2025年乙烯化工試題題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.工業(yè)上生產(chǎn)乙烯的主要原料是（）。A.煤焦油B.石腦油C.柴油D.潤滑油答案：B2.乙烯裂解爐中最常用的爐型是（）。A.蓄熱爐B.立管式爐C.短停留時間爐（SRT型）D.箱式爐答案：C3.乙烯裂解過程中，以下屬于二次反應(yīng)的是（）。A.乙烷脫氫生成乙烯B.乙烯聚合生成焦油C.正丁烷裂解生成乙烯和乙烷D.丙烷脫氫生成丙烯答案：B4.裂解氣急冷系統(tǒng)中，用于終止裂解反應(yīng)的關(guān)鍵介質(zhì)是（）。A.循環(huán)水B.急冷油C.冷凍鹽水D.低溫甲醇答案：B5.乙烯裝置中，裂解氣壓縮通常采用（）段壓縮。A.2B.3C.4D.5答案：C6.乙烯精餾塔的操作壓力通常為（）。A.0.1~0.3MPa（絕壓）B.1.8~2.0MPa（絕壓）C.3.0~3.5MPa（絕壓）D.5.0~6.0MPa（絕壓）答案：B7.乙烯生產(chǎn)中，脫炔烴常用的催化劑是（）。A.鉑系催化劑B.鎳系催化劑C.鈀系催化劑D.銅系催化劑答案：C8.乙烯氣體的爆炸極限（體積分?jǐn)?shù)）是（）。A.2.7%~36%B.1.2%~74%C.5%~15%D.0.5%~10%答案：A9.乙烯裝置中，防止回火的安全設(shè)備是（）。A.安全閥B.爆破片C.阻火器D.單向閥答案：C10.裂解爐熱效率的常規(guī)設(shè)計指標(biāo)為（）。A.60%~70%B.70%~80%C.85%~95%D.95%~98%答案：C二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分，每題至少2個正確選項(xiàng)）1.影響裂解反應(yīng)深度的主要因素包括（）。A.裂解溫度B.停留時間C.烴分壓D.原料含硫量答案：ABC2.裂解氣急冷系統(tǒng)的主要作用有（）。A.終止裂解反應(yīng)B.回收高溫?zé)崃緾.分離油水D.提高乙烯收率答案：ABC3.乙烯裝置中，壓縮段間設(shè)置冷卻器的目的是（）。A.降低氣體溫度B.減少壓縮功耗C.分離凝液D.提高壓縮比答案：ABC4.乙烯精餾塔操作中，影響產(chǎn)品純度的因素有（）。A.塔頂回流量B.塔底加熱量C.進(jìn)料組成D.塔板效率答案：ABCD5.乙烯生產(chǎn)中，稀釋蒸汽的作用包括（）。A.降低烴分壓B.防止?fàn)t管結(jié)焦C.提高反應(yīng)速率D.回收熱量答案：AB6.裂解爐結(jié)焦的主要原因有（）。A.裂解溫度過高B.停留時間過長C.原料含芳烴過多D.稀釋蒸汽量不足答案：ABCD7.乙烯裝置的安全控制指標(biāo)包括（）。A.氧含量（≤0.5%）B.氫烴比C.可燃?xì)怏w濃度D.設(shè)備壓力答案：ACD8.脫甲烷塔的操作特點(diǎn)包括（）。A.低溫操作（140~100℃）B.高壓操作C.分離甲烷與C2組分D.使用制冷劑（如乙烯、甲烷）答案：ACD9.乙烯裝置中，常用的節(jié)能措施有（）。A.余熱回收（如急冷鍋爐產(chǎn)蒸汽）B.優(yōu)化精餾塔操作（熱耦合）C.提高壓縮效率D.減少稀釋蒸汽用量答案：ABC10.乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)包括（）。A.乙烯純度（≥99.9%）B.乙炔含量（≤5ppm）C.水含量（≤5ppm）D.甲烷含量（≤0.1%）答案：ABCD三、填空題（每題2分，共20分）1.工業(yè)裂解爐輻射段的典型溫度范圍為______℃。（答案：800~900）2.裂解反應(yīng)的停留時間通?？刂圃赺_____秒以內(nèi)。（答案：0.5）3.稀釋蒸汽與烴的質(zhì)量比（稀釋比）一般為______。（答案：0.3~0.6）4.急冷油塔底溫度需控制在______℃以下，防止結(jié)焦。（答案：300）5.裂解氣壓縮一段出口壓力約為______MPa（絕壓）。（答案：0.3~0.4）6.脫甲烷塔塔頂操作溫度通常為______℃。（答案：140~130）7.乙炔加氫催化劑的活性組分是______。