2026年空分装置操作工高级工全真考试试题及答案

2026年空分装置操作工高级工全真考试试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.空分装置中，清除空气中水分和二氧化碳的主要设备是（）。A.空气冷却塔B.分子筛纯化系统C.透平膨胀机D.下塔答案B解析分子筛纯化系统利用分子筛对水分、二氧化碳及部分碳氢化合物的吸附作用，在常温下吸附、高温下再生，完成对空气的净化。2.双级精馏塔工作时，下塔（压力塔）顶部获得的产品是（）。A.液氧B.富氧液空C.纯度较高的液氮D.馏分答案C解析下塔顶部得到纯度较高的液氮，一部分作为下塔回流液，另一部分过冷后节流送入上塔顶部作为上塔回流液；下塔底部得到富氧液空，送入上塔中部。3.主冷中液氧侧的碳氢化合物含量超标时，最严重的后果是（）。A.影响氧纯度B.引起主冷爆炸C.造成冷量损失D.堵塞主冷通道答案B解析碳氢化合物（特别是乙炔）在液氧中浓缩后，受摩擦、冲击或静电作用可能引发剧烈爆炸。因此应连续监测液氧中乙炔及总烃含量并定期排放液氧。4.全低压空分装置中，进上塔的膨胀空气通常送入（）。A.上塔底部B.上塔中部C.下塔底部D.冷凝蒸发器答案B解析膨胀空气送入上塔中部，既可利用其冷量参与精馏，又对氩馏分抽取和产品纯度影响较小，是低压空分流程的典型配置。5.空分装置冷开车时，精馏工况建立的标志是（）。A.膨胀机达到额定转速B.下塔、上塔液位稳定，产品纯度合格C.分子筛切换正常D.主冷液氧液位达到500mm答案B解析精馏工况建立的标志是各塔液位稳定、阻力正常、产品（氧、氮、氩）纯度同时达到设计值，装置进入正常生产状态。6.液氧泵启动前，必须首先进行的操作是（）。A.打开出口阀B.预冷泵体C.启动电机D.打开密封气答案B解析液氧泵若不充分预冷，泵体内液体会汽化形成气堵，导致启动时发生气蚀、损坏叶轮和密封，严重时可引燃。预冷合格后方可盘车、启动。7.分子筛纯化系统切换周期的长短主要取决于（）。A.再生气温度B.空气的处理量和分子筛的动态吸附容量C.冷却水温度D.膨胀机转速答案B解析分子筛达到吸附饱和所需的时间与处理气量和动态吸附容量有关。气量越大、吸附容量越小，切换周期越短。8.全精馏制氩工艺中，粗氩塔的任务是（）。A.直接获得纯氩产品B.脱除氩馏分中的氧，获得粗氩C.脱除粗氩中的氮D.将粗氩冷凝为液体答案B解析粗氩塔利用精馏原理，将来自上塔的氩馏分中的氧脱除，塔顶部得到含氧量较低的粗氩（含氧约1～2ppm以下），再送入精氩塔进一步脱氮。9.透平膨胀机发生"转速下降"且"机后温度下降"，可能的原因是（）。A.入口过滤器堵塞B.密封气压力过高C.转速表失灵D.轴承温度过高答案A解析入口过滤器堵塞使进气量减少，膨胀机焓降减小，输出功和转速下降，机后温度也随之降低。应切换或清理过滤器。10.空分塔冷箱内充填的绝热材料通常是（）。A.岩棉B.膨胀珍珠岩C.玻璃棉D.聚氨酯泡沫答案B解析膨胀珍珠岩流动性好、堆积密度小、导热系数低，适合冷箱内难以检修的间隙充填，且不易燃烧，是空分冷箱的标准绝热材料。11.当精馏塔操作中"液空纯度下降"时，下列调节措施中最有效的是（）。A.增大进塔空气量B.增大液氮回流比C.提高下塔液空含氧量D.降低上塔压力答案B解析下塔回流比增大，液氮纯度提高，液空中氧含量相应升高（即液空纯度提高）。增大进塔空气量会加重下塔负荷，效果不明显。12.空分装置中，防止主冷液氧中乙炔积聚的根本措施是（）。A.加大液氧排放量B.设置乙炔连续监测与联锁报警C.分子筛纯化系统前设置吸附器D.降低加工空气量答案C解析在前端设置分子筛吸附器，可脱除空气中的乙炔及其他碳氢化合物，从源头控制，是防止主冷碳氢化合物积聚的根本措施。13.液氧、液氮、液氩等低温液体在密闭容器中蒸发时，体积膨胀倍数约为（）。