空分理论考试题及答案

空分理论考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20题，共40分）1.空气中含量最多的气体是（）A.氧气B.氮气C.氩气D.二氧化碳答案：B解析：空气体积分数约为氮气78%、氧气21%、氩气0.93%、二氧化碳0.03%。2.深冷法空气分离的基本原理是利用空气中各组分（）不同。A.密度B.沸点C.溶解度D.扩散速度答案：B3.在标准大气压下，液氧的沸点约为（）A.-183℃B.-196℃C.-253℃D.-78℃答案：A解析：液氧沸点约-183℃，液氮沸点约-196℃。4.空分装置中，分子筛纯化器的主要作用是（）A.分离氧氮B.吸收水分和二氧化碳C.压缩空气D.冷却空气答案：B5.双级精馏塔的下塔操作压力一般约为（）A.0.5～0.6MPaB.0.1～0.2MPaC.1.5～2.0MPaD.3.0MPa以上答案：A解析：下塔压力通常为0.5～0.6MPa（表压），上塔压力约0.04～0.05MPa。6.透平膨胀机在空分装置中的作用是（）A.提高空气温度B.提供冷量C.压缩产品氧气D.分离液体答案：B7.液氧中乙炔含量应严格控制的理由是（）A.乙炔有毒B.乙炔易引起爆炸C.乙炔腐蚀设备D.乙炔影响氧纯度答案：B解析：液氧中积聚乙炔等碳氢化合物，在激发条件下可能发生爆炸。8.空分装置启动初期，冷却阶段结束时要求各设备温度达到（）A.常温B.0℃C.-100℃左右D.-170℃以下答案：D解析：冷却阶段需将冷箱内设备冷却至接近操作温度，冷端温度一般达到-170℃以下，为积液创造条件。9.空气中的水分和二氧化碳在进入冷箱前必须除去，否则会（）A.腐蚀设备B.堵塞换热器通道C.降低氧气产量D.以上都是答案：B解析：水分和二氧化碳在低温下冻结，堵塞换热器通道，影响正常运行。10.氧气充装时，操作人员的手套和工具禁油的原因是（）A.油会污染氧气B.油与压缩氧气接触可能发生自燃或爆炸C.油会使阀门打滑D.油影响氧气纯度答案：B11.高纯氮气的微量杂质通常用（）表示。A.含氧量（ppm）B.露点C.含氢量D.含氮量百分比答案：A解析：高纯氮气的杂质主要是微量氧，常用ppm表示，如氧含量≤10ppm。12.精馏操作中，回流比是指（）A.塔顶采出量与塔釜采出量之比B.回流量与产品采出量之比C.上升蒸汽量与下降液体量之比D.进料量与产品量之比答案：B13.空分装置正常运行时，主冷凝蒸发器液氧液面的波动范围应控制在（）A.±10mmB.±50mmC.±200mmD.任意范围答案：B解析：主冷液位一般控制较严，波动范围通常为设计值的±50mm左右。14.对于空气分离，以下哪种方法不属于非低温法？（）A.变压吸附B.膜分离C.深冷精馏D.化学吸收答案：C解析：深冷精馏属于低温法，变压吸附和膜分离属于非低温法。15.液氮的蒸发潜热比液氧的蒸发潜热（）A.大B.小C.相同D.无法比较答案：B解析：液氮汽化潜热约199kJ/kg，液氧约213kJ/kg，故液氮蒸发潜热较小。16.空分装置中，节流阀的作用是（）A.提高气体压力B.降低气体温度C.调节流量和压力D.分离液体答案：C17.粗氩塔的作用是（）A.提取纯氮B.分离氧和氩C.脱除二氧化碳D.提高氧气纯度答案：B18.空分装置发生液体泄漏时，下列做法错误的是（）A.立即设置警戒区B.用水冲洗稀释C.直接用手清理泄漏液体D.防止冻伤答案：C解析：低温液体直接接触皮肤会造成严重冻伤，严禁徒手清理。19.空气经压缩后温度会（）A.降低B.升高C.不变D.视压缩比而定，可能升高也可能降低答案：B解析：绝热压缩过程中，气体温度随压力升高而升高。20.正常生产中，空分装置排液时，液氧应排放至（）A.地沟B.专用排放蒸发器或安全地点C.普通下水道D.随意排放答案：B二、判断题（每题1分，共10题，共10分）1.