化工总控工(高级)职业技能考试题库及答案附答案

化工总控工(高级)职业技能考试题库及答案附答案一、单项选择题1.对于稳定的连续精馏过程，当塔板数不变，进料热状况参数q减小，其他条件不变，则（）。A、xD增大，xW减小B、xD减小，xW增大C、xD增大，xW增大D、xD减小，xW减小2.化工管路中，通常用于低压、中小口径的管道连接方式是（）。A、法兰连接B、焊接连接C、螺纹连接D、承插连接3.催化剂中毒后丧失活性，以下属于可逆中毒的是（）。A、硫化物中毒铂催化剂B、砷中毒钒催化剂C、积碳中毒合成氨铁催化剂D、汞中毒乙烯氧化催化剂4.往复式压缩机压缩过程中，余隙系数增大，压缩机的吸气量（）。A、增大B、减小C、不变D、不确定5.自动控制系统中，比例度增大，系统的余差会（）。A、增大B、减小C、不变D、先增大后减小6.合成氨生产中，变换反应的目的是（）。A、脱除硫化氢B、将CO转化为CO2和H2C、脱除二氧化碳D、合成氨7.离心泵的允许吸上真空高度随水温升高而（）。A、增大B、减小C、不变D、先增大后减小8.下列哪种反应器适合于高粘度、低转化率、停留时间长的反应（）。A、釜式反应器B、管式反应器C、固定床反应器D、流化床反应器9.可燃气体在爆炸极限范围内，发生的爆炸属于（）。A、物理爆炸B、化学爆炸C、核爆炸D、蒸汽爆炸10.下列选项中，属于均相物系分离的是（）。A、过滤B、精馏C、沉降D、离心分离11.在PID调节中，积分作用的主要作用是（）。A、消除余差B、减小超调量C、加快调节速度D、提高稳定性12.催化裂化反应中，促进烯烃异构化和芳构化反应的催化剂活性中心是（）。A、L酸中心B、B酸中心C、碱中心D、金属活性中心13.化工生产中，常用的阻火设备不包括（）。A、安全液封B、阻火器C、单向阀D、爆破片14.对于对流干燥，当干燥介质温度升高，湿度不变，干燥过程的推动力（）。A、增大B、减小C、不变D、不确定15.常压下沸点为180℃的有机混合物，分离时一般采用（）。A、常压精馏B、减压精馏C、萃取精馏D、恒沸精馏16.在吸收操作中，其他条件不变，吸收剂用量增大，出塔气体浓度y2会（）。A、增大B、减小C、不变D、先增大后减小17.电气设备火灾中，不能使用的灭火剂是（）。A、二氧化碳B、干粉C、水D、四氯化碳18.固定床反应器内流体流动，出现轴向返混会导致（）。A、反应转化率提高B、反应转化率降低C、选择性提高D、对反应没有影响19.压力容器的设计压力p在1.6MPa≤p<10MPa时，属于（）压力容器。A、低压B、中压C、高压D、超高压20.下列哪种方法不能消除精馏塔的液泛（）。A、降低进料量B、降低回流量C、提高塔釜温度D、清理塔板堵塞答案：1.B2.C3.A4.B5.A6.B7.B8.A9.B10.B11.A12.B13.D14.A15.B16.B17.C18.B19.B20.C二、多项选择题1.化工生产中，催化剂的基本性能指标包括（）。A、活性B、选择性C、稳定性D、颗粒大小E、密度2.离心泵发生气蚀的原因可能有（）。A、吸入液面压力过低B、吸入管路阻力过大C、安装高度过高D、流量过大E、水温过低3.自动控制系统按给定值的不同，可分为（）。A、定值控制系统B、随动控制系统C、程序控制系统D、开环控制系统E、闭环控制系统4.下列属于化工生产中常见的静电防护措施的有（）。A、接地B、增湿C、加抗静电剂D、静电中和法E、控制流速5.精馏塔操作中，造成塔釜液面过高的原因有（）。A、进料量过大B、釜液采出量过小C、加热蒸汽压力过大D、回流量过大E、塔釜出料泵故障6.固定床反应器的优点包括（）。A、催化剂磨损小B、流体返混小C、适合高粘度物料D、传热效果好E、反应器结构简单7.下列操作过程中，属于传质分离过程的有（）。A、吸收B、蒸馏C、过滤D、萃取E、干燥8.PID控制器参数整定的工程方法主要有（）。A、经验法B、临界比例度法C、衰减曲线法D、反应曲线法E、最小二乘法9.化工生产中，常见的废水处理方法中，属于化学处理法的有（）。