2026空分考试试题及答案

2026空分考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.深冷法空气分离的核心原理是利用空气各组分的哪项性质差异实现分离？A.密度B.沸点C.比热容D.导热系数答案：B2.目前大中型工业空分装置最主流的流程类型是？A.高压外压缩流程B.中压流程C.全低压分子筛流程D.膜分离流程答案：C3.分子筛吸附器主要用于脱除原料空气中的哪类杂质？A.氧气、氮气B.二氧化碳、水分、乙炔等碳氢化合物C.氩气等稀有气体D.大颗粒灰尘答案：B4.空分装置中，承担制冷功能、补偿装置冷损的核心设备是？A.空气压缩机B.透平膨胀机C.精馏塔D.冷凝蒸发器答案：B5.精馏塔内下流低温液体与上升高温气体接触时，发生的主要传质过程是？A.氧、氮同时冷凝B.氧、氮同时蒸发C.氧冷凝、氮蒸发D.氮冷凝、氧蒸发答案：C解析：氧的沸点（-183℃）高于氮的沸点（-196℃），高温上升气接触低温液体时，沸点高的氧优先冷凝进入液相，沸点低的氮优先蒸发进入气相，从而实现氧氮分离。6.主冷凝蒸发器（主冷）的主要作用是为上塔提供上升蒸汽，同时为下塔提供？A.上升蒸汽B.进料空气C.粗液氩D.回流液答案：D7.根据空分安全运行规范，主冷液氧中乙炔的体积分数控制指标应不超过？A.0.1B.1C.10D.100答案：A解析：乙炔在液氧中溶解度低，富集后易引发爆炸，因此行业通用要求主冷液氧中乙炔体积分数不超过0.1×8.下列哪种情况会直接导致空分装置氧纯度下降？A.进塔空气量小幅增加B.精馏塔回流比过小C.精馏塔回流比过大D.膨胀空气量减少答案：C解析：回流比为下流液体量与上升蒸汽量的比值。回流比过大时，提馏段上升蒸汽相对不足，液相中的氮无法充分蒸发，导致液氧（气氧）中氮含量升高，纯度下降；回流比过小时主要影响氮气纯度。9.分子筛吸附器再生时，最常用的再生气介质是？A.干燥污氮气B.产品氧气C.产品氮气D.常温压缩空气答案：A10.低温液体泵（液氧泵、液氮泵）的密封气通常采用？A.普通压缩空气B.湿空气C.干燥氮气D.水蒸气答案：C11.下列选项中，不属于空分装置冷损组成的是？A.跑冷损失B.热交换不完全损失C.液体产品带走的冷量D.膨胀机制冷量答案：D解析：冷损是装置向外流失的冷量总和，膨胀机是制冷单元，用于补偿冷损，不属于冷损范畴。12.空分装置启动过程中，积液阶段的核心操作目标是？A.提高氧氮纯度B.建立并稳定主冷液氧液位C.完成分子筛再生D.启动膨胀机答案：B13.发生氮窒息事故时，救援人员进入现场前必须首先采取的措施是？A.直接冲入现场施救B.佩戴正压式空气呼吸器C.拨打急救电话D.开启现场排风装置答案：B14.透平膨胀机的制冷量与下列哪个因素无直接关联？A.膨胀前压力B.膨胀前温度C.膨胀后压力D.空压机电机功率答案：D15.全低压空分装置中，上塔的操作压力（表压）通常约为？A.0.05MPaB.0.5MPaC.1.0MPaD.3.0MPa答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.空分装置的常规产品包括下列哪些？A.氧气B.氮气C.氩气D.二氧化碳答案：ABC解析：空分装置以空气为原料，分离提取氧、氮及氩、氖、氦等稀有气体；二氧化碳是原料空气中的杂质，需脱除，不属于产品。