2026年新版乙烯工厂设备题库及答案

2026年新版乙烯工厂设备题库及答案一、单项选择题（每题2分，共40分。每题只有一个最符合题意的选项）1.裂解气压缩机（离心式）运行时，若发生喘振，最有效的处理措施是（）。A.立即关闭出口阀B.全开防喘振回流阀C.降低压缩机转速D.关闭入口导叶答案：B解析：喘振是流量低于最小极限时发生的现象，全开防喘振回流阀可迅速增加压缩机入口流量，使工况点脱离喘振区。2.乙烯装置中，脱甲烷塔塔顶冷凝器通常采用的冷剂是（）。A.液氨B.乙烯制冷剂C.丙烯制冷剂D.冷却水答案：B解析：脱甲烷塔顶温度约-95℃~-100℃，需使用乙烯制冷剂（约-100℃级）提供冷量。3.关于离心泵的汽蚀余量（NPSH），下列说法正确的是（）。A.有效汽蚀余量越大，越容易发生汽蚀B.必需汽蚀余量是泵本身固有的参数，与管路无关C.有效汽蚀余量仅与泵的结构有关D.防止汽蚀的条件是有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量答案：D解析：有效汽蚀余量（NPSHa）由系统管路决定，必需汽蚀余量（NPSHr）由泵自身结构决定。当NPSHa＞NPSHr时，泵不发生汽蚀。4.裂解炉辐射段炉管材质通常为（）。A.20#碳钢B.1Cr18Ni9TiC.HK-40或HP-40合金钢D.16MnR答案：C解析：辐射段炉管长期在850~1100℃高温下运行，需使用耐高温的HK-40（25Cr-20Ni）或HP-40（25Cr-35Ni）合金钢。5.乙烯装置中，丙烯制冷压缩机出口气体经冷凝后，进入（）进行闪蒸，分离出液体丙烯。A.丙烯接收罐B.乙烯精馏塔C.脱丙烷塔D.高压脱丙烷塔答案：A解析：丙烯制冷系统冷凝后进入丙烯接收罐（闪蒸罐），气液分离后液体丙烯作为冷剂使用。6.换热器管程与壳程的压差过大时，可能造成的后果是（）。A.换热效率提高B.管子与管板连接处泄漏或管子破裂C.壳程流体流速增加D.管程流体温度降低答案：B解析：压差过大会导致管子与管板连接处拉脱、泄漏，甚至管子破裂。7.裂解气碱洗塔的作用是脱除（）。A.H2S和CO2B.乙炔C.水分D.重组分答案：A解析：碱洗塔使用NaOH溶液洗涤裂解气，以脱除酸性气体H2S和CO2，防止其影响后续催化剂及产品质量。8.甲烷化反应器（加氢脱炔）中，催化剂为（）。A.钯系催化剂B.镍系催化剂C.铜系催化剂D.铁系催化剂答案：B解析：乙烯装置中脱除CO和CO2的甲烷化反应器使用镍基催化剂（如Ni/Al2O3）。9.离心式压缩机转子进行动平衡试验时，其残余不平衡量应满足（）。A.GB/T9239.1规定的G2.5级B.任意值C.G16级D.G40级答案：A解析：乙烯装置关键旋转设备（压缩机、汽轮机）转子动平衡等级一般不低于G2.5级。10.裂解炉炉管结焦后，需进行清焦操作。目前常用的清焦方法是（）。A.机械清焦B.蒸汽-空气烧焦法C.水洗法D.酸洗法答案：B解析：蒸汽-空气烧焦法利用高温蒸汽和空气混合气将焦炭氧化燃烧除去，是目前乙烯装置普遍采用的方法。11.乙烯球罐的定期检验周期，根据《固定式压力容器安全技术监察规程》，一般每（）年至少进行一次全面检验。A.3B.6C.10D.12答案：B解析：压力容器全面检验周期一般为3~6年，乙烯球罐（介质为液化烃）通常按6年周期执行，但需根据腐蚀情况等调整。12.安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的（）。A.工作压力B.设计压力C.试验压力D.公称压力答案：B解析：安全阀整定压力不得高于压力容器设计压力，以保证容器安全。13.乙烯装置中，脱乙烷塔塔底产物主要含有（）。A.C1、C2B.C3及更重组分C.C2及更轻组分D.