2025年重氮化工藝考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.重氮化反應(yīng)的本質(zhì)是芳香族伯胺與（）在酸性條件下的反應(yīng)。A.硝酸鈉B.亞硝酸鈉C.氯化銨D.硫酸鈉答案：B2.重氮化工藝中，反應(yīng)溫度通常需控制在（）范圍內(nèi)，以防止重氮鹽分解。A.-5~0℃B.0~5℃C.10~15℃D.20~25℃答案：B3.下列哪項(xiàng)不是重氮化反應(yīng)的主要危險(xiǎn)特性？（）A.重氮鹽受熱易分解爆炸B.反應(yīng)過(guò)程放熱劇烈C.原料亞硝酸鈉具有強(qiáng)氧化性D.產(chǎn)物易與空氣反應(yīng)自燃答案：D4.當(dāng)重氮化反應(yīng)體系pH值超過(guò)（）時(shí)，易提供重氮氨基化合物，導(dǎo)致反應(yīng)失控。A.3B.5C.7D.9答案：A5.重氮化工藝中，若反應(yīng)液出現(xiàn)異常變色（如深褐色），可能預(yù)示（）。A.原料不足B.溫度過(guò)高C.攪拌正常D.pH值偏低答案：B6.用于重氮化反應(yīng)的反應(yīng)釜材質(zhì)通常優(yōu)先選用（），以抵抗酸性介質(zhì)腐蝕。A.普通碳鋼B.304不銹鋼C.鑄鐵D.鋁合金答案：B7.重氮化廢水的主要污染物不包括（）。A.未反應(yīng)的芳胺B.重氮鹽分解產(chǎn)物C.氯化鈉D.高分子聚合物答案：D8.重氮化工藝中，緊急停車時(shí)應(yīng)優(yōu)先（）。A.關(guān)閉原料進(jìn)料閥B.開(kāi)啟泄壓閥C.啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)D.通知上級(jí)答案：A9.下列哪種物質(zhì)可作為重氮化反應(yīng)的抑制劑，防止重氮鹽分解？（）A.尿素B.硫酸C.氫氧化鈉D.鹽酸答案：A10.重氮化裝置與周邊居民區(qū)的安全距離應(yīng)不小于（）米。A.10B.20C.30D.50答案：C二、填空題（每空1分，共20分）1.重氮化反應(yīng)的通式可表示為：Ar-NH?+NaNO?+2HCl→Ar-N??Cl?+NaCl+（）。答案：2H?O2.重氮化工藝中，亞硝酸鈉的投料方式需（），避免局部濃度過(guò)高引發(fā)副反應(yīng)。答案：緩慢勻速3.反應(yīng)體系的pH值需嚴(yán)格控制在（）條件下，以確保亞硝酸的穩(wěn)定存在。答案：強(qiáng)酸性（或pH＜3）4.重氮鹽的熱分解產(chǎn)物通常包括（）、氮?dú)夂头蓟杂苫?。答案：芳基?yáng)離子5.重氮化反應(yīng)的主要放熱階段發(fā)生在（）與亞硝酸的反應(yīng)過(guò)程中。答案：芳伯胺6.用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶應(yīng)插入反應(yīng)液（）位置，確保測(cè)量準(zhǔn)確性。答案：中下部7.重氮化裝置的緊急泄壓口應(yīng)朝向（），避免物料噴向人員密集區(qū)。答案：無(wú)人區(qū)或安全方向8.若發(fā)現(xiàn)亞硝酸鈉儲(chǔ)存容器出現(xiàn)泄漏，應(yīng)使用（）進(jìn)行中和吸收，防止污染擴(kuò)散。答案：大量清水（或弱酸性溶液）9.重氮化廢水預(yù)處理時(shí)，通常先調(diào)節(jié)pH至（），使芳胺類物質(zhì)沉淀析出。答案：中性或弱堿性10.反應(yīng)釜的攪拌器故障會(huì)導(dǎo)致物料混合不均，可能引發(fā)（）或局部過(guò)熱。答案：反應(yīng)不完全11.重氮化工藝的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)至少包括（）、壓力聯(lián)鎖和進(jìn)料聯(lián)鎖。答案：溫度聯(lián)鎖12.亞硝酸鈉屬于（）類危險(xiǎn)化學(xué)品，儲(chǔ)存時(shí)需與有機(jī)物、還原劑分開(kāi)存放。