2026年空分题库及答案

2026年空分题库及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.深冷空分装置分离空气的核心原理是利用空气中各组分的（）差异。A.密度B.沸点C.溶解度D.分子量答案：B2.标准大气压下，液氮的沸点约为（）。A.-183℃B.-196℃C.-269℃D.-78℃答案：B解析：标准大气压下液氧沸点约-183℃，液氮沸点约-196℃，干冰（固态CO₂）升华温度约-78.5℃。3.空分装置中分子筛吸附器主要脱除的介质不包括（）。A.水分B.二氧化碳C.氮气D.乙炔答案：C4.空分预冷系统中，空冷塔的冷却介质通常是（）。A.循环水+冷冻水B.液氮C.液氧D.制冷剂答案：A5.深冷空分装置中，获得冷量的核心设备是（）。A.空压机B.膨胀机C.精馏塔D.冷凝蒸发器答案：B6.精馏塔内，上升蒸汽与下流液体传质传热的主要场所是（）。A.塔釜B.塔顶C.塔板/填料D.进料口答案：C7.空分装置中，主冷凝蒸发器为上塔和下塔分别提供的是（）。A.上升蒸汽/下流液体B.下流液体/上升蒸汽C.冷量/热量D.热量/冷量答案：A8.下列不属于空分装置典型危险有害因素的是（）。A.低温冻伤B.窒息C.液氧爆炸D.放射性危害答案：D9.常规分子筛吸附器的切换周期通常设计为（）。A.4~8小时B.24小时C.7天D.30天答案：A10.空分装置中，透平膨胀机的轴封密封气通常采用（）。A.空气B.氮气C.氧气D.氩气答案：B11.空分装置中，提取粗氩馏分的位置通常在（）。A.上塔底部B.上塔中部富氩区C.上塔顶部D.下塔顶部答案：B12.分子筛吸附器再生过程中，冷吹阶段的主要目的是（）。A.脱除水分B.脱除二氧化碳C.冷却分子筛床层D.升压备用答案：C13.空分装置冷箱内填充珠光砂的主要作用是（）。A.防火B.保温绝热C.吸收泄漏介质D.承重答案：B14.液氧储罐中，用于防止超压的安全附件是（）。A.液位计B.压力表C.安全阀D.紧急切断阀答案：C15.工业级深冷空分装置正常运行时，氧气出塔纯度通常要求达到（）。A.90%左右B.95%左右C.99.6%以上D.99.99%以上答案：C16.下列设备中，属于空分装置动设备的是（）。A.精馏塔B.分子筛吸附器C.透平膨胀机D.冷凝蒸发器答案：C17.深冷空分装置启动时，首先开展的步骤是（）。A.冷箱冷却B.分子筛吸附器投用C.空压机启动D.膨胀机启动答案：C18.空气中乙炔含量超标时，最容易在下列哪个介质中积聚引发爆炸风险？A.压缩空气B.空冷塔循环水C.液氧D.液氮答案：C19.下列空分装置正常停车的操作顺序，正确的是（）。A.停产品送出→停膨胀机→停空压机→停纯化系统B.停空压机→停膨胀机→停产品送出→停纯化系统C.停膨胀机→停产品送出→停纯化系统→停空压机D.停纯化系统→停空压机→停膨胀机→停产品送出答案：A20.衡量空分装置能耗水平的核心指标是（）。A.氧气产量B.氧气纯度C.单位氧能耗D.氮气产量答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分）说明：多选、少选、错选均不得分。1.深冷空分装置的主要产品包括（）。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，通过精馏分离得到氧、氮、氩等气体/液体产品；二氧化碳是需脱除的杂质，不属于产品。2.分子筛吸附器完整的再生切换步骤包括（）。A.卸压B.加热C.冷吹D.升压答案：ABCD解析：分子筛变温吸附再生的典型流程为：运行→卸压→加热→冷吹→升压→投入运行，四个再生步骤缺一不可。3.下列属于空分装置静设备的有（）。A.精馏塔B.分子筛吸附器C.离心式空压机D.冷凝蒸发器答案：ABD解析：静设备指无运动部件的设备，离心式空压机属于旋转动设备。4.