2025年高级甲醇合成操作工《理论知识》考试真题试卷【含答案】

2025年高级甲醇合成操作工《理论知识》考试练习题试卷【含答案】一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在低压甲醇合成工艺中，合成塔出口甲醇摩尔分数一般控制在（）以上即可视为催化剂活性良好。A.3%B.5%C.7%D.9%答案：B解析：工业装置经验表明，当催化剂活性正常、操作温度230～250℃、压力5～8MPa时，出口甲醇摩尔分数稳定在5%左右，低于4%则需考虑催化剂老化或操作偏差。2.合成气中CO₂的存在对甲醇反应热力学的主要影响是（）。A.提高平衡常数B.降低反应热C.抑制副反应D.增加氢分压答案：A解析：CO₂加氢生成甲醇的反应放热量略小于CO加氢，但其参与反应可提高总碳氧化物转化率，使平衡向产物方向移动，宏观表现为平衡常数提高。3.某装置采用管壳式合成塔，壳程锅炉水突然中断，最先出现的报警参数是（）。A.塔壁温度B.汽包液位C.循环气流量D.合成塔压差答案：B解析：锅炉水中断后，汽包液位迅速下降，DCS低液位报警优先触发；塔壁温度上升滞后约30s，压差变化更滞后。4.甲醇合成催化剂还原时，通常控制H₂/H₂O摩尔比大于（）以防超温。A.5B.10C.15D.20答案：D解析：CuO还原为Cu属强放热反应，H₂O会抑制还原速率并带走热量，工业上要求H₂/H₂O≥20，确保床层温升＜30℃。5.下列关于“合成气氢碳比”表述正确的是（）。A.氢碳比=（H₂CO₂）/（CO+CO₂）B.氢碳比=H₂/COC.氢碳比=（H₂+CO₂）/（CO+CO₂）D.氢碳比=（H₂+CO）/（CO₂+CH₄）答案：A解析：工业界采用“化学计量比”定义，即（H₂CO₂）/（CO+CO₂）≈2.05～2.15，可兼顾CO与CO₂同时加氢需求。6.循环气中惰性气含量持续升高，应优先采取的措施是（）。A.降低合成压力B.提高循环量C.开大弛放气阀D.降低汽包压力答案：C解析：惰性气（N₂、CH₄）累积会降低反应分压，开大弛放气可直接排出惰性气，维持转化率和系统压力稳定。7.甲醇合成反应器床层“热点”温度超过300℃时，首要风险是（）。A.副产二甲醚激增B.催化剂晶相转变C.反应器应力腐蚀D.汽包超压答案：B解析：Cu晶粒在＞280℃易烧结，导致活性表面积不可逆下降，属催化剂永久失活。8.采用蒸汽透平驱动循环机时，透平背压升高则（）。A.功率上升B.蒸汽耗量下降C.排气温度下降D.循环机转速下降答案：D解析：背压升高使透平焓降减小，轴功率降低，在相同负载下转速自然下降，需调大调速汽门维持负荷。9.合成塔压差由0.25MPa突升至0.45MPa，最不可能的原因是（）。A.催化剂粉化B.循环机喘振C.塔入口过滤器堵塞D.循环气水冷器内漏答案：D解析：水冷器内漏会造成循环气中水分增加，但不会瞬间导致气流阻力翻倍；催化剂粉化或过滤器堵塞可迅速增大压差。10.汽包磷酸根控制指标为（）mg/L，可防止合成塔壳程结垢。A.2～10B.10～20C.20～30D.30～40答案：A解析：磷酸根过低形不成保护膜，过高易生成二次水垢，经验值2～10mg/L最佳。11.当合成气中总硫超0.1ppm时，催化剂失活速率与硫含量呈（）关系。A.线性B.平方C.指数D.对数答案：C解析：硫与Cu活性位强吸附，失活速率常数k∝exp(k′·Cₛ)，呈指数关系，故精脱硫必须＜0.05ppm。12.甲醇合成副产石蜡的主要成分是（）。A.C₁₀～C₁₆直链烷烃B.C₁₈～C₃₀直链烷烃C.C₅～C₉异构烷烃D.C₂₀～C₄₀环烷烃答案：B解析：Fe、Ni杂质催化费托合成，生成C₁₈以上长链烷烃，在分离器冷凝形成白色石蜡。13.采用“三塔三效”精馏时，预塔的主要作用是（）。A.脱除轻组分B.脱水C.脱色D.