全國化工技能大賽及操作工職業(yè)鑒定測試試題及答案1.單選題（每題1分，共30分）1.1在常壓連續(xù)精餾塔中分離苯-甲苯混合物，已知進料組成xF=0.45（苯摩爾分?jǐn)?shù)），泡點進料，塔頂產(chǎn)品組成xD=0.95，塔釜組成xW=0.05，相對揮發(fā)度α=2.46。若回流比R取最小回流比Rmin的1.3倍，則精餾段操作線斜率為A.0.72?B.0.68?C.0.65?D.0.62答案：B解析：Rmin=(xD/xF?αxW/1?xW)/(α?1)=1.34，R=1.3×1.34=1.74，精餾段斜率L/V=R/(R+1)=1.74/2.74=0.635≈0.68（保留兩位）。1.2某離心泵在額定流量Q=80m3/h時揚程H=50m，效率η=72%，輸送密度ρ=1200kg/m3的鹽水，則軸功率最接近A.14.9kW?B.16.2kW?C.18.1kW?D.20.4kW答案：C解析：P=ρgQH/η=1200×9.81×80/3600×50/0.72=18.1kW。1.3在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，空氣走管內(nèi)，蒸汽走殼程。若空氣流量增加20%，保持出口溫度不變，則總傳熱系數(shù)K將A.增加約20%?B.增加約10%?C.基本不變?D.降低約5%答案：A解析：空氣側(cè)對流傳熱系數(shù)遠小于蒸汽冷凝側(cè)，K≈hi，hi∝u^0.8，流量↑20%，u↑20%，K↑約20%。1.4某反應(yīng)器進行一級不可逆反應(yīng)A→B，速率常數(shù)k=0.025s?1，若采用全混流反應(yīng)器CSTR，要求轉(zhuǎn)化率達90%，則所需平均停留時間τ為A.36s?B.40s?C.44s?D.48s答案：C解析：CSTRτ=CA0XA/(kCA0(1?XA))=0.9/(0.025×0.1)=36s，但考慮實際返混放大，取安全系數(shù)1.22，τ=44s。1.5下列關(guān)于HAZOP分析中“引導(dǎo)詞+參數(shù)”組合正確的是A.無+溫度?B.多+壓力?C.反向+液位?D.部分+流量答案：D解析：“部分流量”指流量不足，符合HAZOP語法。1.6某儲罐內(nèi)儲存閃點<28℃的易燃液體，按GB50058應(yīng)劃分為爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域A.0區(qū)?B.1區(qū)?C.2區(qū)?D.非危險區(qū)答案：B解析：閃點低于環(huán)境溫度的液體表面上方空間為1區(qū)。1.7在DCS畫面中，當(dāng)PID模塊處于“MAN”模式時，操作員可直接修改A.設(shè)定值SP?B.測量值PV?C.輸出值OP?D.比例度P答案：C解析：手動模式下輸出OP由鍵盤直接給定。1.8某裝置采用3取2表決系統(tǒng)（2oo3）測量高溫，已知單臺傳感器誤動率λ=0.02次/年，拒動率μ=0.01次/年，則系統(tǒng)拒動率約為A.3×10???B.1×10???C.3×10???D.1×10??答案：A解析：拒動需三臺同時拒動，μ3=1×10??，再考慮組合系數(shù)3，得3×10??。1.9下列材質(zhì)在80℃、30%NaOH溶液中耐蝕性最好的是A.304L?B.316L?C.2205雙相鋼?D.鈦Gr.2答案：D解析：鈦在堿性環(huán)境形成TiO?鈍化膜，耐蝕優(yōu)于不銹鋼。1.10某壓縮機入口帶液，最可能導(dǎo)致的異常是A.排氣溫度升高?B.振動值下降?C.電流波動大?D.出口壓力升高答案：C解析：液滴撞擊葉輪產(chǎn)生液擊，軸功率波動，電流忽高忽低。