2025年化學(xué)工藝與工程考試試卷及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.在合成氨生產(chǎn)中，采用鐵基催化劑的主要目的是（）A.提高反應(yīng)溫度B.降低反應(yīng)活化能C.增加氮氣濃度D.減少氫氣消耗答案：B2.石油常壓蒸餾塔頂產(chǎn)品最可能是（）A.柴油B.潤滑油C.石腦油D.瀝青答案：C3.對苯二甲酸（PTA）裝置氧化工段尾氣中最主要的有機物是（）A.對二甲苯B.醋酸C.對甲基苯甲酸D.苯甲酸答案：B4.煤氣化過程中，提高汽氧比會直接（）A.提高甲烷含量B.降低爐溫C.提高CO2含量D.降低H2含量答案：B5.氯堿工業(yè)中，離子膜電解槽陰極室pH值通?？刂圃冢ǎ〢.2～3B.7～8C.12～14D.4～5答案：C6.環(huán)氧乙烷水合制乙二醇反應(yīng)屬于（）A.氣固相催化B.氣液相非催化C.液液相均相D.氣氣相熱反應(yīng)答案：B7.尿素合成塔操作壓力約（）A.0.3MPaB.3MPaC.15MPaD.30MPa答案：C8.催化裂化裝置中，催化劑再生燒焦屬于（）A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.光化學(xué)反應(yīng)D.電化學(xué)反應(yīng)答案：B9.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫，一段爐出口甲烷含量一般要求低于（）A.1%B.5%C.10%D.20%答案：C10.丙烯腈裝置吸收塔頂加入的水為（）A.脫鹽水B.循環(huán)冷卻水C.消防水D.一次新鮮水答案：A11.下列哪種分離方法最適合從發(fā)酵液中回收乙醇（）A.萃取B.精餾C.吸附D.結(jié)晶答案：B12.煤制油間接液化采用的核心催化劑活性組分為（）A.NiB.CuC.FeD.Pt答案：C13.硫酸生產(chǎn)中，SO2轉(zhuǎn)化器一段入口溫度通常控制在（）A.200℃B.320℃C.420℃D.520℃答案：C14.聚乙烯裝置循環(huán)氣壓縮機出口設(shè)置冷卻器的主要目的是（）A.提高轉(zhuǎn)化率B.降低能耗C.防止樹脂軟化D.回收單體答案：C15.苯乙烯負(fù)壓蒸餾塔頂真空泵常用型式為（）A.水環(huán)泵B.往復(fù)泵C.離心泵D.齒輪泵答案：A16.對二甲苯吸附分離工藝中，解吸劑為（）A.甲苯B.對二乙苯C.環(huán)丁砜D.戊烷答案：B17.硝酸裝置氨氧化爐鉑網(wǎng)催化劑失活最主要原因是（）A.積碳B.中毒C.燒結(jié)D.水蝕答案：C18.乙炔法生產(chǎn)氯乙烯，氯化氫過量比通?？刂圃冢ǎ〢.1%B.5%C.10%D.20%答案：C19.煉油廠加氫裂化采用的高壓分離器操作壓力約（）A.0.5MPaB.3MPaC.10MPaD.20MPa答案：C20.純堿氨鹽水碳酸化塔中部設(shè)置冷卻盤管是為了（）A.提高NaHCO3溶解度B.控制結(jié)晶粒度C.降低副反應(yīng)D.提高氨利用率答案：B二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選少選均不得分）21.下列屬于石油煉制二次加工裝置的有（）A.常壓蒸餾B.催化重整C.延遲焦化D.烷基化答案：BCD22.煤直接液化反應(yīng)條件包括（）A.溫度400～450℃B.壓力15～30MPaC.鐵系催化劑D.純氧氣氛答案：ABC23.關(guān)于離子膜法燒堿，下列說法正確的有（）A.陰極產(chǎn)生Cl2B.陽極產(chǎn)生H2C.膜需耐NaOHD.電流效率可達(dá)96%答案：CD24.合成氣制甲醇反應(yīng)器熱點溫度飛升時可采?。ǎ〢.降低汽氣比B.加大循環(huán)量C.注入冷激氣D.降低入口CO含量答案：BCD25.下列屬于環(huán)氧丙烷工業(yè)路線的有（）A.氯醇法B.共氧化法C.直接氧化法D.乙苯過氧化法答案：ABC26.尿素裝置高壓甲銨泵出口壓力波動原因可能為（）A.入口濾網(wǎng)堵B.汽蝕C.柱塞密封漏D.電機頻率降答案：ABC27.催化裂化提升管反應(yīng)器結(jié)焦征兆包括（）A.再生溫度升高B.劑油比下降C.煙氣氧含量上升D.汽油收率下降答案：ABD28.苯酚丙酮裝置異丙苯氧化塔尾氣中主要含有（）A.O2B.N2C.異丙苯D.CHP答案：ABC29.天然氣脫硫脫碳單元可能使用的溶劑有（）A.MDEAB.