气体深冷分离技师时理论知识试卷（职业技能鉴定国家题库）

气体深冷分离技师时理论知识试卷（职业技能鉴定国家题库）一、单项选择题（第1题～第80题。选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1分，满分80分。）1.气体深冷分离工艺中，常用于脱除原料气中二氧化碳的碱性吸收剂是（）。A.碳酸钠溶液B.乙醇胺溶液C.氢氧化钠溶液D.氢氧化钾溶液2.深冷分离过程中，膨胀机的制冷原理是基于（）。A.节流膨胀B.等熵膨胀C.等温膨胀D.等压膨胀3.空气分离装置中，下塔的主要作用是（）。A.分离出纯氧B.分离出纯氮C.初步分离氧氮，得到富氧液空D.分离出氩气4.下列相变过程中，属于吸热过程的是（）。A.冷凝B.凝固C.汽化D.凝华5.填料吸收塔中，填料的主要作用是（）。A.增加气体流速B.增大气液接触面积C.降低压降D.过滤杂质6.理想气体状态方程PV=nRT中，R表示（）。A.摩尔数B.气体常数C.压力D.温度7.深冷装置中，常用于保冷的材料是（）。A.钢筋混凝土B.聚氨酯泡沫C.钢板D.玻璃8.透平膨胀机振动过大的原因，不可能是（）。A.转子动平衡不良B.油膜振荡C.进气温度过高D.膨胀机带液9.切换式换热器中，自清除水分和二氧化碳的原理是基于（）。A.吸附原理B.冻结原理与交替切换C.吸收原理D.精馏原理10.对于二元理想溶液精馏，相对挥发度α越大，表示（）。A.两组分越难分离B.两组分越容易分离C.沸点差越小D.饱和蒸气压差越小11.气体深冷分离中，原料空气经过压缩机压缩后，温度会（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低12.分子筛吸附剂吸附杂质时，对吸附质的选择性主要取决于（）。A.分子筛的孔道尺寸B.分子筛的重量C.吸附温度D.吸附压力13.空分装置中，主冷凝蒸发器的作用是（）。A.冷却下塔的上升蒸气B.加热上塔的回流液C.实现氧氮的热交换和传热传质D.储存液氧14.热力学第一定律的表达式是（）。A.ΔU=Q+WB.ΔS≥0C.G=H-TSD.PV=nRT15.下列哪种阀门适合用于深冷低温介质的切断（）。A.闸阀B.截止阀C.低温截止阀D.球阀16.液氧中乙炔含量超标，最容易引发的事故是（）。A.中毒B.爆炸C.冻伤D.设备腐蚀17.透平压缩机发生喘振时，会出现的现象是（）。A.出口压力稳定，流量稳定B.出口压力和流量周期性波动C.出口压力升高，流量升高D.出口压力降低，流量降低18.深冷分离工艺中，冷量损失主要来自于（）。A.装置跑冷损失B.低温材料的冷收缩C.膨胀机制冷D.节流制冷19.全低压空分装置中，通常提取副产品氩气的位置是在（）。A.下塔顶部B.上塔中部氩馏分抽出口C.上塔底部D.冷凝蒸发器顶部20.当空分装置的氧产量增加，氮产量不变时，氧气纯度会（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低21.采用催化燃烧法脱除原料气中一氧化碳时，常用的催化剂是（）。A.钯铝催化剂B.镍催化剂C.铁催化剂D.铜催化剂22.节流膨胀过程中，气体的焓值（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低23.精馏塔塔板上气液接触不良，漏液严重，会导致（）。A.精馏效果提升B.精馏效果下降C.塔压降升高D.产品纯度升高24.吸附剂再生的主要方法不包括（）。A.减压再生B.加热再生C.置换再生D.加压再生25.空分装置启动过程中，冷却阶段的主要目的是（）。A.建立精馏工况B.逐步冷却装置，将温度降到设计的工作温度C.