2025年甘肅省職業(yè)院校技能大賽(高職組)化工生產(chǎn)技術(shù)賽項(xiàng)備考試題庫(kù)及答案一、理論知識(shí)題（共20題）（一）單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.某精餾塔操作中，若進(jìn)料熱狀態(tài)由飽和液體改為冷液體進(jìn)料（其他條件不變），則塔底再沸器熱負(fù)荷將（）。A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：A解析：冷液體進(jìn)料時(shí)，進(jìn)料溫度低于泡點(diǎn)，需要更多的熱量將其加熱至泡點(diǎn)，因此再沸器需要提供額外熱量，熱負(fù)荷增大。2.離心泵啟動(dòng)前未充滿液體，會(huì)導(dǎo)致（）。A.流量過(guò)大B.揚(yáng)程過(guò)高C.氣縛現(xiàn)象D.汽蝕現(xiàn)象答案：C解析：氣縛是因泵內(nèi)存在氣體，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法形成足夠真空，導(dǎo)致液體無(wú)法吸入；汽蝕是因局部壓力低于液體飽和蒸汽壓，產(chǎn)生氣泡破裂沖擊葉輪。3.吸收塔操作中，若增大吸收劑流量（其他條件不變），則出塔吸收液濃度將（）。A.升高B.降低C.不變D.先升后降答案：B解析：吸收劑流量增大，單位量溶質(zhì)被更多溶劑吸收，液相出口濃度降低。4.列管式換熱器中，冷流體走管程、熱流體走殼程的主要目的是（）。A.提高傳熱系數(shù)B.減少結(jié)垢C.降低壓降D.便于清洗答案：A解析：管程流速易提高（管徑?。?，殼程可通過(guò)折流板增加湍流，兩者結(jié)合提高總傳熱系數(shù)。5.化工生產(chǎn)中，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的定義是（）。A.生成目的產(chǎn)物的原料量/原料總消耗量B.已反應(yīng)的原料量/原料初始投入量C.目的產(chǎn)物量/原料初始投入量D.目的產(chǎn)物量/理論最大產(chǎn)物量答案：B解析：轉(zhuǎn)化率=（初始量-剩余量）/初始量×100%，反映原料轉(zhuǎn)化程度。6.工業(yè)合成氨反應(yīng)（N?+3H??2NH?ΔH＜0），為提高平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是（）。A.升高溫度B.降低壓強(qiáng)C.加入催化劑D.及時(shí)分離NH?答案：D解析：分離產(chǎn)物可使平衡正向移動(dòng)；該反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)；加壓有利于正向（氣體分子數(shù)減少）；催化劑不影響平衡。7.某二元混合物的相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，若液相中易揮發(fā)組分摩爾分?jǐn)?shù)x=0.4，則與之平衡的氣相摩爾分?jǐn)?shù)y=（）。A.0.571B.0.625C.0.714D.0.833答案：A解析：根據(jù)相平衡方程y=αx/[1+(α-1)x]，代入得y=2.5×0.4/[1+1.5×0.4]=1/1.7≈0.571。8.化工生產(chǎn)中，DCS系統(tǒng)的核心功能是（）。A.數(shù)據(jù)采集B.自動(dòng)控制C.故障診斷D.人機(jī)交互答案：B解析：DCS（分布式控制系統(tǒng)）通過(guò)分散控制、集中管理實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)，核心是控制功能。9.以下屬于危險(xiǎn)化學(xué)品“遇濕易燃品”的是（）。A.濃硫酸B.金屬鈉C.液氯D.苯答案：B解析：金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氣并放熱，屬于遇濕易燃品；濃硫酸為腐蝕品，液氯為有毒氣體，苯為易燃液體。10.某反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，其屬于（）壓力容器。A.低壓（0.1≤P＜1.6MPa）B.中壓（1.6≤P＜10MPa）C.高壓（10≤P＜100MPa）D.超高壓（P≥100MPa）答案：B解析：《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，中壓范圍為1.6MPa≤P＜10MPa。（二）填空題（每題2分，共5題）1.離心泵的性能曲線包括（流量-揚(yáng)程）、（流量-軸功率）和（流量-效率）三條曲線。2.精餾塔的操作線方程描述了（相鄰兩層塔板間氣液兩相組成）的關(guān)系，其斜率為（回流比R/(R+1)）。3.吸收過(guò)程的推動(dòng)力是（實(shí)際濃度與平衡濃度的差值），提高推動(dòng)力的方法有（增大吸收劑用量）或（降低吸收劑溫度）。4.化工生產(chǎn)中，“三廢”指（廢氣）、（廢水）、（廢渣）。5.