答案：氧化劑13.重氮鹽溶液若需暫存，應(yīng)置于（）環(huán)境中，并在（）小時(shí)內(nèi)使用完畢。答案：低溫（0~5℃）；2414.重氮化裝置的靜電接地電阻應(yīng)小于（）歐姆，防止靜電火花引發(fā)事故。答案：10015.應(yīng)急處置時(shí)，若皮膚接觸重氮化反應(yīng)液，應(yīng)立即用（）沖洗，再涂抹弱堿性藥膏。答案：大量流動(dòng)清水三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.重氮化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此無(wú)需控制反應(yīng)溫度。（）答案：×（重氮化反應(yīng)為放熱反應(yīng)）2.亞硝酸鈉可過(guò)量投料，以確保芳伯胺完全反應(yīng)。（）答案：×（過(guò)量亞硝酸鈉會(huì)導(dǎo)致重氮鹽分解）3.重氮化反應(yīng)釜的攪拌轉(zhuǎn)速越高越好，可提高反應(yīng)效率。（）答案：×（轉(zhuǎn)速過(guò)高可能導(dǎo)致物料飛濺或設(shè)備振動(dòng)）4.重氮化廢水可直接排入市政污水管網(wǎng)，因主要成分為無(wú)機(jī)鹽。（）答案：×（廢水中含芳胺等有毒物質(zhì)，需處理達(dá)標(biāo)）5.反應(yīng)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)壓力表指針劇烈波動(dòng)，應(yīng)立即停止攪拌。（）答案：×（應(yīng)檢查是否泄漏或反應(yīng)失控，而非盲目停攪拌）6.重氮化裝置的防爆電氣設(shè)備只需在反應(yīng)釜區(qū)域設(shè)置。（）答案：×（所有可能產(chǎn)生爆炸性氣體的區(qū)域均需設(shè)置）7.重氮鹽溶液的顏色由淺黃變深棕，可能是溫度升高導(dǎo)致部分分解。（）答案：√8.亞硝酸鈉儲(chǔ)存區(qū)應(yīng)配備砂土、消防水等滅火器材。（）答案：√（亞硝酸鈉火災(zāi)可用水、砂土撲救）9.重氮化工藝的安全評(píng)價(jià)只需在裝置建成時(shí)進(jìn)行一次。（）答案：×（需定期進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià)）10.操作員工只需掌握設(shè)備操作步驟，無(wú)需了解反應(yīng)機(jī)理。（）答案：×（需理解機(jī)理以判斷異常情況）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述重氮化反應(yīng)的基本機(jī)理，并說(shuō)明為何需嚴(yán)格控制亞硝酸鈉的投料速度。答案：重氮化反應(yīng)機(jī)理為：芳伯胺（Ar-NH?）在強(qiáng)酸性條件下與亞硝酸（HNO?，由亞硝酸鈉與酸反應(yīng)提供）反應(yīng)，先提供重氮氨基化合物中間體，再轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的重氮鹽（Ar-N??X?）。若亞硝酸鈉投料過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致局部HNO?濃度過(guò)高，與未反應(yīng)的芳伯胺提供重氮氨基化合物（Ar-N?-NH-Ar），該物質(zhì)熱穩(wěn)定性差，易分解引發(fā)爆炸；同時(shí)過(guò)量HNO?會(huì)加速重氮鹽分解，釋放氮?dú)夂蜔崃?，?dǎo)致反應(yīng)失控。2.重氮化工藝中，溫度控制的關(guān)鍵措施有哪些？請(qǐng)列舉至少4項(xiàng)。