空气中氧的体积分数约为21%。答案：正确2.液氧可以用普通碳钢容器储存。答案：错误解析：碳钢在低温下易脆裂，且液氧具有强助燃性，应使用专用低温不锈钢或铝合金容器。3.空分装置的冷箱内充填珠光砂是为了保温。答案：正确4.提高下塔压力可以降低氧氮分离的能耗。答案：错误解析：操作压力升高会使组分相对挥发度减小，不利于分离，通常会增加能耗。5.透平膨胀机转速过高会导致飞车事故，因此必须设置超速保护。答案：正确6.分子筛再生是利用高温氮气或污氮气将吸附的水分和二氧化碳解吸出来。答案：正确7.液氧中乙炔含量无限制要求，只要定期排放即可。答案：错误解析：液氧中乙炔等碳氢化合物必须严格控制在安全限值以下，否则有爆炸危险。8.空分装置停车后，冷箱内温度会逐渐上升，这是正常的。答案：正确9.氧气管道及附件安装前必须进行脱脂处理。答案：正确10.膜分离法可以大规模生产高纯度氧气。答案：错误解析：膜分离通常只能制取富氧空气，氧气纯度较低，无法大规模生产高纯度氧气。三、多项选择题（每题2分，共5题，共10分）1.空分装置中常用的制冷方法有哪些？（）A.节流制冷B.等熵膨胀制冷C.等温压缩制冷D.吸收式制冷答案：AB解析：空分装置获得低温主要依靠压缩气体的节流效应和透平膨胀机的等熵膨胀对外做功制冷。2.影响氧产品纯度的因素有（）A.精馏塔回流比B.塔板效率C.进料空气量D.环境温度答案：ABC解析：回流比、塔板效率直接影响精馏效果；进料空气量变化会改变塔内负荷和组分分布，影响氧气纯度。环境温度属于间接因素，一般不作为直接控制参数。3.下列哪些属于空分装置的安全联锁项目？（）A.膨胀机超速联锁B.主冷液位低联锁C.分子筛切换程序D.氧压机温度过高联锁答案：ABD解析：分子筛切换程序属于顺序控制，不属于安全联锁；安全联锁通常用于设备保护和紧急停车，如超速、液位、温度等联锁。4.空气预冷系统的作用有（）A.降低空气温度B.洗去空气中的灰尘和可溶性杂质C.增加空气湿度D.减少分子筛负荷答案：ABD解析：预冷系统通过水冷降低空气温度，并洗涤杂质，降低空气含水量，从而减少分子筛吸附水分负荷。5.关于液氧贮槽的安全操作，正确的有（）A.严禁超压运行B.定期分析液氧中乙炔含量C.可以随意排放液氧D.保持安全阀完好答案：ABD解析：液氧不得随意排放，应排入专用蒸发器或安全地点，防止冻伤和助燃危险。四、简答题（每题10分，共3题，共30分）1.简述空气深冷分离的基本工艺流程。答案：空气经自洁式过滤器除去灰尘后，进入透平压缩机压缩至0.5～0.6MPa；压缩后的空气进入空冷塔用水冷却降温，经水分离器除去游离水；然后进入分子筛纯化器，吸附去除水分和二氧化碳；净化后的空气进入冷箱内的主换热器，被返流低温气体冷却至接近液化温度；部分空气进入下塔底部，在下塔进行初步精馏，得到液氮和富氧液空；二者经节流降压后送入上塔，在上塔进一步精馏分离，得到高纯度氮气和氧气；产品气体经主换热器复热后送出装置。2.空分装置在运行中，主冷凝蒸发器液氧液位过高或过低有什么危害？应如何处理？答案：液位过高：可能淹没塔板，降低精馏效率，严重时液体进入产品管道引起事故。处理时应适当减少膨胀量或增加液氧排放量，调整下塔液空节流阀开度。液位过低：主冷换热面减少，换热恶化，导致下塔压力升高，严重时可能干蒸发损坏设备。处理时应增加制冷量，减少液氧取出量，检查系统是否有泄漏，并及时补充冷量。3.简述液氧中乙炔等碳氢化合物超标的原因及预防措施。答案：原因：空气中含有的微量乙炔等碳氢化合物随原料空气进入装置，在液氧中不断积聚，排放不及时或吸附不足会导致超标。预防措施：加强分子筛纯化器的吸附效果，确保再生彻底；定期排放液氧，避免碳氢化合物浓缩积聚；定期分析液氧中乙炔及其他碳氢化合物含量，设置在线监测；控制主冷液位稳定，避免局部蒸发浓缩；必要时启动辅助净化措施。五、计算题（每题10分，共1题，共10分）1.某空分装