A.100～200倍B.500～800倍C.1000倍左右D.2000倍以上答案B解析深冷液体汽化后体积膨胀约500～800倍，密闭容器中可产生极大压力，因此低温液体容器必须设置可靠的安全泄放装置。14.空分装置正常停车后的热启动与冷启动相比，特点是（）。A.热启动必须先加温吹除，才能启动B.热启动可以直接启动，速度快C.热启动和冷启动没有任何区别D.热启动不需排放液氧答案A解析长期停车或检修后，系统温度和水分均已恢复至常温，必须进行加温吹除彻底去除水分和杂质，否则在低温下水分会冻结堵塞设备通道。15.氧压机在压缩氧气时，最需要注意的安全问题是（）。A.冷却水量不足B.润滑油进入气缸与氧气接触C.入口过滤器堵塞D.出口压力波动答案B解析氧气是强氧化剂，油脂进入高压氧系统（尤其氧压机气缸）会剧烈氧化燃烧，甚至爆炸。因此氧压机必须严格禁油，并采用无油润滑或隔离措施。16.上塔阻力突然增大，最可能的原因是（）。A.进上塔空气量减少B.塔板或填料局部堵塞C.上塔压力升高D.液氧取出量增大答案B解析上塔阻力增大说明塔内气流通道受阻，常见原因是塔板堵塞（如冰、干冰或分子筛粉末沉积），应查找原因并及时处理。17.空分装置中，切换式换热器的冷端温差增大的后果是（）。A.冷量回收更充分B.冷损增大，能耗升高C.产品纯度提高D.对运行无影响答案B解析冷端温差增大说明换热不充分，冷量回收效率下降，装置的循环冷量损失增加，表现为能耗升高和进塔空气温度偏高。18.膨胀机的"机后温度"是反映（）的重要参数。A.膨胀机轴承温度B.膨胀机出口过热度C.密封气泄漏量D.膨胀机运行效率答案B解析机后温度反映膨胀后气体的过热度。机后温度过高说明冷量回收不足，膨胀机效率下降；过低则可能导致膨胀机出口带液，造成液击损坏。19.空分装置中，加工空气中CO2含量突然升高时，应首先采取的措施是（）。A.降低装置负荷B.检查空压机入口空气质量C.加大液氧排放D.提高膨胀机转速答案B解析空气中CO2含量异常升高通常是大气环境污染所致，应确认空压机吸入口附近是否存在CO2排放源（如烟囱、锅炉排气等），并采取防护措施。20.关于空分装置中硅胶的使用，下列说法正确的是（）。A.硅胶用于吸附水分B.硅胶用于吸附二氧化碳C.硅胶用于吸附乙炔D.硅胶用于吸附氮氧化物答案A解析硅胶是一种高效吸水吸附剂，常用于空分装置启动时干燥系统或作为分子筛的辅助吸附剂。21.精氩塔正常操作时，底部液体是（）。A.粗氩B.纯氩C.液氮D.液空答案B解析精氩塔通过精馏脱除粗氩中的氮，塔底得到纯度≥99.999%的纯氩，塔顶排出含氮较多的馏分。22.透平膨胀机常用的制动方式是（）。A.电机制动B.风机制动C.油制动D.气制动答案B解析空分装置中膨胀机多采用增压风机（风机制动）将膨胀功转化为气体压力能回收，也有采用电机制动或油制动，但风机制动应用最普遍。23.空分塔停车后，应先关闭（），防止液体气化超压。A.液位计B.产品送出阀C.各塔节流阀及液体排放阀D.全部仪表电源答案C解析停车后塔内低温液体会不断吸热气化，若节流阀或排放阀未关闭，气化气体可能倒窜或造成局部超压，因此应先切断液体通路。24.下列关于空分装置"裸冷"的说法，正确的是（）。A.裸冷是设备检修后的例行启动步骤B.裸冷是冷箱未装填珠光体时进行的冷却试验C.裸冷是正常运行中的冷却方式D.裸冷与冷启动完全相同答案B解析裸冷是在冷箱尚未充填绝热材料时进行的低温试验，目的是检验设备和管道的低温变形、冷缩补偿和密封性能，检查是否存在低温泄漏。25.空分装置中，下塔和上塔之间的冷凝蒸发器（主冷）的作用是（）。A.回收冷量B.用液氧冷凝氮气，为上下塔提供回流液C.分离氧气和氮气D.除去水分和二氧化碳答案B解析主冷利用液氧蒸发吸收热量，使下塔顶部氮气冷凝，同时为上塔底部提供上升蒸汽，是双级精馏的核心部件。