氢气答案：B解析：脱乙烷塔塔顶采出C2及更轻组分，塔底为C3及更重组分，送往脱丙烷塔。14.关于换热器折流板的作用，下列描述不正确的是（）。A.提高壳程流体流速B.使壳程流体垂直冲刷管束C.支撑管束、防止振动D.降低壳程压降答案：D解析：折流板的作用是提高流速、增强传热、支撑管束，但会增加壳程压降，不是降低。15.裂解气压缩机段间冷却器出口温度一般控制在（）。A.10-20℃B.30-40℃C.80-90℃D.150℃以上答案：B解析：段间冷却器将裂解气冷却至30-40℃，以降低下一段压缩功耗并冷凝分离重组分。16.急冷油循环泵的密封通常采用（）。A.机械密封（单端面）B.双端面机械密封（带冲洗/隔离液）C.填料密封D.磁力密封答案：B解析：急冷油温度高（180-200℃）、含焦粉，需采用双端面机械密封并辅以冲洗和隔离液系统。17.乙烯产品塔（乙烯精馏塔）操作压力一般为（）。A.0.5-1.0MPaB.1.5-2.5MPaC.3.0-4.0MPaD.常压答案：B解析：乙烯精馏塔操作压力约1.5-2.5MPa，塔顶温度约-30℃~-35℃，采用丙烯冷剂或乙烯冷剂冷凝。18.阀门型号J41H-16C中，“H”表示（）。A.密封面材料为不锈钢B.阀体材料为碳钢C.连接方式为法兰D.传动方式为手动答案：A解析：J——截止阀，4——法兰连接，1——直通式，H——密封面为不锈钢（合金钢），16——公称压力1.6MPa，C——阀体为碳钢。19.急冷锅炉（TLE）出口裂解气的温度通常为（）。A.200-300℃B.350-550℃C.600-800℃D.850-900℃答案：B解析：急冷锅炉将裂解气从约850℃迅速冷却至350-550℃，终止二次反应。20.冷箱中用于分离氢气和甲烷的关键设备是（）。A.再沸器B.气液分离罐C.多股流板翅式换热器D.压缩机答案：C解析：冷箱内核心设备是板翅式换热器（多股流），通过深度冷冻和逐级闪蒸实现H2/CH4分离。二、多项选择题（每题3分，共30分。每题有两个或以上正确选项，多选、错选不得分，少选得1分）1.裂解炉的炉型结构主要包括（）。A.辐射段B.对流段C.急冷锅炉D.引风机答案：A、B、C、D解析：裂解炉主体包括辐射段、对流段、急冷锅炉（TLE）及烟道气引风机等。2.乙烯装置中常用的制冷剂有（）。A.丙烯B.乙烯C.甲烷D.氨答案：A、B、C解析：乙烯装置复叠制冷系统由丙烯（约-40℃）、乙烯（约-100℃）、甲烷（约-160℃）三级制冷组成。氨制冷不用于深冷分离。3.下列属于离心式压缩机干气密封系统组成部分的有（）。A.密封气过滤器B.流量计C.差压变送器D.缓冲气加热器答案：A、B、C解析：干气密封系统包括过滤器、流量计、差压变送器、压力开关等，不包括加热器（通常不需要加热）。4.乙烯装置中，脱甲烷塔塔顶的不凝气主要含有（）。A.氢气B.甲烷C.乙烯D.乙烷答案：A、B解析：脱甲烷塔塔顶为H2和CH4，塔底为C2及以上组分。5.裂解炉炉管发生渗碳的原因及危害包括（）。A.炉管长期高温运行B.焦炭沉积后碳扩散入管壁C.管壁变脆D.管道内壁腐蚀减薄答案：A、B、C解析：渗碳是由于高温下碳原子渗入管壁金属晶格，导致材料变脆、蠕变强度下降，严重时产生裂纹。渗碳不直接导致腐蚀减薄（D为氧化/冲蚀后果）。6.关于乙烯装置的安全联锁系统，下列说法正确的有（）。A.裂解炉应设置燃料气低低流量联锁B.裂解气压缩机应设置轴位移高联锁C.乙烯球罐应设置高高液位联锁D.所有联锁均可手动旁路答案：A、B、C解析：D错误，关键安全联锁不得随意旁路，必须经审批并有可靠措施。7.换热器管束发生泄漏的常见原因有（）。A.管子与管板胀接处松动B.管子腐蚀穿孔C.流体冲刷磨损D.管束热膨胀应力过大答案：A、B、C、D解析：四种原因均可能导致管束泄漏。8.离心泵串联运行的主要目的是（）。A.提高扬程B.增大流量C.