(2025年)化工總控工高級(jí)工題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題1.化工生產(chǎn)中，對(duì)于放熱反應(yīng)，適宜的操作溫度應(yīng)（）A.低于反應(yīng)的起始溫度B.在反應(yīng)的起始溫度和最佳反應(yīng)溫度之間C.高于最佳反應(yīng)溫度D.等于最佳反應(yīng)溫度答案：B。放熱反應(yīng)隨著反應(yīng)進(jìn)行會(huì)放出熱量，溫度升高可能會(huì)影響反應(yīng)平衡和產(chǎn)物選擇性等。起始溫度是反應(yīng)開始的基礎(chǔ)溫度，最佳反應(yīng)溫度是綜合考慮反應(yīng)速率、平衡等因素得到的理想溫度，適宜操作溫度一般在起始溫度和最佳反應(yīng)溫度之間，這樣既能保證反應(yīng)順利開始，又能在一定程度上控制反應(yīng)進(jìn)程和產(chǎn)物質(zhì)量。2.精餾塔操作中，若進(jìn)料量突然增加，而其他條件不變，塔頂餾出液組成將（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定答案：B。進(jìn)料量突然增加，在其他條件不變時(shí)，塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生變化。塔的分離能力是有限的，進(jìn)料量增加使得塔內(nèi)物料增多，分離效果變差，塔頂餾出液中輕組分的含量相對(duì)降低，即塔頂餾出液組成降低。3.下列哪種泵不適用于輸送高粘度液體（）A.齒輪泵B.螺桿泵C.離心泵D.往復(fù)泵答案：C。離心泵主要是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來輸送液體。高粘度液體在離心泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，阻力大，能量損失嚴(yán)重，導(dǎo)致離心泵的效率大幅降低，且可能出現(xiàn)流量不足、揚(yáng)程不夠等問題。而齒輪泵、螺桿泵和往復(fù)泵對(duì)高粘度液體的適應(yīng)性較好。4.在吸收操作中，為提高吸收劑的吸收能力，可采取的措施是（）A.降低吸收劑溫度B.提高吸收劑溫度C.降低氣相壓力D.減小吸收劑用量答案：A。根據(jù)吸收的基本原理，吸收過程是溶質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過程。降低吸收劑溫度，氣體在吸收劑中的溶解度增大，有利于溶質(zhì)的吸收，從而提高吸收劑的吸收能力。提高吸收劑溫度會(huì)使氣體溶解度降低；降低氣相壓力不利于溶質(zhì)向液相轉(zhuǎn)移；減小吸收劑用量會(huì)使吸收效果變差。5.化學(xué)反應(yīng)器中，全混流反應(yīng)器的特點(diǎn)是（）A.反應(yīng)物濃度沿軸向均勻分布B.反應(yīng)物濃度沿軸向逐漸降低C.反應(yīng)物濃度在反應(yīng)器內(nèi)處處相等D.反應(yīng)物濃度在反應(yīng)器進(jìn)口處最大答案：C。全混流反應(yīng)器內(nèi)，物料充分混合，反應(yīng)器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、濃度等參數(shù)都相同，即反應(yīng)物濃度在反應(yīng)器內(nèi)處處相等。而反應(yīng)物濃度沿軸向均勻分布或逐漸降低一般是針對(duì)活塞流反應(yīng)器而言的；在全混流反應(yīng)器中不存在進(jìn)口處濃度最大的特點(diǎn)。二、多項(xiàng)選擇題1.化工生產(chǎn)中，常見的傳熱方式有（）A.傳導(dǎo)傳熱B.對(duì)流傳熱C.輻射傳熱D.相變傳熱答案：ABC。傳導(dǎo)傳熱是指物體內(nèi)部或相互接觸的物體之間由于分子熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞；對(duì)流傳熱是流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞；輻射傳熱是通過電磁波來傳遞熱量。相變傳熱并不是一種獨(dú)立的基本傳熱方式，它往往伴隨著傳導(dǎo)、對(duì)流等傳熱過程。2.下列屬于化工單元操作的有（）A.流體輸送B.蒸餾C.反應(yīng)D.吸收答案：ABD?；卧僮魇侵富どa(chǎn)中具有共同物理變化特點(diǎn)的基本操作，如流體輸送是實(shí)現(xiàn)物料的轉(zhuǎn)移；蒸餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的不同進(jìn)行分離；吸收是利用氣體在液體中溶解度的差異進(jìn)行分離。而反應(yīng)是涉及物質(zhì)化學(xué)變化的過程，不屬于單元操作。3.影響精餾塔分離效果的因素有（）A.