2026年化工總控高級(jí)工考試題及答案1.單選題（每題1分，共30分）1.1在DCS系統(tǒng)冗余配置中，CPU冗余切換時(shí)間一般要求不大于A(yíng).50ms??B.100ms??C.200ms??D.500ms答案：B?解析：依據(jù)HG/T20559-2014《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，CPU冗余切換時(shí)間≤100ms可保證過(guò)程無(wú)擾動(dòng)。1.2某反應(yīng)器溫度串級(jí)控制，主被控變量為反應(yīng)溫度，副被控變量為冷卻劑流量，當(dāng)冷卻劑上游閥門(mén)出現(xiàn)大幅粘滯時(shí)，首先表現(xiàn)為A.主變量振蕩加劇??B.副變量振蕩加劇??C.主變量無(wú)余差??D.副變量無(wú)余差答案：B?解析：副回路包含閥門(mén)，粘滯直接引起副變量（流量）周期波動(dòng)，再通過(guò)主回路放大。1.3在ISO45001體系中，“消除危險(xiǎn)源”在風(fēng)險(xiǎn)管控層次中屬于A(yíng).替代??B.工程控制??C.消除??D.管理控制答案：C?解析：層次依次為消除-替代-工程控制-管理控制-PPE。1.4某精餾塔采用熱泵精餾，若塔頂壓縮機(jī)喘振，最先觸發(fā)的聯(lián)鎖是A.塔頂壓力高??B.壓縮機(jī)振動(dòng)高??C.塔底液位低??D.回流流量低答案：B?解析：喘振直接表現(xiàn)為軸振動(dòng)幅值突增，振動(dòng)高高聯(lián)鎖停機(jī)。1.5根據(jù)GB50160-2022，甲A類(lèi)可燃液體儲(chǔ)罐與明火地點(diǎn)防火間距不應(yīng)小于A(yíng).30m??B.40m??C.50m??D.70m答案：D?解析：表4.2.12，甲A類(lèi)液體與明火≥70m。1.6某裝置采用SIS與DCS獨(dú)立設(shè)置，SIS的SOE分辨率應(yīng)優(yōu)于A(yíng).1ms??B.2ms??C.5ms??D.10ms答案：A?解析：IEC61511要求SOE分辨率≤1ms，便于事故追溯。1.7當(dāng)離心泵發(fā)生汽蝕時(shí)，最先下降的參數(shù)是A.揚(yáng)程??B.效率??C.軸功率??D.出口壓力答案：A?解析：汽蝕初生時(shí)揚(yáng)程曲線(xiàn)陡降，效率下降滯后。1.8在A(yíng)spenPlus中，采用NRTL-HOC物性方法，HOC指A.亨利組分??B.高階立方型??C.亥姆霍茲自由能??D.水相電解質(zhì)答案：B?解析：HOC=Hayden-O’Connell，用于含二聚體（如醋酸）體系。1.9某催化劑失活遵循1級(jí)串聯(lián)失活模型，若運(yùn)行1000h后活性降至0.8，則失活速率常數(shù)kd為A.2.23×10??h?1??B.3.11×10??h?1??C.4.61×10??h?1??D.5.30×10??h?1答案：A?解析：a=exp(-kdt)，kd=-ln0.8/1000=2.23×10??h?1。1.10在HAZOP分析中，引導(dǎo)詞“Otherthan”常用于識(shí)別A.物料污染??B.相變??C.超壓??D.泄漏答案：A?解析：“Otherthan”指出現(xiàn)非正常組分，即污染。1.11某裝置使用1000kg/h的50wt%NaOH溶液稀釋至5wt%，需加水A.8000kg/h??B.8500kg/h??C.9000kg/h??D.9500kg/h答案：C?解析：溶質(zhì)守恒500=0.05×(1000+W)，W=9000kg/h。1.12在PID整定中，若采用Lambda法，λ取3倍過(guò)程時(shí)間常數(shù)，則閉環(huán)響應(yīng)呈現(xiàn)A.臨界阻尼??B.輕微超調(diào)??C.20%超調(diào)??D.振蕩發(fā)散答案：B?解析：Lambda法λ=3τ時(shí)，超調(diào)<5%，屬輕微超調(diào)。1.13某列管式換熱器，管程走冷卻水，殼程走熱油，若冷卻水入口溫度驟降，則冷卻水出口溫度A.瞬時(shí)下降后回升??B.瞬時(shí)上升后下降??C.