環(huán)丁砜C.N甲基吡咯烷酮D.聚乙二醇二甲醚答案：ABD30.聚乙烯漿液法工藝中，離心機分離效果差可表現(xiàn)為（）A.母液含固量高B.樹脂揮發(fā)分高C.濾餅濕含量大D.己烷回收塔負(fù)荷低答案：AC三、填空題（每空1分，共20分）31.合成氨鐵催化劑的主要促進(jìn)劑為K2O和________。答案：Al2O332.石油催化重整產(chǎn)物中，研究法辛烷值最高的組分是________。答案：甲苯33.煤制烯烴（MTO）反應(yīng)中，甲醇轉(zhuǎn)化率接近100%時，乙烯+丙烯選擇性約________%。答案：8034.硫酸裝置吸收塔循環(huán)酸濃度通?？刂圃赺_______%。答案：98.335.氯堿工業(yè)中，每生產(chǎn)1t燒堿副產(chǎn)________t氯氣。答案：0.88536.對二甲苯吸附分離模擬移動床工藝中，一個周期分為________個步位。答案：2437.乙二醇裝置脫水塔真空度一般維持在________kPaA。答案：1038.丙烯腈裝置急冷塔下段pH值控制在________范圍。答案：5.5～6.539.純堿碳化塔出口懸浮液固含量約________g/L。答案：25040.硝酸裝置氨氧化爐鉑網(wǎng)溫度超過________℃將加速揮發(fā)。答案：90041.苯乙烯精餾塔頂阻聚劑常用________。答案：TBC42.高壓聚乙烯管式反應(yīng)器壓力約________MPa。答案：30043.煉油廠加氫精制催化劑預(yù)硫化劑常用________。答案：DMDS44.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑載體為________。答案：αAl2O345.煤直接液化殘渣主要利用途徑為________。答案：制氫46.尿素造粒塔進(jìn)料溫度約________℃。答案：13547.環(huán)氧乙烷儲罐氣相氮封含氧量要求小于________%。答案：0.548.對苯二甲酸加氫精制反應(yīng)器類型為________床。答案：固定49.聚乙烯氣相流化床冷凝態(tài)操作時，循環(huán)氣露點應(yīng)高于入口溫度________℃。答案：550.硫酸鉀型復(fù)合肥裝置反應(yīng)爐溫度約________℃。答案：600四、簡答題（共30分）51.（封閉型，6分）寫出煤制合成氣典型氣化反應(yīng)三步主反應(yīng)式并注明反應(yīng)熱效應(yīng)。答案：(1)C+O2→CO2+393.5kJ/mol（放熱）(2)C+H2O→CO+H2131.4kJ/mol（吸熱）(3)CO+H2O→CO2+H241.2kJ/mol（放熱）52.（開放型，8分）某甲醇裝置合成塔催化劑運行兩年后活性下降20%，列出四種可能原因并給出工業(yè)對策。答案：原因1：熱燒結(jié)——控制床層熱點≤270℃，增設(shè)冷激氣分配管。原因2：硫中毒——上游精脫硫劑更換周期由6月縮至4月，保證總硫≤0.1ppm。原因3：金屬沉積——設(shè)置保護(hù)床，捕集羰基鐵鎳。原因4：機械粉塵覆蓋——加強合成氣分離器濾芯反吹，壓差≥80kPa即切換。53.（封閉型，6分）畫出尿素合成NH3CO2H2O三元系頂脊線示意圖并標(biāo)出工業(yè)操作點大致位置。答案：文字描述：頂脊線自NH3頂點向CO2H2O邊延伸，呈拋物線，工業(yè)點位于NH3/CO2摩爾比約3.5、水碳比0.4區(qū)域，處于頂脊線右側(cè)高壓液相區(qū)。54.（開放型，10分）某煉廠計劃將催化裂化柴油硫含量從1200ppm降至10ppm，請給出兩種技術(shù)路線并對比投資、操作成本與產(chǎn)品性質(zhì)。答案：路線A：中壓加氫精制（6MPa，CoMo催化劑，溫度350℃），投資1.2億元，操作成本120元/噸，產(chǎn)品十六烷值提高6單位，密度降0.015g/cm3。路線B：吸附脫硫（Zn基吸附劑，溫度420℃，常壓），投資0.8億元，操作成本80元/噸，產(chǎn)品十六烷值幾乎不變，密度不變，但烯烴飽和率低，需配合后加氫。若煉廠已有加氫設(shè)施，路線A綜合更優(yōu)；若資金緊張且產(chǎn)品烯烴值要求寬松，可選路線B。五、計算題（共30分）55.（10分）某合成氨裝置新鮮氣流量100000Nm3/h，組成：H274%，N224%，CH41%，Ar1%。單程轉(zhuǎn)化率25%，出塔氣經(jīng)冷卻分離液氨后循環(huán)。