空分考试试题及答案

空分考试试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）1.干燥空气按体积分数计，下列气体中含量最高的是（）。A.氧气B.氩气C.氮气D.二氧化碳答案：C解析：干燥空气中氮气体积分数约为78.08%，氧气约20.95%，氩气约0.93%，二氧化碳约0.03%。2.空分装置中，主冷凝蒸发器通常位于（）。A.上塔底部与下塔顶部之间B.预冷系统与分子筛纯化系统之间C.膨胀机出口D.产品压缩机入口答案：A解析：主冷凝蒸发器设置在上塔底部与下塔顶部之间，利用下塔顶部氮气冷凝放热使上塔底部液氧蒸发，是上下塔热量耦合的关键设备。3.分子筛纯化系统能有效脱除空气中的（）。A.水分、二氧化碳和部分碳氢化合物B.氧气和氮气C.氩气和氖气D.氢气答案：A4.空分精馏塔下塔正常操作压力一般为（）。A.0.05MPaB.0.5～0.6MPaC.2.0～2.5MPaD.5.0MPa答案：B解析：下塔需在较高压力下操作，以保证下塔顶部氮气与上塔底部液氧之间有足够温差进行换热，常见下塔压力为0.5～0.6MPa。5.常压下液氮的沸点约为（）。A.-183℃B.-196℃C.-78℃D.-269℃答案：B6.空分装置中，膨胀机的主要作用是（）。A.压缩原料空气B.产生冷量C.吸附水分D.分离氩答案：B解析：膨胀机利用气体膨胀对外做功，使气体温度降低，为装置补充冷量，补偿冷损和维持低温工况。7.空气精馏分离的物理基础是（）。A.各组分化学性质不同B.各组分沸点不同C.各组分密度不同D.各组分黏度不同答案：B解析：精馏分离依靠空气中各组分的沸点差异，通过多次部分蒸发和部分冷凝实现氧气、氮气等组分的分离。8.液氧中乙炔含量控制不当，主要可能引起（）。A.产品质量下降B.冷箱外壁结霜C.主冷爆炸D.分子筛失效答案：C解析：乙炔在液氧中溶解度低，易析出固体并积聚，受到撞击或摩擦时可能引爆主冷，因此必须严格控制液氧中乙炔含量。9.氧气管道、阀门等接触氧气的部件必须严格（）。A.除锈B.禁油C.保温D.接地答案：B10.空分冷箱内填充珠光砂的主要目的是（）。A.吸收冷箱内水分B.减少冷量损失C.支撑塔设备D.消除静电答案：B11.在空分装置正常操作中，上塔顶部压力通常约为（）。A.0.005MPaB.0.05MPaC.0.5MPaD.5MPa答案：B解析：上塔为低压精馏塔，顶部压力通常维持在0.05MPa左右，以降低氧、氮沸点差，有利于精馏分离。12.分子筛吸附器再生的正确方法是（）。A.用冷水冲洗B.通入高温干燥气体加热C.用高压空气吹扫D.静置自然恢复答案：B解析：分子筛吸附饱和后，需通入高温干燥再生气加热，使吸附的水分和二氧化碳脱附，再冷却恢复吸附能力。13.下列气体中，不属于空气主要组分的是（）。A.氮气B.氧气C.氯气D.氩气答案：C14.液氧储罐的充装系数一般应不大于（）。A.0.5B.0.7C.0.9D.1.0答案：C解析：液氧储罐需留出一定气相空间，充装系数通常不大于0.9，防止液氧受热蒸发后体积膨胀导致储罐超压。15.空分装置停车后，对主冷液氧的合理处理方式是（）。A.保持液位长期存放B.全部排放并进行加温吹除C.倒入雨水井D.封闭自然蒸发答案：B解析：长期停车时，主冷内液氧若不排放，碳氢化合物可能逐渐浓缩积聚，存在爆炸风险，应排放液氧并进行加温吹除。16.粗氩塔的主要任务是（）。A.从粗氩中脱除氮B.从氩馏分中脱除氧C.从空气中脱除水分D.从液氧中脱除乙炔答案：B解析：粗氩塔用于脱除氩馏分中的氧，得到粗氩；精氩塔再进一步脱除粗氩中的氮，得到产品氩。17.空分装置冷启动时，最先宜投入运行的单元是（）。A.预冷系统B.精馏塔C.膨胀机D.产品压缩机答案：A解析：原料空气经压缩后先进入预冷系统降温，再进入分子筛纯化系统，之后才能进入冷箱，因此预冷系统应最先投入运行。18.液氧与油类接触的危险性主要是（）。A.降低液氧纯度B.引起剧烈氧化甚至爆炸C.产生有毒气体D.