2026年光气及光气化工艺考试题库及答案

2026年光气及光气化工艺考试题库及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1光气（COCl₂）分子中碳原子的杂化方式为A.spB.sp²C.sp³D.不等性sp³答案：B1.2工业上光气合成最常用的催化剂是A.活性炭B.氯化铜C.氯化钯D.氯化铝答案：A1.3光气与苯胺反应生成的主要产物是A.苯基异氰酸酯B.N,N′-二苯基脲C.苯甲酰胺D.苯胺盐酸盐答案：B1.4光气化反应中，以下哪种溶剂对光气溶解度最高且副反应最少A.水B.甲苯C.二氯甲烷D.乙醇答案：C1.5光气贮运钢瓶色标按GB7144规定为A.银灰+红环B.淡黄+黑字C.深绿+红字D.铝白+黑字答案：D1.6光气急性中毒的靶器官主要是A.肝脏B.肾脏C.肺D.心脏答案：C1.7光气与醇反应生成氯甲酸酯，其反应类型属于A.亲电取代B.亲核取代C.自由基加成D.亲核加成-消除答案：D1.8光气合成反应CO+Cl₂⇌COCl₂为放热反应，工业上控制反应温度一般不超过A.30℃B.50℃C.80℃D.120℃答案：B1.9光气与二甲胺反应生成二甲基氨基甲酰氯，该中间体进一步热解可制得A.DMFB.TDIC.MDID.DMAc答案：C1.10光气泄漏监测常用显色管中的指示剂为A.对二甲氨基苯甲醛B.对氨基苯磺酸C.硝酸银D.碘化钾-淀粉答案：A1.11光气装置紧急停车时，最先执行的步骤是A.切断CO进料B.切断Cl₂进料C.启动碱洗塔循环D.开启氮气吹扫答案：B1.12光气与双酚A反应合成聚碳酸酯，其聚合机理为A.缩聚B.自由基聚合C.阴离子开环D.配位聚合答案：A1.13光气在空气中的嗅阈浓度约为A.0.5ppmB.5ppmC.15ppmD.50ppm答案：A1.14光气钢瓶的定期水压试验周期为A.1年B.2年C.3年D.5年答案：D1.15光气与氨水反应生成尿素，该反应条件需A.低温高压B.高温高压C.低温常压D.高温常压答案：B1.16光气装置尾气常用破坏剂为A.NaOH溶液B.Na₂S₂O₃溶液C.石灰乳D.乙醇胺答案：A1.17光气与苯酚反应生成碳酸二苯酯，其催化剂体系通常采用A.吡啶B.三乙胺C.季铵盐D.以上均可答案：D1.18光气在紫外光照射下分解产物为A.CO+Cl₂B.CO+HClC.C+Cl₂D.CO₂+HCl答案：A1.19光气装置区必须设置的防护距离依据A.GB19041B.GB50016C.GB50160D.GB30000答案：A1.20光气与脂肪族伯胺反应生成异氰酸酯，反应中需添加的缚酸剂为A.Na₂CO₃B.NaClC.H₂SO₄D.CaCl₂答案：A2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列属于光气下游直接产品的是A.TDIB.MDIC.PCD.DMF答案：A、B、C2.2光气合成反应中，提高COCl₂收率可采取A.降低温度B.提高压力C.移除产物D.增加Cl₂过量比答案：A、B、C2.3光气泄漏应急处理必须佩戴的个体防护装备包括A.正压式空气呼吸器B.防化服C.防酸碱手套D.防静电鞋答案：A、B、C2.4光气与醇反应制备氯甲酸酯时，可使用的醇有A.甲醇B.乙醇C.叔丁醇D.苯酚答案：A、B、C2.5光气装置DCS联锁触发条件包括A.反应器温度高报B.氯气流量低低报C.碱洗塔pH低报D.氮气压力低低报答案：A、B、D2.6光气中毒的临床表现有A.刺激性咳嗽B.肺水肿C.眼结膜充血D.迟发性呼吸困难答案：A、B、C、D2.7光气与芳香族二胺反应生成二异氰酸酯，常用的二胺有A.甲苯二胺B.亚甲基二苯胺C.对苯二胺D.己二胺答案：A、B2.8光气装置安全阀排放气处理措施包括A.碱液吸收B.活性炭吸附C.高空排放D.