产品积液D.提纯产品26.下列哪种气体的液化温度最高（）。A.氧气B.氮气C.氩气D.乙炔27.换热器中，冷热流体逆流流动相比于并流流动，其优点是（）。A.平均温差大，换热效果好B.平均温差小，换热效果好C.不易结垢D.压降小28.膨胀机密封气压力过低，会导致（）。A.润滑油窜入膨胀机气侧B.工艺气窜入油系统C.膨胀机转速升高D.制冷量增加29.深冷装置中，安全阀的作用是（）。A.调节流量B.防止设备超压C.切断介质D.止回30.二元溶液精馏中，回流比R的定义是（）。A.回流量与塔顶产品量之比B.塔顶产品量与回流量之比C.回流量与进料量之比D.进料量与回流量之比31.原料气中水分带入深冷装置，会在低温下发生（），堵塞通道。A.溶解B.冻结C.凝华D.蒸发32.催化反应过程中，催化剂的作用是（）。A.改变反应的平衡常数B.降低反应的活化能，加快反应速率C.增加反应产物的产量D.改变反应的产物33.全低压空分装置的工作压力下塔一般在（）范围。A.0.1~0.2MPaB.0.5~0.6MPaC.5~10MPaD.10~20MPa34.当进塔空气温度升高，其他条件不变时，空分装置的氧纯度会（）。A.升高B.降低C.不变D.不确定35.透平膨胀机的制动方式不包括（）。A.风机制动B.电机制动C.水制动D.压缩机制动36.冷凝蒸发器中，液氧蒸发，氮气冷凝，其热量传递方式主要是（）。A.导热B.对流C.相变传热D.辐射37.深冷工艺中，管道焊缝进行气密性试验常用的介质是（）。A.水B.空气或者氮气C.氧气D.乙炔38.分子筛吸附过程中，随着吸附温度升高，吸附容量（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小39.空分装置停车后，需要对设备进行（）处理，防止低温设备进空气结冰。A.保压B.加温解冻C.放空D.密封40.氧的沸点在标准大气压下是（）。A.-183℃B.-196℃C.-186℃D.-190℃41.下列材料中，适合用于制造深冷低温设备的是（）。A.普通碳钢B.奥氏体不锈钢C.灰铸铁D.铝合金（普通）42.精馏塔内，上升蒸气的流速过大，会发生（）。A.漏液B.液泛C.干板D.压降降低43.气体深冷分离制取液化天然气，主要是利用天然气中各组分（）的不同进行分离。A.密度B.沸点C.溶解度D.化学性质44.空分装置中，液氧储存槽的安全阀整定压力一般设定为（）倍设计压力。A.1.0~1.05B.1.1~1.15C.1.5D.2.045.下列哪种方法可以增加膨胀机制冷量（）。A.降低膨胀机进口压力B.提高膨胀机进气温度C.增大膨胀机膨胀量D.降低膨胀机效率46.切换式换热器切换时，压差过大容易导致（）。A.换热效果变好B.设备损坏C.自清除效果变好D.冷量损失减小47.对于一定的吸附剂，吸附分压越大，吸附容量（）。A.越大B.越小C.不变D.不确定48.空分装置主塔精馏时，氧和氮的分离主要依靠（）。A.吸收B.吸附C.多次部分汽化和部分冷凝D.过滤49.当发生液氧泄漏时，人员首先应当采取的措施是（）。A.直接用手堵漏B.撤离到安全区域，做好个人防护后处理C.拨打119等待D.用抹布擦干50.透平压缩机润滑油压力过低，会导致（）。A.轴承温度升高，损坏轴承B.轴承温度降低C.压缩机转速升高D.出口压力升高51.深冷分离工艺中，冷箱内填充珠光砂的主要作用是（）。A.支撑设备B.保冷隔热，减少跑冷损失C.吸附杂质D.加固结构52.原料气中含有害杂质硫化氢，脱除硫化氢常用的方法是（）。A.物理吸附B.化学吸收法，如醇胺法C.精馏D.过滤53.氮的沸点在标准大气压下是（）。A.-183℃B.-196℃C.-186℃D.