脱重醇答案：A解析：预塔操作压力0.05MPa，顶温约55℃，主要脱除二甲醚、甲酸甲酯等轻组分，保护主塔塔板。14.循环气压缩机K101入口分液罐液位高三取二联锁动作是（）。A.停压缩机B.关防喘振阀C.开事故旁路D.降负荷至50%答案：A解析：液位高至80%三取二立即停机，防止液体进入压缩机造成叶轮损坏。15.合成塔出口甲醇分离器液位低低联锁的目的是（）。A.防止高压串低压B.防止泵汽蚀C.防止液击D.防止超压答案：A解析：液位过低，高压气体经分离器底部串入低压甲醇储罐，导致爆炸风险。16.汽包连续排污量一般按锅炉水（）百分比设定。A.0.5～1B.1～2C.3～5D.5～7答案：B解析：连续排污控制盐类累积，1～2%即可维持电导率＜3000μS/cm。17.合成催化剂硫化物中毒后，可用（）气体进行热再生。A.氮气+水蒸气B.氮气+氢气C.空气+水蒸气D.二氧化碳答案：B解析：H₂在200℃下可将吸附的硫还原为H₂S，随后用N₂吹扫，再生后活性可恢复90%以上。18.甲醇产品高锰酸钾试验不合格，主要杂质是（）。A.丙酮B.乙醇C.甲酸甲酯D.二甲醚答案：C解析：甲酸甲酯含羰基，易被高锰酸钾氧化，造成试验褪色时间＜30min。19.合成气压缩机采用干气密封，一级密封气源来自（）。A.循环气B.高压氮气C.压缩机出口工艺气D.仪表空气答案：C解析：工艺气经聚结过滤后作为一级密封气，既节能又避免氮气污染合成气。20.汽包蒸汽并网前需进行（）操作，防止水击。A.暖管B.冲洗C.放空D.加药答案：A解析：暖管使管线温度逐步升高至饱和温度，避免冷凝液瞬间汽化产生水击。21.甲醇合成反应器R101设计压力8.6MPa，其水压试验压力为（）。A.8.6MPaB.10.3MPaC.11.2MPaD.12.9MPa答案：C解析：按GB150规定，水压试验压力=1.25×设计压力=1.25×8.6≈10.75MPa，圆整至11.2MPa。22.循环气中水分增加，甲醇合成反应速率（）。A.上升B.下降C.不变D.先升后降答案：B解析：水分子强吸附Cu表面，抑制CO与H₂吸附，反应速率下降，故分离器需控制气相水露点＜30℃。23.合成塔催化剂装填系数（体积比）一般取（）。A.0.4B.0.6C.0.8D.1.0答案：B解析：考虑热膨胀及装填死角，实际装填量/塔容积≈0.6，过高易造成床层下沉。24.甲醇精馏主塔回流比由2.5降至1.8，则塔顶甲醇纯度（）。A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：B解析：回流比降低，理论塔板数不变时，轻组分上移，产品水分升高，纯度下降。25.合成催化剂还原结束标志之一是床层出水速率＜（）kg/h。A.10B.20C.30D.50答案：B解析：出水速率＜20kg/h且持续4h，表明CuO还原度＞95%，可视为结束。26.合成塔入口温度控制阀为分程控制，其小阀流量特性为（）。A.线性B.等百分比C.快开D.抛物线答案：B解析：小阀用于精细调节，等百分比特性可在小开度下提供足够调节增益，避免振荡。27.甲醇装置紧急停车后，合成系统需保持（）MPa氮气压力，防止空气进入。A.0.1B.0.3C.0.5D.1.0答案：C解析：0.5MPa正压可阻止空气渗入，同时减少法兰泄漏量，便于后续热启动。28.汽包磷酸三钠加入量按（）计算。A.给水硬度B.炉水电导率C.炉水pHD.排污率答案：A解析：硬度与PO₄³⁻按1:3摩尔比反应生成水渣，需根据给水硬度瞬时调整加药泵行程。29.合成催化剂使用后期，为维持产量，应（）。A.降低空速B.提高入口温度C.降低压力D.提高汽包液位答案：B解析：活性下降需提高温度补偿动力学速率，但温升不得＞280℃，防止晶粒长大。30.甲醇产品水溶性试验不合格，最可能混入（）。A.高级醇B.石蜡C.二甲醚D.