提高效率D.满足高压输送要求答案：A、D解析：串联是为了提高总扬程（压力），满足高压工艺需求；并联才是增大流量。9.裂解汽油加氢装置中，一段加氢反应器使用的催化剂类型为（）。A.Ni-Mo/Al2O3B.Pd/Al2O3C.Co-Mo/Al2O3D.Pt-Sn/Al2O3答案：A、C解析：裂解汽油一段加氢（脱双烯烃）常使用Ni-Mo或Co-Mo催化剂；二段加氢（脱单烯烃、硫）使用Co-Mo或Ni-Mo，也有使用Pd催化剂。本题选A、C。10.乙烯装置中，冷箱出现泄漏后的处理方法有（）。A.停车泄压检修B.氮气置换后补焊C.在线带压堵漏D.更换冷箱答案：A、B、C、D解析：根据泄漏部位和严重程度，可采取上述不同方法，但带压堵漏需专业评估。三、填空题（每空1分，共30分）1.裂解炉辐射段炉管出口温度（COT）一般控制在______℃左右（根据炉型不同略有差异）。答案：820-8802.乙烯装置中，脱甲烷塔塔顶压力一般控制在______MPa（G）。答案：3.0-3.53.裂解气压缩机通常采用______式压缩机，驱动方式为______（汽轮机/电机）。答案：离心；汽轮机4.急冷油塔塔底温度一般为______℃，塔顶温度约为______℃。答案：180-200；100-1205.乙烯精馏塔塔顶产品纯度为______%（体积分数）以上。答案：99.956.裂解炉烧焦时，蒸汽与空气的体积比一般控制在______：1（典型值）。答案：10-207.离心泵的轴封形式主要有______密封和______密封两种。答案：填料；机械8.安全阀的排放能力应______（大于/等于/小于）容器的安全泄放量。答案：大于9.乙烯球罐的材质通常为______钢（低温钢），设计温度不低于-45℃。答案：16MnDR（或09MnNiDR）10.换热器的传热方式主要有______、______和______三种。答案：热传导；对流传热；辐射传热（顺序不限）11.裂解气压缩机段间罐的主要作用是______和______。答案：气液分离；缓冲12.干气密封的典型结构形式有______式、______式和______式三种。答案：单端面；双端面；串联13.乙烯装置中，甲烷化反应器的作用是脱除裂解气中的______和______。答案：CO；CO214.压力容器按压力等级可分为______、______、______和______。答案：低压；中压；高压；超高压15.裂解炉的烟气余热回收系统主要包括______（空气预热器）和______（省煤器）。答案：换热器（或空气预热器）；余热锅炉（省煤器）四、判断题（每题1分，共20分。正确打“√”，错误打“×”）1.离心泵启动前必须灌泵排气。（√）2.换热器管程流体与壳程流体方向垂直时，传热效率最高。（×）解析：逆流时对数平均温差最大，传热效率最高，与方向无关。3.裂解炉辐射段炉管表面温度越高，越有利于提高乙烯收率。（×）解析：过高会导致炉管结焦加剧、寿命缩短，需控制在合理范围。4.干气密封在压缩机停车时无需供应密封气。（×）解析：停车过程仍需保持密封气，防止工艺气倒窜。5.安全阀的整定压力应等于容器的设计压力。（×）解析：可等于或略低于设计压力（一般为设计压力的1.05~1.1倍，但不得高于设计压力）。6.乙烯装置中，所有冷剂系统均需设置安全阀。（√）7.裂解气压缩机段间冷却器的冷却水压力应高于裂解气压力。（×）解析：应控制冷却水压力低于裂解气压力，防止冷却水泄漏进入工艺侧。8.离心泵的必需汽蚀余量越小，说明泵的抗汽蚀性能越好。（√）9.急冷油塔塔底循环泵的流量调节通常采用变频调节。（√）10.乙烯精馏塔塔底再沸器热源通常使用急冷水。（×）解析：塔底温度约-5~5℃，通常使用裂解气（高压）或丙烯气作为热源，也可用热水，但急冷水温度约80-90℃不适合低温热源（需通过中间介质）。