求：（1）日產(chǎn)液氨量（t）；（2）若循環(huán)比為5，放空氣流量（Nm3/h）。解：(1)有效氣H2+N2=98%，流量=98000Nm3/h反應(yīng)H2:N2=3:1，設(shè)N2轉(zhuǎn)化x，則H2轉(zhuǎn)化3x單程轉(zhuǎn)化25%，N2反應(yīng)量=0.25×0.24×100000=6000Nm3/h對應(yīng)H2反應(yīng)=18000Nm3/h生成NH3體積=2×6000=12000Nm3/h=12000/22.4=535.7kmol/h=9116kg/h=218.8t/d(2)循環(huán)比=循環(huán)氣/新鮮氣=5，循環(huán)氣=500000Nm3/h放空氣=新鮮氣×(1/5)=20000Nm3/h答案：日產(chǎn)液氨218.8t；放空氣20000Nm3/h。56.（10分）某硫酸裝置進(jìn)入轉(zhuǎn)化器氣體SO2濃度10%（vol），O211%，N279%，溫度420℃，壓力0.11MPa。一段轉(zhuǎn)化率65%，求一段出口氣體SO3、SO2、O2濃度。解：基準(zhǔn)100mol進(jìn)氣SO2=10mol，O2=11mol，N2=79mol反應(yīng)SO2+0.5O2→SO3轉(zhuǎn)化65%，反應(yīng)SO2=6.5mol，耗O2=3.25mol，生成SO3=6.5mol出口：SO2=3.5mol，O2=7.75mol，SO3=6.5mol，N2=79mol，總量=96.75mol濃度：SO2=3.5/96.75=3.62%，O2=7.75/96.75=8.01%，SO3=6.5/96.75=6.72%答案：SO23.62%，O28.01%，SO36.72%。57.（10分）某乙烯裝置裂解氣壓縮段吸入流量180t/h，組成：C2H428%，C2H612%，CH460%，溫度40℃，壓力0.15MPa。經(jīng)三段壓縮至3.5MPa，段間冷卻至40℃，求第三段出口體積流量（m3/h）及三段總壓縮功（kW）。按理想氣體、絕熱指數(shù)k=1.25，效率75%。解：平均分子量=0.28×28+0.12×30+0.6×16=20.56kg/kmol流量=180000/20.56=8759kmol/h吸入體積=8759×22.4×(313/273)×(0.101/0.15)=1.22×105Nm3/h=122000m3/h三段壓縮比總=3.5/0.15=23.3，單段壓縮比=23.3^(1/3)=2.86出口體積=122000/(2.86^3)=122000/23.3=5236m3/h（實際狀態(tài)3.5MPa，40℃）換算到吸入狀態(tài)體積=5236×(3.5/0.15)×(313/313)=1.22×105m3/h（驗證守恒）絕熱功W=[k/(k1)]×P1V1×[(P2/P1)^((k1)/k)–1]P1V1=0.15×106×122000/3600=5.08×106W=5080kJ/s(P2/P1)^((k1)/k)=23.3^(0.2)=1.86W=5×5.08×106×(1.86–1)=2.18×107J/s=21800kW實際功=21800/0.75=29000kW答案：出口體積5236m3/h（3.5MPa，40℃），總壓縮功29000kW。六、綜合分析題（共30分）58.（15分）某沿海煉化一體化企業(yè)擬建設(shè)100萬噸/年乙烷裂解制乙烯裝置，配套下游50萬噸/年FDPE、40萬噸/年EO/EG、30萬噸/年苯乙烯。請從原料、能耗、碳排放、產(chǎn)品鏈增值四方面給出綜合評價，并提出優(yōu)化建議。答案：原料：進(jìn)口乙烷到岸價約350美元/噸，相對石腦油路線成本低30%，但需建設(shè)90℃低溫儲罐，投資高3億元。能耗：乙烷裂解爐出口溫度850℃，噸乙烯燃動能耗約500kg標(biāo)油，比石腦油路線低15%。碳排放：乙烷路線噸乙烯CO2排放1.2t，較石腦油路線減0.4t；但乙烷運輸船甲烷泄漏率0.2%，折合全生命周期增0.1t，仍凈減0.3t。產(chǎn)品鏈增值：FDPE市場溢價低，苯乙烯盈利高，建議將FDPE規(guī)模降至30萬噸，增建20萬噸/年苯乙烯，利用副產(chǎn)氫氣供給苯乙烯加氫，減少外購氫0.8萬噸/年。優(yōu)化：裂解爐增設(shè)廢熱鍋爐產(chǎn)10MPa蒸汽，驅(qū)動EO/EG空氣壓縮機，年節(jié)電1.2億kWh；乙烷