加速水分蒸发答案：B19.空分装置中，节流阀的节流过程通常会使流体温度（）。A.升高B.不变C.降低D.先升后降答案：C解析：对空气等气体，节流后压力降低，温度一般下降，低温下节流制冷效应更为明显。20.空分装置正常运行中，主冷液位过高可能会导致（）。A.上塔阻力下降B.氧气纯度升高C.主冷换热面积减少D.下塔压力降低答案：C解析：主冷液位过高会淹没部分换热管或换热通道，减少有效换热面积，影响主冷换热效果，进而破坏精馏工况。二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1.空气中氧气的体积分数约为20.9%。答案：正确2.空分装置的冷箱内可以随意进入检查。答案：错误解析：冷箱内属受限空间，可能缺氧或富氧，进入前必须办理受限空间作业票并进行气体检测，采取可靠安全措施。3.氮气虽无毒，但高浓度时可使人窒息。答案：正确4.空气分离过程主要是物理变化。答案：正确5.氧气管道阀门可以使用普通润滑脂进行润滑。答案：错误解析：氧气管道阀门必须严格禁油，普通润滑脂遇氧气可能发生剧烈氧化甚至爆炸，应使用专用无油脂润滑剂或脱脂处理。6.液氧中乙炔含量超标时，应适当增加液氧排放量。答案：正确7.分子筛吸附器可以同时吸附水分和二氧化碳。答案：正确8.空分精馏塔下塔压力高于上塔压力。答案：正确9.膨胀机的制冷量越大越好，不需要根据冷损调节。答案：错误解析：膨胀机制冷量应与装置冷损相匹配。制冷量过大可能造成系统过冷、液体过多，过小则冷量不足，均影响精馏工况和能耗。10.珠光砂受潮后保温性能不会发生变化。答案：错误解析：珠光砂受潮后易结块，保温性能明显下降，冷损增大，冷箱外壁可能出现结霜结冰。三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.简述分子筛纯化系统的主要作用及再生方法。答案：主要作用：脱除原料空气中的水分、二氧化碳以及部分碳氢化合物，防止这些杂质在低温下冻结堵塞设备和管道，降低主冷爆炸风险。再生方法：分子筛吸附饱和后，用加热后的干燥再生气（通常为废氮）加热分子筛床层，使吸附质脱附排出，然后冷却至常温，恢复吸附能力。解析：分子筛吸附是物理吸附，再生必须加热脱附；再生气需保持干燥，防止向床层带入水分，影响再生效果。2.简述冷箱内珠光砂泄漏或受潮可能造成的危害。答案：珠光砂泄漏会使冷箱保温性能下降，冷损增大，冷箱外壁结霜甚至冻裂；受潮后珠光砂结块，保温性能严重降低，且潮气进入冷箱可能冻堵设备。大量珠光砂泄漏还会形成粉尘，吸入呼吸道造成伤害，进入管道阀门会引起堵塞和磨损。解析：珠光砂是冷箱主要绝热材料，泄漏或受潮直接影响装置能耗与安全，应及时检查、补充和更换。3.为什么氧气系统必须严格禁油？答案：氧气是强氧化剂，油类在纯氧或液氧环境中易发生剧烈氧化反应，可能自燃甚至爆炸，尤其在高压、高纯氧条件下危险更大。因此氧气管道、阀门、储罐及接触氧气的工具、设备必须严格脱脂禁油。解析：油脂与氧气接触极易燃烧，是空分装置及氧气系统最重要的安全禁忌之一。4.空分装置正常停车的主要操作步骤有哪些？答案：主要步骤包括：(1)停止产品氧气、氮气输出；(2)停膨胀机，停止冷量补充；(3)停原料空气压缩机，停止向冷箱导气；(4)排放冷箱内液体，防止碳氢化合物积聚；(5)对冷箱及设备进行加温吹除，除去水分和残余液体；(6)保持系统微正压，防止湿空气进入。解析：正常停车应遵循先停冷量输入、再停原料气、后排放液体和加温吹除的顺序，确保设备安全，防止冻堵和杂质积聚。四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）1.某空分装置每小时加工空气量为10000 Nm3/h，空气中氧气体积分数为20.9%答案：每小时原料空气中含氧量：V氧提取率为90%V产品氧气纯度为99.6%V解析：本题应用氧元素物料衡算。先计算原料空气中氧的总量，再乘以提取率得到实际进入产品中的氧量，最后除以产品纯度得到产品总量。计算时注意各物理量单