化工类专业实践综合试题及参考答案08.docx
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化工类专业实践综合试题及参考答案08
化工类专业实践综合试题
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
满分200分，考试时间120分钟。
考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共100分）
一、选择题（本大题50个小题，每小题2分，共100分。
在每小题列出的选项中，只有一项符合题目要求，请将符合题目要求的选项选出，并填写在答题卡上）
1．某设备进、出口处测压仪表的读数分别为3kPa（真空度），67kPa（表压），当地大气压为1atm，则进、出口处的绝对压强差为
A．63kPaB．170.3kPaC．70kPaD．165.3kPa
2．如图1-1所示，当观察到玻璃管中的液柱高度下降时，下列哪种情况是不可能的
A．管路中的阻力损失增大B．管路中的动能增大
C．管路中的流速增大D．管路中的静压能增大
3．改变叶轮转速可以改变离心泵的性能，当转速变为原来的2倍时，其轴功率变为原来的
A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍
4．离心泵的流量增大时，其效率的变化规率是
A．先增大后减小B．先减小后增大C．增大D．减小
5．离心泵最常用的流量调节方法是
A．调节离心泵叶轮的转速B．安装回流支路，改变循环量的大小
C．调节离心泵出口阀的开度D．切削离心泵的叶轮
6．如图1-2所示，ρ水＞ρ油，B点和C点在同一水平面，则两点压力关系是
A．pB＝pCB．pB＞pCC．pB＜pCD．无法确定
7．离心泵安装高度有一定限制的原因主要是
A．为了防止产生气缚B．为了防止产生汽蚀
C．受泵扬程的限制D．受泵功率的限制
8．离心泵运转时，其升扬高度Z和扬程H的关系，正确的是
A．Z＜HB．Z＞HC．Z＝HD．不能确定
9．往复式压缩机的一个实际工作循环，所经历的阶段依次是
A．压缩－排气－膨胀－吸气B．吸气－压缩－排气－膨胀
C．吸气－排气－压缩－膨胀D．吸气－膨胀－排气－压缩
10．在间壁两侧流体的传热中，当间壁两侧的流体都变温时，从经济观点出发，流体的流向应选
A．错流B．折流C．并流D．逆流
11．下列有关传热叙述错误的是
A．液体中存在对流，不存在热传导B．固体中存在热传导，不存在对流
C．热量总是自发从高温处传向低温处D．辐射传热不需要任何传热介质
12．工业上采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是
A．增大阻力，减少热量损失B．增大传热面积，强化传热
C．节约钢材，降低成本D．增大传热系数，强化传热
13．有a、b、c、d四种不同固体材料，厚度均相等，稳定传热时，各界面的温度如图1-3所示，则四种材料的导热系数由大到小的排列顺序为
A．λa＞λb＞λc＞λdB．λd＞λc＞λb＞λa
C．λd＞λa＞λb＞λcD．λb＞λc＞λd＞λa
14．在列管式换热器中，用水蒸气加热盐水，盐水宜安排走
A．管程B．壳程C．管、壳程均可D．无法判断
15．下列有关蒸馏操作叙述错误的是
A．混合液体中，各组分的挥发性相差越大，越容易用蒸馏方法分离
B．在精馏塔内部分汽化和部分冷凝是同时进行的
C．在精馏塔中，塔顶的温度最高
D．塔顶冷凝器中的冷凝液不能全部作为产品
16．精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V将
A．增大B．不变C．不确定D．减小
17．精馏操作中，已知q＝1.1，则进料中液体量与总进料量之比为
A．1.1∶1B．1∶1.1C．1∶1D．0.1∶1
18．在下列分离设备中，气液相浓度呈连续性变化的是
A．浮阀塔B．泡罩塔C．筛板塔D．填料塔
19．在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分，其液气比L/V为2.7，平衡关系可表示为Y*＝1.5X（X，Y为摩尔比），溶质的回收率为90%，则液气比与最小液气比的比值为
