化工总控工职业技能鉴定试题及答案

化工总控工职业技能鉴定试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.流体在圆形直管中作层流流动时，其摩擦阻力损失与流速的（）成正比。A.一次方B.二次方C.三次方D.四次方2.某精馏塔操作中，若塔顶采出量D增大，其他条件不变，则塔顶产品组成x_D将（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减3.离心泵启动前未灌泵，会导致（）。A.气缚现象B.汽蚀现象C.流量过大D.扬程过高4.工业合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃（放热反应），为提高平衡转化率，应采取的措施是（）。A.升高温度B.降低压力C.使用催化剂D.增大反应物浓度5.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.便于清洗C.减少热损失D.降低流动阻力6.以下属于均相反应的是（）。A.煤的燃烧B.金属氧化C.酸碱中和D.催化裂化7.某反应的速率常数k的单位为mol⁻¹·L·s⁻¹，该反应的级数为（）。A.0级B.1级C.2级D.3级8.用饱和水蒸气加热空气时，传热壁面的温度更接近（）。A.空气温度B.水蒸气温度C.两者的算术平均D.两者的对数平均9.精馏塔操作中，若进料热状态参数q=1.5，则进料为（）。A.过冷液体B.饱和液体C.气液混合物D.过热蒸气10.工业上常用的脱硫剂“MDEA”的化学名称是（）。A.一乙醇胺B.二乙醇胺C.甲基二乙醇胺D.三乙醇胺11.某容器的设计压力为1.6MPa，其属于（）容器。A.低压B.中压C.高压D.超高压12.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.废水、废油、废渣D.废酸、废碱、废渣13.热电偶温度计的测温原理基于（）。A.热电阻效应B.热电效应C.热辐射效应D.热膨胀效应14.离心泵的轴功率N与流量Q的关系为（）。A.N随Q增大而增大B.N随Q增大而减小C.N与Q无关D.N随Q增大先增后减15.以下不属于气体吸收过程推动力的是（）。A.气相分压与平衡分压之差B.液相浓度与平衡浓度之差C.温度差D.分压差或浓度差16.工业催化剂的基本要求不包括（）。A.高活性B.高选择性C.高强度D.高毒性17.某反应的活化能为80kJ/mol，当温度从300K升至310K时，反应速率常数约增大（）（已知ln(k₂/k₁)=Eₐ/R(1/T₁1/T₂)，R=8.314J/(mol·K)）。A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍18.蒸汽管道的“水击”现象是由于（）引起的。A.蒸汽流速过快B.管道内有冷凝水C.蒸汽压力过高D.管道保温不良19.以下不属于DCS系统功能的是（）。A.数据采集B.自动控制C.故障诊断D.机械加工20.化工生产中，“跑冒滴漏”主要影响（）。A.产品质量B.生产效率C.安全生产与环境D.设备寿命二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，错选、漏选均不得分）1.影响精馏塔分离效果的主要因素包括（）。A.回流比B.进料位置C.塔板数D.塔顶采出量2.离心泵的性能参数包括（）。A.流量B.扬程C.轴功率D.效率3.工业反应器按操作方式可分为（）。A.间歇反应器B.连续反应器C.半间歇反应器D.固定床反应器4.以下属于化工单元操作的是（）。A.蒸馏B.干燥C.聚合D.过滤5.防止汽蚀的措施包括（）。A.降低泵的安装高度B.增大吸入管路直径C.提高液体温度D.减少吸入管路阻力6.以下属于压力容器安全附件的是（）。A.安全阀B.压力表C.温度计D.爆破片7.影响传热系数K的因素有（）。A.流体的流速B.流体的物性C.传热面的结构D.温差8.气体吸收过程中，提高吸收速率的方法有（）。A.增大吸收剂用量B.提高操作压力C.降低操作温度D.减小吸收剂流量9.以下属于危险化学品的是（）。A.浓硫酸B.乙醇C.氮气D.氯气10.化工生产中，紧急停车的触发条件包括（）。A.关键设备超温超压B.原料中断C.仪表控制系统故障D.产品质量波动三、填空题（共10题，每题1分，共10分）1.流体流动类型由__________数判断，其临界值约为__________。2.精馏操作中，回流比增大，理论板数__________（填“增大”或“减小”）。3.传热的基本方式包括导热、对流和__________。4.离心泵的扬程是指泵对单位重量流体所提供的__________。5.反应级数为n的动力学方程中，速率常数k的单位为__________（以浓度单位mol/L表示）。6.工业上常用__________法测定催化剂的比表面积。7.吸收塔的最小液气比是指达到分离要求所需的__________液气比。8.压力容器的设计压力应__________（填“大于”或“小于”）最高工作压力。9.热电偶的冷端补偿方法包括冰浴法、__________和电桥补偿法。