26.空分装置中，联轴器找正最常用的测量工具是（）。A.游标卡尺B.百分表C.塞尺D.水平仪答案B解析百分表用于测量联轴器径向和轴向跳动误差，通过调整电机位置达到同心度要求，是设备检修中最常用的找正工具。27.当加工空气中带有大量水分时，空气冷却塔出口温度会（）。A.升高B.降低C.不变D.无法判断答案A解析大量水分在空冷塔内冷凝释放潜热，冷却负荷加大，若冷却水系统负荷不变，出塔空气温度会明显升高，影响后续分子筛吸附效率。28.空分装置冷量的主要来源是（）。A.空压机B.膨胀机C.液氧泵D.分子筛答案B解析透平膨胀机使高压气体绝热膨胀对外做功，气体焓值下降，产生装置的补充冷量，是空分循环制冷的关键设备。29.空分装置中，纯化系统再生气通常来自（）。A.下塔顶部废气B.上塔顶部污氮气C.空压机排出的高温空气D.液氧蒸发气答案B解析上塔顶部排出的污氮气具有纯度高、温度低的特点，经加热后用于分子筛再生，既不影响产品纯度，又可回收冷量。30.空分装置冷箱内低温管道发生泄漏时，正确的处理方法是（）。A.立即打开冷箱顶部人孔检查B.降低塔压继续运行C.紧急停车，加温后处理D.保持运行不加处理答案C解析冷箱内泄漏会造成冷损增大、珠光砂冻结，甚至膨胀导致冷箱板鼓包或破裂。发现泄漏必须果断停车、加温，彻底查明原因后才能恢复生产。二、多项选择题（每题2分，共20分）1.空分装置主冷（冷凝蒸发器）发生爆炸的主要原因有（）。A.液氧中乙炔含量超标B.总烃含量超标C.液氧中氮氧化物累积D.静电放电或摩擦冲击E.液氧液位过高答案ABCD解析主冷爆炸的直接原因是液氧中碳氢化合物（乙炔、总烃等）浓缩积聚，且主冷具有引爆因素（静电、摩擦、冲击）。氮氧化物也是导致可爆物析出的重要因素之一。液氧液位过高不是直接爆炸原因，反而正常液位更安全。2.影响精馏工况的主要因素包括（）。A.进塔空气量B.回流比C.产品取出量D.冷却水温度E.大气压力答案ABC解析精馏工况由进料量、回流比和产品取出量三个基本要素决定。冷却水温度和大气压力影响制冷工况，但属于外部因素，不直接决定精馏分离效果。3.为避免空分装置低负荷运行时发生"氮塞"，可采取的措施有（）。A.适当提高膨胀机运行负荷B.减少上塔顶部液氮回流C.关小液氮节流阀D.降低氧气取出量E.增加氩馏分抽取量答案ABC解析低负荷时上塔精馏段下移，若回流比偏大会造成氮组分在塔中部积聚形成"氮塞"。适当提高膨胀负荷、减小液氮进上塔量、关小液氮节流阀均有助于防止氮塞。4.空分装置中，下列哪些属于透平膨胀机的安全保护装置？（）A.超速保护装置B.轴承温度联锁C.轴向位移联锁D.密封气压力联锁E.入口过滤器答案ABCD解析透平膨胀机设有超速保护、轴承温度高联锁、轴向位移大联锁和密封气压差联锁等安全保护系统，入口过滤器属于辅助设备而非安全保护装置。5.分子筛纯化器切换过程中，造成"冷吹峰值"的原因有（）。A.再生加热时间过短，吸附床未充分蓄热B.再生气量过大C.切换频率过高D.分子筛吸附水分放热E.冷却时间不足答案ABD解析冷吹峰值是分子筛再生后转入冷吹阶段初期出现的出口温度升高现象，主要因加热阶段蓄热不足或分布不均、再生气量过大影响传热、以及分子筛吸附水分时放出吸附热所致。6.下列关于液氧泵操作的说法，正确的有（）。A.液氧泵启动前须充分预冷B.液氧泵运行时严禁关闭出口阀C.液氧泵密封气压力应高于泵内压力D.液氧泵允许抽空运行较长时间E.液氧泵长期停用时需干燥处理答案ABCE解析液氧泵严禁抽空运行，否则可能造成轴承干磨烧毁和密封损坏。启动前预冷、运行时出口阀常开、保持密封气正压、停用时干燥处理，均为正确的操作要求。7.空分装置中，下列哪些因素会导致氧气纯度下降？（）A.上塔回流比过大B.膨胀空气量过大C.