空分预冷系统中空冷塔的作用包括（）。A.降低压缩空气温度B.洗涤空气中的灰尘、酸性气体等杂质C.深度脱除空气中的水分D.脱除空气中的二氧化碳答案：AB解析：空冷塔通过循环水和冷冻水两级冷却降低空气温度，同时可洗涤部分颗粒杂质与酸性气体；深度脱水、脱二氧化碳是分子筛吸附器的功能。5.液氧发生爆炸的必要条件包括（）。A.可燃杂质浓度达到爆炸极限B.存在激发能源C.液氧温度高于沸点D.液氧体积大于10m³答案：AB解析：液氧爆炸需满足两个核心条件：一是乙炔、总烃等可燃杂质浓度达到爆炸极限；二是存在静电、摩擦、明火等激发能源，与温度、体积无直接必然联系。6.空分装置中过冷器的主要作用包括（）。A.冷却液氮、液空，减少节流汽化率B.回收污氮、氮气的冷量C.提高氧气纯度D.降低上塔操作压力答案：AB解析：过冷器利用低温氮气/污氮的冷量，冷却即将节流进入上塔的液氮、液空，减少节流后的汽化率，同时回收冷量降低主换热器负荷，与氧纯度、上塔压力无直接关系。7.下列属于空分装置日常巡检核心内容的有（）。A.空压机振动、轴承温度B.主冷液氧液位C.分子筛出口二氧化碳含量D.产品氧、氮纯度答案：ABCD8.空分冷箱内发生低温介质泄漏时，可能出现的现象有（）。A.冷箱压力异常升高B.珠光砂受潮结冰C.主冷液面快速下降D.氧气产量大幅上升答案：ABC解析：低温介质泄漏到冷箱内会迅速汽化导致冷箱超压，同时低温会使珠光砂中的水分冻结；若液体泄漏（如主冷漏液）会导致主冷液面下降，产品产量会下降而非上升。9.空分装置中氮气密封的作用包括（）。A.防止易燃易爆介质泄漏B.防止润滑油进入低温系统C.防止湿空气进入冷箱D.提高精馏分离效率答案：ABC解析：氮气密封主要用于膨胀机轴封、冷箱保压等场景，起安全隔离作用，与精馏效率无直接关联。10.空分装置精馏工况调整的主要手段包括（）。A.调整膨胀机制冷量B.调整塔内回流比C.调整分子筛切换周期D.调整产品取出量答案：ABD解析：精馏工况调整核心是维持冷量平衡、气液平衡、物料平衡，分别对应调整膨胀机产冷量、回流比（通过节流阀调节）、产品取出量；分子筛切换周期由吸附容量决定，正常运行中不随精馏工况调整。三、判断题（每题1分，共10分）1.深冷空分装置的最低工作温度通常在-100℃以下。答案：正确2.分子筛吸附器的吸附效果只与温度有关，与压力无关。答案：错误解析：分子筛吸附容量与温度、压力均相关，低温高压下吸附容量大，高温低压下易解吸。3.标准大气压下，液氧是淡蓝色的透明液体。答案：正确4.空分装置的冷损主要包括跑冷损失、热交换不完全损失、液体排放及泄漏损失三类。答案：正确5.进入空分冷箱内作业时，只需佩戴安全帽即可，无需额外防护。答案：错误解析：冷箱内可能存在氮气窒息、低温冻伤风险，作业时需携带正压式呼吸器、穿戴防寒服等防护装备。6.下塔的作用是初步分离空气，得到富氧液空和纯液氮。答案：正确7.空分装置正常运行时，主冷液氧液面越高，运行工况越好。答案：错误解析：主冷液面需控制在合理范围，过高会降低换热效率，且液氧停留时间过长会增加乙炔等杂质积聚的风险。8.污氮是纯度较低的氮气，无利用价值，可直接高空排放。答案：错误解析：污氮可用于分子筛再生、水冷塔制冷、冷箱密封、产品汽化等，是空分装置重要的冷量回收与安全介质。9.空分装置启动积液阶段，应尽可能让膨胀机在最大制冷量工况运行。答案：正确10.高压氧气管道必须进行脱脂处理，防止油脂遇高压氧自燃爆炸。答案：正确四、简答题（每题5分，共20分）1.简述分子筛吸附器的工作原理及主要作用。答案：(1)工作原理：分子筛是具有均匀微孔结构的极性吸附剂，利用微孔对不同分子的吸附选择性，以及"低温高压下吸附容量大、高温低压下吸附容量小"的特性，通过变温吸附（TSA）实现杂质的吸附与脱除，可循环使用（3分）。(2)主要作用：深度脱除空气中的水分、二氧化碳及部分碳氢化合物（如乙炔），防止低温下杂质冻结堵塞设备管道，同时避免液氧中碳氢化合物积聚引发爆炸风险（2分）。