大學《化工生產與安全技術》試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在常壓連續(xù)精餾塔設計中，若進料熱狀態(tài)由飽和液體改為冷液體，而回流比、塔頂產品組成及進料量不變，則塔釜再沸器熱負荷將（）。A.顯著降低??B.基本不變??C.顯著升高??D.先降后升答案：C解析：冷液體進料帶入更多顯熱，塔內上升蒸氣量V需額外加熱這部分物料至泡點，再沸器需提供更多熱量，故熱負荷顯著升高。2.某反應器內進行的放熱反應采用外循環(huán)冷卻，若循環(huán)泵突然停車，最先觸發(fā)的安全聯鎖動作通常是（）。A.切斷原料進料??B.打開緊急泄壓閥??C.注入急冷液??D.啟動備用循環(huán)泵答案：A解析：循環(huán)泵停則移熱能力驟降，反應溫度將飛升。DCS優(yōu)先執(zhí)行“源頭切斷”原則，先停進料減少放熱量，再視溫升速率決定后續(xù)動作。3.依據GB50058，爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，其中0區(qū)對應爆炸性氣體混合物（）出現。A.連續(xù)或長時間??B.偶爾??C.故障時短時??D.事故時瞬時答案：A解析：0區(qū)定義“連續(xù)或長時間存在”，1區(qū)為“偶爾”，2區(qū)為“極少且短時”。4.某儲罐區(qū)設置固定式低倍數泡沫滅火系統，泡沫液設計用量按罐內最大單罐（）計算。A.表面積×供給強度×供給時間??B.壁表面積×冷卻水量??C.圍堰面積×6L/min·m2??D.罐容積×1.1倍答案：A解析：依據GB50151，泡沫滅火用量按最大單罐表面積、供給強度、連續(xù)供給時間三者乘積計算。5.對含有10%（mol）H?S的酸性氣體進行克勞斯回收，若一級轉化器床層溫度偏低，最直接的影響是（）。A.催化劑硫酸鹽化??B.硫露點腐蝕??C.反應速率下降??D.尾氣SO?超標答案：C解析：克勞斯反應為放熱可逆反應，溫度低雖平衡轉化率升高，但動力學速率顯著下降，導致總轉化率降低，尾氣H?S、SO?均可能超標。6.某化工廠采用HAZOP分析，引導詞“Less”與參數“溫度”組合，最可能識別的偏差是（）。A.反應器超溫??B.冷卻水流量不足致反應溫度偏低??C.蒸汽壓力高??D.反應器飛溫答案：B解析：“Less+溫度”即“溫度偏低”，對應冷卻過度或熱源不足，B最貼合。7.依據《特種設備目錄》，下列屬于安全附件的是（）。A.爆破片??B.塔器筒體??C.浮閥塔盤??D.再沸器管束答案：A解析：爆破片為超壓泄放安全附件，其余為設備本體或內件。8.某裝置使用三甘醇脫水，富液再生釜采用真空操作，其目的主要是（）。A.降低再生溫度，減少三甘醇熱降解??B.提高水露點降??C.防止液泛??D.節(jié)約蒸汽答案：A解析：三甘醇在204℃以上易熱降解，真空再生可降低沸點，保護溶劑。9.在DCS控制回路中，若調節(jié)閥為氣開式（FO），則當儀表空氣中斷時，閥位會（）。A.保持原位??B.全開??C.全關??D.快開慢關答案：C解析：氣開閥失氣即關閉，確保故障安全，防止物料繼續(xù)進入反應器。10.某企業(yè)開展SIL評估，若某SIF回路要求SIL2，則其平均要求時失效概率（PFDavg）應處于（）。A.0.1~1??B.0.01~0.1??C.0.001~0.01??D.0.0001~0.001答案：B解析：IEC61508規(guī)定SIL2對應PFDavg10?2~10?1。11.對苯儲罐進行動火作業(yè)前，最可靠的可燃氣體檢測部位是（）。A.罐頂呼吸閥??B.罐壁人孔??C.罐內上部空間??D.罐內底部沉積水層上方答案：D解析：苯蒸氣密度大于空氣，易積聚在底部水層上方，此處濃度最高，最具代表性。12.某反應釜采用間歇操作，反應熱Qr=1.2×10?kJ，冷卻系統比移熱能力Qc=800kJ/min，若不考慮累積，最大允許反應時間為（）。