2025年合成氨技術(shù)面試題及集錦一、單選題（共10題，每題2分）1.合成氨反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化ΔG°在298K時(shí)約為-33.3kJ/mol，此條件下的平衡常數(shù)Kp為多少？A.1.0×103B.1.0×10?C.1.0×10?D.1.0×10?2.工業(yè)上合成氨采用鐵基催化劑，其主要活性組分Fe?O?中，鐵的價(jià)態(tài)為？A.+2B.+3C.+2和+3混合D.03.合成氨原料氣中N?:H?的理想摩爾比應(yīng)為？A.1:3B.3:1C.1:1D.2:14.以下哪種物質(zhì)對合成氨鐵基催化劑具有毒化作用？A.H?OB.CH?C.AsH?D.CO?5.合成氨反應(yīng)的活化能約為多少？A.40-50kJ/molB.80-100kJ/molC.120-150kJ/molD.200-250kJ/mol6.合成塔出口氣體中未反應(yīng)的N?和H?比例過高，主要原因是？A.催化劑活性不足B.壓力過低C.溫度過高D.循環(huán)比過大7.合成氨工藝中，水冷器的主要作用是？A.降低反應(yīng)溫度B.冷凝未反應(yīng)氣體C.增加反應(yīng)速率D.吸收有害氣體8.合成氨系統(tǒng)中，高壓分離器的主要功能是分離？A.未反應(yīng)氣體與氨氣B.水蒸氣與氨氣C.氮?dú)馀c氫氣D.氨氣與惰性氣體9.以下哪種方法可以提高合成氨的平衡產(chǎn)率？A.降低反應(yīng)溫度B.提高反應(yīng)壓力C.增加原料氣循環(huán)比D.以上都是10.合成氨工藝中，循環(huán)氣壓縮機(jī)的主要作用是？A.增加反應(yīng)壓力B.增加反應(yīng)溫度C.增加反應(yīng)速率D.降低反應(yīng)能耗二、多選題（共5題，每題3分）1.合成氨工藝中，原料氣凈化主要包括哪些步驟？A.除去CO?B.除去CH?C.除去硫化物D.除去水蒸氣E.增加氫氣含量2.合成氨催化劑的制備過程中，以下哪些因素會影響其活性？A.氧化還原處理B.粒度分布C.添加助劑D.催化劑裝填方式E.原料氣純度3.合成氨系統(tǒng)中的氨冷器可能出現(xiàn)的問題包括？A.冷凝效率下降B.催化劑中毒C.傳熱溫差過小D.堵塞E.能耗過高4.合成氨工藝中，以下哪些措施可以降低能耗？A.優(yōu)化操作壓力B.采用多段壓縮C.提高原料氣轉(zhuǎn)化率D.使用高效換熱器E.降低循環(huán)比5.合成氨系統(tǒng)的安全操作要求包括？A.防止高壓泄漏B.防止氨氣泄漏C.防止爆炸性混合氣體D.定期檢查設(shè)備腐蝕E.保持催化劑活性三、判斷題（共10題，每題1分）1.合成氨反應(yīng)是體積縮小的放熱反應(yīng)。2.合成氨工藝中，氫氮比必須嚴(yán)格控制在3:1。3.合成氨催化劑的活性隨溫度升高而線性增加。4.合成氨系統(tǒng)中，循環(huán)比越大越好。5.合成塔出口氣體中CO含量超標(biāo)會導(dǎo)致催化劑中毒。6.合成氨工藝中，水冷器的主要目的是冷卻高溫反應(yīng)氣體。7.合成氨工藝中，高壓分離器的作用是分離未反應(yīng)氣體和氨氣。8.合成氨催化劑的壽命主要取決于其機(jī)械強(qiáng)度。9.合成氨工藝中，原料氣中CO?含量過高會導(dǎo)致催化劑中毒。10.合成氨工藝中，氨的提純主要依靠低溫分離。四、簡答題（共5題，每題5分）1.簡述合成氨工藝中原料氣的凈化過程及其目的。2.簡述合成氨反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及其影響因素。3.簡述合成氨系統(tǒng)中，高壓分離器的作用及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。4.簡述合成氨工藝中，如何控制催化劑的活性與壽命。5.簡述合成氨工藝中，如何通過工藝優(yōu)化提高氨的產(chǎn)率與效率。五、計(jì)算題（共3題，每題10分）1.某合成氨反應(yīng)在800K、30MPa條件下進(jìn)行，原料氣中N?:H?摩爾比為1:3，反應(yīng)平衡常數(shù)為Kp=1.0×10?。