1.11依據(jù)《特種設(shè)備目錄》，設(shè)計壓力0.1MPa、容積800L的氮氣緩沖罐屬于A.Ⅰ類容器?B.Ⅱ類容器?C.Ⅲ類容器?D.不劃類答案：A解析：PV=0.1×0.8=0.08MPa·m3<1，且介質(zhì)無毒、非易燃，劃Ⅰ類。1.12某裝置采用膜分離回收氫氣，滲透側(cè)壓力升高，則氫氣回收率A.升高?B.降低?C.不變?D.先升后降答案：B解析：滲透推動力Δp↓，滲透通量↓，回收率↓。1.13在PID整定中，若采用λ整定法，當(dāng)λ取過程時間常數(shù)T的2倍時，閉環(huán)響應(yīng)呈現(xiàn)A.四分之一衰減?B.無振蕩?C.臨界振蕩?D.發(fā)散答案：B解析：λ整定以保守著稱，λ=2T時過阻尼，無振蕩。1.14某塔板開孔率8%，孔速12m/s，清液層高度50mm，則霧沫夾帶量最接近A.0.02kg/kg?B.0.05kg/kg?C.0.08kg/kg?D.0.12kg/kg答案：B解析：用Fair關(guān)聯(lián)圖，查得ψ≈0.05。1.15下列關(guān)于GHS象形圖表述正確的是A.火焰代表氧化劑?B.腐蝕符號僅對金屬?C.骷髏交叉骨表示急性毒性1-3類?D.環(huán)境樹魚表示慢性毒性答案：C解析：骷髏交叉骨對應(yīng)急性毒性1-3類，環(huán)境樹魚為危害水生環(huán)境。1.16某裝置使用磁力泵輸送高沸點溶劑，運行中發(fā)現(xiàn)出口壓力逐漸下降，電流同步下降，最可能原因是A.葉輪汽蝕?B.進口濾網(wǎng)堵?C.磁囊退磁?D.出口閥芯脫落答案：C解析：磁囊退磁→耦合轉(zhuǎn)矩↓→流量揚程同步↓，電流↓。1.17在AspenPlus中，若采用NRTL-HOC物性方法，HOC指A.亨利組分?B.高分子?C.烴類二聚?D.電解質(zhì)答案：C解析：HOC=Hayden-O’Connell，修正烴類二聚。1.18某反應(yīng)釜夾套通冷卻水移熱，若改為加壓0.3MPaG，則最大允許反應(yīng)溫度A.升高?B.降低?C.不變?D.先升后降答案：A解析：加壓后水沸點升高，反應(yīng)溫度可相應(yīng)提高而不汽化。1.19下列關(guān)于SIL驗證計算中PFDavg公式正確的是A.λDU×τ/2?B.λDD×τ?C.λDU×τ?D.λDD×τ/2答案：A解析：PFDavg=λDU×τ/2，其中τ為檢驗周期。1.20某裝置采用紅外氣體分析儀測CO?，量程0-20%，現(xiàn)場通入15%標(biāo)準(zhǔn)氣，儀表示值14.7%，則線性誤差A(yù).0.3%?B.1.5%?C.2%?D.5%答案：B解析：線性誤差=(14.7-15)/20×100%=?1.5%，取絕對值1.5%。1.21依據(jù)GB30871，動火作業(yè)中斷超過A.15min?B.30min?C.45min?D.60min答案：B解析：中斷30min需重新分析。1.22某裝置使用渦街流量計測蒸汽，現(xiàn)場振動大，最有效的抗干擾措施是A.增加阻尼?B.接地屏蔽?C.改用差壓式?D.安裝軟連接答案：D解析：軟連接隔絕機械振動。1.23下列關(guān)于爆炸極限說法正確的是A.初始溫度升高，上限降低?B.壓力升高，范圍變窄?C.加入氮氣，下限升高?D.加入惰性氣體，上下限靠攏答案：D解析：惰性氣體稀釋，上下限向中間靠攏。1.24某離心機分離因數(shù)C=2500，轉(zhuǎn)鼓半徑0.3m，則轉(zhuǎn)速最接近A.1200rpm?B.1500rpm?C.1800rpm?D.2100rpm答案：B解析：C=rω2/g→ω=√(Cg/r)=√(2500×9.81/0.3)=286rad/s→n=286×60/2π=2730rpm，但工業(yè)取安全系數(shù)0.55，得1500rpm。1.25某裝置采用三甘醇脫水，富液濃度96%，再生后98%，則循環(huán)量A.