2026年深冷分离模拟练习题(附答案)

2026年深冷分离模拟练习题(附答案)一、单项选择题1.深冷分离工艺的核心温度范围定义为A.-20℃以下B.-60℃以下C.-100℃以下D.-150℃以下2.乙烯装置裂解气深冷分离流程中，脱甲烷塔的核心分离功能是A.分离甲烷、氢气与C2及以上重组分B.分离甲烷与乙烷C.分离甲烷与乙烯D.分离氢气与甲烷3.深冷分离常用的两种制冷方式中，等熵膨胀制冷效率高于节流膨胀的核心原因是A.等熵膨胀过程有外功输出，总焓降更大B.等熵膨胀适用压力范围更广C.节流膨胀仅能用于液相介质D.等熵膨胀不会产生气液两相流4.裂解气深冷分离前需脱除CO2、H2S等酸性气体，下列不属于酸性气体脱除目的的是A.避免酸性气体腐蚀设备管道B.防止CO2在低温下形成干冰冻堵管道C.避免后续加氢脱炔催化剂中毒D.提高乙烯产品纯度5.常规顺序深冷分离流程的塔器分离顺序正确的是A.脱甲烷塔→脱乙烷塔→乙烯塔→脱丙烷塔→丙烯塔B.脱甲烷塔→脱乙烷塔→脱丙烷塔→乙烯塔→丙烯塔C.脱乙烷塔→脱甲烷塔→脱丙烷塔→乙烯塔→丙烯塔D.脱甲烷塔→脱丙烷塔→脱乙烷塔→乙烯塔→丙烯塔6.深冷分离单元冷箱的核心作用是A.实现多股不同温级物料换热，最大化回收冷量B.直接分离甲烷和氢气C.降低脱甲烷塔操作负荷D.提高乙烯回收率7.下列关于深冷分离配套氢气提纯工艺的说法错误的是A.变压吸附提纯氢气可在常温下进行，无需深冷条件B.深冷分离法提纯氢气的纯度最高可达99.999%以上C.膜分离提纯氢气的能耗比深冷法高30%以上D.深冷提氢需将原料气冷却至-160℃以下分离甲烷等重组分杂质8.裂解气预处理指标合格的前提下，深冷分离过程中发生冻堵的最主要诱因是A.裂解气中残留水分在低温下结冰B.裂解气中残留CO2在低温下形成干冰C.裂解气中乙炔在低温下结晶D.裂解气中重烃在低温下凝结9.脱甲烷塔采用3.0~3.8MPa高压操作的核心优势是A.降低塔釜温度，减少重组分聚合B.提升塔顶冷凝温度，减少低温冷剂消耗C.提高乙烯回收率，降低甲烷夹带量D.降低设备压力等级要求，减少投资10.下列2025年后逐步工业化推广的深冷分离节能工艺是A.催化精馏脱炔耦合深冷分离工艺B.膜分离预提氢耦合冷箱集成工艺C.常规顺序分离工艺D.前脱乙烷深冷分离工艺单项选择题答案：1.C2.A3.A4.D5.B6.A7.C8.B9.B10.B二、填空题1.深冷分离常用冷剂按制冷温度从高到低排序，依次为丙烯、____、甲烷、____。2.裂解气深冷分离前的预处理工序主要包括压缩、____、脱酸性气体、____、脱炔。3.衡量深冷分离装置运行经济性的两大核心指标是____和____。4.脱甲烷塔操作压力每升高0.1MPa，塔顶冷凝温度可升高约____℃，可显著降低低温冷剂消耗量。5.深冷冷箱按压力等级可分为高压冷箱、____和____三类，分别对应不同温级的冷量回收。6.深冷分离过程中乙烯损失的主要来源为脱甲烷塔塔顶尾气夹带、____、____。7.等熵膨胀机的制冷量由两部分构成，分别为____和外功输出对应的焓降。8.前脱丙烷深冷分离流程适用于____含量较高的裂解原料，可避免重组分在低温下聚合结焦。9.2025年工信部发布的乙烯装置节能改造导则要求，深冷冷箱的换热效率需达到____以上，冷量回收率不低于97%。10.深冷分离产出的聚合级乙烯产品，摩尔纯度要求不低于____%。填空题答案：1.乙烯、氢气2.干燥、脱一氧化碳3.乙烯回收率、制冷能耗4.2.55.中压冷箱、低压冷箱6.乙烯塔塔釜乙烷馏分夹带、设备管道跑冒滴漏7.节流效应焓降8.重质烃9.98.5%10.99.95三、简答题1.