A、混凝法B、中和法C、氧化还原法D、吸附法E、沉淀法10.往复式压缩机排气量不足的原因有（）。A、余隙过大B、吸气阀泄漏C、活塞环磨损泄漏D、吸入压力过低E、转速降低答案：1.ABC2.ABCD3.ABC4.ABCDE5.ABDE6.ABE7.ABDE8.ABCD9.BCE10.ABCDE三、填空题1.吸收操作中，对低浓度气体吸收，通常认为气相中惰性气体流量和液相中吸收剂流量______。2.催化裂化装置中，催化剂再生的主要目的是______。3.自动控制系统的过渡过程质量指标主要有______、最大偏差、衰减比、余差、过渡时间。4.离心泵的扬程随流量增大而______，当流量为零时扬程最大。5.化学反应器按操作方式分为连续操作、间歇操作和______操作三类。6.我国规定安全电压最高为______V，在潮湿环境需使用更低等级电压。7.精馏塔中，理论塔板的定义是______。8.危险化学品分类中，遇湿易燃物品是指遇水或受潮时，发生剧烈化学反应，放出大量的______和易燃气体的物品。9.换热器中，冷热流体逆流流动的平均温度差比并流流动的平均温度差______。10.合成氨生产中，氨合成反应是放热、______体积的可逆反应，所以高压有利于氨合成。11.节流装置测量流量的原理是基于______方程。12.干燥过程中，平衡水分一定是______水分，可被干燥除去的是非结合水分。13.压力容器按用途分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和______压力容器。14.可燃气体爆炸极限分为爆炸下限和______，可燃气体浓度低于下限不会发生爆炸。15.积分饱和现象产生的条件是控制器具有______输出特性，且控制器处于开环状态。答案：1.保持不变2.烧除催化剂表面积碳，恢复催化剂活性3.超调量4.减小5.半连续6.427.离开该板的气液两相达到平衡，温度相等、组成满足相平衡关系的塔板8.热量9.大10.缩小11.伯努利12.结合13.储存14.爆炸上限15.积分保持四、简答题1.什么是精馏塔的液泛？简述造成液泛的主要原因。答：精馏塔内上升蒸汽流速过大，超过允许最大值后，液体无法依靠重力顺利沿塔板流下，在塔板上不断积累，甚至充满整个塔体空间，导致塔正常操作被完全破坏的现象称为液泛。造成液泛的主要原因有：①进料量过大，导致塔内气液相总负荷超过塔设计承受范围；②回流量过大，大幅增加塔内液相流量，提升了液泛发生概率；③加热蒸汽压力过大，导致塔釜蒸发量过大，气相流速远超设计允许值；④塔板长期运行发生堵塞，气相流动阻力升高，正常气速下也会引发液泛；⑤原料进料组成突然变轻，大量轻组分快速汽化，气相负荷突然升高，超出操作范围诱发液泛。2.简述化工生产中防止催化剂中毒的措施有哪些。答：①对反应原料进行预处理，深度脱除会造成催化剂中毒的杂质，比如合成氨原料气脱除硫化物，避免铁催化剂中毒；乙烯原料气脱除乙炔，避免钯催化剂中毒；②选择抗毒能力强的催化剂品种，优化催化剂制备工艺，提升催化剂本身的稳定性和抗毒性能；③严格控制反应工艺条件，避免温度、压力、空速等参数突变，加剧毒物在催化剂表面的吸附累积；④对于发生可逆中毒的催化剂，及时进行再生处理，通过吹扫、还原、酸洗等方法脱除表面毒物，恢复催化剂活性；⑤在主催化剂床层前设置保护床，装填低成本保护催化剂或吸附剂，提前吸附脱除原料中的毒物，延长主催化剂使用寿命。3.离心泵发生气缚现象的原因是什么？如何防止气缚？答：气缚是指离心泵启动前泵壳内部积存空气，空气密度远小于输送液体，旋转叶轮产生的离心力不足以在泵入口形成足够的真空度，无法将液体持续吸入泵内，导致离心泵无法正常输送液体的现象。产生原因主要是：离心泵启动前未灌满液体排出空气；吸入管路密封性能差，操作过程中空气漏入泵内；吸入管路安装不当，泵内液体汽化后积存空气无法排出。