甲苯答案：A解析：C₄以上高级醇与水互溶度低，造成浊度＞1号，需加大主塔侧线采出。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于甲醇合成催化剂永久失活原因的有（）。A.硫中毒B.氯中毒C.热烧结D.水蒸气钝化答案：A、B、C解析：硫、氯与Cu形成稳定化合物，烧结使晶粒长大，均不可逆；水蒸气钝化可逆。32.合成塔壳程锅炉水水质控制指标包括（）。A.pH9～10B.电导率＜3000μS/cmC.溶解氧＜15μg/LD.磷酸根2～10mg/L答案：A、B、C、D解析：四项均为防止腐蚀、结垢的关键指标，需在线监测。33.循环气压缩机喘振现象包括（）。A.出口压力剧烈波动B.流量忽正忽负C.轴位移报警D.机体发出周期性吼叫答案：A、B、C、D解析：喘振为旋转失速，伴随噪声、振动、参数波动，需立即开大防喘振阀。34.甲醇精馏系统加入NaOH的目的有（）。A.中和甲酸B.促进酯类皂化C.提高pH防腐蚀D.脱水答案：A、B、C解析：NaOH与甲酸成盐，与甲酸甲酯皂化生成甲醇和甲酸钠，同时保护塔板。35.合成气中CO₂含量过高会导致（）。A.反应热增加B.副产水增多C.循环气分子量升高D.汽包蒸汽产量下降答案：B、C解析：CO₂加氢生成水，使汽包负荷增加，循环气中水+甲醇增多，分子量升高；反应热略降。36.下列属于合成塔安全附件的有（）。A.爆破片B.安全阀C.易熔塞D.压力表答案：A、B、D解析：易熔塞用于火源环境，合成塔不设；爆破片与安全阀并联，压力表用于监测。37.甲醇装置冬季防冻措施包括（）。A.伴热蒸汽投用B.盲肠管线排净C.循环机入口加甲醇喷淋D.仪表风露点监测答案：A、B、D解析：甲醇喷淋用于防喘振，与防冻无关；其余均为常规防冻手段。38.催化剂装填时，需记录的数据有（）。A.每段装填高度B.振动筛频率C.装填密度D.环境湿度答案：A、C、D解析：振动筛频率为操作参数，不需记录；其余用于质量追溯。39.合成系统氮气置换合格指标为（）。A.O₂＜0.5%B.CH₃OH＜0.1%C.CO+CO₂＜0.2%D.露点＜20℃答案：A、C解析：O₂＜0.5%防止爆炸，CO+CO₂＜0.2%防止还原阶段超温；甲醇、露点非强制。40.汽包发生“汽水共腾”时，现象有（）。A.液位计剧烈波动B.蒸汽含盐量升高C.炉水pH突降D.蒸汽温度上升答案：A、B解析：汽水共腾为液面泡沫层增厚，液位假指示，蒸汽带水量大，含盐升高。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.甲醇合成反应为体积减小反应，提高压力有利于平衡向右移动。（√）解析：Δn=2，勒夏特列原理成立。42.催化剂还原阶段，床层温度越高，还原度越大，活性越好。（×）解析：＞230℃易烧结，活性反而下降。43.合成塔压差升高一定说明催化剂粉化。（×）解析：也可能为入口过滤器、换热器堵塞。44.汽包连续排污可完全替代定期排污。（×）解析：定期排污可排出底部泥渣，连续排污无法替代。45.甲醇产品KMnO₄试验褪色时间越长，说明还原性杂质越少。（√）解析：高锰酸钾消耗少，表明羰基、醛基杂质低。46.循环气中惰性气含量越高，压缩机功耗越低。（×）解析：分子量升高，质量流量增大，功耗上升。47.合成系统短期停车，催化剂无需钝化，可直接氮气保压。（√）解析：＜24h停车，床层温度＜100℃，无氧环境即可。48.精馏主塔回流比越大，能耗越高。（√）解析：再沸器热负荷与回流比成正比。49.甲醇合成催化剂对氯的敏感程度高于硫。（√）解析：Cl⁻吸附更强，0.01ppm即可造成永久失活。50.合成塔出口分离器液位高，会造成循环机带液。（√）解析：液位高至气相夹带，液滴进入压缩机，产生液击。四、填空题（每空1分，共20分）51.甲醇合成主反应方程式：CO+2H₂⇌CH₃OH，ΔH°₂₉₈=90.7kJ/mol。