A.15min??B.20min??C.25min??D.30min答案：C解析：t=Qr/Qc=1.2×10?/800=1500s≈25min，超過則熱量累積，溫度失控。13.依據GB/T50493，可燃氣體檢測器室內有效覆蓋水平半徑為（）。A.5m??B.7.5m??C.10m??D.15m答案：B解析：室內7.5m，室外15m，考慮空氣流動差異。14.某裝置使用離心泵輸送沸點45℃的烴類，若泵入口壓力低于物料飽和蒸氣壓，最可能現象是（）。A.汽蝕??B.氣縛??C.喘振??D.水錘答案：A解析：入口壓力低于飽和蒸氣壓產生氣泡，進入高壓區(qū)潰滅，沖擊葉輪，即汽蝕。15.對硝基苯甲醚生產中，若硝化反應溫度超過上限5℃，首要應急操作是（）。A.緊急放料至安全釜??B.加大冷卻水??C.加入抑制劑??D.啟動爆破片答案：B解析：硝化為強放熱反應，溫升5℃尚屬可控范圍，優(yōu)先加大冷卻水移熱，若10s內無效再執(zhí)行A。二、多項選擇題（每題3分，共30分；每題至少兩個正確答案，多選少選均不得分）16.下列屬于化工過程本質安全設計策略的有（）。A.強化反應條件??B.最小化??C.替代??D.緩和??E.簡化答案：BCDE解析：本質安全四策略：最小化、替代、緩和、簡化，強化條件反而增加風險。17.關于安全閥與爆破片組合設置，下列說法正確的有（）。A.串聯時爆破片可隔離腐蝕介質??B.并聯時安全閥起跳壓力低于爆破片設計爆破壓力??C.串聯需考慮爆破片碎片影響??D.并聯可用于火災工況輔助泄放??E.串聯組合裝置需計算累積背壓答案：ABDE解析：C錯誤，現代反拱形爆破片無碎片；其余均正確。18.某液化烴罐區(qū)設置水噴霧系統，其設計參數應滿足（）。A.供給強度≥6L/min·m2??B.持續(xù)供給時間≥6h??C.響應時間≤60s??D.霧化角≥90°??E.噴頭工作壓力≥0.35MPa答案：ACDE解析：B錯誤，GB50160要求持續(xù)4h即可。19.下列屬于LOPA分析中獨立保護層（IPL）的有（）。A.操作員響應報警后手動停車??B.基本過程控制系統（BPCS）??C.安全儀表功能（SIF）??D.安全閥??E.防火堤答案：CDE解析：A需人員介入，非獨立；BPCS與初始事件同源，不獨立；C、D、E均獨立。20.關于靜電接地，下列做法正確的有（）。A.法蘭跨接電阻≤10Ω??B.人體靜電釋放球接地電阻≤100Ω??C.儲罐內壁使用導電防腐涂層，體積電阻率＜10?Ω·m??D.汽車槽車裝卸前靜置時間≥10min??E.粉體輸送采用絕緣管道并設感應式靜電消除器答案：ACD解析：B應為≤10Ω；E絕緣管道反而易積聚靜電，應使用導電管并接地。21.某裝置使用液氯，需設置的吸收破壞系統應滿足（）。A.堿液濃度≥15%NaOH??B.吸收塔空塔氣速≤1m/s??C.吸收液溫度≤40℃??D.備用吸收器100%備用??E.吸收后尾氣含氯≤5mg/m3答案：ABCD解析：E為排放指標，非系統設計參數。22.下列關于粉塵爆炸預防說法正確的有（）。A.20L球形罐測得MEC為30g/m3，則現場應控制≤60%MEC??B.采用惰化時氧含量應降至LOC以下??C.抑爆系統響應時間≤100ms??D.隔爆閥安裝距離≥3m??E.粉塵層最低著火溫度MIT＜環(huán)境溫度即存在自燃風險答案：BCE解析：A應≤25%MEC；D距離≥2m即可。23.某反應采用半間歇操作，若發(fā)現“累積度”>0，則表明（）。A.反應速率>加料速率??B.加料速率>反應速率??C.體系熱累積??D.冷卻能力不足??E.反應選擇性下降答案：BC解析：累積度=(加料速率-反應速率)/加料速率，>0即未反應物料積聚，伴隨熱累積。24.關于HAZOP分析報告，應包含的內容有（）。A.節(jié)點劃分圖??B.風險矩陣??C.建議措施及負責人??D.下次分析計劃??E.成本效益分析答案：ABC解析：D、E非強制內容。25.下列屬于化工企業(yè)一級動火作業(yè)票審批人的有（）。A.動火點所在車間主任??B.安全管理部門負責人??C.