回流比B.進(jìn)料組成C.塔板效率D.操作壓力答案：ABCD?；亓鞅仍龃?，精餾塔的分離效果通常會(huì)提高，但能耗也會(huì)增加；進(jìn)料組成不同，塔的分離任務(wù)和操作條件也需要相應(yīng)調(diào)整；塔板效率反映了實(shí)際塔板的分離能力，塔板效率越高，分離效果越好；操作壓力會(huì)影響物質(zhì)的沸點(diǎn)和相對(duì)揮發(fā)度，從而影響精餾塔的分離效果。4.離心泵的主要性能參數(shù)有（）A.流量B.揚(yáng)程C.功率D.效率答案：ABCD。流量是指離心泵單位時(shí)間內(nèi)輸送液體的體積；揚(yáng)程是指離心泵對(duì)單位重量液體所提供的能量；功率包括軸功率、有效功率等，反映了離心泵消耗能量的大?。恍适侵鸽x心泵的有效功率與軸功率之比，體現(xiàn)了離心泵的能量利用程度。5.在化工生產(chǎn)中，選擇催化劑時(shí)應(yīng)考慮的因素有（）A.活性B.選擇性C.穩(wěn)定性D.價(jià)格答案：ABCD。催化劑的活性是指其加快化學(xué)反應(yīng)速率的能力，活性越高，反應(yīng)進(jìn)行得越快；選擇性是指催化劑對(duì)特定反應(yīng)的促進(jìn)作用，能提高目標(biāo)產(chǎn)物的收率；穩(wěn)定性保證了催化劑在一定時(shí)間和條件下能持續(xù)發(fā)揮作用；價(jià)格則關(guān)系到生產(chǎn)成本，在滿足性能要求的前提下，應(yīng)選擇價(jià)格合適的催化劑。三、判斷題1.化工生產(chǎn)中，只要提高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率就一定加快。（）答案：錯(cuò)誤。一般情況下，提高反應(yīng)溫度會(huì)加快反應(yīng)速率，但對(duì)于一些特殊的反應(yīng)，如酶催化反應(yīng)，溫度過高會(huì)使酶失活，反應(yīng)速率反而下降。此外，對(duì)于可逆反應(yīng)，升高溫度可能會(huì)使平衡向吸熱方向移動(dòng)，當(dāng)平衡移動(dòng)的影響超過溫度對(duì)反應(yīng)速率的促進(jìn)作用時(shí)，反應(yīng)速率可能不會(huì)加快。2.精餾塔的塔頂餾出液只能是純物質(zhì)。（）答案：錯(cuò)誤。精餾塔的塔頂餾出液通常是相對(duì)較純的輕組分，但不一定是純物質(zhì)，可能還含有少量的重組分雜質(zhì)。精餾過程只能在一定程度上實(shí)現(xiàn)混合物的分離，很難得到絕對(duì)純的物質(zhì)。3.離心泵啟動(dòng)前必須灌滿液體，否則會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。（）答案：錯(cuò)誤。離心泵啟動(dòng)前必須灌滿液體是為了防止發(fā)生氣縛現(xiàn)象。氣縛是指泵內(nèi)有氣體，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)不能形成足夠的真空將液體吸入泵內(nèi)。而氣蝕是由于泵內(nèi)局部壓力過低，液體汽化產(chǎn)生氣泡，氣泡破裂時(shí)對(duì)泵體產(chǎn)生沖擊和腐蝕的現(xiàn)象。4.吸收操作中，吸收劑的選擇只需要考慮其對(duì)溶質(zhì)的溶解度。（）答案：錯(cuò)誤。吸收劑的選擇需要綜合考慮多個(gè)因素，除了對(duì)溶質(zhì)的溶解度外，還需要考慮吸收劑的選擇性、揮發(fā)性、粘度、腐蝕性、價(jià)格、來源等。例如，如果吸收劑揮發(fā)性大，會(huì)造成吸收劑的損失和環(huán)境污染；粘度大的吸收劑會(huì)影響流體的流動(dòng)和傳質(zhì)效率。5.化學(xué)反應(yīng)器的選擇只取決于反應(yīng)的類型。（）答案：錯(cuò)誤?；瘜W(xué)反應(yīng)器的選擇需要考慮多個(gè)方面，反應(yīng)類型是重要因素之一，但還需要考慮反應(yīng)速率、反應(yīng)熱效應(yīng)、反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理化學(xué)性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、操作條件等。比如，對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng)，需要選擇能夠有效移熱的反應(yīng)器；對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)，需要考慮反應(yīng)器的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)性。四、填空題1.化工生產(chǎn)中，常用的氣體干燥方法有______和______。答案：吸附干燥；冷凍干燥。