增加?B.減少?C.不變?D.先增后減答案：B解析：濃度↑，單位吸水量↑，循環(huán)量↓。1.26下列關(guān)于板框壓濾機說法正確的是A.過濾壓力越高，濾餅水分一定越低?B.進料濃度升高，產(chǎn)能下降?C.采用隔膜壓榨可降低濾餅水分?D.濾布目數(shù)越大，過濾速率越快答案：C解析：隔膜壓榨二次擠壓，水分↓。1.27某裝置使用羅茨風(fēng)機，出口溫度升高，電流升高，最可能A.入口濾網(wǎng)堵?B.出口閥關(guān)小?C.轉(zhuǎn)子間隙大?D.皮帶打滑答案：A解析：入口堵→流量↓→壓縮比↑→溫升↑，功率↑。1.28在HAZOP分析中，若節(jié)點為“反應(yīng)器冷卻水”，引導(dǎo)詞“少”，最可能偏差A(yù).冷卻水流量低?B.冷卻水溫度低?C.冷卻水壓力高?D.冷卻水粘度高答案：A解析：少+流量=流量低。1.29某裝置采用活性炭纖維吸附VOC，若廢氣濕度升高，則穿透時間A.延長?B.縮短?C.不變?D.先延后縮答案：B解析：水分子競爭吸附，VOC吸附量↓，穿透提前。1.30下列關(guān)于壓力容器定期檢驗說法正確的是A.Ⅰ類容器每3年一次?B.安全狀況1級可延至6年?C.首次定期檢驗在投用后2年?D.氣壓試驗優(yōu)先于液壓答案：B解析：TSG21-2016規(guī)定安全狀況1級可延至6年。2.多選題（每題2分，共20分）2.1下列屬于非均相物系分離操作的是A.沉降?B.過濾?C.超濾?D.電泳?E.吸收答案：ABCD解析：吸收為均相傳質(zhì)。2.2關(guān)于離心泵汽蝕余量NPSH說法正確的是A.必需汽蝕余量NPSHr與泵結(jié)構(gòu)有關(guān)?B.有效汽蝕余量NPSHa與吸入管路有關(guān)?C.NPSHa>NPSHr一定不汽蝕?D.降低液體溫度可提高NPSHa?E.采用誘導(dǎo)輪可降低NPSHr答案：ABDE解析：C項需考慮安全裕量0.5-1m。2.3下列屬于過程強化技術(shù)的是A.旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器?B.微通道反應(yīng)器?C.靜態(tài)混合器?D.超重力機?E.填料塔答案：ABCD解析：填料塔為常規(guī)設(shè)備。2.4關(guān)于爆炸抑制系統(tǒng)說法正確的是A.傳感器響應(yīng)時間<5ms?B.抑制劑常用NaHCO??C.爆炸壓力探測器宜安裝在管道末端?D.抑制劑噴射時間<100ms?E.可用于粉塵爆炸答案：ABDE解析：探測器宜安裝在爆炸壓力上升最快區(qū)域，非末端。2.5下列屬于化工企業(yè)重大危險源辨識依據(jù)的是A.GB18218?B.GB36894?C.GB30871?D.GB50160?E.GB50016答案：AB解析：18218為辨識標(biāo)準(zhǔn)，36894為評估導(dǎo)則。2.6下列關(guān)于透平壓縮機防喘振措施正確的是A.設(shè)置旁路回流?B.采用可變導(dǎo)葉?C.提高轉(zhuǎn)速?D.降低吸入溫度?E.注入少量聚合物答案：ABD解析：提高轉(zhuǎn)速遠離喘振線，但非根本措施；聚合物無效。2.7下列屬于綠色化學(xué)原則的是A.原子經(jīng)濟性?B.使用可再生原料?C.設(shè)計可降解產(chǎn)品?D.使用催化劑?E.增加分離步驟答案：ABCD解析：增加分離步驟往往能耗↑，不符。2.8下列關(guān)于靜電防護說法正確的是A.接地電阻<10Ω?B.絕緣體可采用靜電消除器?C.粉體流速越大，靜電越少?D.添加抗靜電劑?E.采用導(dǎo)電地面答案：ABDE解析：流速大→靜電↑。2.9下列屬于DCS冗余配置的是A.CPU冗余?B.電源冗余?C.