反應(yīng)速率常數(shù)k的單位取決于反應(yīng)級(jí)數(shù)，一級(jí)反應(yīng)k的單位是（時(shí)間?1，如s?1），二級(jí)反應(yīng)k的單位是（濃度?1·時(shí)間?1，如L·mol?1·s?1）。（三）簡(jiǎn)答題（每題5分，共5題）1.簡(jiǎn)述精餾塔開(kāi)車的主要操作步驟。答案：①檢查系統(tǒng)：確認(rèn)塔、換熱器、泵、閥門等設(shè)備完好，DCS系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置正確；②充液預(yù)熱：向塔內(nèi)加入一定量底料（如原料液），啟動(dòng)再沸器加熱至泡點(diǎn)；③建立回流：當(dāng)塔頂有冷凝液時(shí)，開(kāi)啟回流泵，調(diào)節(jié)回流閥至設(shè)定回流比；④調(diào)整參數(shù)：逐步增加進(jìn)料量，穩(wěn)定塔壓、溫度、流量等參數(shù)，直至塔頂、塔底產(chǎn)品組成達(dá)標(biāo)；⑤穩(wěn)定運(yùn)行：持續(xù)監(jiān)測(cè)各點(diǎn)溫度、壓力，調(diào)整再沸器和冷凝器熱負(fù)荷，維持物料和熱量平衡。2.離心泵運(yùn)行中出現(xiàn)“汽蝕”的原因及處理措施。答案：原因：泵入口壓力低于液體在當(dāng)前溫度下的飽和蒸汽壓，導(dǎo)致液體汽化并形成氣泡，氣泡破裂沖擊葉輪。處理措施：①降低泵安裝高度（減小吸入管路壓降）；②增大吸入管直徑或縮短管路長(zhǎng)度（減少阻力損失）；③提高液體溫度時(shí)需相應(yīng)提高入口壓力（如增加罐內(nèi)液面高度）；④更換耐汽蝕材料的葉輪；⑤運(yùn)行中避免泵在低于最小流量下長(zhǎng)期工作。3.如何通過(guò)調(diào)節(jié)吸收塔操作參數(shù)提高SO?吸收效率？答案：①增大吸收劑（如NaOH溶液）流量：增加液氣比，提高傳質(zhì)推動(dòng)力；②降低吸收劑溫度：SO?溶解度隨溫度降低而增大，平衡濃度降低，推動(dòng)力增大；③提高吸收塔操作壓力：加壓可增加氣體分壓，提高溶解度；④增加填料層高度或更換高效填料：延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間，提高傳質(zhì)效率；⑤確保吸收劑pH值在適宜范圍（如堿性環(huán)境促進(jìn)SO?吸收）。4.簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)中物料衡算的基本步驟。答案：①確定衡算對(duì)象（如某一設(shè)備、工序或整個(gè)裝置）；②劃定衡算范圍（明確輸入、輸出物料的邊界）；③選擇基準(zhǔn)（如時(shí)間基準(zhǔn)：1小時(shí)；質(zhì)量基準(zhǔn)：100kg原料）；④列出所有輸入物料（原料、添加劑、循環(huán)物料等）和輸出物料（產(chǎn)品、副產(chǎn)物、廢氣、廢液等）；⑤建立衡算式：輸入總質(zhì)量=輸出總質(zhì)量+積累質(zhì)量（穩(wěn)定操作時(shí)積累質(zhì)量為0）；⑥代入已知數(shù)據(jù)，求解未知量（如轉(zhuǎn)化率、收率等）。5.列舉5種化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的安全聯(lián)鎖裝置及其作用。答案：①溫度聯(lián)鎖：當(dāng)反應(yīng)器溫度超限時(shí)，自動(dòng)切斷加熱源并啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，防止超溫分解或爆炸；②壓力聯(lián)鎖：壓力容器壓力過(guò)高時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟安全閥或放空閥泄壓；③液位聯(lián)鎖：反應(yīng)釜液位過(guò)低時(shí)，自動(dòng)停止出料并啟動(dòng)進(jìn)料泵，防止干燒；④可燃?xì)怏w檢測(cè)聯(lián)鎖：車間可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)；⑤緊急停車聯(lián)鎖（ESD）：發(fā)生重大事故（如泄漏、火災(zāi)）時(shí)，觸發(fā)聯(lián)鎖系統(tǒng)緊急切斷所有動(dòng)力源和物料閥門。二、工藝計(jì)算題（共5題，每題10分）1.某連續(xù)精餾塔分離苯-甲苯混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，進(jìn)料組成為x_F=0.4（苯摩爾分?jǐn)?shù)，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料（q=1），塔頂餾出液組成為x_D=0.95，塔底釜液組成為x_W=0.05，回流比R=2.5。試計(jì)算：（1）塔頂餾出液量D和塔底釜液量W；（2）精餾段操作線方程；（3）提餾段操作線方程（假設(shè)q線與精餾段操作線交點(diǎn)為（x_q,y_q））。