計(jì)算氨的平衡產(chǎn)率（摩爾分?jǐn)?shù)）。2.某合成氨系統(tǒng)，原料氣流量為1000Nm3/h，其中N?占75%，H?占25%。反應(yīng)器出口氣體中氨含量為15%（摩爾分?jǐn)?shù)），計(jì)算原料氣的轉(zhuǎn)化率。3.某合成氨系統(tǒng)，反應(yīng)器入口壓力為30MPa，出口壓力為3MPa，氣體膨脹率為2:1。計(jì)算氣體膨脹過程中的壓力損失（MPa）。六、論述題（共2題，每題15分）1.論述合成氨工藝中，催化劑選擇與制備的重要性及其對工藝效率的影響。2.論述合成氨工藝中，節(jié)能降耗的主要措施及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。答案單選題1.B2.C3.A4.C5.A6.B7.B8.A9.D10.A多選題1.A,C,D2.A,B,C,E3.A,D,E4.A,B,D5.A,B,C,D,E判斷題1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.√8.×9.√10.√簡答題1.原料氣凈化過程及其目的-凈化過程：原料氣（天然氣、石腦油、煤等）經(jīng)過脫硫、脫碳、脫氮等步驟，去除CO?、硫化物、CH?等雜質(zhì)。-目的：防止雜質(zhì)毒化催化劑，提高反應(yīng)效率和氨的純度。2.合成氨反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及其影響因素-動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：反應(yīng)速率隨溫度升高而增加，但高溫易導(dǎo)致副反應(yīng)；反應(yīng)速率隨壓力增加而增加，但高壓設(shè)備投資大。-影響因素：溫度、壓力、催化劑活性、原料氣純度。3.高壓分離器的作用及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)-作用：分離未反應(yīng)氣體和氨氣，提高氨的回收率。-設(shè)計(jì)要點(diǎn)：分離效率、操作壓力、材料耐腐蝕性、結(jié)構(gòu)緊湊性。4.如何控制催化劑的活性與壽命-控制活性：優(yōu)化操作溫度、壓力、原料氣純度，定期再生催化劑。-延長壽命：防止催化劑中毒，避免機(jī)械磨損，合理設(shè)計(jì)反應(yīng)器。5.如何通過工藝優(yōu)化提高氨的產(chǎn)率與效率-優(yōu)化操作條件：提高反應(yīng)壓力、優(yōu)化循環(huán)比、控制反應(yīng)溫度。-技術(shù)改進(jìn)：采用多段壓縮、高效換熱器、新型催化劑等。計(jì)算題1.氨的平衡產(chǎn)率計(jì)算-反應(yīng)式：N?+3H??2NH?-設(shè)N?初始摩爾數(shù)為1，H?初始摩爾數(shù)為3，平衡時(shí)氨的摩爾數(shù)為2x。-平衡時(shí)N?剩余：(1-x)，H?剩余：(3-3x)，總摩爾數(shù)：(4-2x)。-Kp=(P(NH?)2)/[(P(N?)(P(H?))3]=(2x/4-2x)2/[(1-x)/(4-2x)*((3-3x)/(4-2x))3]-解得x≈0.5，氨的摩爾分?jǐn)?shù)為50%。2.原料氣轉(zhuǎn)化率計(jì)算-原料氣中N?摩爾數(shù)：750Nm3/h，H?摩爾數(shù)：250Nm3/h。-反應(yīng)式：N?+3H??2NH?-設(shè)轉(zhuǎn)化率為y，則N?反應(yīng)：(750y)，H?反應(yīng)：(3×750y)，NH?生成：(2×750y)。-平衡時(shí)N?剩余：(750-750y)，H?剩余：(250-2250y)，NH?：(1500y)。-總摩爾數(shù)：(1000-1500y)。-氨含量：1500y/(1000-1500y)=15%，解得y≈0.1，轉(zhuǎn)化率10%。3.氣體膨脹過程中的壓力損失計(jì)算-入口壓力：30MPa，出口壓力：3MPa，膨脹率2:1。-假設(shè)絕熱膨脹，壓力損失≈(30-3)=27MPa。論述題1.催化劑選擇與制備的