11.换热器管束与管板连接采用强度焊加贴胀时，胀接仅起密封作用。（√）12.裂解炉炉管弯头处最易发生冲蚀减薄。（√）13.压力容器上安装的压力表，其表盘直径应不小于100mm。（√）14.乙烯装置中，冷箱内设备检修前必须进行彻底加温（热氮气吹扫）以除去可燃气体。（√）15.脱甲烷塔塔顶冷凝器冷剂为液态甲烷。（×）解析：为乙烯制冷剂。16.离心式压缩机的轴位移过大时，会引发止推轴承损坏。（√）17.安全阀排放时，其排放管底部应设置排液孔。（√）18.裂解汽油加氢一段反应器为放热反应，二段反应器为吸热反应。（×）解析：两段均为放热反应。19.乙烯装置中，废碱液（碱洗塔排放液）可直接排入污水处理系统。（×）解析：需先经湿式氧化或中和处理。20.离心泵叶轮直径越大，其扬程越高。（√）五、简答题（每题8分，共40分）1.简述裂解炉炉管结焦的原因及危害。答案要点：原因：裂解原料（石脑油等）在高温下发生热裂解反应，同时产生焦炭前驱体（如多环芳烃），沉积在辐射段炉管内壁；原料含硫、金属等杂质促进结焦。危害：①管壁热阻增大，炉管壁温升高，导致蠕变断裂寿命下降；②管内径变小，处理量降低，能耗增加；③严重结焦堵塞炉管，造成停车清焦。2.离心式压缩机干气密封的工作原理是什么？其优点有哪些？答案要点：原理：在旋转的动环和静止的静环端面之间通入高压密封气（一般为氮气或工艺气），密封气经节流后形成一层极薄的气膜（厚度约3-5μm），实现非接触式密封。气膜压力分布产生开启力与闭合力平衡，保证密封面不接触且无泄漏（或微量泄漏）。优点：①无摩擦磨损，使用寿命长；②密封气泄漏量极小，运行能耗低；③无密封油系统，维护简便；④适用于高速高压工况。3.乙烯装置中，急冷油塔塔底温度过高或过低对后续系统有何影响？答案要点：温度过高：①急冷油黏度增大，易结焦；②塔底循环泵易抽空；③造成塔顶温度升高，裂解气带油。温度过低：①急冷油黏度增大（低温下黏度上升），循环阻力增大，换热效率下降；②不利于回收热量；③可能导致塔顶冷凝水系统异常。（注：急冷油塔底温度一般需通过调节循环量和稀释蒸汽量控制在适宜范围。）4.简述乙烯球罐定期检验的主要项目。答案要点：①宏观检查：表面腐蚀、裂纹、变形、鼓包；②壁厚测定（超声测厚）；③表面无损检测（磁粉、渗透）检查焊缝及热影响区裂纹；④声发射检测（在线检测，评估活性缺陷）；⑤安全附件校验（安全阀、压力表、液位计）；⑥耐压试验（如需要）。5.换热器发生内漏（管程→壳程或壳程→管程）时，应如何判断和处理？答案要点：判断方法：①根据物料性质及温度压力变化判断（如冷却水侧出现油花、压力异常升高）；②对换热器进行水压试验或气密试验；③取样分析两侧物料组分。处理措施：①立即停车或切除换热器；②泄压、置换合格后抽出管束，查漏并堵管或更换管束；③若为管板与管子连接处泄漏，可重新胀接或焊接；④修复后试压合格再投用。六、计算题（每题15分，共30分）1.某乙烯装置裂解气压缩机一段入口流量为120,000Nm³/h，入口压力为0.12MPa（绝压），入口温度为40℃，气体分子量为22.5。计算该工况下的质量流量（kg/h）。（气体常数R=8.314kJ/(kmol·K)）解：标准状况（0℃,101.325kPa）下，1kmol气体体积为22.414Nm³。因此，入口摩尔流量n质量流量m（注意：本题问的是质量流量，与入口温度压力无关，因已给出标准体积流量。）答案：120453.75kg/h（约1.20×10⁵kg/h）2.一台换热器，壳程走冷却水，入口温度25℃，出口温度40℃；管程走裂解气，入口温度95℃，出口温度45℃。已知换热面积为150m²，总传热系数K=280W/(m²·℃)，求该换热器的传热量Q（kW）及冷却水用量W（m³/h）。（水的比热容c=4.18kJ/(kg·℃)