吸附干燥是利用吸附劑對(duì)水分的吸附作用來除去氣體中的水分；冷凍干燥是通過降低氣體溫度，使水分凝結(jié)成液態(tài)或固態(tài)而分離出來。2.精餾塔的操作線方程反映了______之間的關(guān)系。答案：相鄰兩層塔板上氣相和液相組成。精餾塔的操作線方程描述了在精餾塔內(nèi)相鄰兩層塔板之間，上升氣相組成和下降液相組成之間的定量關(guān)系，是精餾塔設(shè)計(jì)和操作分析的重要依據(jù)。3.離心泵的流量調(diào)節(jié)方法主要有______、______和______。答案：改變閥門開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；并聯(lián)或串聯(lián)泵。改變閥門開度是通過調(diào)節(jié)出口閥門的大小來改變管路阻力，從而調(diào)節(jié)流量；改變泵的轉(zhuǎn)速可以改變泵的性能曲線，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量；并聯(lián)或串聯(lián)泵可以改變泵的組合性能，實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。4.吸收過程中，吸收速率主要取決于______和______。答案：傳質(zhì)推動(dòng)力；傳質(zhì)系數(shù)。傳質(zhì)推動(dòng)力是溶質(zhì)在氣相和液相中的濃度差，它是傳質(zhì)過程的動(dòng)力；傳質(zhì)系數(shù)反映了傳質(zhì)過程的難易程度，與流體的物性、流動(dòng)狀況等因素有關(guān)。5.化學(xué)反應(yīng)器按操作方式可分為______、______和______。答案：間歇操作反應(yīng)器；連續(xù)操作反應(yīng)器；半連續(xù)操作反應(yīng)器。間歇操作反應(yīng)器是按批次進(jìn)行生產(chǎn)，物料一次性加入和取出；連續(xù)操作反應(yīng)器中物料連續(xù)加入和流出；半連續(xù)操作反應(yīng)器則兼具間歇和連續(xù)操作的特點(diǎn)，部分物料連續(xù)加入或取出，部分物料間歇加入或取出。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述精餾塔操作中回流比的影響及選擇原則。答：回流比是精餾塔操作中的一個(gè)重要參數(shù)，它對(duì)精餾塔的分離效果和能耗有顯著影響。-影響：-分離效果：回流比增大，精餾段和提餾段的氣液傳質(zhì)推動(dòng)力增大，塔板上的傳質(zhì)效果增強(qiáng)，塔頂餾出液中輕組分的含量提高，塔底釜液中重組分的含量也提高，分離效果變好。-能耗：回流比增大，塔頂冷凝器和塔底再沸器的熱負(fù)荷增加，能耗增大。同時(shí)，塔內(nèi)氣液流量增大，塔的操作費(fèi)用也會(huì)增加。-選擇原則：-在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求和經(jīng)濟(jì)合理性綜合考慮。對(duì)于分離要求較高的情況，可能需要較大的回流比，但要權(quán)衡能耗和設(shè)備投資。一般先通過計(jì)算確定最小回流比，然后在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增大一定比例作為實(shí)際回流比。-在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)進(jìn)料組成、流量等的變化及時(shí)調(diào)整回流比。當(dāng)進(jìn)料組成中輕組分含量降低時(shí)，可適當(dāng)增大回流比以保證塔頂產(chǎn)品質(zhì)量；當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)變化時(shí)，也需要相應(yīng)調(diào)整回流比以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.分析離心泵氣蝕產(chǎn)生的原因及危害。答：-原因：離心泵氣蝕是由于泵內(nèi)局部壓力過低引起的。當(dāng)泵內(nèi)某點(diǎn)的壓力低于輸送液體在該溫度下的飽和蒸氣壓時(shí)，液體就會(huì)汽化產(chǎn)生氣泡。這些氣泡隨液體流動(dòng)到壓力較高的區(qū)域時(shí)，會(huì)迅速破裂，形成局部的真空，周圍的液體以極高的速度沖向氣泡破裂處，產(chǎn)生很大的沖擊力。-危害：-對(duì)泵的性能的影響：氣蝕會(huì)使泵的流量、揚(yáng)程、效率等性能下降。氣泡的產(chǎn)生和破裂破壞了液體的連續(xù)性，影響了葉輪對(duì)液體的做功，導(dǎo)致泵的輸出能力降低。