2025年化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在常壓連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)中，若進(jìn)料熱狀況q=0.6，則進(jìn)料狀態(tài)屬于（）A.過(guò)冷液體B.飽和液體C.氣液混合D.飽和蒸汽答案：C2.對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)A→B，在相同溫度下，間歇反應(yīng)器與平推流反應(yīng)器達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需時(shí)間關(guān)系為（）A.間歇更長(zhǎng)B.相等C.間歇更短D.無(wú)法確定答案：B3.在換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，若某熱流熱容流率CP=4kW/℃，冷流CP=2kW/℃，最小接近溫差ΔTmin=10℃，則該匹配的最大可交換熱量由（）決定。A.熱流B.冷流C.兩者相等D.ΔTmin答案：B4.根據(jù)GB1502011，內(nèi)壓圓筒殼體計(jì)算厚度公式中，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力p=0.8MPa，Di=1200mm，[σ]^t=133MPa，焊接接頭系數(shù)φ=0.85時(shí)，計(jì)算厚度約為（）mm。A.4.2B.5.4C.6.8D.8.1答案：B5.在HYSYS中進(jìn)行天然氣脫水時(shí)，首選的物性包為（）A.PRB.SRKC.GlycolPkgD.GERG答案：C6.對(duì)于離心泵選型，若要求流量Q=100m3/h，揚(yáng)程H=60m，介質(zhì)密度ρ=800kg/m3，則泵的有效功率約為（）kW。A.13.1B.16.3C.19.6D.22.4答案：A7.在化工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中，若所得稅率為25%，折舊年限10年，直線折舊，則折舊稅盾效應(yīng)使稅后現(xiàn)金流增加的比例為（）A.7.5%B.10%C.12.5%D.15%答案：C8.對(duì)于爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)，Zone1的定義為（）A.連續(xù)存在B.偶爾存在C.異常時(shí)短時(shí)存在D.不存在答案：B9.在AspenPlus中，采用RADFRAC模塊進(jìn)行萃取精餾時(shí)，若溶劑比S/F=2.5，溶劑從塔頂?shù)?板進(jìn)入，則塔內(nèi)液相流量最大的板通常是（）A.第1板B.第2板C.第3板D.再沸器答案：B10.對(duì)于管殼式換熱器，若管程走冷卻水，殼程走熱油，夏季冷卻水入口溫度升高5℃，則對(duì)數(shù)平均溫差修正系數(shù)Ft將（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B11.在反應(yīng)器穩(wěn)定性分析中，若放熱曲線斜率大于移熱曲線斜率，則系統(tǒng)處于（）A.穩(wěn)定點(diǎn)B.不穩(wěn)定點(diǎn)C.臨界點(diǎn)D.無(wú)法判斷答案：B12.根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》，甲B類液體儲(chǔ)罐組內(nèi)單罐容積不應(yīng)大于（）m3。A.5000B.10000C.15000D.20000答案：B13.對(duì)于分子篩吸附脫水，若入口水含量600ppm，出口要求≤1ppm，則傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度與平衡區(qū)長(zhǎng)度之比約為（）A.0.1B.0.3C.0.5D.0.8答案：C14.在PID圖中，下列儀表位號(hào)表示溫度變送器的是（）A.TI101B.TIC101C.TT101D.TY101答案：C15.對(duì)于板波紋填料，若比表面積500m2/m3，則其等理論板高度HETP通常為（）mm。A.200–300B.300–400C.400–500D.500–600答案：A16.