-190℃54.空分装置中，氩的沸点介于氧和氮之间，大约是（）。A.-185.9℃B.-183℃C.-196℃D.-170℃55.回流比增大，精馏所需的理论塔板数（）。A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少56.分子筛吸附器进水后，会出现（）现象。A.吸附容量升高B.分子筛失效，阻力升高C.压降降低D.使用寿命延长57.全低压空分装置中，提取高纯度氩气需要经过（）步骤。A.粗氩冷凝和粗氩提纯B.直接从塔底抽取C.直接从塔顶抽取D.不需要提纯58.深冷装置管道的热胀冷缩，需要安装（）来补偿变形。A.弯头B.法兰C.膨胀节D.阀门59.热力学第二定律表明（）。A.热量不可能自发从低温物体传到高温物体B.内能不可能全部转化为机械能C.不可逆过程的熵减小D.能量守恒60.膨胀机出口带液，对膨胀机的影响是（）。A.增加制冷量，提高效率B.冲击叶片，损坏设备，降低效率C.没有影响D.降低转速61.空分装置正常运行中，主冷液氧液位过低，会导致（）。A.乙炔浓度升高，引发爆炸风险B.氧纯度升高C.氮纯度升高D.冷量增加62.下列换热设备中，属于紧凑式换热器的是（）。A.管壳式换热器B.板式换热器C.容积式换热器D.夹套换热器63.当空分装置冷损增大，会导致（）。A.液氧液面上升B.液氧液面下降，需要增加制冷量C.产品纯度升高D.膨胀机不需要工作64.脱除原料气中乙炔，常用的吸附剂是（）。A.活性炭B.分子筛C.硅胶D.氧化铝65.精馏塔进料位置不对，会导致（）。A.分离效果提升B.分离效果下降，产品纯度不合格C.压降降低D.回流量增大66.压缩机出口设置止回阀的作用是（）。A.防止压缩机停机后介质倒流B.调节压力C.调节流量D.切断介质67.标准孔板流量计测量流量，流量与孔板前后压差的关系是（）。A.流量与压差成正比B.流量与压差的平方根成正比C.流量与压差成反比D.流量与压差平方成正比68.深冷装置中，密封材料需要选用（）。A.耐低温的密封材料，如聚四氟乙烯B.普通橡胶C.纸质密封D.沥青密封69.原料空气过滤器滤芯堵塞，会导致（）。A.空压机入口压力升高，流量增加B.空压机入口压力降低，流量减少C.空压机出口压力升高，流量增加D.空压机出口温度降低70.空分装置中，循环水用来冷却（）。A.压缩机出口高温气体B.液氧C.液氮D.膨胀机进口气体71.当产品氧气纯度降低，下列调整方法正确的是（）。A.增加氧气取出量B.减少氧气取出量，增大回流比C.增加空气进料量D.降低上塔压力72.透平膨胀机膨胀后的气体温度过低，会导致（）。A.气体液化带液B.膨胀机转速升高C.制冷量减小D.效率升高73.理想溶液的相对挥发度等于（）。A.两组分饱和蒸气压之比B.两组分沸点之比C.两组分密度之比D.两组分摩尔质量之比74.吸附过程中，穿透点是指（）。A.吸附剂开始吸附的点B.出口流出物中吸附质浓度达到规定值的点C.吸附剂完全饱和的点D.吸附开始再生的点75.空分装置中，下塔液氮纯度低，会导致（）。A.上塔氧气纯度降低B.上塔氧气纯度升高C.上塔压力降低D.主冷液位升高76.电机驱动的压缩机，电机过载的原因不可能是（）。A.压缩机负荷过大B.压缩机转子卡涩C.电压过高D.入口过滤器堵塞77.深冷装置中，液位测量仪表常用的是（）。A.差压式液位计B.玻璃管液位计C.浮标液位计D.雷达液位计（低温型）78.深冷分离制取合成氨原料气中的氢气，脱除未冷凝的甲烷等惰性组分的方法是（）。A.精馏分离B.吸附分离C.吸收分离D.膜分离79.装置停工检修，进入有限空间作业，必须检测的是（）。A.氧含量和有毒有害气体含量B.温度C.压力D.流量80.