主管生產副總經理??D.動火作業(yè)班長??E.企業(yè)主要負責人答案：BC解析：一級動火須由安全部門及公司級領導審批。三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）26.爆破片一旦動作，可自動復位繼續(xù)使用。??答案：×27.安全閥校驗周期為每年至少一次。??答案：√28.化工裝置設置DCS后無需再設ESD系統。??答案：×29.粉塵云最低著火溫度一定低于粉塵層最低著火溫度。??答案：×30.液位計上下引出管口均應與容器內部最高最低液位一致。??答案：√31.在NFPA704中，藍色代表健康危害性。??答案：√32.反應安全度指數RSI>1表明反應放熱可控。??答案：×33.爆炸下限越低，火災危險性越大。??答案：√34.化工裝置試壓時，氣壓試驗壓力為設計壓力的1.15倍。??答案：√35.進入受限空間作業(yè)，氧含量19.5%~23.5%為合格。??答案：√四、簡答題（每題8分，共40分）36.簡述“保護層洋蔥模型”各層含義并舉例。答案：1）工藝設計層：本質安全，如常溫常壓反應；2）基本控制層：DCS溫度、流量調節(jié)；3）報警與人員干預層：高報警提示操作員；4）安全儀表層：SIF緊急切斷；5）物理防護層：安全閥、爆破片；6）釋放后防護層：防火堤、防爆墻；7）應急響應層：消防隊、醫(yī)院。每層獨立，失效概率相乘，使總風險降至可接受。37.寫出QRA中個人風險與社會風險曲線含義，并說明我國可接受標準。答案：個人風險IR：位于某固定點個體年死亡概率，單位a?1；我國可接受上限10??a?1，下限10??a?1。社會風險FN曲線：橫坐標N為死亡人數，縱坐標F為≥N人死亡的年累積頻率；采用ALARP原則，曲線位于“不可接受區(qū)”需整改，“可接受區(qū)”無需進一步降低，“中間區(qū)”需成本效益分析。38.說明反應量熱儀（RC1）獲取的關鍵數據及其在工藝安全中的應用。答案：獲?。悍磻艧崴俾蔘r、比放熱量ΔHr、絕熱溫升ΔTad、最大累積度Xac、TMRad（到達最大反應速率時間）。應用：判定反應等級、優(yōu)化加料策略、設定冷卻失效場景應急措施、確定安全操作溫度窗口、為QRA提供泄漏頻率基礎數據。39.列舉四種常見泄漏模型并給出適用場景。答案：1）液體孔口泄漏：適用于儲罐底部小孔；2）氣體音速泄漏：高壓氣體管道斷裂；3）閃蒸液體泄漏：液化烴儲罐裂縫；4）液池蒸發(fā)：液體泄漏形成液池后蒸發(fā)。分別用伯努利、等熵流、平衡閃蒸、質量傳遞模型計算。40.闡述“安全儀表功能”與“安全完整性等級”關系，并給出驗證SIL所需步驟。答案：SIF為實現特定安全功能的安全儀表系統部分；SIL為SIF可靠度等級（1~4）。驗證步驟：1）定義目標SIL；2）計算PFDavg（故障樹/可靠性框圖）；3）考慮共因失效β、檢驗測試周期TI、冗余結構；4）核對結構約束（SC）；5）若PFDavg與SC均滿足，則SIL驗證通過，否則需修改冗余、縮短TI或換高可靠元件。五、計算題（每題15分，共30分）41.某臥式液化石油氣儲罐內徑2.6m，長度12m，設計壓力1.77MPa，材質16MnR，壁厚22mm，雙面對接焊，局部無損檢測，腐蝕裕量2mm，焊縫系數φ=0.85。試校核罐體厚度是否滿足GB150強度要求，并計算最大允許操作壓力（MAWP）。已知：常溫下16MnR許用應力[σ]t=163MPa，焊接接頭系數φ=0.85，厚度附加量C=2mm。答案：計算厚度δ=P·Di/(2[σ]tφ?P)=1.77×2600/(2×163×0.85?1.77)=14.8mm；設計厚度δd=δ+C=16.8mm；名義厚度22mm>16.8mm，合格。MAWP=2[σ]tφ(δn?C)/Di=2×163×0.85×20/2600=2.13MPa>1.77MPa，故滿足。42.某反應釜進行硝化反應，已知：物料質量m=2500kg，比熱容cp=2.1kJ/(kg·K)，反應放熱ΔHr=850kJ/kg，冷卻