A．1.5B．1.8C．2D．3
20．吸收操作中，始终保持不变的量是
A．气体的总量和溶液的总量B．溶液的总量和吸收剂的量
C．气体的总量和惰性气体的量D．惰性气体的量和吸收剂的量
21．精馏操作中，若进料情况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则提馏段下降液体流量L'的变化是
A．增大B．减小C．不变D．不确定
22．当分离沸点较高的热敏性混合液时，精馏操作压力应采用
A．加压B．减压C．常压D．无法确定
23．利用气体混合物各组分在同一液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为
A．蒸馏B．萃取C．吸收D．解吸
24．乙烯环氧化生产环氧乙烷的原料气中含有一定量的甲烷，其好处是
A．增大反应压力B．稳定反应温度C．防止催化剂中毒D．抑制副反应
25．一氧化碳加氢合成甲醇，在锌铬催化剂上，反应压力为30MPa，CO∶H2＝1∶4（摩尔比），CO转化率为10%时的最佳温度是
A．389℃B．399℃C．429℃D．439℃
26．高压法甲醇合成塔中，当操作不正常时用于调节催化剂床层温度的部件是
A．三套管B．电热炉C．内筒D．菱形分布器
27．低压法合成甲醇，在铜基催化剂上，CO∶H2的摩尔比为
A．2.2～3.0∶1B．4.0～5.0∶1C．1∶2.2～3.0D．1∶4.0～5.0
28．低压法合成甲醇流程中，粗甲醇精制工序中的脱轻组分塔采用的操作是
A．加压B．减压C．常压D．通水蒸气
29．对反应C2H4＋3O22CO2＋2H2O，以乙烯计CO2和H2O的产率的关系是
A．
＞
B．
＜
C．
＝
D．无法判断
30．高温减压操作对下述哪个生产过程有利
A．乙烯环氧化生产环氧乙烷B．一氧化碳加氢合成甲醇
C．乙苯脱氢生产苯乙烯D．乙烯氧氯化生产二氯乙烷
31．二氯乙烷裂解反应工艺流程中，为防止盐酸腐蚀设备，急冷器中使用的急冷介质是
A．水B．氯化钠水溶液C．氯化钙水溶液D．二氯乙烷
32．乙炔与氯化氢加成生产氯乙烯的工艺流程中，水洗塔的作用是
A．吸收大部分氯化氢、乙醛B．吸收大部分氯化氢、二氯乙烷
C．吸收残余氯化氢、二氧化碳D．吸收乙醛、二氧化碳
33．下列催化剂中采用浸渍法制备的是
A．银催化剂B．锌铬催化剂C．铜基催化剂D．氯化铜催化剂
34．氨碱法生产纯碱中，蒸氨工序不适宜的工艺条件是
A．塔顶温度55～60℃B．塔底温度110～117℃
C．塔底压力0.15～0.25MPaD．塔顶压力800Pa
35．合成氨工业中，用固体燃料采用间歇气化法造气，煤气发生炉的炉温一般是
A．1000～1200℃B．500～1000℃C．500～1200℃D．500～800℃
36．合成氨工业中，采用ADA-钒酸盐法脱硫，所用溶液的pH值是
A．4.2～5.4B．5.5～6.0C．8.5～9.2D．9.0～9.8
37．合成氨工业中，用碳酸丙烯酯法吸收CO2净化原料气，采用的是
A．高温低压B．高温常压C．常温高压D．低温高压
38．合成氨工业中，采用铜氨液吸收法进行原料气精制，下列叙述错误的是
A．[Cu（NH3）2]+是吸收CO的活性组分B．吸收温度维持在8～12℃
C．铜液解吸要完全，氨的损失要最小D．铜液在再生器中的停留时间不超过20min
39．硫酸生产中，不影响硫铁矿焙烧速度的因素是
A．温度B．矿料的粒度C．沸腾层的气速D．氧的浓度
40．硫酸生产中，硫铁矿焙烧，炉气中的有害杂质需净化，要求酸雾的含量（标准状态）降至
A．0.1g/m3以下B．0.035g/m3以下C．0.005g/m3以下D．0.001g/m3以下
41．在硫酸生产的转化工序中，与二氧化硫起始含量无关的因素是
A．设备的生产能力B．催化剂的用量C．硫酸生产的总费用D．最终转化率
42．在硫酸生产的浓硫酸吸收SO3气体工序中，吸收塔、酸贮槽、泵、冷却器配置的最佳方式是
A．塔－槽－冷却器－泵B．塔－冷却器－槽－泵
C．塔－槽－泵－冷却器D．槽－塔－冷却器－泵
43．氨碱法生产纯碱，制碱塔底部通入的气体是
A．石灰窑气B．氨气C．煅烧炉气D．碳化塔尾气
