空分竞赛试题及答案

空分竞赛试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.空气分离最常用的工业方法是A.吸附分离法B.膜分离法C.低温精馏法D.化学吸收法答案：C2.标准大气压下，液氮的沸点约为A.-183°CB.-196°CC.-186°CD.-78°C答案：B解析：常压下液氮沸点约-196°C，液氧约-183°C，液氩约-186°C。3.空分装置中，分子筛纯化系统的主要作用是A.除去空气中的水分、二氧化碳和部分碳氢化合物B.提高氧气产量C.降低空气温度D.增大空气压力答案：A4.空分精馏塔中，回流比是指A.塔顶产品量与进料量之比B.回流量与产品量之比C.上升蒸气量与下降液体量之比D.塔底液体量与进料量之比答案：B解析：精馏回流比R=LD，回流量L5.透平膨胀机属于A.容积式膨胀机B.速度式膨胀机C.活塞式膨胀机D.螺杆式膨胀机答案：B6.液氧中乙炔含量超过规定值时，首要处理措施是A.加大氧产量B.排放部分液氧C.降低空压机压力D.提高膨胀量答案：B解析：乙炔在液氧中溶解度低且易形成爆炸性固体颗粒，超标时必须及时排放部分液氧以降低浓度。7.空分装置冷箱内充填的珠光砂主要作用是A.防火B.防爆C.保冷绝热D.吸收水分答案：C8.下列哪种气体在空分装置中必须严格除净，否则容易引起爆炸A.氩气B.氮气C.乙炔D.氖气答案：C9.空气经压缩后进入纯化器前，一般要经过A.预冷机组冷却B.加热器加热C.膨胀机制冷D.精馏塔精馏答案：A10.空分装置中，精馏塔下塔顶部得到的产品是A.液氧B.液氮C.粗氩D.液态空气答案：B11.下列关于氧气的说法，错误的是A.氧气无色无味B.氧气能助燃C.氧气比空气轻D.液氧为淡蓝色答案：C解析：氧气相对分子质量32，比空气平均分子量约29大，密度略大于空气。12.空分装置正常运行时，主冷液氧液位一般控制在A.20%～30%B.50%～60%C.80%～90%D.100%答案：B13.膨胀机紧急切断阀的作用是A.调节转速B.正常停机时切断气源C.事故状态下快速切断膨胀机进气D.调节制冷量答案：C14.空分塔精馏过程的推动力是A.温度差B.压力差C.浓度差D.气液相间的浓度差和温度差答案：D15.分子筛吸附水分和二氧化碳属于A.化学吸附B.物理吸附C.离子交换D.络合吸附答案：B16.空气分离过程中，氩的沸点介于A.氮和氧之间B.氧和氢之间C.氮和氢之间D.氧和氦之间答案：A解析：常压下氩沸点约-186°C，介于氮-196°C和氧-183°C之间。17.空分装置氧气管路、阀门严禁接触A.水B.油脂C.氮气D.氩气答案：B18.透平压缩机常用的轴封形式是A.填料密封B.迷宫密封C.机械密封D.干气密封答案：B19.空分装置精馏塔中，当进料空气量不变，氧气产量增加时，氧气纯度一般会A.提高B.降低C.不变D.无规律答案：B20.下列哪种工况变化最可能导致空分装置“液泛”A.上升蒸气量过大B.回流液量过小C.进料温度过低D.塔压降低答案：A解析：上升蒸气量过大会使塔板液层被气体夹带甚至淹没，导致液泛。二、判断题（每题1分，共10分）1.液氧可以用碳素钢容器长期贮存。答案：错误解析：碳素钢在低温下易发生冷脆，液氧贮槽应采用不锈钢或铝合金等耐低温材料。2.空分装置中分子筛再生气通常采用污氮气。答案：正确3.精馏塔压力越低，气液平衡温差越大，越有利于分离。答案：正确4.氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生反应。答案：错误5.透平膨胀机的最佳效率发生在额定转速附近。答案：正确6.空分装置冷态开车时，应先进行加温吹除，再进行冷却积液。答案：正确7.液氧中乙炔等碳氢化合物含量越低越好，只要总碳含量不超标即可，乙炔单独含量可以不控制。答案：错误解析：乙炔在液氧中溶解度极低，即使总碳达标也可能因乙炔局部析出形成爆炸隐患，因此乙炔必须单独严格控制。