压力 B.降低反应温度 C.增加氢气循环 D.提高催化剂再生频次答案：D解析：PDH为强吸热反应，催化剂积碳失活最快；丙烯/丙烷比下降表明活性降低，需提高再生频次。1.17某芳烃抽提装置采用环丁砜为溶剂，其选择性顺序为A.芳烃>烯烃>烷烃 B.烯烃>芳烃>烷烃 C.烷烃>烯烃>芳烃 D.芳烃>烷烃>烯烃答案：A解析：环丁砜为极性溶剂，溶解度与极性相关，芳烃极性最高，烷烃最低。1.18关于煤制烯烃（MTO）反应，下列说法错误的是A.反应为放热 B.产物乙烯/丙烯比可通过温度调节 C.分子筛孔径影响产物分布 D.水含量升高导致催化剂失活答案：A解析：MTO为强放热反应；升高温度有利于乙烯生成；SAPO-34孔径0.38nm，限制C5+生成；水含量过高导致骨架脱铝。1.19某炼厂将3.5MPa蒸汽用于催化裂化气压机，其凝液回收至A.除氧器 B.循环水场 C.污水汽提塔 D.急冷塔答案：A解析：高压蒸汽凝液水质好、热值高，直接回除氧器可节能降耗。1.20在乙二醇装置中，环氧乙烷水合反应器入口水/EO摩尔比由20降至15，将导致A.乙二醇选择性升高 B.二乙二醇比例升高 C.反应温度下降 D.催化剂失活加快答案：B解析：水比降低，EO与EG碰撞概率增加，生成二乙二醇副反应加剧。1.21某炼厂采用“渣油加氢—RFCC”组合，其渣油加氢主要目的为A.脱硫 B.脱金属 C.降残炭 D.以上全部答案：D解析：渣油加氢通过加氢脱金属、脱硫、脱氮、裂化反应，降低残炭与杂质，为RFCC提供优质原料。1.22在尿素装置高压合成塔中，NH₃/CO₂摩尔比升高，将导致A.CO₂转化率升高 B.高压系统压力下降 C.高压甲铵泵电流下降 D.合成塔顶温升高答案：A解析：NH₃过量推动平衡向尿素方向移动，CO₂转化率升高；系统压力与温度随NH₃分压升高而升高。1.23某炼厂将重整生成油送入苯抽提，其溶剂为N-甲酰基吗啉，抽提温度应控制在A.40℃ B.80℃ C.120℃ D.160℃答案：B解析：温度过低粘度大、传质差；过高溶剂选择性下降；工业上最佳温度区75～85℃。1.24关于聚烯烃催化剂Ziegler-Natta，下列说法正确的是A.主催化剂为TiCl₄ B.助催化剂为AlEt₃ C.载体为MgCl₂ D.以上全部答案：D解析：Z-N催化剂由TiCl₄活性中心、AlEt₃助剂、MgCl₂载体构成，为聚烯烃工业主流催化剂。1.25某炼厂采用“柴油润滑性改进剂”剂量为150µg/g，其有效成分最可能为A.脂肪酸甲酯 B.硝酸异辛酯 C.聚异丁烯胺 D.二茂铁答案：A解析：脂肪酸甲酯极性端吸附金属表面，形成润滑膜，剂量50～200µg/g即可通过HFRR测试。1.26在合成气制乙二醇（草酸酯路线）中，偶联反应器入口CO分压升高，将导致A.草酸二甲酯选择性升高 B.亚硝酸甲酯分解加快 C.反应器热点温度下降 D.催化剂贵金属流失加快答案：A解析：偶联反应CO+2CH₃ONO→(COOCH₃)₂+2NO，CO分压升高推动平衡向右，草酸酯选择性升高。1.27某炼厂将催化柴油送入“吸附脱硫—异构”组合，其吸附剂再生采用A.热氢气吹扫 B.水蒸气汽提 C.空气烧焦 D.氮气冷吹答案：A解析：吸附脱硫剂载硫后，采用热氢气吹扫，使硫以H₂S形式释放，吸附剂循环使用。1.28在丁二烯抽提装置中，加入DMF溶剂后，其相对挥发度αC4=6-3-1-2顺序为A.丁烯-1>丁二烯>正丁烷>反-2-丁烯B.丁二烯>丁烯-1>正丁烷>反-2-丁烯C.正丁烷>丁烯-1>丁二烯>反-2-丁烯D.