單調(diào)下降??D.單調(diào)上升答案：A?解析：入口溫度突降，出口溫度先跟降，后因熱負(fù)荷降低而回升。1.14根據(jù)GB/T50493-2019，可燃?xì)怏w檢測(cè)器室內(nèi)覆蓋半徑不宜大于A(yíng).5m??B.7.5m??C.10m??D.12m答案：B?解析：5.2.3條，室內(nèi)有效半徑≤7.5m。1.15某反應(yīng)為一級(jí)不可逆放熱反應(yīng)，采用CSTR，若進(jìn)料溫度升高，則熱穩(wěn)定點(diǎn)數(shù)量A.增加??B.減少??C.不變??D.可能增加或減少答案：D?解析：進(jìn)料溫度變化可改變放熱線(xiàn)與移熱線(xiàn)交點(diǎn)，熱穩(wěn)定點(diǎn)可突跳。1.16在DCS報(bào)警管理中，按照ISA18.2，優(yōu)先級(jí)“High”對(duì)應(yīng)的顏色為A.紅??B.橙??C.黃??D.藍(lán)答案：B?解析：ISA18.2標(biāo)準(zhǔn)，High=橙色，Critical=紅色。1.17某裝置采用磁懸浮離心壓縮機(jī)，其喘振線(xiàn)由下列哪組參數(shù)直接計(jì)算A.轉(zhuǎn)速與流量??B.壓比與流量??C.功率與轉(zhuǎn)速??D.入口溫度與流量答案：B?解析：喘振線(xiàn)為壓比-流量曲線(xiàn)左邊界。1.18在A(yíng)spenDynamics中，壓力驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)模擬需開(kāi)啟A.壓縮因子模型??B.壓力-流量網(wǎng)絡(luò)求解器??C.反應(yīng)動(dòng)力學(xué)??D.固相處理答案：B?解析：壓力-流量網(wǎng)絡(luò)求解器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓力平衡。1.19某企業(yè)開(kāi)展能量隔離，下列能量源必須雙閥加排空的是A.4bar蒸汽??B.氮?dú)?bar??C.儀表風(fēng)0.7MPa??D.循環(huán)水0.3MPa答案：A?解析：GB30871-2022，≥0.5MPa蒸汽需雙閥加盲板或排空。1.20在RBI評(píng)估中，失效后果C類(lèi)別為A.輕微傷害??B.嚴(yán)重傷害1人??C.多人死亡??D.社區(qū)影響答案：C?解析：API581中C類(lèi)為≥3人死亡。1.21某精餾塔再沸器采用熱虹吸式，若塔底液位過(guò)高，將導(dǎo)致A.傳熱系數(shù)升高??B.循環(huán)量下降??C.循環(huán)量升高??D.汽化分率升高答案：B?解析：液位過(guò)高靜壓增加，抑制汽化，循環(huán)動(dòng)力下降。1.22在GB50058-2014中，爆炸性粉塵環(huán)境22區(qū)指A.持續(xù)存在??B.偶爾短時(shí)??C.異常條件下出現(xiàn)??D.不存在答案：C?解析：22區(qū)為異常時(shí)短時(shí)間存在可燃粉塵云。1.23某裝置采用分程控制，A閥0-50%信號(hào)，B閥50-100%，若A閥為氣開(kāi)，B閥為氣關(guān)，則控制作用A.同向??B.反向??C.先同向后反向??D.先反向后同向答案：B?解析：A閥開(kāi)度↑流量↑，B閥開(kāi)度↑流量↓，整體反向。1.24在催化劑硫化階段，若H?S濃度突降，應(yīng)立即A.提高硫化溫度??B.降低硫化溫度??C.停硫化油泵??D.補(bǔ)硫速不變答案：B?解析：H?S不足時(shí)繼續(xù)升溫會(huì)導(dǎo)致金屬還原失活，應(yīng)降溫保壓。1.25某裝置采用低溫甲醇洗，H?S吸收塔頂溫度升高，則凈化氣H?S含量A.升高??B.降低??C.不變??D.先降后升答案：A?解析：溫度↑亨利常數(shù)↑，吸收推動(dòng)力↓，H?S泄漏↑。1.26在GB/T150.1-2011中，壓力容器設(shè)計(jì)溫度下限不得低于A(yíng).最低金屬溫度加10℃??B.最低金屬溫度減10℃??C.最低操作溫度??D.大氣溫度答案：A?解析：防止低溫脆斷，設(shè)計(jì)溫度≥最低金屬溫度+10℃。