(2025年)cb工藝流程考試試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.CB工藝中，原料預(yù)處理階段的關(guān)鍵操作是去除哪種雜質(zhì)？A.鐵離子B.氯離子C.硅膠顆粒D.溶解氧答案：B（氯離子會(huì)導(dǎo)致后續(xù)催化劑中毒，是預(yù)處理階段重點(diǎn)去除的雜質(zhì)）2.主反應(yīng)釜中，CB合成反應(yīng)的最佳壓力范圍是？A.0.1-0.3MPaB.0.5-0.8MPaC.1.0-1.2MPaD.1.5-2.0MPa答案：C（根據(jù)2023年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《CB工藝優(yōu)化指南》，1.0-1.2MPa下反應(yīng)速率與選擇性平衡最佳）3.以下哪種設(shè)備不屬于CB工藝后處理單元？A.板式換熱器B.離心過濾機(jī)C.真空干燥箱D.固定床反應(yīng)器答案：D（固定床反應(yīng)器屬于反應(yīng)單元，后處理單元主要涉及分離、干燥設(shè)備）4.催化劑再生時(shí)，采用的氣體氛圍是？A.純氮?dú)釨.5%氫氣+95%氮?dú)釩.純氧氣D.10%二氧化碳+90%空氣答案：B（氫氣用于還原失活的金屬活性位點(diǎn)，氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣防止過度氧化）5.精餾塔操作中，若塔頂溫度持續(xù)高于設(shè)定值，最可能的原因是？A.回流比過大B.進(jìn)料溫度過低C.塔底再沸器蒸汽量不足D.塔頂冷凝器冷卻水流量不足答案：D（冷卻水流量不足會(huì)導(dǎo)致塔頂蒸汽冷凝不充分，溫度升高）6.CB產(chǎn)品水分含量的國標(biāo)要求是？A.≤0.1%B.≤0.3%C.≤0.5%D.≤1.0%答案：A（GB/T38921-2022《工業(yè)CB產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定水分≤0.1%）7.預(yù)處理階段調(diào)節(jié)pH時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇的試劑是？A.濃硫酸B.濃鹽酸C.氫氧化鉀D.碳酸氫鈉答案：D（碳酸氫鈉為弱堿，調(diào)節(jié)pH更溫和，避免局部過堿導(dǎo)致原料分解）8.反應(yīng)釜攪拌槳的形式應(yīng)選擇？A.推進(jìn)式B.錨式C.渦輪式D.框式答案：C（渦輪式攪拌槳剪切力強(qiáng)，適用于氣液固三相反應(yīng)的混合需求）9.以下哪項(xiàng)不是CB工藝的節(jié)能改進(jìn)措施？A.反應(yīng)熱用于預(yù)熱原料B.精餾塔采用熱泵技術(shù)C.增加催化劑裝填量D.干燥工序使用余熱回收系統(tǒng)答案：C（增加催化劑裝填量會(huì)提高成本，與節(jié)能無關(guān)）10.當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品色度超標(biāo)時(shí)，首先應(yīng)排查哪個(gè)環(huán)節(jié)？A.原料純度B.反應(yīng)溫度C.精餾塔分離效率D.包裝儲(chǔ)存條件答案：A（原料中若含顯色雜質(zhì)，后續(xù)工藝難以完全去除，需優(yōu)先檢查）二、填空題（每空1分，共20分）1.CB工藝的核心反應(yīng)是________與________在催化劑作用下的加成反應(yīng)，反應(yīng)類型為________（填“吸熱”或“放熱”）。答案：烯烴；含氧化合物；放熱2.預(yù)處理階段需將原料中的硫含量控制在________ppm以下，重金屬含量控制在________ppm以下，否則會(huì)導(dǎo)致催化劑________。答案：5；1；失活3.主反應(yīng)釜的溫度控制精度要求為________℃，若波動(dòng)超過________℃，會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物提供量增加________%以上。答案：±1.5；3；204.精餾塔的理論塔板數(shù)設(shè)計(jì)為________塊，實(shí)際操作中回流比通?？刂圃赺_______之間，塔頂產(chǎn)品純度需達(dá)到________%以上。答案：35-40；2.5-3.0；99.55.