丁二烯>反-2-丁烯>丁烯-1>正丁烷答案：B解析：DMF为选择性溶剂，降低丁二烯蒸汽压最显著，使其相对挥发度最小，最先从塔顶分出。1.29某炼厂采用“硫酸法烷基化”，其酸耗为70kgt⁻¹烷基化油，说明A.烯烃原料中丁烯-1含量高 B.反应温度过低 C.酸烃比过低 D.原料中丙烷含量高答案：A解析：丁烯-1比丁烯-2更易聚合生成酸溶性油，导致酸耗升高；酸烃比低、温度低也会升高酸耗，但丁烯-1影响最大。1.30在聚乙烯装置中，调节熔融指数（MI）最常用的方法是A.改变反应温度 B.改变氢气/乙烯比 C.改变共聚单体浓度 D.改变催化剂类型答案：B解析：氢气为链转移剂，氢气/乙烯比升高，链终止速率加快，MI显著升高。2.多项选择题（每题2分，共20分）2.1下列属于催化裂化“金属污染”带来的危害有A.氢气产率升高 B.汽油辛烷值下降 C.焦炭产率升高 D.催化剂微孔堵塞 E.烟气SOx升高答案：ACD解析：Ni、V促进脱氢反应，氢气与焦炭升高；V₂O₅熔融堵塞微孔；汽油辛烷值反而升高；SOx与原料硫相关，与金属无关。2.2关于乙苯/苯乙烯分离塔，下列操作会导致塔釜苯乙烯聚合的有A.塔釜温度>110℃ B.塔顶压力<10kPa C.阻聚剂停注 D.塔釜停留时间>30min E.回流量过大答案：ACD解析：苯乙烯热聚合温度阈值105℃；阻聚剂停注、停留时间长均加剧聚合；真空度高、回流量大有利于降低温度，不导致聚合。2.3下列措施可降低合成氨回路惰性气体含量的有A.提高新鲜气氢氮比 B.增加弛放气量 C.降低回路压力 D.提高转化水碳比 E.提高甲烷化入口温度答案：BC解析：弛放气直接排放惰性气；降低回路压力可增大弛放气量；其余选项与惰性气积累无关。2.4在PTA装置，氧化反应器尾气中O₂含量突然降至1vol%，可能原因有A.催化剂Co/Mn比失调 B.PX进料量突增 C.空气压缩机故障 D.溶剂水含量突降 E.反应温度突降答案：BC解析：PX突增耗氧速率升高；空压机故障导致供氧不足；其余选项不会导致氧含量骤降。2.5下列属于“绿色化工”原则的有A.原子经济性 B.使用可再生原料 C.使用无害溶剂 D.提高反应温度以提高速率 E.设计可降解产品答案：ABCE解析：绿色十二原则强调原子经济、安全溶剂、可再生、降解；盲目提高温度增加能耗，与绿色原则相悖。3.判断题（每题1分，共10分）3.1催化裂化催化剂比表面积越高，则活性越高，因此越高越好。答案：错误解析：比表面积过高导致孔径过小，重油大分子难以扩散，反而降低活性；工业上需平衡比表面积与孔径分布。3.2在尿素高压系统，甲铵分解为尿素与水的反应为放热反应。答案：错误解析：甲铵脱水为吸热反应，ΔH≈+30kJmol⁻¹，故高压合成塔需高温（185～190℃）操作。3.3聚乙烯装置使用铬系催化剂时，产品分子量分布比Z-N催化剂更宽。答案：正确解析：铬系为单中心催化剂，活性中心种类少，但聚合温度高，链转移多，MWD可达10以上，比Z-N宽。3.4延迟焦化生焦周期缩短，装置处理量一定提高。答案：错误解析：周期缩短需提高除焦、暖塔、冷焦效率，若辅助操作跟不上，处理量反而下降。3.5在乙二醇装置，水合反应器入口水比升高，则EO转化率下降。答案：错误解析：水比升高推动EO水合平衡向右，EO转化率升高，但EG选择性下降。3.6合成气制乙二醇偶联反应中，NO循环量升高会降低草酸酯选择性。答案：正确解析：NO为偶联副产物，过量会促进副反应生成碳酸二甲酯，降低草酸酯选择性。3.7催化重整催化剂氯流失会导致催化剂酸性下降，从而C5+液收下降。