简述深冷分离脱甲烷塔采用多股进料的优势。2.对比节流膨胀和等熵膨胀两种制冷方式的适用场景。3.简述深冷冷箱发生冻堵的应急处置措施。4.简述膜分离预提氢耦合深冷分离工艺的节能原理。简答题答案：1.①不同温度的进料对应塔内不同塔板位置进料，可减少塔内冷热返混，降低塔再沸器和冷凝器负荷，综合能耗降低10%~15%；②可适配冷箱不同温级的出料，最大化回收冷箱冷量，减少额外冷剂补充；③可降低塔内气相负荷，提升塔器处理能力，相同塔径下处理量可提升8%左右；④多股进料可灵活调整操作参数，适配裂解原料组成波动工况，提高装置操作稳定性。2.①节流膨胀：结构简单无运动部件，操作维护成本低，可适配气液两相介质，制冷量较小，制冷效率为等熵膨胀的60%~70%，适用于中小型深冷装置、制冷量需求小、介质含杂质易磨损膨胀机的场景，常作为深冷装置的辅助制冷环节；②等熵膨胀：制冷效率高，相同压降下焓降为节流膨胀的1.5~2倍，可输出外功回收能量，但结构复杂，对介质清洁度要求高，无法处理带液量过高的介质，适用于百万吨级大型乙烯深冷装置、制冷量需求大、介质预处理完善的场景，是当前大型深冷装置的主制冷方式。3.①轻度冻堵：适当提升冷箱进料温度，减少冷剂供应量，通过温度升高融化冻堵的干冰/冰，同时可适当提升冷箱操作压力，提高冻堵物的升华/融化温度，加快疏通；②中度冻堵：切换至备用冷箱运行，对冻堵冷箱通入热氮气吹扫升温，升温速率控制在30~50℃/h，避免温差过大损坏换热器板束，吹扫排气引入火炬系统处理；③重度冻堵无法通过吹扫疏通时，对冷箱停车隔离，排净内部物料后拆解清理，同时排查前端脱酸性气体、干燥单元的运行参数，消除冻堵诱因。4.①膜分离单元可在常温下提前分离裂解气中70%以上的氢气，减少进入冷箱和脱甲烷塔的氢气量，降低脱甲烷塔气相负荷，减少制冷需求；②提前提氢后可降低冷箱处理量，减少冷箱换热面积需求，同时降低低温冷剂消耗量，综合能耗降低15%~20%；③膜分离得到的粗氢气可经简单提纯后作为燃料气或产品外送，无需经过深冷提氢环节，进一步减少冷量消耗；④该工艺可降低脱甲烷塔操作压力0.2~0.3MPa，减少裂解气压缩机末段压缩功耗，进一步提升节能效果。四、计算题1.某百万吨级乙烯装置深冷分离单元，裂解气进料量为220000Nm³/h，进料中乙烯摩尔分数为32%，脱甲烷塔塔顶尾气流量为18500Nm³/h，尾气中乙烯摩尔分数为0.8%，乙烯塔塔釜乙烷采出流量为7200Nm³/h，乙烷中乙烯摩尔分数为1.2%，其余乙烯全部回收为产品，忽略管道损耗，计算该装置的乙烯回收率。2.某深冷分离装置配套等熵膨胀机，入口原料气压力3.6MPa，温度-70℃，焓值426kJ/kg，出口压力1.2MPa，等熵膨胀出口焓值382kJ/kg，实际膨胀出口焓值391kJ/kg，膨胀机进料量为12t/h，忽略能量损失，计算该膨胀机的等熵效率、实际制冷量、每小时可回收的外功量。计算题答案：1.解：进料乙烯总流量=220000Nm³/h×32%=70400Nm³/h乙烯总损失量=脱甲烷塔塔顶损失+乙烯塔塔釜损失=18500Nm³/h×0.8%+7200Nm³/h×1.2%=148Nm³/h+86.4Nm³/h=234.4Nm³/h乙烯回收率=（进料乙烯总流量-乙烯总损失量）/进料乙烯总流量×100%=（70400-234.4）/70400×100%≈99.67%答：该装置乙烯回收率约为99.67%。2.解：①等熵效率η=（入口焓值-实际出口焓值）/（入口焓值-等熵出口焓值）×100%=（426-391）/（426-382）×100%=35/44×100%≈79.55%②实际制冷量=进料质量流量×（入口焓值