2.简述主冷凝蒸发器在空分装置中的核心作用。答案：主冷凝蒸发器（简称主冷）是连接上塔与下塔的核心换热设备，是精馏过程的热负荷枢纽（1分），核心作用包括两点：(1)为上塔提供上升蒸汽：利用下塔顶部高压气氮的热量，使上塔底部的液氧蒸发，作为上塔精馏的上升气相（2分）；(2)为精馏提供回流液：高压气氮被液氧冷却后冷凝为液氮，一部分作为下塔回流液，一部分经节流后作为上塔回流液，为精馏传质提供液相（2分）。3.请列出至少5种空分装置的主要危险有害因素。答案：（答对1项得1分，答对5项及以上得满分）①低温冻伤：接触液氧、液氮、液氩等低温介质易造成严重冻伤；②窒息风险：氮气、氩气泄漏导致环境氧浓度低于19.5%，引发缺氧窒息；③火灾爆炸：液氧中碳氢化合物积聚、高压氧接触油脂、氧气泄漏引发富氧环境等均可能导致爆炸或火灾；④机械伤害：空压机、膨胀机、泵类等动设备运转部件易造成机械伤害；⑤噪声危害：空压机、膨胀机、放空阀等设备运行产生强噪声，长期接触易损伤听力；⑥高处坠落：精馏塔、冷箱、储罐等高处作业存在坠落风险。4.简述空分装置正常停车的基本操作步骤。答案：(1)减负荷调整：逐步降低产品取出量，同步减少膨胀机制冷量，保持主冷液面、纯度等参数稳定（1分）；(2)停止产品送出：关闭产品送出阀，停止向外部管网供氧、供氮（1分）；(3)停运膨胀机：按操作规程降低膨胀机转速，关闭进出口阀，停止制冷（1分）；(4)停运空压机与预冷系统：逐步降低空压机负荷至空载，停运空压机，同步停运空冷塔、水冷塔等预冷系统（1分）；(5)纯化系统停运与保压：分子筛吸附器完成全部再生步骤后停运，冷箱通入密封氮维持微正压，防止湿空气进入（1分）。五、计算题（每题10分，共20分）1.某空分装置的加工空气量为60000 Nm3/h（标准状态），氧气产量为12000答案：(1)加工空气中的总氧量：V(2)产品氧中的纯氧量：V(3)氧提取率：η解析：氧提取率是空分装置精馏效率的核心指标，指产品纯氧量占加工空气总氧量的比例，反映氧元素的回收利用程度，大中型空分装置的氧提取率通常在95%以上。2.某空分装置满负荷稳定运行时，每小时总耗电量为9000 kWh，氧气产量为（1）该装置的单位氧电耗（单位：kWh/（2）若工业用电价格为0.65元/kWh，每生产1万Nm3答案：(1)单位氧电耗：e(2)1万Nm3C解析：单位氧电耗是空分装置最核心的经济运行指标，指生产每标准立方米氧气消耗的电量，直接决定装置的运行成本，大中型常规空分的单位氧电耗通常在0.55∼六、案例分析题（共10分）某15000 答案：###可能原因（答出3点即可得5分）1.主冷管束泄漏：主冷换热管因腐蚀、应力等原因破损，液氧泄漏至下塔氮侧，导致主冷液面下降，同时液氧混入下塔液氮中，使下塔液氮纯度降低，最终导致上塔氧纯度下降。2.膨胀机实际制冷量不足：虽然表观参数（转速、进出口压力）正常，但可能存在叶轮磨损、密封泄漏、内部流道堵塞等问题，导致膨胀机实际等熵效率下降，产冷量不足，冷量平衡被打破，主冷液面缓慢下降，同时精馏工况恶化导致氧纯度下降。3.冷箱内液体管道泄漏：上塔底部液氧管道、液氧排放管等低温液体管道发生泄漏，液体漏入冷箱珠光砂中，导致主冷液面快速下降，泄漏汽化的气体通过冷箱安全阀排出，上塔压力可能无明显变化。4.产品取出量过载：氧气取出量短期大幅增加（如用户负荷突增），物料平衡被打破，主冷液氧蒸发量大于补给量，导致液面下降，同时氧纯度因取出量过大而降低。###应急处理措施（答出3点即可得5分）1.参数核对与初步调整：立即核对全装置工艺参数，适当减少氧气取出量，在膨胀机允许范围内提高制冷负荷，观察主冷液面是否恢复稳定，防止液面持续下降导致精馏工况崩溃。2.泄漏排查：①取样分析下塔液氮中的氧含量，若氧含量明显升高可确诊主冷泄漏；②检查冷箱压