答案：正确解析：氯流失削弱Al₂O₃酸性，异构化与裂化活性下降，C5+液收降低。3.8在丁二烯抽提，溶剂DMF含水量升高，其选择性下降。答案：正确解析：水与DMF形成氢键，降低其对丁二烯的亲和力，选择性下降。3.9离子液体烷基化装置废水COD主要来源于离子液体自身分解。答案：错误解析：离子液体热稳定性高，废水COD主要来自副产聚合物及微量酸。3.10聚烯烃装置使用茂金属催化剂时，产品密度可通过共聚单体/乙烯比精确调控。答案：正确解析：茂金属为单中心催化剂，共聚单体插入率与比例呈线性关系，可精确控制密度。4.填空题（每空1分，共20分）4.1催化裂化再生器采用________燃烧方式时，烟气中CO含量几乎为零。答案：完全燃烧解析：富氧完全燃烧CO→CO₂，烟气CO<100µgg⁻¹。4.2在乙烯装置，裂解气压缩机一段入口设置________，目的是防止聚合物堵塞叶轮。答案：水洗塔解析：水洗可除去双烯、苯乙烯等易聚合组分。4.3合成氨装置一段炉转化管材质为________钢，最高管壁温度允许________℃。答案：HK-40；950解析：HK-40（25Cr-20Ni）蠕变极限高，950℃下寿命10万小时。4.4延迟焦化生焦塔充焦末期塔顶温升速率应小于________℃h⁻¹，防止泡沫层突升。答案：15解析：温升过快表明泡沫层接近塔顶，需及时切换。4.5在PTA氧化单元，溶剂醋酸中水含量控制在________wt%，可兼顾PX转化率与催化剂稳定性。答案：5～7解析：水含量过低导致Co³⁺沉淀，过高降低PX溶解度。4.6聚乙烯熔融指数MI=2g/10min，其重均分子量Mw约为________kgmol⁻¹。答案：200解析：经验公式Mw≈4×10⁵MI⁻⁰.⁷⁵，MI=2时Mw≈200kgmol⁻¹。4.7苯乙烯精馏塔塔釜阻聚剂常用________，其机理为自由基捕获。答案：2,4-二硝基-对甲酚（DNPC）解析：DNPC与苯乙烯自由基反应生成稳定化合物，抑制聚合。4.8在天然气制氢，中温变换反应CO+H₂O⇌CO₂+H₂的ΔH=________kJmol⁻¹。答案：−41.2解析：放热反应，低温有利于CO转化。4.9催化柴油加氢脱硫反应级数对硫浓度为________级。答案：1.5解析：工业数据拟合表明，HDS速率∝Cₛ¹.⁵·Pₕ₂⁰.⁵。4.10丁二烯抽提塔回流比设计值为________，过高会导致________。答案：3.5；塔顶丁二烯纯度下降解析：回流比过高，DMF夹带量增加，塔顶丁二烯含溶剂高。5.计算题（共4题，每题10分，共40分）5.1某炼厂RFCC装置处理量1.2Mta⁻¹，原料残炭6.8wt%，焦炭产率预测公式为Coke(wt%)=1.2×CCR+0.8求年焦炭产量及所需主风流量（Nm³h⁻¹）。已知：焦炭H/C原子比=0.6，燃烧放热43.2MJkg⁻¹，再生器热效率75%，空气燃烧热3.18MJNm⁻³。解：焦炭产率=1.2×6.8+0.8=8.96wt%年焦炭量=1.2×10⁶×0.0896=1.075×10⁵ta⁻¹=1.075×10⁸kga⁻¹所需燃烧热=1.075×10⁸×43.2/0.75=6.192×10⁹MJa⁻¹主风流量=6.192×10⁹/(3.18×8000)=2.435×10⁵Nm³h⁻¹答案：年焦炭10.75万吨，主风流量2.44×10⁵Nm³h⁻¹。5.2某乙烯装置裂解炉出口气组成（mol%）：H₂15，CH₄25，C₂H₄30，C₂H₆10，C₃H₆12，C₃H₈5，C₄+3。求压缩至3.7MPa后，一段出口温度。