2025年化工總控工技能比賽試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.流體在圓管內(nèi)流動時，若雷諾數(shù)Re=3000，其流動形態(tài)為（）。A.層流B.過渡流C.湍流D.無法判斷2.間壁式換熱器中，熱量傳遞的主要方式是（）。A.熱傳導(dǎo)B.對流傳熱C.熱輻射D.三者綜合3.精餾操作中，增大回流比的直接影響是（）。A.塔底產(chǎn)品量增加B.塔頂產(chǎn)品純度提高C.能耗降低D.塔板效率下降4.合成氨反應(yīng)（N?+3H??2NH?）的熱效應(yīng)為（）。A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.無熱效應(yīng)D.視條件而定5.離心泵的工作原理主要依賴（）。A.離心力B.靜壓力C.剪切力D.重力6.催化劑的主要作用是（）。A.改變反應(yīng)平衡B.降低反應(yīng)活化能C.提高反應(yīng)熱D.增加反應(yīng)物濃度7.干燥過程中，物料中水分的去除順序?yàn)椋ǎ?。A.結(jié)合水→非結(jié)合水B.非結(jié)合水→結(jié)合水C.自由水→結(jié)晶水D.結(jié)晶水→自由水8.化工生產(chǎn)中，受限空間作業(yè)的安全電壓為（）。A.220VB.36VC.12VD.6V9.DCS系統(tǒng)的核心組件是（）。A.操作站B.控制站C.工程師站D.通訊網(wǎng)絡(luò)10.吸收塔操作中，提高液氣比的主要目的是（）。A.降低能耗B.提高吸收效率C.減少設(shè)備投資D.防止液泛11.屬于一類壓力容器的是（）。A.高壓反應(yīng)釜B.低壓儲存罐C.中壓換熱器D.超高壓氣瓶12.物料衡算的基本依據(jù)是（）。A.能量守恒定律B.質(zhì)量守恒定律C.動量守恒定律D.阿伏伽德羅定律13.列管式換熱器中，殼程設(shè)置折流板的主要作用是（）。A.增加換熱面積B.提高殼程流體流速C.支撐管束D.降低壓力降14.燃燒的三要素是（）。A.可燃物、助燃物、點(diǎn)火源B.溫度、壓力、濃度C.燃料、氧氣、催化劑D.氣體、液體、固體15.自動控制系統(tǒng)中，用于比較設(shè)定值與測量值的單元是（）。A.執(zhí)行器B.控制器C.變送器D.比較器二、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題3分，共30分。每題至少2個正確選項(xiàng)，錯選、漏選均不得分）1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素包括（）。A.反應(yīng)物濃度B.反應(yīng)溫度C.催化劑D.反應(yīng)壓力2.安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）的組成包括（）。A.傳感器B.邏輯控制器C.執(zhí)行器D.人機(jī)界面3.離心泵啟動前需檢查的項(xiàng)目有（）。A.泵內(nèi)是否灌泵B.出口閥是否全開C.軸承潤滑情況D.電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確4.精餾塔操作中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有（）。A.液泛B.漏液C.霧沫夾帶D.返混5.干燥過程的關(guān)鍵控制參數(shù)包括（）。A.干燥介質(zhì)溫度B.物料停留時間C.介質(zhì)濕度D.設(shè)備材質(zhì)6.壓力容器的安全附件包括（）。A.安全閥B.爆破片C.壓力表D.溫度計(jì)7.DCS系統(tǒng)的主要功能有（）。A.數(shù)據(jù)采集與顯示B.過程控制運(yùn)算C.報(bào)警聯(lián)鎖D.歷史數(shù)據(jù)存儲8.吸收操作的影響因素包括（）。A.液氣比B.操作溫度C.操作壓力D.填料比表面積9.化工管路的連接方式包括（）。A.法蘭連接B.螺紋連接C.焊接D.承插連接10.化工事故應(yīng)急處理的原則包括（）。A.救人優(yōu)先B.防止事故擴(kuò)大C.保護(hù)現(xiàn)場D.及時上報(bào)三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.