1.27某反應(yīng)器采用內(nèi)冷管移熱，若冷卻水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥為等百分比特性，則系統(tǒng)增益A.恒定??B.隨負(fù)荷增大而增大??C.隨負(fù)荷增大而減小??D.先增后減答案：B?解析：等百分比閥增益∝開(kāi)度，負(fù)荷↑開(kāi)度↑增益↑。1.28在LOPA分析中，若要求SIL2，則要求PFD為A.0.1-1??B.0.01-0.1??C.0.001-0.01??D.0.0001-0.001答案：B?解析：IEC61511，SIL2對(duì)應(yīng)PFD10?2-10?1。1.29某列管式冷凝器，殼程含不凝氣，若排氣閥關(guān)閉，則殼程壓力A.降低??B.升高??C.不變??D.先升后降答案：B?解析：不凝氣積聚，分壓↑，總壓↑。1.30在GB50183-2020中，液化烴全冷凍罐與架空電力線(xiàn)水平距離不應(yīng)小于A(yíng).1.0倍桿高??B.1.5倍桿高??C.2.0倍桿高??D.2.5倍桿高答案：B?解析：表3.0.5，≥1.5倍桿高。2.多選題（每題2分，共20分）2.1下列屬于過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)的是A.旋轉(zhuǎn)盤(pán)反應(yīng)器??B.微通道反應(yīng)器??C.隔壁塔??D.超重力機(jī)答案：ABCD?解析：四項(xiàng)均為典型強(qiáng)化手段。2.2關(guān)于SIS的PST（部分行程測(cè)試），正確的是A.可在線(xiàn)進(jìn)行??B.降低危險(xiǎn)失效概率??C.需記錄閥門(mén)位移曲線(xiàn)??D.可替代全行程測(cè)試答案：ABC?解析：PST不能100%替代全行程，需結(jié)合ProofTest。2.3引起離心泵軸向力增大的因素有A.口環(huán)磨損??B.平衡孔堵塞??C.葉輪對(duì)稱(chēng)布置??D.泵腔沉積答案：ABD?解析：對(duì)稱(chēng)布置可減小軸向力。2.4在A(yíng)spenPlus塔內(nèi)件設(shè)計(jì)中，下列屬于結(jié)構(gòu)化填料的是A.Mellapak250Y??B.IMTP50??C.CY??D.Raschigring答案：AC?解析：IMTP與Raschig為散堆填料。2.5關(guān)于反應(yīng)器熱失控觸發(fā)條件，正確的是A.冷卻失效??B.攪拌停止??C.進(jìn)料溫度高??D.催化劑活性突增答案：ABCD?解析：四項(xiàng)均可導(dǎo)致放熱>移熱。2.6下列屬于GB18218-2018重大危險(xiǎn)源臨界量的是A.液氨10t??B.甲醇500t??C.硫化氫5t??D.汽油200t答案：ABCD?解析：均符合標(biāo)準(zhǔn)表1。2.7關(guān)于磁懸浮壓縮機(jī)，正確的是A.無(wú)潤(rùn)滑油??B.可實(shí)現(xiàn)100%喘振線(xiàn)運(yùn)行??C.軸承需UPS供電??D.可四象限運(yùn)行答案：ACD?解析：不可長(zhǎng)期在喘振線(xiàn)運(yùn)行。2.8在精餾塔能量耦合中，下列屬于熱耦合的是A.熱泵精餾??B.多效精餾??C.內(nèi)部熱集成??D.蒸汽壓縮答案：ABCD?解析：均為熱耦合技術(shù)。2.9下列屬于DCS網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)2.0要求的是A.分區(qū)??B.邊界防護(hù)??C.白名單??D.物理隔離答案：ABC?解析：物理隔離非強(qiáng)制，視風(fēng)險(xiǎn)定。2.10關(guān)于低溫脆性，正確的是A.碳鋼轉(zhuǎn)折溫度以上沖擊韌性高??B.鎳可提高低溫韌性??C.應(yīng)做CharpyV沖擊??D.與晶粒度無(wú)關(guān)答案：ABC?解析：晶粒細(xì)化可提高韌性。3.判斷題（每題1分，共10分）3.1在DCS冗余I/O卡件中，主備卡件可插在同一機(jī)架槽位。答案：錯(cuò)?解析：必須不同槽位，防止背板故障共因。