44．氨碱法生产纯碱中，粗盐水精制工序，除去Mg2+采用的物料是
A．石灰乳B．Na2CO3C．NaHCO3D．碳酸化塔顶的尾气
45．氨碱法生产纯碱中，碳酸化塔的塔底出口温度应控制在
A．60～65℃B．28～30℃C．30～45℃D．55～60℃
46．过渡过程中表示被控变量最大指示值与设定值之差的指标是
A．余差B．衰减比C．过渡时间D．最大偏差
47．自动控制系统，理想过渡过程的衰减比n∶1是
A．2～4∶1B．4～10∶1C．2∶1D．12∶1
48．某一温度计，其测量范围为0～400℃，经校验发现其最大绝对误差为5℃，则该表的精度等级是
A．0.5B．0.8C．1.0D．1.5
49．节流式流量计测量的是流体流经节流装置时所产生的
A．速度变化B．面积变化C．动压能变化D．静压差
50．热电偶总热电势的表达式是
A．EAB（t，t0）＝EAB（t）－EBA（t0）B．EAB（t，t0）＝EAB（t0）－EAB（t）
C．EAB（t，t0）＝EAB（t）＋EBA（t0）D．EAB（t）＝EAB（t，t0）－EAB（t，t0）
第Ⅱ卷（非选择题，共100分）
二、简答题（本大题4个小题，1、2小题每题6分，3、4小题每题4分，共20分）
1．如图2-1所示的离心泵输送系统中有哪些错误？
对其运转会造成什么影响？
2．粗苯乙烯的分离与精制，为什么必须在真空和较低温度下进行精馏操作？
且分成两个塔进行？
这两个塔的名称是什么？
3．接触法制硫酸，炉气在进入转化工序前，为什么要进行干燥？
炉气干燥的原理是什么？
4．氨碱法生产纯碱，在盐水吸氨过程中，氨盐比、温度和压力控制多大？
三、计算题（本大题3个小题，每小题10分，共30分）
1．在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收含丙酮5%（体积分数）的混合气体，处理量为2000m3/h，操作温度为25℃，压强为101.3kPa，吸收率为95%，每kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g（丙酮的摩尔质量为58kg/kmol）。
试计算：
（1）每小时吸收剂的用量为多少？
（2）每小时可回收多少kg丙酮？
2．图3-1所示为某车间丙烯精馏塔回流系统，生产中需将丙烯从贮槽送至塔内。
已知精馏塔内操作压力为1.33MPa（表压），槽内液面上方压力为2.05MPa（表压），精馏塔丙烯管入口处距离槽内液面的高度差为30m，管子规格为φ108×4mm，输送量为40×103kg/h，丙烯密度为600kg/m3，管路全部阻力损失（不包括出口阻力）为150J/kg，试问完成此输送任务是否需要装泵？
（计算后说明）
3．乙炔与氯化氢加成生产氯乙烯，副产二氯乙烷。
反应器内装催化剂17m3，每小时加入原料乙炔1000kg，生成氯乙烯2333kg。
若乙炔转化率为99%，试计算：
（1）催化剂的选择性和空时产量；
（2）以乙炔计二氯乙烷的收率；
（3）乙炔气体通过催化剂的空间速度。
四、综合分析题（本大题6个小题，第6小题10分，其余每小题8分，共50分）
1．用差压变送器测量贮槽内液体液位时，
（1）若正、负压室的差压Δp＞0，应如何迁移？
具体怎样操作？
（2）若仪表量程为0～8kPa，迁移量为2kPa，当h＝0时，输入差压Δp是多少？
（3）若仪表量程为0～5kPa，迁移量为－3kPa，当h为最大时，输出的气压信号为多大？
2．根据乙烯环氧化生产环氧乙烷的工艺流程，回答下列问题：
（1）反应后的产物气进入吸收塔前要被降温至5℃左右，需经过哪些换热设备？
分析产物气进吸收塔前需降温的原因。
（2）从吸收塔底来的吸收液进解吸塔前的压力如何调节？
并分析进行此操作的原因。
3．根据图4-1所示的合成氨工业中天然气蒸气转化法制原料气的工艺流程。
图4-1合成氨工业中天然气蒸气转化法制原料气的工艺流程
（1）写出与图中所标设备序号对应的设备名称。
1－2－3－
4－5－6－
（2）离开设备5的气体温度约为多少？
产物气体中残余甲烷的含量为多少？
4．图4-2是填料吸收塔的操作示意图（物料线已画出）。
（1）在图中用箭头标明物料的流向，并标出混合气、吸收剂、吸收尾气、吸收液的适当位置。