8.空分精馏塔中，回流比越大，塔顶产品纯度越高，但能耗也越高。答案：正确9.进入空分冷箱的人员必须佩戴氧含量检测仪。答案：正确10.停电后，空分装置应立即启动备用电源，保证润滑油泵不间断运行。答案：正确三、填空题（每空1分，共20分）1.空气中氧气的体积分数约为__，氮气的体积分数约为__。答案：20.95%；2.空分装置中最常用的制冷方法有__和__。答案：节流制冷；等熵膨胀制冷3.分子筛纯化系统通常采用__塔流程，吸附周期一般为__小时。答案：双；84.精馏塔分为__段和__段。答案：精馏；提馏5.透平膨胀机主要由__、__和制动器（或发电机）等组成。答案：蜗壳（喷嘴）；工作轮6.液氧中乙炔含量的控制指标一般要求小于__ppm，总碳氢化合物含量不超过__ppm。答案：0.1；307.空分装置冷箱内常见的保冷材料是____。答案：珠光砂8.氧气的临界温度为__K，临界压力为__MPa。答案：154.58；5.0439.空气中氩气的体积分数约为__，氦气的体积分数约为__ppm。答案：0.93%10.空分装置加温吹除的主要目的是清除设备内的__和__。答案：水分；二氧化碳四、简答题（每题5分，共20分）1.简述空分装置中分子筛纯化器的作用及再生原理。答案：(1)作用：除去空气中的水分、二氧化碳和部分碳氢化合物，防止它们在低温下冻结堵塞或积聚危险；(2)再生原理：分子筛吸附为物理吸附，利用高温干燥污氮气反向通过吸附床，使被吸附的水分和二氧化碳脱附，随污氮气排出，恢复分子筛吸附能力。2.简述液氧中碳氢化合物的来源及控制措施。答案：来源：空气中的碳氢化合物随原料空气进入空分装置，特别是乙炔、甲烷、乙烯等；控制措施：加强空气吸入点的环境管理；分子筛纯化吸附；定期分析液氧中的乙炔和总碳含量；液氧定期排放；超标时减负荷或停车加温处理。3.简述空分冷箱内发生泄漏的常见判断方法和处理原则。答案：判断方法：冷箱外壁出现挂霜、结冰或局部冷量异常；珠光砂下沉或冷箱压力异常；冷箱顶部或侧壁气体逸出；基础温度降低等。处理原则：切断泄漏设备或停车，排放相关液体；对冷箱进行加温吹除；待温度回升后打开冷箱检查，消除漏点；严禁带压处理泄漏点，防止珠光砂喷涌。4.简述空分装置正常运行时，主冷液面过高或过低有何危害。答案：液面过高可能使液氧进入氧气管道，引起氧气管道结冰、堵塞或冲击，严重时导致冷箱内液体夹带；液面过低会使主冷换热面积减小，恶化精馏工况，甚至出现局部蒸干，使碳氢化合物析出，增加爆炸风险。五、计算题（每题10分，共20分）1.某空分装置加工空气量为2000 Nm3/h，空气中氧体积分数为20.95氧提取率解析：氧提取率是产品氧气中所含氧量与原料空气中总氧量之比。计算时须将产品氧气和原料空气统一为同一温度、压力下的体积基准。产品氧量=360×0.9962.某空分精馏塔进料空气量为1500 Nm3/h，空气中氮体积分数为78.08氮提取率提高方法：优化精馏操作，适当提高回流比；降低精馏塔操作压力；减少冷箱冷损；提高塔板效率或填料性能；合理调配产品采出量，减少有效组分损失。六、案例分析题（共10分）1.某空分装置在正常运行中，主冷液氧液位持续下降，氧气产量不变但纯度略有上升，塔压稳定，膨胀机转速正常，分子筛后空气露点正常。请分析可能的原因，并提出检查和处理措施。答案：可能原因：(1)液氧排放阀误开或内漏，导致液氧外排量增加；(2)主冷换热器局部结垢、堵塞，换热效率下降，液氧蒸发量增大；(3)液氮等其他低温液体产品采出量偏大，影响冷量分配；(4)进入冷箱的空气量减少或空气中水分、二氧化碳含量增加，导致主冷液氧蒸发异常；(5)液位仪表指示故障，实际液位未发生明显变化。检查与处理措施：①检查液氧排放阀及旁路阀开度，确认是否误开或内漏；②核对液氮、污氮等产品采出量，必要时适当调整；③检查主冷温差、液氧纯度和总碳含量，判断主冷换热工况；④校验液位变送器和相关仪表；⑤若确认主冷液位持续下降，应适当