3.2采用PROFINETIRT可實(shí)現(xiàn)小于1ms的時(shí)鐘同步。答案：對(duì)?解析：IRT硬實(shí)時(shí)<1ms抖動(dòng)。3.3對(duì)于放熱反應(yīng)，絕熱溫升越大，熱失控風(fēng)險(xiǎn)越小。答案：錯(cuò)?解析：絕熱溫升↑風(fēng)險(xiǎn)↑。3.4在GB50160中，防火堤有效容積應(yīng)不小于最大儲(chǔ)罐容積。答案：對(duì)?解析：堤內(nèi)有效容積≥最大罐容。3.5離心泵關(guān)閉出口閥運(yùn)行不超過(guò)30s即不會(huì)超溫。答案：錯(cuò)?解析：小流量下溫升速率與比能有關(guān)，大功率泵30s仍可超溫。3.6采用低溫分離CO?時(shí)，干冰形成區(qū)應(yīng)避開(kāi)。答案：對(duì)?解析：干冰堵塞管道。3.7在A(yíng)spenEDR中，TEMATypeAEL指固定管板式。答案：錯(cuò)?解析：AEL為前端固定、后端浮頭。3.8對(duì)于SIL3回路，現(xiàn)場(chǎng)儀表必須冗余。答案：對(duì)?解析：SIL3架構(gòu)需HFT≥1。3.9反應(yīng)器催化劑床層熱點(diǎn)溫度超過(guò)設(shè)計(jì)值20℃必須停車(chē)。答案：錯(cuò)?解析：視企業(yè)工藝卡片，部分裝置允許30℃。3.10在RBI中，失效概率與檢驗(yàn)有效性等級(jí)成反比。答案：對(duì)?解析：檢驗(yàn)有效性↑，失效概率↓。4.計(jì)算題（共30分）4.1反應(yīng)器物料衡算（10分）某一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A→B，在CSTR中進(jìn)行，進(jìn)料流量Q=5m3/h，CA0=2kmol/m3，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.8h?1，反應(yīng)器體積V=10m3。求出口轉(zhuǎn)化率x及反應(yīng)器出口濃度CA。解：CSTR設(shè)計(jì)方程：V=Q·CA0·x/(k·CA0·(1-x))化簡(jiǎn)得：V/Q=x/(k(1-x))?→?10/5=x/(0.8(1-x))?→?2=x/(0.8-0.8x)1.6-1.6x=x?→?1.6=2.6x?→?x=0.615CA=CA0(1-x)=2×(1-0.615)=0.77kmol/m3答案：轉(zhuǎn)化率61.5%，出口濃度0.77kmol/m3。4.2換熱器設(shè)計(jì)（10分）用冷卻水將工藝流從90℃冷卻至40℃，工藝流量10000kg/h，比熱容2.8kJ/(kg·K)。冷卻水從25℃升至35℃，比熱容4.2kJ/(kg·K)?？倐鳠嵯禂?shù)K=800W/(m2·K)，逆流。求所需面積。解：熱負(fù)荷Q=10000/3600×2.8×(90-40)=388.9kW冷卻水量m=Q/(4.2×(35-25))=388.9/42=9.26kg/s=33336kg/hΔT1=90-35=55℃，ΔT2=40-25=15℃LMTD=(55-15)/ln(55/15)=29.9℃A=Q/(K·LMTD)=388900/(800×29.9)=16.3m2答案：16.3m2。4.3泄放計(jì)算（10分）某反應(yīng)器容積12m3，操作壓力0.3MPa，最高允許累積壓力0.4MPa，反應(yīng)為放熱，采用API520方法，已知w=50kg/s，Cd=0.65，M=44，T=443K，Z=0.9，k=1.3。求安全閥有效排放面積。解：API520臨界流公式：A=w/(Cd·C·Kp·Kb·√(P·M/(Z·T)))C=√(k·g·R·(2/(k+1))^((k+1)/(k-1)))R=8314J/(kmol·K)C=√(1.3×1×8314×(2/2.3)^(2.3/0.3))=346Kp=1，Kb=1P=0.4MPa=400000PaA=50/(0.65×346×1×1×√(400000×44/(0.9×443)))=50/(224.9×√43838)=50/(224.9×209.4)=50/47080=0.00106m2=10.6cm2答案：10.6cm2。5.