2.分子筛吸附器的完整再生流程包含下列哪些阶段？A.卸压B.加热C.冷吹D.充压答案：ABCD解析：分子筛再生需依次经过卸压（释放吸附器内余压）、加热（用热污氮脱附吸附的杂质）、冷吹（用冷污氮将分子筛降温至吸附温度）、充压（升至工作压力备用）四个阶段，确保切换后吸附效果稳定。3.下列哪些因素会导致主冷液氧液位持续下降？A.装置冷损增大B.膨胀机制冷量不足C.液体产品取出量过大D.进塔空气量大幅增加答案：ABC解析：主冷液位由冷量收支平衡决定，冷损增加、制冷量不足、液体产品取出过多都会导致冷量消耗大于产出，液位下降；进塔空气量增加会同步提升膨胀空气量，制冷量增加，通常会使液位上升。4.下列设备/设施中，属于特种设备管辖范畴的有？A.常压冷水塔B.液氧储罐C.高压压力管道D.空气储罐答案：BCD解析：根据《特种设备目录》，压力容器（液氧储罐、空气储罐）、压力管道属于特种设备；常压冷水塔不涉及承压，不属于特种设备。5.主冷防爆的常规技术措施包括下列哪些？A.严格控制液氧中乙炔及总碳氢化合物含量B.定期排放液氧，更新主冷液相C.保持主冷液位稳定，避免干蒸发D.控制液氧流速，防止静电积聚答案：ABCD解析：主冷爆炸的核心诱因是碳氢化合物（尤其是乙炔）富集、达到引爆能量。控制杂质含量、定期排液氧、稳定液位避免壁面干蒸发、防静电均是行业通用的防爆措施。三、判断题（每题1分，共10分）1.深冷法空分的精馏过程是在常温常压下进行的。答案：错误2.分子筛的吸附容量随吸附温度升高而增大。答案：错误解析：吸附为放热过程，低温有利于吸附，高温有利于解吸，温度升高会导致分子筛吸附容量下降。3.透平膨胀机可以在无工作气体的空载状态下长时间运行。答案：错误解析：膨胀机高速运行时需靠工作气体冷却轴承与转子，空载长时间运行会导致轴承过热、转子损坏，且存在超速风险。4.液氧储罐周边严禁堆放易燃易爆物品，且需设置防雷防静电接地设施。答案：正确5.空分装置正常运行时，上塔的操作压力高于下塔的操作压力。答案：错误解析：下塔压力需高于上塔，才能保证下塔氮气的冷凝温度高于上塔液氧的蒸发温度，实现主冷的换热。6.发生大量液氧泄漏时，人员应迅速撤离至泄漏点的上风向安全区域。答案：正确7.氩馏分的抽出口通常设置在上塔底部。答案：错误解析：氩的沸点介于氧、氮之间，在上塔中部区域氩含量最高，因此氩馏分抽出口设置在上塔中部。8.装置冷损越大，需要的膨胀机制冷量就越大。答案：正确9.分子筛吸附器切换时，应先停止运行台的吸附，再将再生台投入运行。答案：错误解析：切换时需先对再生完成的吸附器充压至工作压力，再并行后逐步切换，避免塔内压力大幅波动，保障精馏工况稳定。10.主冷的换热温差越大，装置的运行能耗越低。答案：错误解析：主冷换热温差越大，不可逆损失越高，且需要更高的下塔压力支撑，会直接提升空压机的压缩能耗。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述分子筛吸附器出口二氧化碳含量超标的常见原因及处理措施。答案：常见原因：(1)分子筛吸附剂老化、中毒或破碎，吸附容量下降；(2)再生不充分：再生气量不足、再生温度偏低、冷吹峰值不达标；(3)吸附运行周期过长，超过分子筛有效吸附时间；(4)进吸附器的空气温度过高，导致分子筛吸附能力下降；(5)原料空气带水（如空气冷却塔带液、空压机冷却器泄漏），分子筛负荷超出设计值。