2025年合成氨工藝面試常見(jiàn)問(wèn)題解答選擇題（共5題，每題2分）1.合成氨反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?chǔ)°在298K時(shí)的值約為：A.-46.2kJ/molB.46.2kJ/molC.-92.4kJ/molD.92.4kJ/mol2.工業(yè)上合成氨采用鐵基催化劑，其主要活性組分Fe?O?在反應(yīng)中：A.直接參與反應(yīng)B.僅起熱傳導(dǎo)作用C.通過(guò)電子轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)D.僅作催化劑載體3.在合成氨工藝中，循環(huán)使用的未反應(yīng)氫氮混合氣應(yīng)：A.直接放空處理B.降低壓力后重復(fù)進(jìn)料C.混入新鮮原料氣中D.加水稀釋后循環(huán)4.合成塔出口氣體中氨含量通?？刂圃冢篈.5-10%B.15-20%C.75-85%D.95%以上5.氨合成工藝中，提高反應(yīng)溫度的主要目的是：A.增加反應(yīng)速率B.提高氨的平衡產(chǎn)率C.減少催化劑積碳D.降低設(shè)備投資判斷題（共5題，每題2分）1.合成氨反應(yīng)是體積縮小的放熱反應(yīng)。2.分子篩用于脫除合成氣中的CO?，其原理是化學(xué)吸附。3.合成塔采用多層催化劑的原因是提高傳質(zhì)效率。4.氨冷凝器中氨的冷凝溫度越高，冷凝效果越好。5.氫氮比偏離3:1會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。簡(jiǎn)答題（共5題，每題4分）1.簡(jiǎn)述合成氨工藝中原料氣的制備過(guò)程及主要反應(yīng)。2.解釋合成塔采用多段絕熱冷卻的原因及其工藝意義。3.描述合成氨工藝中循環(huán)氣分離的必要性和方法。4.分析影響合成氨反應(yīng)平衡產(chǎn)率的因素及其調(diào)控措施。5.說(shuō)明合成氨工藝中安全防爆的主要措施及原理。論述題（共3題，每題6分）1.比較固定床和流化床合成氨工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。2.分析合成氨工藝中節(jié)能減排的主要途徑及實(shí)施效果。3.探討未來(lái)合成氨工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)。計(jì)算題（共4題，每題5分）1.已知合成氨反應(yīng)在500℃、30MPa下的平衡常數(shù)Kp=1.2×10??，計(jì)算原料氣H?:N?=3:1時(shí)的氨平衡含量（摩爾分?jǐn)?shù)）。2.某合成塔入口氣流量為1000Nm3/h，其中H?含量60%，N?含量40%，反應(yīng)后氨含量提高到15%，計(jì)算氨的生成量（噸/小時(shí)）。3.若合成塔催化劑層徑向溫差為50℃，分析其對(duì)反應(yīng)效率的影響并提出改進(jìn)措施。4.計(jì)算合成氨反應(yīng)的活化能Ea（已知反應(yīng)速率常數(shù)k?=0.05s?1時(shí)，T?=500℃；k?=0.1s?1時(shí)，T?=550℃）。答案選擇題1.A2.C3.D4.C5.A判斷題1.√2.×3.√4.×5.√簡(jiǎn)答題1.原料氣制備：主要反應(yīng)為N?+3H?→2NH?，制備過(guò)程包括原料氣凈化（脫除CO?、CH?、H?S等）、甲烷化反應(yīng)（CO+3H?→CH?+H?O）、H?制備（天然氣重整：CH?+H?O→CO+3H?；煤制氣：C+H?O→CO+H?）。2.多段絕熱冷卻：通過(guò)分段移除反應(yīng)釋放熱量，控制各段溫度在適宜區(qū)間（≤500℃），避免高溫導(dǎo)致催化劑燒結(jié)或副反應(yīng)加劇，同時(shí)提高熱量利用效率。3.循環(huán)氣分離：采用低溫分離技術(shù)（如分子篩吸附CO?），回收未反應(yīng)氫氮?dú)?，提高原料利用率并降低能耗，分離方法包括變壓吸附（PSA）和低溫精餾。4.平衡產(chǎn)率影響因素：壓力（提高有利）、溫度（低溫有利）、H?/N?比（3:1最優(yōu)）、反應(yīng)時(shí)間。調(diào)控措施包括優(yōu)化操作參數(shù)、采用高效催化劑。5.安全防爆措施：嚴(yán)格控制氫氣純度（>99.9%）、設(shè)置防爆墻和泄壓裝置、定期檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度、控制反應(yīng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)。論述題1.固定床vs流化床：固定床（如合成塔）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定，但壓降大、傳質(zhì)受限；流化床（如先進(jìn)工藝）傳熱傳質(zhì)高效，但設(shè)備復(fù)雜、易磨損，適用條件取決于規(guī)模和技術(shù)成熟度。2.節(jié)能減排途徑：采用中變低壓合成技術(shù)（降低能耗）、優(yōu)化循環(huán)系統(tǒng)（減少壓降）、余熱回收利用（發(fā)電或供熱）、原料替代（如綠氫合成氨）。3.未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：氫能替代（綠氫）、膜分離技術(shù)、催化劑升級(jí)（長(zhǎng)壽命、高活性）、智能化控制系統(tǒng)，挑戰(zhàn)在于成本和規(guī)?；瘧?yīng)用。計(jì)算題1.平衡含量：Kp=Kx(P/P°)^(2-4)=1.2×10??P=30MPa,P°=1atm→P/P°=30解得x(NH?)=0.0075（15%）2.氨生成量：氫氮摩爾比3:1，反應(yīng)消耗H?:N?=3:1入口H?=600mol/h→生成NH?=300mol/h氨質(zhì)量=300×17=5100kg/h3.