雷諾數(shù)Re≤2000時，流體流動形態(tài)為______；Re≥4000時為______。2.精餾塔中，精餾段的作用是______。3.安全閥的開啟壓力一般為設(shè)備設(shè)計(jì)壓力的______倍。4.離心泵的主要性能參數(shù)包括流量、揚(yáng)程、______和效率。5.催化劑的三個基本特性是活性、選擇性和______。6.干燥過程中，臨界含水量是物料中______與非結(jié)合水的分界點(diǎn)。7.間壁式換熱器總傳熱系數(shù)K的單位是______。8.吸收操作中，液氣比是指吸收劑流量與______的質(zhì)量比。9.DCS系統(tǒng)的核心是______。10.化工生產(chǎn)中“三廢”指廢水、廢氣和______。四、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述離心泵“氣縛”與“汽蝕”的區(qū)別及預(yù)防措施。2.DCS系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的主要功能有哪些？3.催化劑失活的常見原因有哪些？4.精餾塔塔頂產(chǎn)品中重組分超標(biāo)（純度不足）的可能原因及處理措施。5.化工生產(chǎn)中“四懂三會”的具體內(nèi)容是什么？五、應(yīng)用題（共3題，共40分）1.物料衡算題（15分）某合成氨裝置入口氣體組成為（體積分?jǐn)?shù)）：N?25%、H?70%、Ar5%。反應(yīng)后出口氣體中NH?體積分?jǐn)?shù)為15%，假設(shè)反應(yīng)僅發(fā)生N?+3H??2NH?，求N?的轉(zhuǎn)化率（保留2位小數(shù)）。2.工藝分析題（15分）某連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）生產(chǎn)甲醇，近期發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器溫度持續(xù)下降、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率降低。試分析可能原因及處理措施（至少列出4項(xiàng)）。3.綜合應(yīng)用題（10分）某苯甲苯精餾裝置開車過程中出現(xiàn)以下異常：①塔釜液位快速上漲；②塔頂壓力持續(xù)升高；③回流泵出口壓力波動。結(jié)合開車步驟分析原因并提出處理方案。答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.B（Re=2000~4000為過渡流）2.D（間壁式傳熱是熱傳導(dǎo)與對流傳熱的綜合）3.B（增大回流比可提高塔頂產(chǎn)品純度，但能耗增加）4.B（合成氨為放熱反應(yīng)）5.A（離心泵依賴葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力輸送流體）6.B（催化劑通過降低活化能提高反應(yīng)速率，不改變平衡）7.B（先去除非結(jié)合水，再去除結(jié)合水）8.C（受限空間安全電壓為12V）9.B（控制站是DCS的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和控制運(yùn)算）10.B（提高液氣比可增加吸收劑用量，提升吸收效率）11.B（一類容器為低壓且無易燃/毒性介質(zhì)的非移動式容器）12.B（物料衡算基于質(zhì)量守恒）13.B（折流板可提高殼程流體流速，增強(qiáng)對流傳熱）14.A（燃燒三要素：可燃物、助燃物、點(diǎn)火源）15.D（比較器用于設(shè)定值與測量值的偏差計(jì)算）二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD（濃度、溫度、催化劑、壓力均影響反應(yīng)速率）2.ABC（SIS由傳感器、邏輯控制器、執(zhí)行器組成）3.ACD（離心泵啟動前需灌泵、盤車、檢查潤滑，出口閥應(yīng)關(guān)閉）4.ABC（液泛、漏液、霧沫夾帶是精餾常見異常）5.ABC（干燥關(guān)鍵參數(shù)：溫度、濕度、停留時間）6.ABCD（安全閥、爆破片、壓力表、溫度計(jì)均為安全附件）7.ABCD（DCS具備數(shù)據(jù)采集、控制、報(bào)警、存儲功能）8.ABCD（液氣比、溫度、壓力、填料比表面積影響吸收）9.ABCD（化工管路連接方式包括法蘭、螺紋、焊接、承插）10.ABCD（應(yīng)急處理原則：救人、防擴(kuò)散、保護(hù)現(xiàn)場、上報(bào)）三、填空題1.