防止措施：①离心泵启动前必须灌满泵体，打开排气阀排出泵内积存的空气；②提高吸入管路的密封性，及时更换损坏的密封件，避免空气漏入；③合理设计泵的安装高度，避免液体在泵入口汽化；④在泵吸入管末端安装止回底阀，防止停泵时泵内液体泄漏流失，保证启动时泵内充满液体。4.简述化工总控工执行正常停车操作的主要步骤。答：①接到停车指令后，提前做好停车准备，按工艺要求逐步降低生产负荷，缓慢调整各部位进料量、加热量、冷却量，将工艺参数平稳调整到停车要求范围，避免参数突变损坏设备；②切断装置进料，按工艺要求逐步将系统内残留物料退至指定储罐或火炬系统，控制退料速度和压力，避免超压、超温；③对系统进行置换吹扫，一般先用氮气或水蒸气置换系统内的可燃有毒物料，分析合格后，如需进设备检修，再用空气置换，直到可燃气体、有毒气体浓度和氧含量分析合格；④按顺序停运各转动设备，关闭加热蒸汽、冷却水、压缩空气等公用工程阀门，关闭各设备出入口阀门，加装盲板做好系统隔离；⑤停车后做好设备维护保养，完整记录停车过程中的各项工艺参数和设备异常情况，整理现场，做好检修或下次开车准备。5.什么是自动控制系统的过渡过程？简述影响过渡过程品质的主要因素。答：自动控制系统在受到扰动作用后，系统从原来的平衡状态逐步过渡到新的平衡状态的过程称为自动控制系统的过渡过程。影响过渡过程品质的主要因素有：①被控对象的特性，对象的放大系数、时间常数、纯滞后大小直接影响调节过程的快慢和稳定性，纯滞后越大，调节质量越差；②控制器的调节规律和参数整定，比例度、积分时间、微分时间选择是否合适，直接决定调节质量，参数不当会引发系统振荡或调节缓慢；③扰动因素的特性，扰动的幅度越大、频率越高，越容易引发系统大幅波动，调节质量越差；④控制阀的特性和安装质量，控制阀流量特性选择不当，存在死区、行程滞后等问题，都会降低过渡过程品质。五、计算题1.有一连续吸收塔，用清水吸收混合气体中的溶质A，进塔气体中A的摩尔分率y1=0.05，出塔y2=0.005，操作压强为101.3kPa，温度为20℃，混合气体流量为1000m³/h（标准状态），亨利系数E=15kPa，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试计算吸收剂用量L（kmol/h）和气液出口的液相组成x1。解：标准状态下1kmol气体体积为22.4m³，因此总摩尔流量G=1000/22.4≈44.64kmol/h惰性气体流量V=G(1-y1)=44.64×(1-0.05)=42.41kmol/h相平衡常数m=E/P=15/101.3≈0.148进塔吸收剂为清水，因此x2=0最小液气比：(L/V)min=(y1-y2)/(y1/m-x2)=m(y1-y2)/y1=0.148×(0.05-0.005)/0.05≈0.1332最小液气比：(L/V)min=(y1-y2)/(y1/m-x2)=m(y1-y2)/y1=0.148×(0.05-0.005)/0.05≈0.1332最小吸收剂用量：Lmin=V×(L/V)min=42.41×0.1332≈5.65kmol/h实际吸收剂用量：L=1.5×Lmin=1.5×5.65≈8.48kmol/h全塔物料衡算：V(y1-y2)=L(x1-x2)，x2=0因此x1=V(y1-y2)/L=42.41×(0.05-0.005)/8.48≈0.225答：吸收剂用量约为8.48kmol/h，出口液相组成x1约为0.225。2.某连续精馏塔分离二元理想混合物，已知进料xF=0.5（摩尔分率，下同），塔顶产品xD=0.95，塔底xW=0.05，回流比R=2，进料为饱和液体进料，q=1，相对挥发度α=2，塔顶为全凝器，求理论塔板数（不包括塔釜）。