2025年化工總控工三級試題及答案一、單項選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.化工生產(chǎn)中，以下不屬于物理過程的單元操作是（）。A.精餾B.催化裂化C.過濾D.萃取2.離心泵啟動前需灌泵的主要目的是（）。A.防止氣蝕B.防止氣縛C.提高揚程D.降低功耗3.某反應(yīng)釜設(shè)計壓力為1.6MPa，其安全閥的整定壓力應(yīng)設(shè)置為（）。A.1.5MPaB.1.6MPaC.1.7MPaD.1.8MPa4.精餾塔操作中，若進料溫度降低（其他條件不變），則塔頂產(chǎn)品純度會（）。A.升高B.降低C.不變D.先降后升5.工業(yè)合成氨反應(yīng)（N?+3H??2NH?）的最佳操作條件是（）。A.高溫高壓B.高溫低壓C.低溫高壓D.低溫低壓6.以下不屬于DCS系統(tǒng)組成部分的是（）。A.操作站B.現(xiàn)場儀表C.控制站D.服務(wù)器7.吸收塔中，若增大吸收劑流量（其他條件不變），則吸收推動力會（）。A.增大B.減小C.不變D.先減后增8.催化劑的主要作用是（）。A.提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率B.降低反應(yīng)活化能C.改變反應(yīng)平衡常數(shù)D.增加產(chǎn)物收率9.某換熱器的傳熱系數(shù)K=500W/(m2·℃)，傳熱面積A=10m2，對數(shù)平均溫差Δtm=50℃，則傳熱量Q為（）。A.250kWB.500kWC.1000kWD.1500kW10.化工生產(chǎn)中，“三廢”不包括（）。A.廢氣B.廢熱C.廢水D.廢渣11.以下屬于可燃氣體的是（）。A.氮氣B.氧氣C.氫氣D.二氧化碳12.離心泵的揚程是指（）。A.泵能輸送的液體高度B.液體在泵內(nèi)獲得的總能量C.泵的最大流量對應(yīng)的壓頭D.泵的軸功率13.精餾塔中，提餾段的作用是（）。A.提高輕組分濃度B.提高重組分濃度C.平衡氣液兩相D.降低塔壓14.工業(yè)上常用的干燥介質(zhì)是（）。A.氮氣B.空氣C.二氧化碳D.水蒸氣15.以下不屬于壓力容器安全附件的是（）。A.溫度計B.爆破片C.液位計D.攪拌器二、多項選擇題（共10題，每題3分，共30分，每題至少2個正確選項）1.影響精餾塔分離效果的主要因素有（）。A.回流比B.進料位置C.塔板數(shù)D.塔頂壓力2.離心泵的性能參數(shù)包括（）。A.流量B.揚程C.效率D.軸功率3.化工生產(chǎn)中，常見的熱量傳遞方式有（）。A.傳導(dǎo)B.對流C.輻射D.相變4.以下屬于危險化學(xué)品的是（）。A.汽油B.濃硫酸C.氯化鈉D.液氯5.吸收操作中，選擇吸收劑的原則包括（）。A.對溶質(zhì)溶解度大B.揮發(fā)性小C.腐蝕性小D.成本低6.壓力容器定期檢驗的內(nèi)容包括（）。A.外觀檢查B.壁厚測定C.焊縫無損檢測D.耐壓試驗7.DCS系統(tǒng)的主要功能有（）。A.數(shù)據(jù)采集B.過程控制C.故障診斷D.離線編程8.以下屬于化工單元操作的是（）。A.反應(yīng)B.蒸餾C.結(jié)晶D.干燥9.催化劑失活的主要原因有（）。A.結(jié)焦B.中毒C.燒結(jié)D.揮發(fā)10.化工生產(chǎn)中，安全用電的基本要求包括（）。A.設(shè)備接地B.線路絕緣C.單人操作高壓設(shè)備D.使用漏電保護器三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.化工生產(chǎn)中，安全電壓的上限值為______V。2.精餾塔中，理論板是指氣液兩相在塔板上達到______狀態(tài)的理想化塔板。3.離心泵的氣蝕是由于葉輪入口處液體壓力低于其______導(dǎo)致的。4.工業(yè)上常用的熱電偶材料是______（寫出一種）。5.催化劑的基本組成包括活性組分、載體和______。6.吸收過程的推動力是______與實際濃度的差值。7.壓力容器的設(shè)計壓力應(yīng)______最高工作壓力（填“大于”或“小于”）。8.化工生產(chǎn)中，物料衡算的依據(jù)是______定律。9.干燥過程中，臨界含水量是指物料由______干燥階段轉(zhuǎn)入降速干燥階段的含水量。