在HAZOP分析中，引導(dǎo)詞“More”對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)“Temperature”通常指（）A.溫度升高B.溫度降低C.溫度波動(dòng)D.溫度反向答案：A17.對(duì)于雙氧水儲(chǔ)存，若采用304不銹鋼，則最需關(guān)注的腐蝕形態(tài)是（）A.均勻腐蝕B.點(diǎn)蝕C.應(yīng)力腐蝕D.晶間腐蝕答案：B18.在化工過(guò)程強(qiáng)化中，旋轉(zhuǎn)填充床RPB的離心加速度通常為重力加速度的（）倍。A.10–50B.50–100C.100–500D.500–1000答案：C19.對(duì)于CO2捕集MEA吸收工藝，若貧液負(fù)荷0.15molCO2/molMEA，富液負(fù)荷0.45，則循環(huán)量最小為（）molMEA/molCO2。A.2.0B.2.5C.3.0D.3.5答案：B20.在QRA定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等高線通常采用（）單位表示。A./aB./100aC./1000aD./10000a答案：A二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選少選均不得分）21.下列屬于本質(zhì)安全設(shè)計(jì)策略的有（）A.強(qiáng)化B.替代C.緩和D.簡(jiǎn)化答案：BCD22.關(guān)于精餾塔靈敏板溫度，下列說(shuō)法正確的有（）A.通?？拷M(jìn)料板B.對(duì)組分變化敏感C.可用于推斷塔頂組成D.受壓力波動(dòng)影響大答案：ABD23.在換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)設(shè)計(jì)中，違反夾點(diǎn)規(guī)則會(huì)導(dǎo)致（）A.增加熱公用工程B.增加冷公用工程C.增加換熱面積D.增加操作彈性答案：ABC24.對(duì)于離心壓縮機(jī)喘振，可采取的防喘措施有（）A.提高轉(zhuǎn)速B.設(shè)旁通閥C.可調(diào)導(dǎo)葉D.降低吸入溫度答案：BCD25.下列屬于危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)依據(jù)的有（）A.單元內(nèi)危險(xiǎn)化學(xué)品種類B.存量C.工藝溫度D.毒性等級(jí)答案：ABD26.在AspenPlus中，可用于固液分離的模塊有（）A.FilterB.CentrifugeC.CycloneD.Dryer答案：ABC27.關(guān)于反應(yīng)器熱穩(wěn)定性，下列說(shuō)法正確的有（）A.與活化能正相關(guān)B.與傳熱系數(shù)負(fù)相關(guān)C.與反應(yīng)熱正相關(guān)D.與進(jìn)料溫度負(fù)相關(guān)答案：AC28.對(duì)于立式儲(chǔ)罐抗震設(shè)計(jì)，需考慮的荷載組合包括（）A.自重+地震+操作壓力B.自重+風(fēng)+試驗(yàn)水壓C.自重+地震+試驗(yàn)水壓D.自重+地震+雪答案：AB29.在綠色化工評(píng)價(jià)指標(biāo)中，屬于原子經(jīng)濟(jì)性計(jì)算需考慮的有（）A.主產(chǎn)物摩爾質(zhì)量B.副產(chǎn)物摩爾質(zhì)量C.催化劑質(zhì)量D.溶劑質(zhì)量答案：AB30.關(guān)于滲透汽化膜脫水，下列說(shuō)法正確的有（）A.適用于共沸體系B.通量隨溫度升高而增大C.選擇性隨膜厚度增加而增大D.操作壓力通常低于0.5MPa答案：ABD三、填空題（每空1分，共30分）31.在精餾塔設(shè)計(jì)中，若相對(duì)揮發(fā)度α=2.5，塔頂xD=0.95，塔釜xB=0.05，則最小理論板數(shù)Nmin=________（保留一位小數(shù)）。答案：4.232.對(duì)于管殼式換熱器，若管外徑25mm，壁厚2.5mm，則管內(nèi)徑為_(kāi)_______mm。答案：2033.在反應(yīng)工程里，空間時(shí)間τ的定義式為τ=________。答案：V/v034.根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，壓力容器分類中，若設(shè)計(jì)壓力1.2MPa，介質(zhì)毒性程度極度危害，則劃分為_(kāi)_______類。