冷箱内珠光砂受潮，会导致（）。A.保冷效果下降，跑冷损失增加B.保冷效果变好C.设备腐蚀减轻D.设备变形减小二、判断题（第81题～第100题。将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每题1分，满分20分。）81.（）深冷分离过程中，温度一般低于-100℃，因此需要良好的保冷措施。82.（）全低压空分装置的能耗比高压空分装置更高。83.（）分子筛吸附剂可以通过加热减压的方式进行再生重复使用。84.（）等熵膨胀的制冷效果比节流膨胀更显著。85.（）精馏过程中，回流比越大越好，越大能耗越低。86.（）液氧属于助燃物，严禁与可燃物接触。87.（）主冷凝蒸发器的传热温差越大，传热速率越快，因此越大越好。88.（）切换式换热器自清除原理是利用不同组分在不同温度下的冻结和升华，通过切换将杂质带出装置。89.（）膨胀机的制冷量与膨胀量和进出口焓差成正比。90.（）原料气中二氧化碳含量超标，进入深冷装置后会在低温下冻结堵塞通道。91.（）透平压缩机发生喘振时，应当立即关闭出口阀门，切断电源停机。92.（）空分装置中，氩气的沸点比氧气高，因此会聚集在主冷底部。93.（）理想气体的焓值只与温度有关，与压力无关。94.（）吸附剂的吸附容量随吸附压力升高而增大。95.（）空分装置正常运行中，主冷液氧液位需要保持稳定，不能过高也不能过低。96.（）冷量就是深冷过程中低于环境温度的物体所具有的吸收热量的能力。97.（）离心泵和压缩机一样，都可以压缩气体。98.（）乙炔在液氧中的溶解度很低，因此液氧中乙炔含量超标容易析出积聚，引发爆炸。99.（）精馏塔塔板压降越大，说明塔板上气液接触越好，分离效果一定越好。100.（）进入有限空间作业，必须办理作业许可证，安排专人监护。气体深冷分离技师理论知识试卷答案一、单项选择题1.A2.B3.C4.C5.B6.B7.B8.C9.B10.B11.A12.A13.C14.A15.C16.B17.B18.A19.B20.B21.A22.C23.B24.D25.B26.D27.A28.B29.B30.A31.B32.B33.B34.B35.C36.C37.B38.B39.B40.A41.B42.B43.B44.B45.C46.B47.A48.C49.B50.A51.B52.B53.B54.A55.B56.B57.A58.C59.A60.B61.A62.B63.B64.A65.B66.A67.B68.A69.B70.A71.B72.A73.A74.B75.A76.D77.D78.A79.A80.A二、判断题81.√82.×83.√84.√85.×86.√87.×88.√89.√90.√91.×92.×93.√94.√95.√96.√97.×98.√99.×100.√气体深冷分离工艺是将多组分气体混合物通过预处理脱除杂质、深度制冷液化后，利用各组分沸点差异，通过精馏实现组分分离的化工工艺，广泛应用于空气分离制取氧气、氮气、氩气，天然气分离制取液化天然气、凝析液，合成气分离制取氢气、一氧化碳等工业领域。作为气体深冷分离技师，不仅需要掌握操作技能，还需要掌握扎实的理论知识，保障装置安全稳定运行。热力学基础是深冷分离的核心理论支撑，理想气体状态方程描述了压力、体积、温度、物质的量之间的关系，对于实际气体，在低压高温下理想气体状态方程适用性较好，而在深冷分离的高压低温条件下，需要引入压缩因子修正实际气体的状态。热力学第一定律解决了能量守恒问题，深冷过程中制冷量的计算、压缩功的计算都基于热力学第一定律，而热力学第二定律明确了过程的方向，制冷过程需要消耗外界功将热量从低温物体传递到高温物体，符合热力学第二定律的描述。