处理措施：(1)检查再生参数，调整再生气量、加热温度，确保冷吹峰值达到设计要求，保障再生充分；(2)适当缩短吸附运行周期，降低吸附负荷；(3)排查并优化空气冷却塔、空压机后冷却器运行工况，降低进吸附器的空气温度与含水量；(4)若确认吸附剂失效，需择机停机更换分子筛；(5)超标严重时立即提前切换吸附器，防止二氧化碳进入冷箱冻结堵塞换热器与精馏塔。2.简述主冷液氧中乙炔含量升高的原因及应急处置措施。答案：原因：(1)分子筛吸附效率下降，原料空气中的乙炔未被有效脱除进入冷箱；(2)空分装置吸入口周边存在乙炔/碳氢化合物排放源，原料气杂质含量升高；(3)主冷液位长期偏低或波动过大，乙炔在换热壁面干蒸发富集；(4)液氧排放不及时，乙炔在主冷液相中持续积累；(5)膨胀机润滑油泄漏，碳氢化合物随膨胀空气进入塔内。应急处置措施：(1)立即加大液氧排放量，置换主冷液相，快速降低乙炔含量；(2)检查分子筛运行工况，确认吸附效果，必要时提前切换吸附器；(3)排查吸入口周边污染源，采取管控措施，必要时调整吸风口风向；(4)稳定主冷液位至正常范围，避免液位大幅波动；(5)若乙炔含量持续升高超过报警值且无法控制，需按规程减量运行或紧急停车，防止爆炸事故。3.简述空分装置正常停车的主要操作步骤。答案：(1)提前通知上下游岗位及用户，做好停车准备，协调公用工程系统；(2)逐步降低装置负荷，同步减少气氧、气氮产品取出量，调整精馏工况稳定；(3)停止液体产品取出，关闭液氧、液氮等液体产品送出阀；(4)按规程停运膨胀机，关闭进出口阀门，停止向冷箱供冷；(5)停运空压机/增压机，切断进塔空气气源，缓慢泄放塔内压力至微正压，防止湿空气倒灌；(6)停止分子筛吸附器切换，关闭进出口阀门，再生系统保持备用状态或停运；(7)关闭各产品送出阀，保持冷箱密闭，维持主冷合理液位；(8)按规程停运低温液体泵、循环水系统、仪表风系统等辅助设备，做好设备保冷保温；(9)记录停车过程全部关键参数，安排定期巡检，确认设备状态正常。五、计算题（共10分）1.某全低压空分装置，进塔加工空气量为120000 m3/h（标准状态），空气中氧气体积分数按20.9答案：95.52解析：氧气提取率的定义为产品中回收的纯氧量占进塔空气中总氧量的比例，计算公式为：η式中：-η为氧气提取率；-VO2为氧气产品体积流量，单位-yO-Vair为进塔空气体积流量，单位m-yair,O代入数据计算：进塔空气中纯氧量：120000产品中纯氧量：24000氧提取率：η六、案例分析题（共10分）1.某30000 答案：可能造成的影响（3分）：(1)装置制冷量大幅下降，冷量收支平衡被打破，主冷液氧液位快速降低，严重时会导致精馏工况崩溃；(2)塔内压力、温度、液位等参数大幅波动，氧、氮产品纯度快速下降，无法保障产品供应；(3)若制冷量长时间无法恢复，塔内液体逐步蒸发，最终将导致装置被迫停车。应急处置步骤（7分）：(1)立即确认膨胀机跳车原因，第一时间手动启动备用膨胀机，若启动成功，快速调整膨胀机转速、进出口压力至正常范围，恢复制冷量；(2)若备用膨胀机无法启动，立即降低装置负荷，大幅减少甚至停止液体产品取出，减少冷量消耗，尽可能维持主冷液位在安全值以上；(3)调整精馏工况，稳定各塔压力与液位，优先保障关键用户的气体产品供应，必要时降低产品产量维