已知：k=Cp/Cv，混合气k=1.25，一段绝热效率0.80，入口40℃。解：可逆绝热温升T₂/T₁=(P₂/P₁)^((k−1)/k)=(3.7/0.12)^(0.2)=1.748T₂=313×1.748=547K=274℃实际温升=(274−40)/0.8+40=332℃答案：约332℃。5.3某合成氨装置日产1500tNH₃，合成回路惰性气含量10mol%，弛放气量占新鲜气量8%，求弛放气量（kmolh⁻¹）及其中CH₄流量。已知新鲜气H₂/N₂=3，惰气仅含CH₄+Ar，且CH₄/Ar=2。解：NH₃产量=1500×1000/17=88235kmold⁻¹=3676kmolh⁻¹需新鲜N₂=3676/2=1838kmolh⁻¹新鲜气量=1838×(1+3)=7352kmolh⁻¹弛放气量=7352×0.08=588kmolh⁻¹惰气中CH₄=588×0.1×2/3=39.2kmolh⁻¹答案：弛放气588kmolh⁻¹，CH₄39.2kmolh⁻¹。5.4某苯乙烯装置乙苯脱氢反应器入口乙苯流量120kmolh⁻¹，水/EB=10molmol⁻¹，转化率65%，选择性92%，求产物苯乙烯流量及副产物甲苯+苯总流量。解：反应EB=120×0.65=78kmolh⁻¹苯乙烯=78×0.92=71.76kmolh⁻¹副产=78×0.08=6.24kmolh⁻¹答案：苯乙烯71.8kmolh⁻¹，甲苯+苯6.2kmolh⁻¹。6.简答题（共4题，每题10分，共40分）6.1简述渣油加氢装置高压换热器结垢原因及抑制措施。答案：原因：①原料中FeS、Ca⁺⁺、沥青质在高温下聚合；②催化剂粉尘携带；③硫化氢腐蚀生成FeS。抑制：①原料设自动反冲洗过滤器≤25µm；②注阻垢剂（磷酸酯+分散剂）；③控制冷氢量，避免局部低温析硫；④采用双相钢衬里，降低腐蚀速率；⑤定期化学清洗，采用有机酸+螯合剂循环。6.2说明乙烯裂解炉辐射段炉管渗碳机理及材质改进方向。答案：机理：高温下乙烷、丙烯裂解生成CH₄、C₂H₄，碳活度a_c升高，与炉管内壁Ni形成Ni₃C，碳沿晶界扩散形成Cr₇C₃，导致体积膨胀、晶界开裂。改进：①降低Ni含量，提高Fe基合金比例；②添加Nb、Ti形成稳定碳化物；③内表面采用Al扩散涂层，生成Al₂O₃阻碳层；④采用离心铸造+内表面激光熔覆NiCrAlY；⑤操作优化，控制炉管壁温<1050℃，缩短清焦周期。6.3比较SZorb与柴油加氢脱硫（DHDS）在工艺、投资、操作成本方面的差异。答案：工艺：SZorb为吸附脱硫，反应温度370℃，压力1.5MPa，氢耗<0.5wt%；DHDS为加氢，温度360℃，压力3.5MPa，氢耗1.2wt%。投资：SZorb省去高压循环氢系统，投资低约30%。操作成本：SZorb吸附剂消耗0.3kgt⁻¹，费用低；DHDS需高压氢气循环，电耗高，但吸附剂价格高，综合成本相当；SZorb辛烷值损失0.5，DHDS损失1.5；SZorb适合硫<10µgg⁻¹，DHDS适合大范围。6.4阐述聚烯烃装置过渡料产生原因及减少策略。答案：原因：①产品牌号切换时，氢气/乙烯比、共聚单体浓度变化需经历“旧→新”浓度梯度；②催化剂活性中心响应滞后；③反应器内颗粒停留时间分布宽；④下游造粒系统清洗耗时。策略：①采用模型预测控制（MPC），提前12τ切换参数；②设置小型“牌号缓冲罐”，将过渡料比例降至1.5%；③采用双反应器串联，牌号切换时隔离主反应器；④在线混合器快速调节共聚单体；⑤过渡料在线掺混，按比例回掺至主流，降低外排量。7.综合应用题（共2题，每题20分，共40分）7.1某炼厂