通訊冗余?D.I/O冗余?E.操作站冗余答案：ABCDE解析：全可冗余。2.10下列關(guān)于滲透汽化膜說法正確的是A.優(yōu)先透水膜常用PVA?B.優(yōu)先透有機物膜常用PDMS?C.操作溫度低于沸點?D.分離因子受進料濃度影響?E.膜下游壓力高于上游答案：ABCD解析：下游需真空，壓力低于上游。3.判斷題（每題1分，共10分）3.1精餾塔采用高效填料后，液泛氣速一定高于板式塔。答案：×解析：與板間距、填料類型有關(guān)，不一定。3.2依據(jù)GB50160，裝置內(nèi)甲類氣體壓縮機與明火間距≥22.5m。答案：√解析：表4.3.2規(guī)定。3.3在Aspen中，RadFrac模塊可用于液液萃取計算。答案：×解析：需用Extract模塊。3.4爆炸下限LEL與閃點呈線性關(guān)系。答案：×解析：無嚴(yán)格線性。3.5采用變頻調(diào)節(jié)比出口閥節(jié)流節(jié)能。答案：√解析：變頻降低節(jié)流損失。3.6鈦材在干氯氣中耐蝕性優(yōu)于濕氯氣。答案：×解析：干氯氣易引發(fā)鈦火災(zāi)。3.7安全閥校驗周期為1年。答案：√解析：TSGZF001-2006規(guī)定。3.8滲透通量與膜厚度成正比。答案：×解析：成反比。3.9在反應(yīng)釜中，攪拌雷諾數(shù)>10?即進入完全湍流。答案：√解析：標(biāo)準(zhǔn)湍流判據(jù)。3.10可燃粉塵最小點火能MIE隨粒徑減小而降低。答案：√解析：粒徑↓，比表面積↑，MIE↓。4.計算題（共40分）4.1換熱設(shè)計（10分）某工藝需將乙醇溶液從70℃冷卻至35℃，流量50m3/h，密度800kg/m3，比熱2.8kJ/(kg·K)，采用循環(huán)冷卻水從25℃升溫至35℃，對數(shù)平均溫差校正系數(shù)0.9，總傳熱系數(shù)K=600W/(m2·K)，求所需換熱面積。解：Q=mcpΔT=50×800×2.8×(70?35)/3600=1089kWΔTm=((70?35)?(35?25))/ln(35/10)=19.6℃ΔTmc=19.6×0.9=17.6℃A=Q/(KΔTmc)=1089000/(600×17.6)=103m2答案：103m24.2精餾核算（10分）某苯-甲苯塔頂采用全凝器，塔頂產(chǎn)品流量D=120kmol/h，苯摩爾分?jǐn)?shù)0.98，回流比R=2.5，若塔頂蒸汽焓HV=38kJ/mol，飽和液體焓HL=28kJ/mol，求冷卻水用量（溫升8℃，cp=4.18kJ/(kg·K)）。解：V=D(R+1)=120×3.5=420kmol/hQ=V(HV?HL)=420×(38?28)=4200kJ/h=1.167×10?Wm=Q/(cpΔT)=1.167×10?/(4.18×8)=3.49×10?kg/h=34.9t/h答案：34.9t/h4.3反應(yīng)器（10分）液相反應(yīng)A+B→R，速率rA=kcAcB，k=0.015m3/(kmol·min)，進料CA0=CB0=2kmol/m3，體積流量υ=0.5m3/min，要求出口CA=0.2kmol/m3，求：(1)活塞流反應(yīng)器PFR體積；(2)若采用CSTR，體積增加多少%。解：(1)PFR：τ=∫dCA/rA=∫(CA0→CA)dCA/(kCA2)=1/k(1/CA?1/CA0)=1/0.015(1/0.2?1/2)=30minV=τυ=30×0.5=15m3(2)CSTR：τ=CA0XA/(kCA2)=1.8/(0.015×0.22)=300minV=300×0.5=150m3增加=(150?15)/15×100%=900%答案：PFR15m3；CSTR增加900%4.4安全閥泄放（10分）某丙烷儲罐，設(shè)計壓力1.8MPa，火災(zāi)工況，暴露面積120m2，環(huán)境溫度20℃，汽化潛熱360kJ/kg，分子量44，壓縮因子Z=0.9，求火災(zāi)工況泄放量W及安全閥有效排放面積（設(shè)定壓力1.8MPa，超壓10%，排放系數(shù)0.975，背壓修正0.9）。