10.化工生产中，“三烯”通常指乙烯、丙烯和__________。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述连续精馏塔中“回流”的作用。2.离心泵启动前为何需要灌泵？若未灌泵会发生什么现象？3.简述影响反应速率的主要因素（至少列出4项）。4.列管式换热器中，如何提高壳程流体的传热系数？（至少列出3种方法）5.化工生产中，如何预防“跑冒滴漏”？（从设备、操作、管理三方面说明）五、计算分析题（共3题，共20分）1.（6分）某合成氨装置中，进入合成塔的原料气组成为：N₂25%、H₂70%、Ar5%（体积分数）。反应后，出塔气体中NH₃的体积分数为15%。假设反应为N₂+3H₂⇌2NH₃，且忽略其他副反应，求H₂的转化率（保留两位小数）。2.（7分）某列管式换热器用120℃的饱和水蒸气加热某冷流体（比热容c_p=4.2kJ/(kg·℃)），冷流体流量为5000kg/h，入口温度20℃，出口温度80℃。已知换热器的总传热系数K=500W/(m²·℃)，求换热器的传热面积（保留两位小数，热损失忽略不计）。3.（7分）某精馏塔分离苯甲苯混合液（常压下，苯的沸点80.1℃，甲苯110.6℃），进料为饱和液体，组成为x_F=0.5（苯的摩尔分数），塔顶馏出液x_D=0.95，塔底釜液x_W=0.05。操作回流比R=2，物系的相对挥发度α=2.5。试用芬斯克（Fenske）公式计算全回流时的最小理论板数（含塔釜）。参考答案一、单项选择题1.A2.B3.A4.D5.B6.C7.C8.B9.A10.C11.B（注：低压0.1≤P<1.6MPa，中压1.6≤P<10MPa）12.B13.B14.A15.C16.D17.B（计算得k₂/k₁≈2）18.B19.D20.C二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABD5.ABD（注：提高温度会降低液体饱和蒸气压，可能加剧汽蚀）6.ABD（温度计非安全附件）7.ABC8.ABC9.ABD（氮气为惰性气体）10.ABC三、填空题1.雷诺（Re）；2000（或2300）2.减小3.热辐射4.能量（或机械能）5.(mol/L)^(1n)·s⁻¹6.BET（勃特埃米特特勒）7.最小8.大于9.补偿导线法10.丁二烯四、简答题1.回流的作用：①提供塔板上的液相回流，保证气液两相充分接触，实现传质传热；②控制塔顶温度，维持精馏段的浓度梯度，提高分离效果；③补充塔内下降液体，平衡物料与热量。2.灌泵原因：离心泵的叶轮旋转依赖液体产生离心力，若泵内有空气（密度远小于液体），叶轮无法形成足够的真空度，无法吸入液体。未灌泵会导致“气缚”现象，泵无法正常输液，长时间空转会损坏设备。3.影响反应速率的因素：①反应物浓度（或分压）：浓度增大，单位体积内分子数增加，碰撞频率提高；②温度：温度升高，分子动能增加，活化分子比例增大；③催化剂：降低反应活化能，提高反应速率；④反应物接触面积（针对非均相反应）：如固体颗粒大小影响反应速率；⑤压力（对气体反应）：压力增大相当于浓度增大。4.提高壳程传热系数的方法：①设置折流板（如弓形折流板），改变流体流动方向，增加湍动程度；②采用小直径换热管，减小壳程流通面积，提高流速；③选择合适的壳程流体（如提高流体的导热系数、减小黏度）；④定期清洗壳程，减少垢层热阻。5.预防措施：①设备方面：选用耐腐蚀、密封性能好的材料（如机械密封替代填料密封），定期检测设备磨损、腐蚀情况，及时更换密封件；②操作方面：严格按规程控制压力、温度，避免超温超压；开停车时缓慢调整参数，减少设备冲击；③管理方面：建立巡检制度，记录泄漏点；对员工进行密封技术培训，推广“无泄漏工厂”管理理念。五、计算分析题1.解：设原料气总物质的量为100mol，则N₂=25mol，H₂=70mol，Ar=5mol。反应后，设转化的N₂为nmol，则转化的H₂为3nmol，生成NH₃为2nmol。出塔气体总物质的量=1003n（因每消耗1molN₂和3molH₂，生成2molNH₃，总物质的量减少2mol）。NH₃体积分数=2n/(1002n)=15%→2n=0.15×(1002n)→2n=150.3n→2.3n=15→n≈6.52mol。H₂转化率=(3n)/70×100%=(3×6.52)/70×100%≈27.94%。2.解：冷流体吸收的热量Q=q_m·c_p·(t₂t₁)=5000kg/h×4.2kJ/(kg·℃)×(8020)℃=5000×4.2×60=1,260,000kJ/h=350,000W。饱和水蒸气温度T=120℃，冷流体进出口温度t₁=20℃，t₂=80℃，对数平均温差Δt_m=(Δt₁Δt₂)/ln(Δt₁/Δt₂)，其中Δt₁=12020=100℃，Δt₂=12080=40℃。Δt_m=(10040)/ln(100/40)=60/ln(2.5)≈60/0.916≈65.5℃。传热面积A=Q/(K·Δt_m)=350,000/(500×65.5)≈350,000/32,750≈10.69m²。3.解：芬斯克公式：N_min=lg[