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2025年化工工程师萃取过程的自动控制专题试卷及解析1

2025年化工工程师萃取过程的自动控制专题试卷及解析

2025年化工工程师萃取过程的自动控制专题试卷及解析

第一部分：单项选择题（共10题，每题2分）

1、在萃取塔的自动控制中，当进料组分发生波动时，最直接且有效的被控变量通

常是？

A、萃取塔的塔釜液位

B、萃取溶剂的流量

C、萃取相的出口浓度

D、萃取塔的操作压力

【答案】C

【解析】正确答案是C。萃取过程的根本目的是分离组分，因此萃取相的出口浓度

是直接反映分离效果的核心指标。控制该浓度能最直接地补偿进料组分波动对产品质

量的影响。A选项塔釜液位是物料平衡控制，与组分分离无直接关系；B选项溶剂流量

是操纵变量，不是被控变量；D选项压力通常维持稳定，对液液萃取的影响远小于温度

和流量。知识点：被控变量的选择原则。易错点：容易将操纵变量（如溶剂流量）与被

控变量混淆。

2、在典型的萃取反萃取联合工艺中，为实现反萃取段的最优控制，通常优先调节

的参数是？

A、反萃取剂的流量

B、反萃取塔的温度

C、反萃取塔的搅拌速率

D、反萃取剂的浓度

【答案】A

【解析】正确答案是A。反萃取过程的效率主要取决于反萃取剂与负载有机相的接

触程度和传质推动力。调节反萃取剂的流量是改变两相接触时间和传质推动力最直接、

响应最快的方法。B选项温度对某些体系有效，但调节滞后大；C选项搅拌速率影响传

质系数，但调节范围有限且能耗高；D选项反萃取剂浓度通常是预先配制的，在线调节

不现实。知识点：过程操纵变量的选择。易错点：认为所有过程都应优先调节温度，忽

略了液液体系的特殊性。

3、在基于模型的预测控制（MPC）应用于萃取过程时，其核心优势在于？

A、能够处理多变量耦合问题

B、控制算法简单，易于实现

C、对模型精度要求不高

D、响应速度比PID控制快

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【答案】A

【解析】正确答案是A。萃取过程是一个典型的多输入多输出（MIMO）系统，各变

量（如进料、溶剂流量、温度）之间存在强耦合。MPC的核心优势就是能够基于过程

模型，同时处理多个输入和输出，并预测其未来动态，从而实现协调优化控制。B选项

错误，MPC算法复杂；C选项错误，MPC的性能严重依赖于模型的准确性；D选项错

误，MPC的计算量大，其单步响应速度通常慢于设计良好的PID控制器。知识点：先

进控制技术的应用特点。易错点：将控制算法的“先进”等同于“快速”，忽略了其处理复

杂问题的能力。

4、对于离心萃取机的自动控制，与混合澄清槽相比，其控制策略的显著不同点是？

A、更侧重于两相界面的稳定控制

B、更依赖于转速的精确控制

C、对进料流量的波动更不敏感

D、主要控制目标是传质效率而非通量

【答案】B

【解析】正确答案是B。离心萃取机利用离心力实现两相的快速分离，其分离效果

和相间传质与转鼓的转速直接相关。因此，转速是决定其性能的关键操作参数，必须进

行精确控制。A选项错误，离心萃取机没有清晰的相界面；C选项错误，由于其停留时

间极短，对进料波动反而更敏感；D选项错误，通量和效率都是重要目标，但转速是实

现它们的基础。知识点：不同萃取设备的控制特性。易错点：将传统萃取设备的控制经

验直接套用到离心设备上。

5、在萃取过程的安全仪表系统（SIS）中，最需要紧急联锁停车的工况是？

A、萃取相出口浓度轻微偏离设定值

B、两相流量比出现小幅波动

C、萃取塔发生严重的液泛

D、塔釜液位缓慢上升

【答案】C

【解析】正确答案是C。液泛是萃取塔的严重故障，会导致设备损坏、物料泄漏甚

至安全事故，属于最高风险等级，必须触发联锁停车。A、B、D选项均属于正常操作

范围内的扰动或缓慢变化，应由过程控制系统（PCS）进行调节，无需启动SIS。知识

点：过程控制与安全仪表系统的功能划分。易错点：混淆了常规控制与安全联锁的触发

条件。

6、在萃取溶剂回收单元的自动控制中，精馏塔再沸