10.可燃氣體的爆炸極限是指其在空氣中能夠發(fā)生爆炸的______濃度范圍。四、簡答題（共5題，共40分）（一）封閉型簡答題（2題，每題8分）1.簡述離心泵啟動前需要灌泵的原因及正確操作步驟。2.列出工業(yè)合成氨生產(chǎn)中，原料氣（氫氣、氮氣）需要凈化的主要雜質(zhì)及凈化目的。（二）開放型簡答題（3題，每題8分）3.某精餾塔塔頂溫度突然升高，分析可能的原因及對應(yīng)的調(diào)節(jié)措施。4.簡述化工生產(chǎn)中“三廢”處理的基本原則，并舉例說明一種廢水處理方法。5.若DCS系統(tǒng)顯示某反應(yīng)釜溫度異常升高（超過設(shè)定值10℃），作為總控工應(yīng)如何處理？五、應(yīng)用題（共3題，共30分）（一）計算題（10分）某合成氨裝置中，進入合成塔的原料氣組成為：H?74%（體積分數(shù)），N?24%，Ar2%。已知氨的合成反應(yīng)為N?+3H??2NH?，反應(yīng)后出塔氣體中NH?的體積分數(shù)為15%。假設(shè)反應(yīng)前后壓力、溫度不變，忽略其他副反應(yīng)，計算：（1）原料氣中H?與N?的摩爾比是否符合化學(xué)計量比（3:1）？（2）反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率（以N?計）。（二）分析題（10分）某列管式換熱器用于加熱工藝水，冷流體（水）入口溫度20℃，出口溫度80℃；熱流體（蒸汽）入口溫度150℃，出口溫度100℃（冷凝為飽和水）。（1）判斷該換熱器的流動方式（并流/逆流）；（2）計算對數(shù)平均溫差Δtm；（3）若實際傳熱系數(shù)K=800W/(m2·℃)，求所需傳熱面積A（已知傳熱量Q=500kW）。（三）綜合題（10分）某化工廠乙烯精餾塔（分離乙烯與乙烷）出現(xiàn)以下異?，F(xiàn)象：塔頂壓力波動大（±0.1MPa），塔釜液位持續(xù)下降，產(chǎn)品乙烯純度低于99.5%（設(shè)計值99.9%）。作為總控工，需完成以下任務(wù)：（1）分析可能的故障原因（至少3條）；（2）提出對應(yīng)的調(diào)節(jié)措施；（3）列出需要重點監(jiān)控的工藝參數(shù)。答案及解析一、單項選擇題1.B（催化裂化是化學(xué)反應(yīng)過程）2.B（灌泵防止泵內(nèi)氣體聚集導(dǎo)致無法吸液，即氣縛）3.C（安全閥整定壓力為工作壓力的1.051.1倍，1.6×1.05≈1.68，取1.7MPa）4.A（進料溫度降低，進料熱狀態(tài)參數(shù)q增大，提餾段負荷增加，塔頂輕組分純度提高）5.C（合成氨為放熱、體積減小反應(yīng)，低溫高壓有利于平衡正向移動）6.B（DCS系統(tǒng)包括操作站、控制站、服務(wù)器，現(xiàn)場儀表屬于檢測執(zhí)行層）7.A（吸收劑流量增大，液相濃度降低，推動力（氣相分壓液相平衡分壓）增大）8.B（催化劑通過降低活化能加快反應(yīng)速率，不改變平衡）9.A（Q=K×A×Δtm=500×10×50=250000W=250kW）10.B（“三廢”指廢氣、廢水、廢渣）11.C（氫氣可燃，其他為惰性或助燃氣體）12.B（揚程是單位質(zhì)量液體獲得的機械能，單位為m液柱）13.B（提餾段通過液相回流提高重組分濃度）14.B（空氣是最常用的干燥介質(zhì)，成本低）15.D（攪拌器是反應(yīng)釜部件，非安全附件）二、多項選擇題1.ABCD（回流比、進料位置、塔板數(shù)、壓力均影響分離效果）2.ABCD（流量、揚程、效率、軸功率均為離心泵性能參數(shù)）3.ABC（熱量傳遞方式為傳導(dǎo)、對流、輻射）4.ABD（氯化鈉為非危險品）5.ABCD（吸收劑需溶解度大、揮發(fā)性小、腐蝕性小、成本低）6.ABCD（外觀、壁厚、無損檢測、耐壓試驗均為檢驗內(nèi)容）7.ABC（DCS在線控制，離線編程為PLC功能）8.BCD（反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)過程，非單元操作）9.ABC（催化劑失活原因包括結(jié)焦、中毒、燒結(jié)，揮發(fā)較少見）10.ABD（高壓設(shè)備需雙人操作）三、填空題1.362.