案例分析題（共40分）5.1背景（10分）某廠(chǎng)苯乙烯精餾塔再沸器采用0.4MPa蒸汽，塔底溫度設(shè)計(jì)125℃。近期塔壓升高至0.15MPa，塔底溫度降至118℃，產(chǎn)品純度下降?，F(xiàn)場(chǎng)檢查蒸汽壓力正常，疏水器后溫度偏低，塔底液位正常。問(wèn)題：分析原因并提出處理措施。答案：原因：疏水器堵塞或失效，導(dǎo)致冷凝液積聚，再沸器傳熱面積減小，蒸汽側(cè)傳熱系數(shù)下降，傳熱速率降低，塔底溫度下降，塔壓升高。措施：切換備用疏水器，打開(kāi)旁通排水，監(jiān)測(cè)排水溫度；若堵塞嚴(yán)重，停車(chē)清洗再沸器；建立疏水器定期檢測(cè)制度，采用超聲波疏水器檢測(cè)儀每月巡檢；增設(shè)疏水器前后溫度指示DCS報(bào)警。5.2背景（15分）某裝置加氫反應(yīng)器催化劑使用兩年后，床層壓降從0.2MPa升至0.45MPa，熱點(diǎn)下移，出口雜質(zhì)超標(biāo)。裝置計(jì)劃實(shí)施在線(xiàn)撇頭。問(wèn)題：（1）列出撇頭前安全隔離步驟；（2）撇頭過(guò)程如何防止催化劑自燃；（3）如何驗(yàn)證撇頭效果。答案：（1）隔離：加盲板隔斷反應(yīng)器上下游；泄壓至0.05MPa氮封；循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)；反應(yīng)器進(jìn)出口加8字盲板；采樣分析烴含量<0.5%LEL；能量隔離清單簽字確認(rèn)。（2）防自燃：撇頭前床層降溫至<40℃；持續(xù)通氮?dú)獗３治⒄龎?.05MPa；撇頭工具銅質(zhì)防爆；催化劑裝入含氮密封桶，桶內(nèi)加干冰；作業(yè)人員穿防靜電服。（3）驗(yàn)證：撇頭后測(cè)床層壓降，對(duì)比歷史數(shù)據(jù)應(yīng)下降≥30%；運(yùn)行72h采樣分析雜質(zhì)含量，若雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)<1×10??且熱點(diǎn)上移，則有效；跟蹤運(yùn)行3個(gè)月壓降趨勢(shì)。5.3背景（15分）某廠(chǎng)DCS系統(tǒng)升級(jí)，原系統(tǒng)為某進(jìn)口品牌，現(xiàn)需國(guó)產(chǎn)化替代，要求停機(jī)窗口≤48h，涉及I/O點(diǎn)3200點(diǎn)，其中SIL2回路120點(diǎn)，SIL3回路30點(diǎn)，需與現(xiàn)有SIS、MES、ERP對(duì)接。問(wèn)題：（1）制定總體切換策略；（2）如何保障SIL回路認(rèn)證有效性；（3）如何驗(yàn)證通信接口。答案：（1）策略：提前3個(gè)月并行搭建新DCS，完成FAT；采用分段遷移，先非SIL回路，后SIL回路；利用預(yù)制電纜分支，減少接線(xiàn)；48h內(nèi)完成舊系統(tǒng)斷電、I/O線(xiàn)倒接、新系統(tǒng)上電、SAT；關(guān)鍵回路提前24h完成回路測(cè)試。（2）SIL有效性：新DCSSIL回路須滿(mǎn)足IEC61511認(rèn)證；提供SIL等級(jí)證書(shū)、PFD計(jì)算報(bào)告；更換SIL回路安全柵、繼電器，保持原有HFT；完成ProofTest記錄；通知認(rèn)證機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證簽字。（3）通信驗(yàn)證：SIS采用ModbusTCP冗余，測(cè)試雙通道切換丟包率<0.01%；MES采用OPCUA，測(cè)試2000點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新<500ms；ERP采用RESTAPI，測(cè)試30并發(fā)響應(yīng)<1s；連續(xù)運(yùn)行72h無(wú)丟包；出具第三方測(cè)試報(bào)告。6.論述題（共30分）6.1結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，論述化工裝置過(guò)程強(qiáng)化與能量集成協(xié)同優(yōu)化