（答案：鈀（Pd））8.乙烯裝置中，氧含量需嚴(yán)格控制在______%以下，防止爆炸。（答案：0.5）9.阻火器按結(jié)構(gòu)分為______和填料型阻火器。（答案：金屬網(wǎng)型）10.裂解爐熱效率的計算需考慮燃料熱值、排煙損失和______損失。（答案：散熱）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述乙烯裂解反應(yīng)的自由基機(jī)理（以乙烷裂解為例）。答案：乙烷裂解的自由基機(jī)理分為三個階段：（1）鏈引發(fā)：乙烷分子在高溫下斷裂CC鍵，生成兩個甲基自由基（CH?·）；（2）鏈增長：甲基自由基奪取乙烷分子的氫原子，生成甲烷和乙基自由基（C?H?·）；乙基自由基分解為乙烯和氫自由基（H·）；氫自由基與乙烷反應(yīng)生成乙基自由基和氫氣；（3）鏈終止：自由基相互結(jié)合（如H·+H·→H?，CH?·+C?H?·→C?H?），反應(yīng)終止。2.裂解氣為何需要急冷？常用的急冷方式有哪些？答案：急冷的目的：①終止裂解反應(yīng)（避免二次反應(yīng)導(dǎo)致乙烯損失）；②回收高溫?zé)崃浚óa(chǎn)生高壓蒸汽）；③分離裂解氣中的重質(zhì)油分。常用急冷方式：①間接急冷（通過急冷鍋爐換熱，回收熱量產(chǎn)蒸汽）；②直接急冷（用急冷油或急冷水直接噴淋，快速降溫）。3.裂解氣壓縮過程中為何需要分段壓縮并設(shè)置段間冷卻？答案：分段壓縮的原因：①單段壓縮比過大（超過3~4）會導(dǎo)致氣體溫度過高（超過100℃），加劇聚合結(jié)焦；②多段壓縮可降低每段壓縮比，減少功耗。段間冷卻的作用：①降低氣體溫度（防止結(jié)焦）；②分離凝液（減少后續(xù)壓縮負(fù)荷）；③提高壓縮效率（氣體體積減小，功耗降低）。4.乙烯裝置中堿洗塔的作用是什么？操作中需注意哪些問題？答案：作用：脫除裂解氣中的酸性氣體（CO?、H?S），防止后續(xù)低溫系統(tǒng)凍堵（水合物生成）和設(shè)備腐蝕。操作注意事項(xiàng)：①控制堿液濃度（通常10%~15%NaOH），避免濃度過高導(dǎo)致結(jié)垢；②監(jiān)測出口酸性氣體含量（CO?≤1ppm，H?S≤1ppm）；③定期排放廢堿（含Na?CO?、NaHS），防止堿液失效；④防止堿液攜帶（設(shè)置除沫器）。5.裂解爐熱效率偏低的可能原因及改進(jìn)措施有哪些？答案：可能原因：①排煙溫度過高（余熱未充分回收）；②過?？諝庀禂?shù)過大（排煙量增加，帶走熱量）；③爐體散熱損失大（保溫層損壞）；④燃料燃燒不完全（化學(xué)不完全燃燒損失）。改進(jìn)措施：①增設(shè)空氣預(yù)熱器（利用排煙加熱燃燒空氣）；②優(yōu)化燃燒控制（降低過剩空氣系數(shù)至1.05~1.1）；③修復(fù)爐體保溫層；④調(diào)整燒嘴（確保燃料完全燃燒）。五、計算題（共20分）1.（8分）某乙烯裝置以石腦油為原料，進(jìn)料量為100t/h，其中乙烷含量為5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。已知乙烷裂解的轉(zhuǎn)化率為85%，乙烯收率（以乙烷為基準(zhǔn)）為60%。計算：（1）每小時反應(yīng)的乙烷量（t/h）；（2）每小時生成的乙烯量（t/h）。（乙烷分子量30，乙烯分子量28）答案：（1）進(jìn)料中乙烷量=100t/h×5%=5t/h反應(yīng)的乙烷量=5t/h×85%=4.25t/h（2）理論生成乙烯量（按反應(yīng)C?H?→C?H?+H?）：4.25t乙烷的物質(zhì)的量=4.25×10?g/30g/mol≈141666.67mol理論乙烯量=141666.67mol×28g/mol=3966666.7g≈3.967t/h實(shí)際生成乙烯量=3.967t/h×60%≈2.38t/h2.（6分）某裂解氣壓縮機(jī)一段入口流量為10000Nm3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），入口壓力0.1MPa（絕壓），溫度40℃；出口壓力0.4MPa（絕壓），溫度120℃。