52.低压甲醇合成催化剂活性组分为Cu/ZnO/Al₂O₃。53.合成气压缩机K101额定流量为268000Nm³/h（示例值，装置不同略有差异）。54.汽包正常液位控制在50±5%。55.合成塔热点温度报警值为280℃。56.精馏预塔顶温控制指标为55±2℃。57.催化剂还原时，H₂体积分数每次提升不超过5%。58.循环气中甲醇冷凝分离效率要求＞95%。59.合成系统气密试验压力为设计压力的1.1倍。60.甲醇产品水分国标优级品指标为≤0.10%（质量分数）。61.合成催化剂使用寿命一般为3～5年。62.汽包磷酸三钠加药泵为计量泵，可冲程调节。63.合成塔压差每增加0.1MPa，循环机功耗约增加6%。64.精馏主塔回流罐液位低低联锁值为15%。65.合成气中总硫要求＜0.05ppm。66.催化剂装填后需用氮气进行吹扫，去除粉尘。67.甲醇合成反应器R101为管壳式结构。68.汽包连续排污管线安装节流孔板，保持恒流。69.合成系统氮气置换次数不少于3次。70.甲醇产品电导率指标≤1μS/cm。五、简答题（每题5分，共30分）71.简述合成催化剂硫中毒机理及预防措施。答案：硫与Cu活性位形成Cu₂S，覆盖表面，阻碍CO吸附；H₂S与ZnO生成ZnS，破坏载体。预防措施：（1）精脱硫槽ZnO+CuO常温精脱硫，出口＜0.05ppm；（2）定期更换脱硫剂，温度＜60℃防止穿透；（3）在线硫分析仪监控，超标立即切出合成气。72.合成塔“飞温”应急处理步骤。答案：（1）立即降负荷至50%，关小合成气调节阀；（2）开大汽包排污，降低壳程压力，提高沸腾温差；（3）投用塔顶紧急冷却器，注入冷氮；（4）若温度仍＞300℃，启动2.1MPa/min紧急卸压阀，降至3MPa；（5）汇报调度，准备停车检查催化剂。73.循环机喘振原因及处理。答案：原因：流量低于喘振线、出口阀误关、循环气分子量突变。处理：（1）立即全开防喘振阀，增大流量；（2）降转速至喘振点以下；（3）检查出口单向阀、防喘振阀是否卡涩；（4）调整循环气组成，降低分子量；（5）若持续喘振，停机检查叶轮。74.汽包炉水磷酸根控制原理。答案：PO₄³⁻与Ca²⁺、Mg²⁺生成松散水渣Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆，通过排污排出；维持炉水pH9～10，防止酸性腐蚀；过量PO₄³⁻会生成二次水垢，需按给水硬度实时调节计量泵，维持2～10mg/L。75.甲醇精馏三塔流程节能措施。答案：（1）预塔顶气相作为常压塔再沸器热源，实现热集成；（2）加压塔顶温103℃，给常压塔再沸器供热，节省蒸汽1.2t/t精甲醇；（3）采用高效规整填料，降低压降，回流比由3.0降至2.0；（4）增设进料预热器，用产品甲醇预热粗甲醇，降低再沸器负荷8%。76.合成系统氮气保压操作要点。答案：（1）停车后先降压至0.5MPa，关闭所有进出口阀；（2）用5.0MPa氮气充至2.0MPa，稳压30min，记录压降＜0.05MPa/h；（3）若泄漏大，分段隔离查漏；（4）保压期间每日巡检，压力低于0.3MPa及时补压；（5）热启动前采样分析O₂＜0.5%、CO+CO₂＜0.2%。六、计算题（每题10分，共20分）77.某装置合成气流量200000Nm³/h，组成：H₂68%、CO28%、CO₂2%、N₂2%。若氢碳比（H₂CO₂）/（CO+CO₂）需调至2.1，求需配入H₂量（Nm³/h）。答案：设配入H₂为xNm³/h原（H₂CO₂）=0.68×2000000.02×200000=132000原（CO+CO₂）=0.28×200000+0.02×200000=60000新（H₂CO₂）=132000+x新（CO+CO₂）=60000令(132000+x)/60000=2.1解得x=2.1×60000132000=6