答案：（1）物料衡算：F=D+W；F·x_F=D·x_D+W·x_W代入數(shù)據(jù)：100=D+W；100×0.4=0.95D+0.05W解得：D=38.89kmol/h，W=61.11kmol/h（2）精餾段操作線方程：y=(R/(R+1))x+x_D/(R+1)代入R=2.5，x_D=0.95：y=(2.5/3.5)x+0.95/3.5≈0.714x+0.271（3）q=1時(shí)，q線方程為x=x_F=0.4（垂直于x軸），交點(diǎn)（x_q,y_q）中x_q=0.4，y_q由精餾段操作線計(jì)算：y_q=0.714×0.4+0.271≈0.557提餾段操作線方程：y=(L’/V’)x-(W/V’)x_W其中L’=L+qF=RD+F=2.5×38.89+100≈197.23kmol/h；V’=V=(R+1)D=3.5×38.89≈136.12kmol/h代入得：y=(197.23/136.12)x-(61.11/136.12)×0.05≈1.449x-0.0222.某列管式換熱器用120℃的飽和水蒸氣加熱管內(nèi)流動(dòng)的煤油（流量為5000kg/h，進(jìn)口溫度30℃，出口溫度80℃）。已知煤油的平均比熱容為2.2kJ/(kg·℃)，水蒸氣的汽化潛熱為2200kJ/kg，換熱器總傳熱系數(shù)K=400W/(m2·℃)，忽略熱損失。試計(jì)算：（1）加熱煤油所需的熱量Q；（2）水蒸氣的消耗量m；（3）換熱器的傳熱面積A（假設(shè)逆流操作，對(duì)數(shù)平均溫差Δt_m=55℃）。答案：（1）Q=q_m·c_p·Δt=5000×2.2×(80-30)=5000×2.2×50=550000kJ/h≈152778W（2）Q=m·r→m=Q/r=550000/2200=250kg/h（3）A=Q/(K·Δt_m)=152778/(400×55)=152778/22000≈6.94m2三、實(shí)操分析題（共5題，每題10分）1.某精餾塔運(yùn)行中，塔頂溫度突然升高，產(chǎn)品苯純度下降（x_D從0.95降至0.85），試分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：①回流比降低（如回流泵故障、回流閥開(kāi)度減小），導(dǎo)致塔頂冷凝液減少，重組分被帶入塔頂；②再沸器加熱量過(guò)大（蒸汽流量過(guò)高），塔內(nèi)上升蒸汽量增加，重組分被攜帶至塔頂；③進(jìn)料組成變化（x_F降低），原料中苯含量減少，塔頂難以維持高純度；④塔板堵塞（如聚合物或結(jié)垢），氣液傳質(zhì)效率下降，分離效果變差；⑤塔頂冷凝器冷卻水量不足（或水溫升高），冷凝效果下降，氣相未完全冷凝，導(dǎo)致塔頂溫度上升。處理措施：①檢查回流泵運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)節(jié)回流閥開(kāi)度至設(shè)定值；②降低再沸器蒸汽流量，減少加熱量；③檢測(cè)進(jìn)料組成，若x_F偏低，適當(dāng)降低進(jìn)料量或調(diào)整回流比；④若塔板堵塞，需停車清洗或更換塔板；⑤增大冷凝器冷卻水量或降低冷卻水溫度，確保冷凝效果。2.某反應(yīng)釜進(jìn)行間歇酯化反應(yīng)（乙酸+乙醇→乙酸乙酯+H?O），操作中發(fā)現(xiàn)釜內(nèi)溫度上升緩慢，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低于預(yù)期。試分析可能原因及解決方法。答案：可能原因：①催化劑（如濃硫酸）加入量不足，反應(yīng)速率降低；②加熱系統(tǒng)故障（如蒸汽閥開(kāi)度小、電加熱管損壞），提供的熱量不足；③物料配比不當(dāng)（如乙醇過(guò)量不足），影響平衡轉(zhuǎn)化率；④攪拌效果差（攪拌槳故障或轉(zhuǎn)速過(guò)低），物料混合不均，傳質(zhì)效率低；⑤反應(yīng)溫度未達(dá)到最佳條件（酯化反應(yīng)通常需70-80℃，溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢）。解決方法：①補(bǔ)充催化劑至規(guī)定量；②檢查加熱系統(tǒng)，增大蒸汽流量或修復(fù)電加熱裝置；③檢測(cè)物料配比，按工藝要求調(diào)整乙醇與乙酸的摩爾比（通常乙醇稍過(guò)量）；④檢查攪拌裝置，提高轉(zhuǎn)速或更換損壞的攪拌槳；⑤升高反應(yīng)溫度至設(shè)定值（需注意溫度過(guò)高可能導(dǎo)致副反應(yīng)，如乙醇脫水）。四、安全與環(huán)保題（共5題，每題6分）1.某化工車間發(fā)生液氨泄漏事故（氨的爆炸極限為15%-28%VOL），現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)如何應(yīng)急處置？答案：①立即撤離至上風(fēng)方向的安全區(qū)域，避免吸入氨氣（氨有毒且刺激呼吸道）；②佩戴正壓式空氣呼吸器，使用防爆工具關(guān)閉泄漏源（如關(guān)閉閥門、更換密封墊）；③用大量水稀釋泄漏的液氨（氨易溶于水），降低空氣中氨濃度；④啟動(dòng)應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)，通知消