答案：Ⅲ35.對(duì)于二元理想溶液，若泡點(diǎn)方程x=0.4，平衡常數(shù)K1=1.5，K2=0.6，則氣相組成y1=________（保留兩位小數(shù)）。答案：0.6036.在化工項(xiàng)目IRR計(jì)算中，若基準(zhǔn)收益率10%，計(jì)算得IRR=12.3%，則項(xiàng)目財(cái)務(wù)上________（填“可行”或“不可行”）。答案：可行37.對(duì)于離心泵，若NPSHa=4.2m，NPSHr=3.5m，則汽蝕余量安全裕度為_(kāi)_______m。答案：0.738.在天然氣液化流程中，若采用丙烷預(yù)冷混合制冷，則制冷劑通常采用________、________和異丁烷三元混合物。答案：甲烷、乙烯39.對(duì)于固定床催化反應(yīng)器，若催化劑粒徑3mm，床層空隙率0.4，則床層比表面積約為_(kāi)_______m2/m3。答案：120040.在HAZOP報(bào)告中，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)矩陣通常采用________×________表格形式。答案：5541.若某裝置年操作時(shí)間8000h，年產(chǎn)生廢催化劑200t，則廢催化劑產(chǎn)生強(qiáng)度為_(kāi)_______kg/h。答案：2542.對(duì)于硫酸烷基化，若酸耗為80kg/t烷基化油，則年處理50萬(wàn)噸烷基化油需補(bǔ)充硫酸________萬(wàn)噸。答案：443.在換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)上方，禁止設(shè)置________公用工程冷卻器。答案：冷44.對(duì)于VOCs末端治理，若采用RTO，則熱回收效率通?！輄_______%。答案：9545.在Aspen中，若采用UNIQUAC模型，需回歸的二元交互作用參數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。答案：246.對(duì)于雙層玻璃鋼管，若內(nèi)襯為乙烯基酯，結(jié)構(gòu)層為環(huán)氧玻璃鋼，則內(nèi)襯主要作用為_(kāi)_______。答案：耐腐蝕防滲透47.在反應(yīng)器放大中，保持________不變可維持相似傳熱條件。答案：比傳熱面積48.對(duì)于板翅式換熱器，若翅片密度800翅/m，則翅片間距為_(kāi)_______mm。答案：1.2549.在QRA中，若社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)FN曲線斜率1，則N=10時(shí)F=103，N=100時(shí)F=________。答案：10450.對(duì)于CO變換反應(yīng)，若采用鈷鉬催化劑，則汽氣比一般控制在________（體積比）。答案：1.2–1.5四、簡(jiǎn)答題（共40分）51.（開(kāi)放型，8分）簡(jiǎn)述在“雙碳”背景下，化工園區(qū)如何通過(guò)能量系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)碳減排，并舉兩例說(shuō)明。答案要點(diǎn)：1.構(gòu)建跨廠蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低品位熱升級(jí)利用；2.引入CO2捕集與利用（CCU）單元，與甲醇裝置耦合；3.建立光伏儲(chǔ)能蒸汽聯(lián)合系統(tǒng)，替代燃?xì)忮仩t；4.采用氫冶金副產(chǎn)氫作為園區(qū)氫源，減少制氫碳排。示例：某園區(qū)通過(guò)夾點(diǎn)改造年減碳12萬(wàn)噸；CCU與甲醇聯(lián)產(chǎn)年消納CO220萬(wàn)噸。52.（封閉型，6分）寫(xiě)出雙膜理論吸收速率方程，并指出各符號(hào)含義。答案：NA=kG(pGpi)=kL(cicL)，其中NA為吸收通量，kG為氣膜傳質(zhì)系數(shù)，pG為主體氣相分壓，pi為界面氣相分壓，kL為液膜傳質(zhì)系數(shù)，ci為界面液相濃度，cL為主體液相濃度。53.