解：Q=43200FA^0.82=43200×1×120^0.82=1.12×10?WW=Q/ΔH=1.12×10?/360=3.11×10?kg/h=8.64kg/sP=1.8×1.1+0.1=2.08MPaabsT=20+273=293KC=0.03948√(k(2/(k+1))^((k+1)/(k?1)))，k=1.13→C=2.7A=W/(CKdP√(M/ZT))=8.64/(2.7×0.975×2.08×103√(44/0.9×293))=1.34×10?3m2=13.4cm2答案：泄放量8.64kg/s，面積13.4cm25.案例分析（共20分）5.1背景某廠甲苯儲罐區(qū)發(fā)生爆燃，事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)：1.儲罐呼吸閥未定期校驗，阻火器堵塞；2.夏季高溫，罐頂噴淋失效；3.罐內(nèi)浮盤密封老化，形成氣相空間；4.作業(yè)人員使用非防爆對講機。問題：(1)請用瑞士奶酪模型分析事故路徑；(2)提出技術(shù)與管理雙重預(yù)防措施。答案：(1)每層“奶酪片”缺陷：技術(shù)層：呼吸閥阻火器失效（硬件缺陷）；維護層：未定期校驗（程序失效）；保護層：噴淋系統(tǒng)故障（被動失效）；操作層：使用非防爆工具（人為失誤）；管理漏洞：未執(zhí)行變更管理（MOC），高溫預(yù)警缺失。多片奶酪孔洞對齊，導(dǎo)致能量（甲苯蒸汽）意外釋放并遇點火源。(2)技術(shù)：更換帶阻火呼吸閥，增設(shè)在線監(jiān)測壓差；浮盤二次密封改用高效彈性結(jié)構(gòu)，減少蒸發(fā)；罐頂設(shè)自動噴淋+氮封聯(lián)鎖，溫度>35℃啟動；安裝VOC連續(xù)監(jiān)測，濃度>10%LEL報警。管理：建立呼吸閥年度校驗臺賬，納入RBI檢驗計劃；高溫季節(jié)執(zhí)行日檢+紅外測溫；作業(yè)前JSA識別點火源，防爆工具強制配置；引入MOC：噴淋系統(tǒng)停用需審批并設(shè)臨時替代措施；每季度開展一次罐區(qū)無腳本應(yīng)急演練。5.2背景某裝置反應(yīng)釜溫度突然飆升，DCS顯示夾套冷卻水流量為零，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)冷卻水泵跳閘，備用泵未自啟。問題：(1)列出可能原因；(2)給出應(yīng)急操作步驟；(3)設(shè)計永久整改方案。答案：(1)原因：主泵電機過載跳閘；備用泵自控邏輯未投用或信號丟失；冷卻水進口閥誤關(guān)；電氣回路故障；泵入口濾網(wǎng)堵，雙泵均無法上量。(2)應(yīng)急：1.立即啟動緊急冷卻氮氣或消防水臨時注入夾套；2.手動開啟備用泵，若無效則切換至移動式柴油泵；3.降低反應(yīng)進料，投用終止劑；4.開啟泄壓閥，將物料導(dǎo)入應(yīng)急罐；5.通知消防隊現(xiàn)場戒備。(3)整改：冷卻水泵設(shè)雙回路電源+UPS，增加自動巡檢功能；采用冗余流量測量，2oo3表決觸發(fā)備用泵自啟；增設(shè)高位事故冷卻水罐，重力流保證10min急冷；反應(yīng)釜溫度與進料聯(lián)鎖，高高報警+切斷；每季度測試備用泵自啟邏輯，納入SIL驗證。6.仿真操作（共20分）6.1在AspenPlus中建立甲醇-水精餾模型，要求：進料1000kg/h，甲醇50%wt，45℃，1.2bar；塔頂甲醇≥99.5%wt，塔底≤