層流；湍流2.提濃上升蒸汽中的易揮發(fā)組分3.1.05~1.14.軸功率5.穩(wěn)定性6.結(jié)合水7.W/(m2·K)8.氣體流量9.控制器（或控制站）10.廢渣四、簡答題1.區(qū)別：氣縛是因泵內(nèi)存在氣體，導(dǎo)致葉輪無法形成足夠真空，無法吸液（啟動前未灌泵）；汽蝕是因葉輪入口處壓力低于液體飽和蒸汽壓，產(chǎn)生氣泡破裂，沖擊葉輪（安裝高度過高或流量過大）。預(yù)防措施：氣縛需啟動前灌泵并排氣；汽蝕需控制安裝高度（低于允許吸上高度）、避免流量超過額定值。2.DCS系統(tǒng)的主要功能：①數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（實(shí)時顯示溫度、壓力等參數(shù)）；②過程控制（實(shí)現(xiàn)PID、串級等控制算法）；③報(bào)警與聯(lián)鎖（參數(shù)超限時觸發(fā)聲光報(bào)警或切斷裝置）；④人機(jī)界面（操作員通過畫面調(diào)整參數(shù)）；⑤歷史數(shù)據(jù)存儲與趨勢分析（便于故障追溯）。3.催化劑失活的常見原因：①結(jié)焦（反應(yīng)生成的積碳覆蓋活性位點(diǎn)）；②中毒（原料中重金屬、硫等雜質(zhì)吸附在活性中心）；③燒結(jié)（高溫導(dǎo)致催化劑晶粒長大，比表面積減?。?；④磨損（機(jī)械力導(dǎo)致顆粒破碎，活性組分流失）。4.可能原因：①回流比過?。ㄋ斃淠毫坎蛔?，無法充分分離）；②進(jìn)料位置偏高（進(jìn)料中重組分進(jìn)入精餾段）；③塔底再沸器加熱量不足（塔底溫度低，重組分未充分汽化）；④塔頂冷凝器冷卻效果差（蒸汽未完全冷凝，導(dǎo)致重組分被帶到塔頂）。處理措施：增大回流比；調(diào)整進(jìn)料至合適塔板；提高再沸器蒸汽量；檢查冷凝器冷卻水流量或清洗換熱面。5.“四懂”：懂設(shè)備結(jié)構(gòu)、懂設(shè)備性能、懂設(shè)備原理、懂設(shè)備用途；“三會”：會操作使用、會維護(hù)保養(yǎng)、會排除故障。五、應(yīng)用題1.物料衡算：設(shè)入口氣體總量為100mol，則N?=25mol，H?=70mol，Ar=5mol（惰性氣體，不參與反應(yīng)）。反應(yīng)式：N?+3H?→2NH?，設(shè)N?轉(zhuǎn)化率為x，則反應(yīng)的N?=25xmol，消耗H?=75xmol，生成NH?=50xmol。出口氣體總量=10025x（反應(yīng)的N?）75x（反應(yīng)的H?）+50x（生成的NH?）=10050xmol。出口NH?體積分?jǐn)?shù)=50x/(10050x)=15%，解得：50x=0.15×(10050x)→50x=157.5x→57.5x=15→x≈26.09%（注：原計(jì)算中系數(shù)可能有誤，正確推導(dǎo)應(yīng)為：出口總量=初始總量反應(yīng)消耗的總物質(zhì)的量+生成的物質(zhì)的量。反應(yīng)中每1molN?和3molH?生成2molNH?，總物質(zhì)的量減少2mol（1+32=2）。因此，反應(yīng)消耗25xmolN?，總物質(zhì)的量減少50xmol（25x×2），出口總量=10050x。NH?=50x，故50x/(10050x)=0.15→x=0.15×(10050x)/50→50x=157.5x→57.5x=15→x≈26.09%）。2.工藝分析：可能原因：①進(jìn)料溫度降低（預(yù)熱器故障或蒸汽量不足）；②催化劑活性下降（中毒或結(jié)焦）；③冷卻水流量過大（帶走過多反應(yīng)熱）；④原料濃度降低（反應(yīng)物不足，放熱減少）；⑤攪拌器故障（混合不均，局部反應(yīng)不充分）。處理措施：檢查預(yù)熱器蒸汽閥開度，修復(fù)故障；分析催化劑成分，再生或更換；關(guān)小冷卻水閥門；檢測進(jìn)料濃度，調(diào)整原料配比；檢查攪拌器電流，維修或更換部件