液氧取出量大于蒸发量D.主冷液氧液位过低E.加工空气量增大答案ABCD解析上塔回流比过大、膨胀空气量过大、液氧过量取出、主冷液位过低都会破坏上塔正常的组分分布，使氧纯度下降。加工空气量增大本身不一定导致氧纯度下降，关键看精馏工况是否匹配。8.空分塔冷箱珠光砂管理中，正确的做法有（）。A.珠光砂应保持干燥B.珠光砂充填应密实均匀C.冷箱内珠光砂可自由混合不同规格D.检修动火前应对珠光砂进行氧含量分析E.珠光砂粉尘对人体无害答案ABD解析珠光砂必须保持干燥，充填均匀密实；动火检修前须分析冷箱内氧含量和可燃气含量，防止富氧环境下燃烧。不同规格珠光砂不能随意混合，其导热系数和堆积密度不同可能影响绝热性能；珠光砂粉尘对呼吸道有刺激，需做好防护。9.空分装置冷开车时，塔内温度降到一定值后，应注意的安全事项包括（）。A.防止低温液体泄漏接触皮肤B.禁止敲击可能带压的低温管道C.控制冷却速度，防止温差应力损坏设备D.注意膨胀机入口温度防止带液E.可加速降温尽快投产答案ABCD解析冷开车过程中冷却速度必须控制，过快会造成设备热应力损坏；膨胀机入口带液会造成液击；低温液体泄漏会造成冻伤。敲击带压管道可能引发脆裂事故。10.空分装置中，造成跑冷损失增大的原因有（）。A.冷箱内珠光砂沉降亏空B.冷箱板变形开裂C.低温阀门填料泄漏D.仪表管线泄漏E.环境温度升高答案ABCD解析跑冷损失由绝热性能决定。珠光砂缺失、冷箱板破坏、阀门填料泄漏、仪表管线泄漏均会直接造成冷量外泄。环境温度升高只会略微增加温差传热量，不属于设备原因。三、判断题（每题1分，共20分）1.空分装置中，下塔的工作压力通常高于上塔。答案正确2.分子筛再生温度越高越好。答案错误解析再生气温度过高会导致分子筛结构破坏，降低使用寿命，一般控制在150～200℃为宜。3.液氧中乙炔含量分析周期越长越好，可以减少取样误差。答案错误4.主冷液氧液位越低越安全。答案错误解析主冷液氧液位过低会使换热面积不足，同时液氧中碳氢化合物浓度可能升高，反而更危险。5.空分装置裸冷实验前，不需要对冷箱进行全面检查。答案错误6.膨胀机正常运行时，入口导叶开度越大，制冷量越大。答案正确7.空分装置中的"氩馏分"是从上塔适当部位抽取的含氩量较高的气体。答案正确8.精氩塔操作中，塔底液位越高越好。答案错误解析精氩塔底部液位过高会造成回流液淹没蒸发器换热管，影响热交换，甚至造成塔内液泛。9.空分设备长期停车时，应断开电源并排净系统内液体，使其恢复常温。答案正确10.液氧是强烈的氧化剂，与可燃物接触时有自燃和爆炸的危险。答案正确11.空分装置的加工空气量越大，产品产量就一定越大。答案错误解析产量还受精馏工况、纯度要求、冷量平衡等多种因素制约，单纯增大气量可能造成产品纯度下降。12.分子筛吸附水分和二氧化碳的过程都是不可逆的化学吸附。答案错误解析分子筛吸附属于物理吸附，过程可逆，可通过加热再生恢复吸附能力。13.冷箱内出现异常响声时，应继续观察一段时间再决定是否停车。答案错误解析冷箱内异常响声通常预示珠光砂冻实、管道位移或泄漏，情况危急，应立即查明原因并果断处理，不允许带病运行。14.空压机出口压力越高，空分装置的单位能耗越低。答案错误解析压力越高，压缩功消耗越大，且节流损失也随之增加，单位产品能耗反而升高。应控制在设计压力附近运行。15.空分装置中，向塔内充入干燥氮气进行保护时，可防止湿空气进入冷箱和设备。答案正确16.膨胀机密封气无论何时都不允许中断。答案正确解析密封气中断会导致润滑油或工艺气体泄漏，轴承部位可能着火或损坏。因此密封气必须保持连续并设置联锁保护，在膨胀机停稳前不得停供密封气。17.液氧泵启动前，可以不进行盘车直接启动。答案错误18.空分装置运行中，冷箱基础温度不需要监测。答案错误解析基础温度是判断冷箱底部珠光砂是否含水、是否冻结的重要指标。