（2）试分析生产中吸收塔内填料层高度过大有何危害，工业上一般采取什么措施解决此问题。
5．图4-3所示为乙烯氧氯化工艺流程示意图，请在图中补全物料流向线。
图4-3乙烯氧氯化工艺流程图
1-脱炔反应器；2-氧氯化反应器；3-骤冷塔；4-粗二氯乙烷分层器；
5-气液分离器；6-二氯乙烷吸收塔；7-溶剂热交换器；8-二氯乙烷解吸塔
6．某生产车间有一列管式换热器，欲用110℃饱和水蒸气将物料由20℃加热至80℃。
物料走管内，其流量为qm1kg/h，比热为cp1，对流传热膜系数α1＝100W/（m2·K）；水蒸气走管外，其消耗量为qm2kg/h，对流传热膜系数α2＝10000W/（m2·K）。
问：
（1）在下列方程中，温度Δt1，Δt2分别为多少？
分析正常工作时Q1，Q2的大小关系。
Q1＝qm1cp1Δt1Q2＝KAΔt2
（2）两流体的对流传热热阻分别为多少？
根据计算结果，提出强化传热的措施。
（3）该换热器使用一段时间后，在相同操作条件下，物料出口温度仅为70℃，试分析原因并提出改进措施。
（4）为了控制物料的出口温度，设计如图4-4所示的自动控制系统，指明此系统的操作变量与被控变量。
化工类专业实践综合试题答案及评分标准
第Ⅰ卷（选择题，共100分）
一、选择题（本大题50个小题，每小题2分，共100分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
D
A
C
B
B
A
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
B
C
A
C
A
C
D
C
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
A
B
C
B
D
B
C
A
C
C
题号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
答案
D
A
A
A
A
C
B
D
C
B
题号
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
答案
D
A
C
A
B
D
B
D
D
C
第Ⅱ卷（非选择题，共100分）
二、简答题（本大题4个小题，1、2小题每题6分，3、4小题每题4分，共20分）
【评分说明】要点基本正确，即可得分。
1．
（1）错误一：
安装高度过高；不能吸上液体。
………………（2分）
（2）错误二：
吸入管径比排出管径小；易发生汽蚀现象。
………………（2分）
（3）错误三：
吸入管路没有底阀；会发生气缚现象。
………………（2分）
2．
（1）苯乙烯的沸点是145.2℃，加热到100℃会很快发生聚合；温度越高，聚合愈快。
（2分）
（2）苯乙烯与乙苯的沸点很接近，要使苯乙烯含量达99.5%以上，所需塔板数较多；且塔的阻力较大，即使塔顶达到很大真空度，塔釜也不能低于100℃，故分两个塔进行。
（2分）
（3）乙苯蒸出塔和苯乙烯粗馏塔。
………………（2分）
3．
（1）炉气采用湿法净化后，被水蒸气饱和，水蒸气被带入转化器内，会与三氧化硫形成酸雾而损害催化剂。
………………（1分）
酸雾一经形成，就很难除掉，大量的硫酸会随尾气排放而损失掉。
………………（1分）
（2）浓硫酸具有强烈的吸水性，故用来作干燥剂。
………………（1分）
在同一温度下，浓硫酸的浓度愈高，其液面上水蒸气的平衡分压愈小。
当炉气中的水蒸气分压大于硫酸液面上水蒸气压时，炉气即被干燥。
……………（1分）
4．
（1）氯化钠与氨的摩尔比应为1∶1，实际生产中，氨稍过量10%左右。
…………（1分）
（2）盐水入塔温度为25～30℃，气体入塔温度为55～60℃；………………（1分）
氨盐水的出塔温度为60～65℃。
………………（1分）
（3）吸氨操作在减压下进行。
………………（1分）
三、计算题（本大题3个小题，每小题10分，共30分）
【评分说明】本答案只提供一种解法，其他解法只要正确也可得分。
1．
（1）Y1＝
＝
＝0.0526………………（1分）
Y2＝
＝0.0526×（1－0.95）＝0.00263………………（1分）
X1＝
＝0.0202………………（2分）