（開(kāi)放型，8分）比較固定床、流化床、列管式反應(yīng)器在放熱反應(yīng)中的溫控策略差異。答案：固定床：分段冷激、惰性填料稀釋、殼程熔鹽冷卻；流化床：內(nèi)置換熱管束、固體循環(huán)取熱、顆粒熱容緩沖；列管式：殼程冷卻劑強(qiáng)制循環(huán)、多管并聯(lián)、徑向溫度梯度控制。流化床溫度最均勻，固定床熱點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)高，列管式介于兩者之間。54.（封閉型，6分）給出離心泵相似定律三公式。答案：Q1/Q2=n1/n2，H1/H2=(n1/n2)2，P1/P2=(n1/n2)3。55.（開(kāi)放型，6分）說(shuō)明為何高壓法聚乙烯裝置需設(shè)置超高壓泄放閥，并給出設(shè)定原則。答案：反應(yīng)器壓力300MPa，若失控聚合可導(dǎo)致壓力劇升，需瞬時(shí)泄放防爆炸；設(shè)定壓力≤1.1倍設(shè)計(jì)壓力，泄放能力按最大放熱速率對(duì)應(yīng)的氣體量計(jì)算，采用特殊角式泄放閥，閥后接消音器與火炬。56.（封閉型，6分）寫(xiě)出理想氣體絕熱可逆膨脹溫度壓力關(guān)系式，并指出適用條件。答案：T2/T1=(p2/p1)^(R/Cp)，適用理想氣體、絕熱、可逆、定比熱。五、計(jì)算與綜合應(yīng)用題（共90分）57.（計(jì)算題，15分）某廠采用甲醇裂解制氫，反應(yīng)CH3OH→CO+2H2，進(jìn)料1000kg/h甲醇，轉(zhuǎn)化率95%，產(chǎn)物經(jīng)變壓吸附回收氫，回收率92%。求：（1）理論氫產(chǎn)量（Nm3/h）；（2）實(shí)際回收氫量（Nm3/h）；（3）若氫氣用于燃料電池車，每車年耗氫350Nm3，可供應(yīng)多少輛車？答案：（1）甲醇摩爾流量1000/32=31.25kmol/h，理論氫量31.25×2×0.95×22.4=1324.4Nm3/h；（2）1324.4×0.92=1218.4Nm3/h；（3）1218.4×8000/350≈27860輛。58.（分析題，15分）某精餾塔分離苯甲苯，進(jìn)料F=100kmol/h，xF=0.4，泡點(diǎn)進(jìn)料，α=2.5，要求xD=0.97，xB=0.02，R=1.3Rmin。求：（1）q線方程；（2）最小回流比Rmin；（3）理論板數(shù)（采用簡(jiǎn)捷法，給出公式與結(jié)果）。答案：（1）q=1，q線x=0.4；（2）平衡線y=2.5x/(1+1.5x)，交點(diǎn)xq=0.4，yq=0.625，Rmin=(0.970.625)/(0.6250.4)=1.53；（3）R=1.99，Gilliland圖X=(RRmin)/(R+1)=0.156，Y=0.47，NNmin/N+1=0.47，Nmin=ln[(0.97/0.03)/(0.02/0.98)]/ln2.5=7.0，解得N≈13.2，取14塊。59.（綜合題，20分）某化工園區(qū)擬建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)噸PDH（丙烷脫氫）裝置，副產(chǎn)氫氣1.2萬(wàn)噸/年。給出：（1）物料平衡簡(jiǎn)表（丙烷、丙烯、氫、燃料氣）；（2）能量平衡，需計(jì)算反應(yīng)吸熱、煙氣余熱、蒸汽發(fā)生量；（3）提出節(jié)能措施三條并量化效益。答案：（1）丙烷進(jìn)料35.2t/h，丙烯出24.4t/h，氫1.5t/h，燃料氣9.3t/h；（2）反應(yīng)吸熱58MW，煙氣余熱78MW，產(chǎn)3.8MPa蒸汽92t/h；（3）①高溫離心壓縮機(jī)設(shè)熱泵回收20MW，年節(jié)標(biāo)煤1.8萬(wàn)噸；②再生煙氣預(yù)熱進(jìn)料節(jié)燃料氣1.2t/h；③采用高效板式換熱器降低ΔTmin=10℃，節(jié)冷卻水2000m3/h。60.（計(jì)算題，20分）某管殼式換熱器，殼程熱油流量30kg/s，Cp=2.1kJ/kg℃，Tin=180℃，Tout=120℃；管程冷卻水Cp=4.2kJ/kg℃，Tin=30℃，Tout=50℃；U=450W/m2℃，單管Φ25×2mm，L=6m，管數(shù)未知。求：（1）冷卻水流量；（2）對(duì)數(shù)平均溫差；（3）所需面積；（4）管數(shù)。答案：（1）Q=30×2.1×60=3780kW，m水=3780/(4.2×2