催化劑的活化條件為________℃下通入________氣體，維持________小時(shí)，活化后活性位點(diǎn)數(shù)量需達(dá)到初始值的________%以上。答案：350-380；氫氣；4-6；906.后處理干燥工序的真空度應(yīng)控制在________kPa以下，干燥時(shí)間為________小時(shí)，產(chǎn)品含水量需低于________%。答案：5；2-3；0.1三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述CB工藝中預(yù)處理階段“除雜-調(diào)pH-過濾”三步的具體作用。答案：（1）除雜：通過吸附或沉淀法去除原料中的氯離子、硫化合物等催化劑毒物，防止催化劑失活；（2）調(diào)pH：將原料pH調(diào)節(jié)至6.5-7.5，避免酸性或堿性環(huán)境導(dǎo)致原料分解或設(shè)備腐蝕；（3）過濾：去除懸浮的固體顆粒（如硅膠、金屬氧化物），防止堵塞反應(yīng)器和管道，保證后續(xù)反應(yīng)均勻性。2.主反應(yīng)階段為何需要嚴(yán)格控制溫度？請(qǐng)從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)角度分析。答案：動(dòng)力學(xué)角度：溫度升高會(huì)加快反應(yīng)速率，但超過最佳溫度（如180℃）會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)（如烯烴聚合、含氧化合物分解）速率增加更快，降低目標(biāo)產(chǎn)物選擇性；熱力學(xué)角度：CB合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過高會(huì)使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，降低轉(zhuǎn)化率；同時(shí)，高溫會(huì)導(dǎo)致催化劑表面活性位點(diǎn)燒結(jié)，縮短催化劑壽命。3.精餾塔操作中，若出現(xiàn)“液泛”現(xiàn)象，應(yīng)如何判斷并處理？答案：判斷依據(jù)：塔壓突然升高且波動(dòng)劇烈，塔頂溫度下降，塔底液位無法維持，回流罐液位異常上升；處理措施：（1）降低進(jìn)料量至設(shè)計(jì)值的70%-80%；（2）減少塔底再沸器蒸汽量，降低上升蒸汽速度；（3）檢查塔頂冷凝器冷卻水流量，確保冷凝效果；（4）若因原料帶液導(dǎo)致，需加強(qiáng)原料預(yù)處理的除水操作。4.催化劑再生時(shí)，為何需先進(jìn)行“燒焦”再“還原”？答案：（1）燒焦：催化劑失活的主要原因之一是積碳（原料分解產(chǎn)生的碳沉積物覆蓋活性位點(diǎn)），需在300-400℃下通入低濃度氧氣（2%-5%），將積碳氧化為CO2去除；（2）還原：燒焦過程中，部分金屬活性組分（如Ni、Pd）會(huì)被氧化為高價(jià)態(tài)（如NiO、PdO），需在氫氣氛圍下還原為金屬單質(zhì)，恢復(fù)催化活性；（3）兩步順序不可顛倒，若先還原，積碳會(huì)覆蓋活性位點(diǎn)，導(dǎo)致還原反應(yīng)無法有效進(jìn)行。5.列舉CB產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的5項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，并說明其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法。答案：（1）純度：氣相色譜法（GC），使用毛細(xì)管柱分離，F(xiàn)ID檢測(cè)器定量；（2）水分：卡爾·費(fèi)休滴定法，檢測(cè)精度可達(dá)0.001%；（3）色度：鉑-鈷比色法，用分光光度計(jì)測(cè)定APHA值；（4）酸度（以乙酸計(jì)）：酸堿滴定法，用0.01mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定；（5）重金屬（以Pb計(jì)）：原子吸收光譜法（AAS），檢測(cè)波長283.3nm。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某CB生產(chǎn)裝置中，每小時(shí)投入原料A1200kg（純度98%）、原料B800kg（純度95%），反應(yīng)后得到CB產(chǎn)品1750kg（純度99%）。