火炬焚烧答案：A、D2.9光气钢瓶贮存区域应设置A.防泄漏围堰B.碱液喷淋系统C.有毒气体报警器D.防爆风机答案：A、B、C2.10光气与二元醇反应可制备A.聚碳酸酯二元醇B.聚氨酯预聚体C.氯甲酸酯二醇D.聚醚多元醇答案：A、B、C3.填空题（每空1分，共30分）3.1光气的化学式为________，分子量________。答案：COCl₂；98.923.2光气在20℃水中的溶解度约为________g/100g水，易水解生成________和________。答案：0.8；CO₂；HCl3.3光气合成反应活化能约为________kJ/mol，工业上采用________反应器。答案：40～50；列管式固定床3.4光气与甲苯二胺反应生成TDI，其化学计量比为n(光气):n(胺)=________:1。答案：2.1～2.33.5光气急性中毒的半数致死浓度LC₅₀(大鼠，吸入，1h)约为________ppm。答案：363.6光气装置区必须设置________色警示线，其宽度不小于________cm。答案：黄；153.7光气与双酚A界面缩聚制备PC时，常用的相转移催化剂为________。答案：三乙胺或季铵盐3.8光气钢瓶阀门出口螺纹为________旋，材质为________。答案：右；不锈钢316L3.9光气尾气碱洗塔循环液NaOH质量分数一般控制在________%，pH不低于________。答案：10～15；123.10光气与________反应可制得光气替代品——三光气，其化学式为________。答案：二甲基碳酸酯；C₃Cl₆O₃3.11光气装置必须设置的紧急停车按钮间距不大于________m，响应时间小于________s。答案：15；13.12光气与________反应生成氯甲酸-9-芴甲酯，用于多肽合成的________基保护。答案：9-芴甲醇；Fmoc3.13光气在空气中的最高容许浓度MAC(中国)为________mg/m³，换算为ppm约为________。答案：0.5；0.123.14光气与________反应可制得碳酸二(三氯甲)酯，俗称________，用作光气固体替代品。答案：三氯乙醇；双光气3.15光气装置区必须配备的应急药品包括________、________和地塞米松注射液。答案：地西泮；氨茶碱4.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1光气比空气轻，泄漏后易向上扩散。答案：×4.2光气与醇反应生成氯甲酸酯的反应可在水相中进行。答案：×4.3光气合成反应中，提高CO分压有利于平衡向右移动。答案：√4.4光气钢瓶可与氯气钢瓶同库存放。答案：×4.5光气与胺反应生成异氰酸酯的过程称为光气化。答案：√4.6光气中毒后应立即进行人工呼吸，无需佩戴呼吸防护器。答案：×4.7光气装置区必须设置自动喷淋-水幕系统作为泄漏屏障。答案：√4.8光气与苯酚反应生成碳酸二苯酯的反应热为吸热反应。答案：×4.9光气在干燥条件下对碳钢腐蚀性较弱。答案：√4.10光气可用钢瓶或罐车运输，无需特殊警示标志。答案：×5.简答题（每题6分，共30分）5.1简述光气合成反应的工艺条件及控制要点。答案：反应温度40～60℃，压力0.1～0.3MPa，活性炭催化剂，CO微过量，在线红外监测COCl₂浓度，冷却器出口温度<30℃，防止副产CCl₄，设置联锁切断Cl₂。5.2写出光气与甲醇制备碳酸二甲酯（DMC）的两步反应式，并指出催化剂。答案：①COCl₂+2CH₃OH→CH₃OCOOCH₃+2HCl②无催化剂第一步，第二步用Na₂CO₃缚酸；或一步法用吡啶催化。5.3列举光气泄漏现场应急处置三大原则并说明理由。答案：①快速隔离：立即切断泄漏源，防止扩散；②高效吸收：启动碱洗塔、喷淋系统，降低气相浓度；③个体防护：佩戴正压空气呼吸器，避免吸入，因光气无刺激性气味且延迟性肺水肿风险高。