答案：（1）采用夾套或盤管式冷卻系統(tǒng)，使用冷凍鹽水（-5~0℃）作為冷卻介質(zhì)；（2）設(shè)置雙路溫度監(jiān)測(cè)（熱電偶+紅外測(cè)溫），實(shí)時(shí)反饋溫度數(shù)據(jù)；（3）聯(lián)鎖控制：當(dāng)溫度超過(guò)5℃時(shí)，自動(dòng)切斷原料進(jìn)料并啟動(dòng)緊急冷卻；（4）控制投料速度，避免集中放熱；（5）定期校驗(yàn)溫度傳感器，確保測(cè)量準(zhǔn)確性；（6）反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，強(qiáng)化物料混合，防止局部過(guò)熱。3.重氮化廢水的主要污染物及處理流程是什么？答案：主要污染物：未反應(yīng)的芳伯胺（如苯胺、鄰甲苯胺）、重氮鹽分解產(chǎn)物（如酚類、芳基化合物）、過(guò)量的酸（鹽酸、硫酸）、無(wú)機(jī)鹽（NaCl、Na?SO?）。處理流程：（1）中和調(diào)節(jié)：加堿調(diào)節(jié)pH至7~8，使芳胺類物質(zhì)沉淀；（2）混凝沉淀：投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），去除懸浮物和部分有機(jī)物；（3）高級(jí)氧化：采用Fenton試劑（H?O?+Fe2?）或臭氧氧化，分解難降解有機(jī)物；（4）吸附處理：通過(guò)活性炭或樹(shù)脂吸附殘留的芳胺類物質(zhì)；（5）生化處理：經(jīng)預(yù)處理后，廢水進(jìn)入生化池，利用微生物降解小分子有機(jī)物；（6）膜過(guò)濾：通過(guò)反滲透膜進(jìn)一步去除無(wú)機(jī)鹽，確保出水達(dá)標(biāo)。4.重氮化裝置發(fā)生物料泄漏時(shí)，應(yīng)急處置的關(guān)鍵步驟有哪些？答案：（1）立即啟動(dòng)泄漏報(bào)警，停止進(jìn)料和攪拌，切斷附近電源（防止火花）；（2）劃定警戒區(qū)，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，在上風(fēng)方向設(shè)置應(yīng)急指揮點(diǎn)；（3）若為液體泄漏，用砂土、蛭石等惰性材料圍堵，防止流入下水道或水體；若為氣體泄漏（如亞硝酸分解產(chǎn)生NOx），開(kāi)啟通風(fēng)系統(tǒng)并使用堿液（NaOH溶液）噴霧吸收；（4）穿戴防化服、自給式呼吸器（SCBA）進(jìn)入泄漏區(qū)，用專用工具封堵泄漏點(diǎn)（如更換墊片、緊固螺栓）；（5）收集的泄漏物料若未變質(zhì)，轉(zhuǎn)移至安全容器暫存；若已分解，需作為危險(xiǎn)廢物委托有資質(zhì)單位處理；（6）泄漏區(qū)域用大量清水沖洗，檢測(cè)環(huán)境中有毒氣體（如NO?）濃度，達(dá)標(biāo)后解除警戒。5.重氮化工藝中，如何通過(guò)工藝參數(shù)優(yōu)化降低安全風(fēng)險(xiǎn)？請(qǐng)舉例說(shuō)明。答案：（1）采用連續(xù)重氮化工藝替代間歇工藝：連續(xù)工藝可精確控制物料配比和停留時(shí)間，避免間歇反應(yīng)中物料累積導(dǎo)致的溫度波動(dòng)；例如，使用微通道反應(yīng)器，物料在毫米級(jí)通道內(nèi)快速混合反應(yīng)，換熱效率高，溫度可穩(wěn)定控制在0~5℃。（2）優(yōu)化酸的種類：用硫酸替代鹽酸，減少Cl?對(duì)設(shè)備的腐蝕（鹽酸中的Cl?易引發(fā)不銹鋼點(diǎn)蝕）；同時(shí)硫酸的高沸點(diǎn)可降低酸霧揮發(fā)，改善操作環(huán)境。（3）添加穩(wěn)定劑：在反應(yīng)液中加入少量尿素（0.1%~0.3%），與過(guò)量的亞硝酸反應(yīng)提供CO?和N?，防止HNO?積累導(dǎo)致重氮鹽分解；例如，當(dāng)檢測(cè)到反應(yīng)液中亞硝酸過(guò)量時(shí)，自動(dòng)投加尿素溶液進(jìn)行中和。