-對(duì)泵體的損壞：氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力會(huì)對(duì)泵體和葉輪造成機(jī)械損傷，長(zhǎng)期作用會(huì)使泵體和葉輪表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、蜂窩狀等損壞，縮短泵的使用壽命。-產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)：氣蝕過程中氣泡的產(chǎn)生和破裂會(huì)引起泵的振動(dòng)，并產(chǎn)生噪聲，影響泵的正常運(yùn)行和周圍環(huán)境。3.說明吸收操作中吸收劑再生的方法及原理。答：吸收劑再生是使吸收了溶質(zhì)的吸收劑恢復(fù)吸收能力的過程，常見的方法及原理如下：-加熱解吸：通過加熱吸收液，使溶質(zhì)的溶解度降低，從而從吸收液中逸出。根據(jù)亨利定律，氣體在液體中的溶解度與溫度成反比，升高溫度，溶質(zhì)的平衡分壓增大，當(dāng)溶質(zhì)的分壓大于氣相中溶質(zhì)的分壓時(shí)，溶質(zhì)就會(huì)從液相向氣相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)解吸。-減壓解吸：降低吸收液上方的氣相壓力，使溶質(zhì)的分壓降低，根據(jù)相平衡原理，溶質(zhì)會(huì)從液相向氣相轉(zhuǎn)移。當(dāng)氣相壓力降低時(shí)，溶質(zhì)在液相中的溶解度減小，從而使溶質(zhì)從吸收液中解吸出來。-氣提解吸：向吸收液中通入惰性氣體（如空氣、氮?dú)獾龋?，使溶質(zhì)在氣相中的分壓降低，促進(jìn)溶質(zhì)從液相向氣相轉(zhuǎn)移。氣提過程中，惰性氣體起到載帶溶質(zhì)的作用，使溶質(zhì)不斷從吸收液中解吸出來。六、計(jì)算題1.在一連續(xù)精餾塔中分離苯-甲苯混合物。已知進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，要求塔頂餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.9，塔底釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1。試求塔頂餾出液和塔底釜液的流量。解：設(shè)塔頂餾出液流量為Dkmol/h，塔底釜液流量為Wkmol/h。根據(jù)物料衡算，總物料衡算：F=D+W（F為進(jìn)料量）苯的物料衡算：F×x_F=D×x_D+W×x_W（x_F為進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù)，x_D為塔頂餾出液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)，x_W為塔底釜液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)）已知F=100kmol/h，x_F=0.4，x_D=0.9，x_W=0.1將數(shù)據(jù)代入總物料衡算方程得：100=D+W代入苯的物料衡算方程得：100×0.4=D×0.9+W×0.1由100=D+W可得W=100-D，將其代入100×0.4=D×0.9+W×0.1中：100×0.4=D×0.9+(100-D)×0.140=0.9D+10-0.1D40-10=0.9D-0.1D30=0.8DD=37.5kmol/hW=100-D=100-37.5=62.5kmol/h答：塔頂餾出液流量為37.5kmol/h，塔底釜液流量為62.5kmol/h。2.某離心泵在轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，流量為50m3/h，揚(yáng)程為30m。若將轉(zhuǎn)速提高到1750r/min，試估算此時(shí)泵的流量和揚(yáng)程。解：根據(jù)離心泵的比例定律：流量與轉(zhuǎn)速成正比，即Q?/Q?=n?/n?揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，即H?/H?=(n?/n?)2已知Q?=50m3/h，H?=30m，n?=1450r/min，n?=1750r/minQ?=Q?×(n?/n?)=50×(1750/1450)≈60.34m3/hH?=H?×(n?/n?)2=30×(1750/1450)2≈30×(1.207)2≈43.6m答：轉(zhuǎn)速提高到1750r/min時(shí)，泵的流量約為60.34m3/h，揚(yáng)程約為43.6m。3.在一吸收塔中，用清水吸收某混合氣體中的溶質(zhì)A。已知混合氣體流量為1000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），其中溶質(zhì)A的體積分?jǐn)?shù)為0.05，吸收率為90%。試求被吸收的溶質(zhì)A的量（以kmol/h計(jì)）。解：