5.4说明光气与芳香族二胺反应生成二异氰酸酯的“冷热两步光气化”工艺。答案：冷光气化：-5～5℃，胺成盐酸盐防副反应；热光气化：120～160℃，分解脲类中间体，生成异氰酸酯，溶剂邻二氯苯，通氮赶HCl，收率>98%。5.5简述光气中毒的医学救治要点。答案：立即脱离现场，吸氧，静卧保温，早期静脉注射地塞米松10～20mg，氨茶碱解痉，限制液体量，必要时正压通气，监测血气，防治肺水肿，延迟观察24～48h。6.计算题（每题10分，共30分）6.1某工厂光气合成装置日产COCl₂120t，反应选择性98%，副产CCl₄0.5%。求每日需消耗纯度95%的Cl₂多少吨？答案：主反应CO+Cl₂→COCl₂M(COCl₂)=98.92t/kmol，n=120×10³/98.92=1213.5kmol需Cl₂1213.5kmol，副产CCl₄消耗Cl₂1213.5×0.005/0.98=6.2kmol总Cl₂1219.7kmol，m=1219.7×70.9=86.5t折95%纯度：86.5/0.95=91.1t6.2光气与甲苯二胺（TDA）反应生成TDI，原料TDA纯度99.5%，投料2000kg，光气过量10%，求理论需光气质量。答案：M(TDA)=122.17kg/kmol，n=2000×0.995/122.17=16.3kmol需光气2.2×16.3=35.86kmolm=35.86×98.92=3547kg6.3某光气装置尾气流量1000Nm³/h，含COCl₂2000mg/Nm³，用15%NaOH溶液吸收，要求出口<5mg/Nm³，吸收率99.75%，求每小时需循环碱液最小体积。（假设碱液密度1.15kg/L，NaOH与COCl₂反应摩尔比2:1）答案：去除COCl₂1995mg/Nm³，m=1.995kg/h，n=1.995/0.09892=20.17mol需NaOH40.34mol，m=40.34×40=1.613kg15%碱液含NaOH0.15×1.15=0.1725kg/LV=1.613/0.1725=9.35L，考虑安全系数1.5，取14L/h7.综合应用题（每题20分，共40分）7.1某聚碳酸酯（PC）装置采用界面缩聚工艺，以双酚A钠盐、光气、二氯甲烷、三乙胺为原料，年产能10万吨PC（M=254kg/kmol）。(1)写出总聚合反应式；(2)计算年需光气量（t）；(3)若光气单耗降低5%，可节约多少吨光气？(4)提出两种降低光气单耗的工程措施并说明原理。答案：(1)nNaO-Ar-ONa+nCOCl₂→[O-Ar-O-CO]ₙ+2nNaCl(2)n(PC)=10×10⁶/254=39370kmol，需光气39370kmol，m=39370×98.92=3895t(3)节约3895×0.05=195t(4)①提高双酚A钠盐浓度至12%，减少水相体积，降低光气水解损失；②采用静态混合-塔式反应器，增大比表面积，缩短反应时间，减少光气过量率至2%。7.2某光气化装置生产MDI，苯胺与甲醛缩合得4,4′-MDA，再光气化。已知：MDA纯度98%，光气化收率96%，MDI总收率93%，年操作8000h，目标年产MDI40万吨（M=250kg/kmol）。(1)求每小时MDA投料量（t）；(2)若光气过量系数1.15，求每小时光气用量（t）；(3)设计一套DCS联锁方案，确保光气泄漏时30s内切断进料并启动碱洗，列出关键检测点与动作逻辑。答案：(1)n(MDI)=40×10⁶/(250×0.93)=172043kmol/a，n(MDA)=172043/0.96=179211kmol/am(MDA)=179211×198.26=35.5kt/a，小时投料35.5×10³/8000=4.44t(2)需光气1.15×1