2026空分知识试题及答案

2026空分知识试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.空气中体积分数最大的气体是？A.氧气B.氮气C.氩气D.二氧化碳2.空分装置中，用于清除压缩空气中水分、二氧化碳和乙炔等杂质的主要设备是？A.主换热器B.分子筛纯化器C.精馏塔D.透平膨胀机3.常压下，氧气的沸点约为？A.零下183摄氏度B.零下196摄氏度C.零下253摄氏度D.零下78摄氏度4.双级精馏塔中，下塔顶部得到的液体产品是？A.液氧B.液氮C.液空D.液氩5.分子筛纯化器再生时，最常用的再生气是？A.原料空气B.干燥污氮气C.液氧蒸气D.氩馏分6.在空分装置中，透平膨胀机的主要作用是？A.提高空气压力B.产生冷量C.吸附杂质D.输送液氧7.主冷凝蒸发器的液氧侧液位一般应控制在？A.尽量满罐B.尽量低C.规定范围内稳定D.只要不溢出即可8.液氧储罐及管道系统严禁接触的物质是？A.油脂B.水C.不锈钢D.氮气9.空分装置长期停运时，冷箱内宜保持？A.真空状态B.正压干燥氮气C.湿润空气D.常压空气10.空分上塔中，氩的富集区域主要在？A.上塔顶部B.上塔底部C.上塔提馏段D.下塔中部二、判断题（每题1分，共10分）1.空气分离属于化学变化。2.氮气常压沸点高于氧气常压沸点。3.进入冷箱内作业前，必须进行氧含量分析、办理受限空间作业审批。4.液氧中碳氢化合物含量即使超标，也不会引发爆炸危险。5.分子筛吸附器再生是吸热过程。6.珠光砂在冷箱中主要起绝热保冷作用。7.空分装置中，主冷凝蒸发器是连接上塔和下塔的关键换热设备。8.氧气纯度越高，制取单位氧气能耗一定越低。9.分子筛纯化后的空气中，二氧化碳含量可控制在1×10.空分装置运行时，跑冷损失越大，所需膨胀量或节流制冷量越小。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述分子筛纯化系统的主要作用及再生过程。2.简述双级精馏塔中上塔与下塔的作用及相互联系。3.液氧中为什么要控制碳氢化合物含量？通常采取哪些措施？4.空分装置冷启动前为什么必须进行吹扫、露点检测？合格标准一般如何确定？5.简述空分精馏中“氮塞”现象及其处理措施。四、计算题（每题15分，共30分）1.某空分装置原料空气流量为10000m3Q计算依据：空气量10000m32.某液氧储罐容积为50m3，充装系数为0.95，液氧密度为1140kg/mV计算中未考虑储罐余量和安全阀排放等工程因素。参考答案与解析一、单项选择题1.答案：B解析：干燥空气中氮气体积分数约为78%，氧气约为21%，氩气约为0.93%，二氧化碳约为0.03%。2.答案：B3.答案：A解析：常压下氧沸点约零下183摄氏度，氮约零下196摄氏度，氩约零下186摄氏度；零下78摄氏度为二氧化碳升华点。4.答案：B解析：下塔顶部冷凝得到液氮，下塔底部为富氧液空。5.答案：B解析：再生气需干燥、洁净且温度较高，通常使用出冷箱的污氮气或纯氮气。6.答案：B解析：高压空气在膨胀机内绝热膨胀对外做功，气体温度降低，为装置补充冷量。7.答案：C解析：液位过高会减小换热面积、影响换热；过低可能导致干蒸发或碳氢化合物浓缩，应稳定在规定范围内。8.答案：A解析：液氧或高纯度氧气遇油脂可能发生剧烈氧化燃烧甚至爆炸。9.答案：B解析：保持正压干燥氮气可防止外界湿空气进入，避免水分冻结和腐蚀。10.答案：C解析：氩的沸点介于氧和氮之间，在精馏过程中向上塔提馏段富集，再抽出作为粗氩原料。二、判断题1.答案：错误解析：空气分离是利用各组分沸点不同进行的物理分离，不生成新物质。2.答案：错误解析：氮气常压沸点约零下196摄氏度，低于氧气的零下183摄氏度，因此氮气先蒸发。3.答案：正确4.答案：错误解析：碳氢化合物在液氧中积聚可能形成爆炸性混合物，必须严格监控。5.答案：错误解析：吸附是放热过程，再生需要加热使吸附质解吸。6.答案：正确7.答案：正确解析：主冷利用下塔顶部氮气冷凝与上塔底部液氧蒸发的热量交换。8.答案：错误解析：纯度提高会增大分离难度，通常需要更多回流和能耗，并非必然降低。9.答案：正确解析：现代分子筛纯化器出口二氧化碳一般小于1ppm。10.答案：错误解析：跑冷损失越大，需要补充的冷量越多，膨胀量或制冷量应相应增加。三、简答题1.答案：主要作用：吸附原料空气中的水分、二氧化碳、乙炔等有害杂质，防止其在低温下冻结堵塞换热器、管道和塔板。再生过程：将出冷箱的干燥污氮气加热至约150至200摄氏度后通入分子筛床层，使被吸附的水分和二氧化碳解吸；再生结束后用冷污氮气冷吹降温，再切换至吸附状态。解析：分子筛吸附器是空分装置安全运行的关键设备，常采用变温吸附，吸附与再生交替进行。2.答案：下塔将净化后的高压空气初步精馏，在下塔顶部得到高纯度液氮，在下塔底部得到富氧液空。液氮和液空经节流降压后进入上塔不同高度作为回流液和原料；上塔在低压下进一步精馏，顶部获得氮气，底部获得液氧，氩在提馏段富集抽出。主冷凝蒸发器将下塔顶部氮气冷凝与上塔底部液氧蒸发耦合，为两塔提供回流。解析：双级精馏塔利用不同压力下的沸点差异，实现氧、氮、氩的深冷分离。3.答案：原因：液氧中乙炔等碳氢化合物溶解度很低，容易在冷箱死角、主冷底部等处析出积聚；受冲击、摩擦或静电可能引爆。措施：定期排放少量液氧；在线或离线分析碳氢化合物含量；保持主冷液位稳定，防止干蒸发；运行中加强液氧循环；严格控制分子筛出口杂质含量。解析：液氧安全是空分装置运行红线，碳氢化合物超标是常见事故隐患。4.答案：冷启动前必须清除塔内、管道和设备内水分，防止低温下结冰堵塞通道、损坏设备。吹扫后需检测出口气体露点，一般要求各主要回路气体露点低于零下40摄氏度至零下65摄氏度，且无游离水。合格后方可起动冷量设备，否则易造成冰堵或阀门冻死。解析：低温装置对水分要求极为严格，露点是衡量干燥程度的重要指标。5.答案：氮塞是指上塔回流液氮量过多或下塔液氮纯度过高、回流比不当，导致精馏塔塔板液泛，气体上升受阻，精馏效率大幅下降，产品纯度波动的现象。处理措施：减少液氮取出量，适当调整液氮节流阀和回流阀；稳定上塔、下塔压力；必要时减少膨胀空气量；加强排放液空量。解析：氮塞是空分操作中常见工况异常，处理需综合分析塔压、液位和产品纯度变化。四、计算题1.答案：每小时氧气产量为1899.