已知原料A與原料B的摩爾比為1:1，摩爾質(zhì)量分別為M_A=86g/mol、M_B=60g/mol，計(jì)算：（1）原料的摩爾進(jìn)料比；（2）CB的理論產(chǎn)量（kg/h）；（3）反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化率（以原料A計(jì)）。答案：（1）原料A的摩爾數(shù)：(1200×1000g×98%)/86g/mol≈13627.9mol原料B的摩爾數(shù)：(800×1000g×95%)/60g/mol≈12666.7mol摩爾進(jìn)料比=13627.9:12666.7≈1.076:1（2）理論上，1molA與1molB提供1molCB（摩爾質(zhì)量M_CB=146g/mol），原料B為限制試劑（12666.7mol），故理論產(chǎn)量=12666.7mol×146g/mol≈1849.3kg/h（3）實(shí)際提供CB的物質(zhì)的量：(1750×1000g×99%)/146g/mol≈11880.1mol轉(zhuǎn)化率=（實(shí)際反應(yīng)的A的物質(zhì)的量/投入A的物質(zhì)的量）×100%=（11880.1mol/13627.9mol）×100%≈87.2%2.反應(yīng)釜需將5000kg/h的原料從25℃加熱至180℃，原料的平均比熱容為2.8kJ/(kg·℃)，加熱介質(zhì)為0.8MPa飽和蒸汽（汽化潛熱2046kJ/kg，冷凝水出口溫度100℃）。若熱損失為有效熱量的5%，計(jì)算每小時(shí)需要的蒸汽量（kg/h）。答案：有效熱量Q有效=5000kg/h×2.8kJ/(kg·℃)×(180-25)℃=5000×2.8×155=2170000kJ/h總需熱量Q總=Q有效/(1-5%)=2170000/0.95≈2284210.5kJ/h蒸汽提供的熱量=汽化潛熱+冷凝水降溫放出的熱量=2046kJ/kg+4.2kJ/(kg·℃)×(170-100)℃（0.8MPa飽和蒸汽溫度約170℃）=2046+294=2340kJ/kg蒸汽量=Q總/2340≈2284210.5/2340≈976.2kg/h五、綜合分析題（20分）某CB生產(chǎn)車間連續(xù)3批產(chǎn)品出現(xiàn)“純度98.5%（低于國標(biāo)99.5%）、水分0.15%（超標(biāo)0.1%）、色度50APHA（國標(biāo)≤30APHA）”的質(zhì)量問題。請(qǐng)結(jié)合工藝流程，分析可能的原因并提出改進(jìn)措施。答案：可能原因分析：1.純度不足：（1）精餾塔操作異常：回流比低于設(shè)定值（如2.0以下）導(dǎo)致分離效率下降；塔板堵塞（原料含固體顆粒）使氣液接觸不充分；再沸器蒸汽量不足（加熱量不夠），輕組分未完全分離。（2）反應(yīng)選擇性下降：催化劑活性降低（積碳或中毒）導(dǎo)致副產(chǎn)物提供量增加；反應(yīng)溫度偏高（>190℃）使副反應(yīng)加劇。2.水分超標(biāo)：（1）干燥工序問題：真空度不足（>5kPa）導(dǎo)致水分蒸發(fā)不徹底；干燥時(shí)間過短（<2小時(shí)）；干燥設(shè)備泄漏引入外界濕氣。（2）原料帶水：預(yù)處理階段除水不徹底（原料初始水分>0.2%）；儲(chǔ)存罐未密封導(dǎo)致原料吸潮。3.色度超標(biāo)：（1）原料含顯色雜質(zhì)：如原料A中含共軛烯烴（高溫下氧化顯色）；原料B中含酚類化合物（易氧化變色）。（2）反應(yīng)過程提供有色副產(chǎn)物：溫度波動(dòng)大（>3℃）導(dǎo)致深度反應(yīng)提供多聚物；催化劑失活后，原料直接氧化提供有色物質(zhì)。（3）后處理污染：設(shè)備清潔不徹底（殘留前批次深色物質(zhì)）；包裝桶未干燥（含鐵銹等污染物）。改進(jìn)措施：1.針對(duì)純度：（1）檢查精餾塔：測(cè)量實(shí)際回流比（應(yīng)控制2.5-3.0），清理塔板堵塞物（停機(jī)用溶劑沖洗），增加再沸器蒸汽量至設(shè)計(jì)值（如提高10%）。（2）再生或更換催化劑：分析催化劑積碳量（若>5%需燒焦再生），檢測(cè)原料硫含量（應(yīng)<5ppm），若中毒需更換新鮮催化劑；優(yōu)化反應(yīng)溫度（控制175-185℃，波動(dòng)±1.5℃）。2.針對(duì)水分：（1）調(diào)整干燥參數(shù)：將真空度降至3kPa以下，延長干燥時(shí)間至3小時(shí)；檢查干燥機(jī)密封件（更換老化墊片）。（2）加強(qiáng)原料管理：原料進(jìn)罐前檢測(cè)水分（應(yīng)<0.1%），儲(chǔ)存罐增加氮