基础温度异常下降（低于0℃）说明冷箱底部绝热失效，必须及时处理，否则可能冻裂基础，造成严重事故。19.上塔阻力突然下降，通常说明上塔液体负荷突然增加。答案错误解析上塔阻力下降通常说明气液负荷减小，可能是进塔空气量减少或回流液中断所致。液体负荷突然增加会导致阻力上升。20.空分装置中，氮气纯度越高，说明精馏操作就越合理。答案错误解析氮气纯度和氧气纯度需要兼顾。仅氮气纯度高而氧纯度不合格，说明精馏工况不合理，应当综合判断。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述空分装置中分子筛纯化系统的作用及再生原理。答案（1）作用：分子筛纯化系统用于脱除加工空气中的水分（H2O）、二氧化碳（CO2）以及乙炔（C2H2）等碳氢化合物，防止其在低温设备内冻结堵塞或积聚爆炸，保证空分装置长期安全稳定运行。（2）再生原理：分子筛对上述杂质的吸附属于物理吸附，吸附能力随温度升高而降低。再生产时利用加热后的污氮气（约150～200℃）通过吸附床，使被吸附的水分和二氧化碳脱附解析，随再生气带出系统，然后冷吹冷却，使分子筛恢复干燥的吸附能力，可循环使用。2.空分装置正常运行时突然停电，应如何紧急处理？答案（1）确认停电后，立即按紧急停车按钮，使空压机、膨胀机、各类泵安全停车，联锁系统自动关闭相应阀门。（2）关闭各液体产品送出阀，切断塔内与外界的液体通路，防止液体气化倒窜。（3）关闭各节流阀及液位调节阀，保持塔内液体尽量不排放，维持塔内冷量。（4）若发电机具备条件，应考虑润滑油泵、密封油泵等辅助油系统的应急供电，确保运转设备惰走期间的润滑和密封。（5）保持塔内压力监控，必要时开启安全阀泄压。按停电时间长短决定保冷或加温措施，做好记录并及时汇报。3.何为液氧中"总烃"？总烃含量超标时应如何处理？答案"总烃"是指液氧中除甲烷以外的各种碳氢化合物（包括乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯及更高碳数烃类）的总量。处理措施：（1）连续监测液氧中总烃和乙炔含量，当总烃含量接近报警值时立即查找来源。（2）增加液氧排放量，防止烃类在主冷中继续浓缩积聚。（3）检查分子筛纯化系统工作状况，确认是否存在吸附效率下降或再生不彻底，必要时提前切换分子筛。（4）若总烃含量持续上升至联锁设定值，应按规程果断联锁停车或紧急停车，并对主冷进行彻底排放，待原因查明、处理合格后方可重新启动。4.简述空分装置冷箱内低温管道泄漏的常见原因及预防措施。答案常见原因：（1）焊接质量缺陷：焊口存在气孔、裂纹、未焊透等缺陷，低温下应力集中而开裂。（2）温差应力过大：开停车速度过快，冷热交替使管道产生疲劳裂纹。（3）管道材质选用不当或低温脆性断裂。（4）珠光砂沉降不均，造成管道局部悬空或支撑失效。预防措施：（1）严格把控安装焊接质量，焊后进行无损检测。（2）严格执行开停车规程，控制冷却和加温速度。（3）选用合适的低温材料（如奥氏体不锈钢）。（4）定期检查冷箱基础温度和珠光砂沉降情况，及时补充珠光砂。（5）设置冷箱内泄漏检测系统（如低温温度检测点），发现异常及时处理。五、计算题（每题5分，共10分）1.某空分装置加工空气量为V=20000Nm答案空气中含氧量按20.95%计，则加工空气中总氧量为：V氧产品中纯氧量为：V氧气提取率：η答案：氧气提取率约为95.08%。2.某透平膨胀机入口压力p1=5.5MPa（绝压），入口温度T1=110K，出口压力答案等熵焓降公式：Δ代入数据：p0.1ΔΔ实际焓降：Δ答案：膨胀机的实际焓降约为4.69×六、综合题（每题10分，共10分）1.某6000Nm³/h空分装置在正常运行中，主控人员发现以下异常现象：（1）上塔阻力由14k