（4）降低反應(yīng)濃度：將芳伯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從20%降至10%~15%，減少單位體積內(nèi)的反應(yīng)熱，降低失控后能量釋放強(qiáng)度；同時(shí)稀釋后的物料流動(dòng)性更好，攪拌更均勻，避免局部過(guò)熱。五、綜合分析題（共20分）某化工企業(yè)采用間歇重氮化工藝生產(chǎn)對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽，近期連續(xù)出現(xiàn)兩次反應(yīng)溫度異常升高（最高達(dá)12℃）的情況，幸未引發(fā)事故。請(qǐng)結(jié)合工藝原理，分析可能原因并提出改進(jìn)措施。答案：可能原因分析：（1）原料配比失控：亞硝酸鈉投料速度過(guò)快，或芳伯胺（對(duì)硝基苯胺）濃度過(guò)高，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)放熱量超過(guò)冷卻系統(tǒng)負(fù)荷。例如，若操作工人為趕進(jìn)度，將亞硝酸鈉的投料時(shí)間從30分鐘縮短至15分鐘，會(huì)導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)大量HNO?提供，與芳伯胺劇烈反應(yīng)，釋放大量熱量。（2）冷卻系統(tǒng)失效：冷凍鹽水溫度偏高（如因制冷機(jī)故障，鹽水溫度從-5℃升至0℃），或反應(yīng)釜夾套結(jié)垢（換熱系數(shù)降低30%），導(dǎo)致熱量無(wú)法及時(shí)移出。例如，夾套內(nèi)壁的鈣鎂鹽沉淀會(huì)阻礙熱傳導(dǎo)，即使鹽水流量正常，實(shí)際換熱量仍不足。（3）攪拌故障：攪拌槳葉脫落或電機(jī)轉(zhuǎn)速降低（如變頻器故障導(dǎo)致轉(zhuǎn)速?gòu)?00rpm降至150rpm），物料混合不均，局部區(qū)域芳伯胺與HNO?濃度過(guò)高，引發(fā)局部劇烈反應(yīng)放熱。例如，未混合均勻的區(qū)域可能積累大量未反應(yīng)的芳伯胺，當(dāng)與后續(xù)投入的HNO?接觸時(shí)，集中反應(yīng)放熱。（4）溫度監(jiān)測(cè)誤差：熱電偶插入深度不足（僅插入液面1/3），或傳感器老化（測(cè)量值比實(shí)際溫度低5℃），導(dǎo)致操作員工未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常，錯(cuò)過(guò)最佳干預(yù)時(shí)機(jī)。例如，實(shí)際反應(yīng)液溫度已達(dá)10℃，但儀表顯示僅為5℃，未觸發(fā)聯(lián)鎖停車。改進(jìn)措施：（1）工藝控制優(yōu)化：-采用計(jì)量泵精準(zhǔn)控制亞硝酸鈉投料速度，將投料時(shí)間固定為45~60分鐘，并與溫度聯(lián)鎖（溫度每升高1℃，自動(dòng)減緩?fù)读纤俣?0%）。-降低芳伯胺初始濃度（從25%降至18%），減少單位體積反應(yīng)熱；同時(shí)添加0.2%尿素作為亞硝酸捕獲劑，防止HNO?積累。（2）設(shè)備維護(hù)升級(jí)：-每月對(duì)冷凍機(jī)組進(jìn)行檢修，確保鹽水溫度穩(wěn)定在-5~-3℃；每季度清洗反應(yīng)釜夾套，使用高壓水槍（壓力≥20MPa）清除結(jié)垢，恢復(fù)換熱效率。-更換攪拌電機(jī)為變頻調(diào)速型，設(shè)置轉(zhuǎn)速低限報(bào)警（低于250rpm時(shí)自動(dòng)報(bào)警）；定期檢查攪拌槳葉緊固情況（每周1次），防止脫落。（3）監(jiān)測(cè)與聯(lián)鎖完善：-增設(shè)2支備用熱電偶（插入深度為液面2/3），采用三取二冗余測(cè)量（任意2支溫度≥6℃時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖）；每半年校驗(yàn)溫度傳感器（誤差≤±0.5℃）。