相平衡3.飽和蒸氣壓4.鉑銠鉑（或銅康銅等）5.助催化劑6.平衡濃度7.大于8.質(zhì)量守恒9.恒速10.最低至最高四、簡答題1.離心泵啟動前灌泵的原因及步驟原因：離心泵依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力輸送液體，若泵內(nèi)有氣體，氣體密度遠小于液體，無法形成足夠的離心力，導(dǎo)致無法吸液（氣縛現(xiàn)象）。步驟：（1）關(guān)閉出口閥；（2）打開灌泵閥，向泵內(nèi)注入液體至排氣閥排出連續(xù)液體；（3）關(guān)閉排氣閥和灌泵閥；（4）啟動電機，緩慢開啟出口閥。2.合成氨原料氣凈化的雜質(zhì)及目的雜質(zhì)：主要包括H?O（水）、CO（一氧化碳）、CO?（二氧化碳）、H?S（硫化氫）等。目的：（1）防止H?O、CO、CO?與催化劑（鐵基）反應(yīng)導(dǎo)致中毒失活；（2）H?S會使催化劑永久中毒；（3）減少雜質(zhì)在系統(tǒng)中累積，降低循環(huán)能耗；（4）提高原料氣中H?、N?的有效濃度。3.精餾塔塔頂溫度升高的可能原因及調(diào)節(jié)措施可能原因：（1）回流比減?。ㄈ缁亓鞅霉收?、回流閥開度小）；（2）進料中輕組分含量降低；（3）塔壓升高（壓力升高，輕組分沸點升高，塔頂溫度上升）；（4）再沸器加熱量過大（氣相負荷過高）。調(diào)節(jié)措施：（1）檢查回流系統(tǒng)，增大回流流量；（2）分析進料組成，聯(lián)系上游調(diào)整原料；（3）降低塔壓（如減少塔頂采出或增加冷卻劑量）；（4）減小再沸器蒸汽量，降低加熱負荷。4.“三廢”處理原則及廢水處理方法原則：減量化（源頭控制）、資源化（回收利用）、無害化（達標(biāo)排放）。廢水處理方法（例）：生物處理法（如活性污泥法）。通過微生物降解廢水中的有機物，流程包括：廢水經(jīng)格柵去除大顆粒雜質(zhì)→進入調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量→曝氣池（微生物降解有機物）→沉淀池分離污泥→出水達標(biāo)排放，污泥部分回流、部分處理。5.反應(yīng)釜溫度異常升高的處理（1）立即檢查溫度傳感器是否故障（對比現(xiàn)場溫度計）；（2）若傳感器正常，減小或關(guān)閉加熱介質(zhì)（如蒸汽）閥門；（3）開啟冷卻水閥，增大冷卻量；（4）檢查攪拌器是否停運（攪拌停運會導(dǎo)致局部過熱），若停運則啟動；（5）若溫度持續(xù)上升，觸發(fā)聯(lián)鎖停車，關(guān)閉進料閥，通入惰性氣體（如氮氣）保護；（6）記錄異常數(shù)據(jù)，上報班長并排查原因（如反應(yīng)失控、冷卻系統(tǒng)故障）。五、應(yīng)用題（一）計算題（1）原料氣中H?:N?=74%:24%≈3.08:1，接近3:1，符合化學(xué)計量比。（2）設(shè)進料總量為100mol，則N?=24mol，H?=74mol，Ar=2mol。反應(yīng)后NH?=15mol（設(shè)總物質(zhì)的量為n），則：反應(yīng)式：N?+3H?→2NH?轉(zhuǎn)化的N?為xmol，則轉(zhuǎn)化的H?為3xmol，生成NH?為2xmol。反應(yīng)后各組分：N?=24x，H?=743x，NH?=2x，Ar=2總物質(zhì)的量n=(24x)+(743x)+2x+2=1002x根據(jù)NH?體積分數(shù)=2x/n=15%，即2x/(1002x)=0.15解得x=5.71mol轉(zhuǎn)化率=5.71/24×100%≈23.8%（二）分析題（1）冷流體出口80℃＜熱流體出口100℃，故為逆流（若并流，冷流體出口≤熱流體出口）。（2）逆流溫差：Δt1=15080=70℃，Δt2=10020=80℃對數(shù)平均溫差Δtm=(Δt1Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=(7080)/ln(70/80)=(10)/(0.1335)=74.9℃（取正值）（3）Q=K×A×Δtm→A=Q/(K×Δtm)=500000/(800×74.9)≈8.35m2（三）綜合題（1）可能原因：①塔頂冷凝器故障（如冷卻水量不足，