假設(shè)氣體為理想氣體，壓縮過程為絕熱壓縮，計算壓縮功（kJ/h）。（氣體比熱容C_p=2.2kJ/(kg·K)，分子量M=28，R=8.314kJ/(kmol·K)）答案：絕熱壓縮功公式：W=(γ/(γ1))×R×T?×[(P?/P?)^((γ1)/γ)1]其中γ=C_p/C_v，C_v=C_pR/M=2.28.314/28≈2.20.297≈1.903kJ/(kg·K)γ=2.2/1.903≈1.156T?=40+273=313K，P?=0.1MPa，P?=0.4MPa代入計算：W=(1.156/(1.1561))×(8.314/28)×313×[(0.4/0.1)^((1.1561)/1.156)1]≈(7.41)×0.297×313×[4^0.1351]≈7.41×0.297×313×(1.151)≈7.41×0.297×313×0.15≈102.5kJ/kg質(zhì)量流量=(10000Nm3/h×28kg/kmol)/22.4Nm3/kmol≈12500kg/h總壓縮功=102.5kJ/kg×12500kg/h≈1,281,250kJ/h3.（6分）某急冷鍋爐入口裂解氣溫度為850℃，流量為50000kg/h，比熱容為2.5kJ/(kg·K)；出口溫度為350℃，產(chǎn)10MPa飽和蒸汽（汽化潛熱2725kJ/kg）。假設(shè)熱量利用率為90%，計算每小時產(chǎn)蒸汽量（kg/h）。答案：裂解氣釋放熱量Q=50000kg/h×2.5kJ/(kg·K)×(850350)K=50000×2.5×500=62,500,000kJ/h有效利用熱量Q有效=62,500,000kJ/h×90%=56,250,000kJ/h蒸汽產(chǎn)量=56,250,000kJ/h/2725kJ/kg≈20642kg/h六、綜合分析題（共20分）1.（10分）某乙烯裝置裂解爐運(yùn)行中，爐管出口溫度（COT）持續(xù)上升，但燃料量未增加。請分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：（1）爐管結(jié)焦：焦層導(dǎo)熱系數(shù)低（約1W/(m·K)，遠(yuǎn)低于爐管材質(zhì)的40W/(m·K)），導(dǎo)致熱量傳遞受阻，需提高爐管表面溫度才能維持COT，表現(xiàn)為COT上升但燃料量不變。（2）原料性質(zhì)變化：原料中芳烴含量增加（如切換為干點(diǎn)更高的石腦油），裂解難度增大，需更高溫度才能達(dá)到相同裂解深度。（3）稀釋蒸汽量不足：蒸汽量減少導(dǎo)致烴分壓升高，二次反應(yīng)加劇，爐管結(jié)焦加速。（4）測溫儀表故障：COT熱電偶損壞，顯示值虛高。處理措施：（1）檢查爐管表面溫度（管壁溫度，TMT）：若TMT同步上升，確認(rèn)結(jié)焦，需安排燒焦（通入蒸汽空氣混合物，將焦層氧化為CO?）。（2）分析原料組成：若芳烴含量超標(biāo)，切換為低芳烴原料或調(diào)整裂解深度（降低COT）。（3）核查稀釋蒸汽流量：若不足，提高蒸汽量至設(shè)計值（稀釋比0.3~0.6）。（4）校驗(yàn)COT儀表：若故障，更換熱電偶并校準(zhǔn)。2.（10分）某乙烯裝置壓縮機(jī)組振動值突然升高（從30μm升至80μm，報警值為70μm），請分析可能原因及應(yīng)急處理步驟。答案：可能原因：（1）轉(zhuǎn)子結(jié)垢或磨損：裂解氣中攜帶的重組分（如焦油）在葉輪表面沉積，破壞動平衡；或葉輪長期運(yùn)行磨損，導(dǎo)致質(zhì)量分布不均。（2）軸承故障：軸瓦間隙過大、潤滑油膜不穩(wěn)定（如油溫過高導(dǎo)致粘度下降）、軸承磨損或損壞。（3）管道應(yīng)力：壓縮機(jī)進(jìn)出口管道固定松動，管道振動傳遞至機(jī)組。（4）喘振：流量低于最小喘振流量，氣體在葉輪內(nèi)產(chǎn)生周期性倒流，引發(fā)振動。應(yīng)急處理步驟：（1）立即檢查壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)：流量、壓力、溫度、潤滑油壓力（≥0.