解：设进料总流量F=100kmol/h，全塔物料衡算得：F=D+W→100=D+WFxF=DxD+WxW→100×0.5=0.95D+0.05W联立解得：D=50kmol/h，W=50kmol/h精馏段操作线方程：yn+1=(R/(R+1))xn+xD/(R+1)=(2/3)xn+0.95/3≈0.6667xn+0.3167饱和液体进料q=1，q线方程为x=xF=0.5相平衡方程变形得：x=y/(α(α-1)y)=y/(2y)L'=L+qF=RD+F=2×50+100=200kmol/h，V'=L'-W=200-50=150kmol/h提馏段操作线方程：ym+1=(L'/V')xm(WxW)/V'=(200/150)xm(50×0.05)/150≈1.3333xm0.0167逐板计算：塔顶全凝器y1=xD=0.95x1=0.95/(2-0.95)≈0.9048，y2=0.6667×0.9048+0.3167≈0.9199x2=0.9199/(2-0.9199)≈0.8519，y3=0.6667×0.8519+0.3167≈0.8846x3=0.8846/(2-0.8846)≈0.7916，y4=0.6667×0.7916+0.3167≈0.8444x4=0.8444/(2-0.8444)≈0.7305，y5=0.6667×0.7305+0.3167≈0.8037x5=0.8037/(2-0.8037)≈0.6715，y6=0.6667×0.6715+0.3167≈0.7644x6=0.7644/(2-0.7644)≈0.6186，y7=0.6667×0.6186+0.3167≈0.7291x7=0.7291/(2-0.7291)≈0.5739，y8=0.6667×0.5739+0.3167≈0.6993x8=0.6993/(2-0.6993)≈0.5374，y9=0.6667×0.5374+0.3167≈0.675x9=0.675/(2-0.675)≈0.509，y10=0.6667×0.509+0.3167≈0.656x10=0.656/(2-0.656)≈0.4808<0.5，转入提馏段计算y11=1.3333×0.4808-0.0167≈0.6244，x11=0.6244/(2-0.6244)≈0.4538y12=1.3333×0.4538-0.0167≈0.5884，x12=0.5884/(2-0.5884)≈0.4167y13=1.3333×0.4167-0.0167≈0.5389，x13=0.5389/(2-0.5389)≈0.3688y14=1.3333×0.3688-0.0167≈0.475，x14=0.475/(2-0.475)≈0.3115y15=1.3333×0.3115-0.0167≈0.3986，x15=0.3986/(2-0.3986)≈0.2489y16=1.3333×0.2489-0.0167≈0.3152，x16=0.3152/(2-0.3152)≈0.1871y17=1.3333×0.1871-0.0167≈0.2328，x17=0.2328/(2-0.2328)≈0.1317y18=1.3333×0.1317-0.0167≈0.1589，x18=0.1589/(2-0.1589)≈0.0863y19=1.3333×0.0863-0.0167≈0.0984，x19=0.0984/(2-0.0984)≈0.0517>0.05y20=1.3333×0.0517-0.0167≈0.0522，x20=0.0522/(2-0.0522)≈0.0268<0.05满足要求，x20为塔釜板组成，因此理论塔板数（不包括塔釜）为19块。答：该精馏塔理论塔板数（不包括塔釜）为19块。六、综合分析题某化工厂甲醇-水精馏塔，正常运行时要求塔顶产品甲醇浓度≥99.5%，近期发现塔顶甲醇浓度持续下降，产品不合格，请分析可能的原因，并提出对应的处理措施。答：可从原料、工艺操作、设备、仪表四个方面分析原因并给出处理措施：1.原料方面：①进料流量突然增大，超过精馏塔设计负荷，塔内气液分离不充分，分离能力不足；②进料甲醇浓度大幅降低，超出原有操作参数的适应范围，导致塔顶产品纯度下降。处理措施：稳定进料流量，若超负荷则适当降低装置负荷；根据进料组成变化，调整回流量和加热量，增大回流比提升分离能力，保证产品纯度。2.工艺操作方面：①回流比过小，回流量不