V＝
＝77.68kml/h………………（2分）
X2＝0
则L＝
＝
＝192.2kmol/h………………（2分）
（2）丙酮的回收量GA
GA＝V（Y1－Y2）＝77.68×（0.0526－0.00263）＝3.88kmol/h＝225.1kg/h…………（2分）
2．
（1）设需要泵。
取贮槽液面为1-1截面，并为基准水平面，取丙烯管入口处为2-2截面，列柏努利方程：
………………（1分）
………………（2分）
已知：
1-1截面Z1＝0u1＝0p1＝2.05MPa＝2.05×106PaWe＝？
2-2截面Z2＝30mp2＝1.33MPa＝1.33×106Pa∑hf＝150J/kg（1分）
d＝108－2×4＝100mm＝0.1m
u2＝
＝
＝2.36m/s………………（2分）
代入上式得：
We＝
＝－752.9J/kg…………（2分）
说明：
计算结果We为负值，说明系统不需要外加功，即不需要用泵，依靠贮槽与塔两个设备的压强差即可满足输送丙烯的要求。
………………（2分）
3．以1h作为计算基准
（1）乙炔参加反应的量mA反＝1000×99%＝990kg…………………（2分）
C2H2＋HClCH2CHCl
2662.5
990kgmP理（A反）
氯乙烯的理论产量mP理（A反）＝
＝2380kg
催化剂的选择性＝主产率＝YP＝
＝98.0%…………………（2分）
空时产量＝
＝0.137kg/（L·h）…………………（2分）
（2）以乙炔计二氯乙烷的收率ZR＝XYR＝X（1－YP）＝99%×（1－98.0%）＝1.98%
…………………（2分）
（3）
＝
＝861.8m3SV＝
＝
＝50.69h－1（2分）
四、综合分析题（本大题6个小题，第6小题10分，其余每小题8分，共50分）
【评分说明】要点基本正确，即可得分。
1．
（1）Δp＞0，采用正迁移。
………………（2分）
调整差压变送器上迁移弹簧的张力，将挡板稍离喷嘴，实现正迁移。
…………（2分）
（2）输入差压Δp是2kPa。
………………（2分）
（3）输出的气压信号是100kPa。
………………（2分）
2．
（1）经换热器、水冷却器、盐水冷却器三个设备。
………………（3分）
较高的压力和较低的温度利于吸收。
………………（1分）
降温可加大产物气在水中的溶解度，利于吸收。
………………（1分）
（2）吸收液经减压阀由1MPa（表压）减压至0.02MPa。
………………（1分）
较低的压力和较高的温度利于解吸。
………………（1分）
减压可减小环氧乙烷在水中的溶解度，利于环氧乙烷解吸层出来。
………………（1分）
3．
（1）1－钴钼加氢反应器2－氧化锌脱硫罐3－对流预热段
4－一段转换炉5－二段转换炉6－第一废热锅炉
【评分说明】每填对一个设备名称得1分，共6分。
（2）离开设备5的气体温度约为1000℃。
………………（1分）
产物气体中残余甲烷的含量为0.3%（或小于0.5%）。
………………（1分）
4．
（1）
【评分说明】每标对一个箭头、填对一个物料名称得1分，共4分。
（2）危害：
填料层过高，液体沿填料层向下流动时出现壁流而使液体分布不均匀，吸收速率降低。
……………（2分）
措施：
将填料层分段装填；各段之间设置液体再分布器。
（2分）
5．
【评分说明】每画对一条物料流向线得1分，共8分。
6．
（1）Δt1＝80－20＝60℃………………（1分）
Δt2＝
＝
＝54.6℃………………（1分）
Q1≥Q2（Q1＝Q2或Q1＞Q2也可得分）………………（1分）
（2）R1＝
＝
＝0.01（m2·K）/WR2＝
＝
＝0.0001（m2·K）/W（1分）
措施：
设法减小占比例较大的分热阻，即减小R1（或增大α1）。
………………（1分）
（3）物料在换热管内结垢，使热阻增大，传热系数减小；………………（1分）
壳程中的不凝性气体和冷凝水未及时排出，不凝性气体的存在使传热系数减小，冷凝水的存在使传热面积减小。
………………（2分）
（4）系统的操作变量是水蒸气流量，被控变量是热物料温度。
………………（2分）
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