相变过程的热量变化是深冷分离中传热过程的核心，汽化、升华需要吸收热量，冷凝、凝华会放出热量，主冷凝蒸发器中，氮气冷凝放出热量，液氧汽化吸收热量，正是利用相变传热实现氧氮的热质交换。原料气预处理是深冷分离工艺中必不可少的环节，原料气中通常含有水分、二氧化碳、硫化氢、乙炔等杂质，这些杂质在低温下会冻结堵塞设备和管道，乙炔等杂质在液氧中积聚还会引发爆炸事故。脱除酸性杂质二氧化碳、硫化氢常用醇胺类化学吸收法，利用醇胺与酸性气体的化学反应实现吸收，再生时通过加热释放酸性气体，实现吸收剂循环利用。水分脱除可以采用吸附法，常用分子筛、硅胶、活性氧化铝等吸附剂，分子筛不仅可以脱除水分，还可以脱除二氧化碳，分子筛的孔径均匀，能够根据分子大小选择性吸附，小于孔径的分子进入孔道被吸附，大于孔径的分子被筛分出来。吸附剂使用一段时间后会吸附饱和，需要进行再生，常用的再生方法是变温吸附和变压吸附，变温吸附通过加热升高温度，降低吸附剂的吸附容量，使吸附质解吸，变压吸附通过降低压力，使吸附质解吸，两种方法都可以实现吸附剂的循环利用。制冷过程是深冷分离的关键环节，常用的制冷方法有节流膨胀制冷和等熵膨胀制冷，节流膨胀是高高压气体通过节流阀膨胀，过程中焓值不变，对于常温下的气体，节流后温度降低，产生制冷效应，而等熵膨胀是气体在膨胀机中绝热膨胀对外做功，过程熵值不变，相同压降条件下，等熵膨胀的温降比节流膨胀大，制冷效果更显著，因此现代全低压空分装置大多采用透平膨胀机提供主要冷量。膨胀机制冷量的大小与膨胀量、膨胀进出口的焓差以及膨胀机效率有关，膨胀量越大，进出口焓差越大，膨胀机效率越高，总的制冷量就越大，当装置冷损增大，液氧液位下降时，通常通过增大膨胀机膨胀量或者提高膨胀机进口压力来增加制冷量，维持装置冷量平衡。精馏分离是深冷分离实现组分分离的核心过程，精馏的原理是利用混合组分中各组分沸点不同，挥发度不同，通过多次部分汽化和部分冷凝，使气相中易挥发组分浓度不断升高，液相中难挥发组分浓度不断升高，最终实现组分的分离。相对挥发度α是评价精馏分离难易程度的核心参数，α越大，两组分挥发度差异越大，分离越容易，所需的理论塔板数越少。回流比是精馏过程的重要操作参数，回流比是回流量与塔顶产品量的比值，回流比增大，分离所需的理论塔板数减少，但是能耗会升高，因此实际生产中需要选择经济合理的回流比，兼顾分离效果和能耗。空分装置中，分为下塔和上塔，下塔对空气进行初步分离，得到富氧液空和纯液氮，富氧液空送入上塔中部，纯液氮经过节流后送入上塔顶部作为回流，上塔进一步分离得到氧气产品和氮气产品，氩气作为沸点介于氧氮之间的组分，会在上塔中部聚集形成氩馏分，抽取氩馏分后进一步精馏可以得到粗氩，再经过粗氩提纯得到高纯氩气产品。设备与操作维护是技师需要掌握的重要内容，深冷装置在低温下运行，需要良好的保冷，通常将空分的低温设备放置在冷箱中，冷箱内填充珠光砂或者聚氨酯泡沫等保冷材料，减少跑冷损失，跑冷损失是冷量损失的主要来源，跑冷损失增大会导致装置冷量不平衡，液氧液位下降，需要增加制冷量弥补冷损。透平膨胀机是深冷装置的关键设备，常见故障包括振动过大、带液、转速异常等，振动过大的原因主要有转子动平衡不良、油膜振荡、带液、轴承损坏等，带液是膨胀机出口温度过低，气体部分液化，液体冲击叶片，会加剧振动，损坏叶片，因此需要控制膨胀机出口温度，防止带液。透平压缩机是原料气压缩的关键设备，喘振是透平压缩机常见的故障，当压缩机进口流量过低，低于喘振流量时，会出现出口压力周期性波动，机组振动加剧，处理喘振需要打开防喘振阀，增加压缩机入口流量，消除喘振。主冷凝蒸发器是空分装置的核心换热设备，液氧在主冷中蒸发，乙炔等不凝杂质会在液氧中不断浓缩，当乙炔浓度超