2025年化工行業(yè)合成氨工藝操作證考試筆試試題含答案1.單項選擇題（每題1分，共40分）1.1合成氨裝置中，一段爐出口甲烷含量突然升高，最先應(yīng)檢查的是A.原料天然氣硫含量?B.一段爐燃燒空氣量?C.二段爐氧含量?D.低變反應(yīng)器入口溫度答案：A?解析：硫中毒使一段爐催化劑失活，甲烷轉(zhuǎn)化率下降，出口CH?升高。1.2在凱洛格型合成回路中，合成塔出口氣氨濃度設(shè)計值為A.8%?B.12%?C.18%?D.23%答案：C?解析：凱洛格塔采用三床層中間換熱，出口平衡濃度約18%。1.3氨冰機系統(tǒng)蒸發(fā)溫度-33℃，對應(yīng)蒸發(fā)壓力約為A.0.10MPa?B.0.19MPa?C.0.29MPa?D.0.40MPa答案：B?解析：查氨飽和蒸汽壓表，-33℃對應(yīng)約0.19MPa（絕壓）。1.4合成塔催化劑還原階段，水汽濃度控制指標為A.<100ppm?B.<300ppm?C.<500ppm?D.<1000ppm答案：A?解析：水汽>100ppm會造成Fe???O過度氧化，活性下降。1.5二段爐出口溫度超過設(shè)計值15℃，最可能原因是A.二段爐催化劑結(jié)碳?B.工藝空氣預(yù)熱器內(nèi)漏?C.低變?nèi)肟贑O含量高?D.甲烷化反應(yīng)器飛溫答案：B?解析：空氣預(yù)熱器內(nèi)漏導(dǎo)致過量空氣進入二段爐，燃燒超溫。1.6高壓氨分離器液位低低聯(lián)鎖動作是A.停合成氣壓縮機?B.關(guān)合成塔主閥?C.關(guān)氨受槽入口閥?D.開氨泵回流閥答案：C?解析：防止高壓串低壓，關(guān)入口閥保液位。1.7合成回路惰性氣體含量升高，應(yīng)優(yōu)先A.提高循環(huán)量?B.加大馳放氣量?C.降低合成壓力?D.提高催化劑床層溫度答案：B?解析：馳放氣是移走惰性氣最直接手段。1.8氨合成反應(yīng)器床層熱點溫度突然下跌，可能原因是A.催化劑硫中毒?B.循環(huán)機停機?C.合成氣中CO?超標?D.鍋爐給水預(yù)熱器泄漏答案：B?解析：循環(huán)量歸零，反應(yīng)熱無法帶出，熱點先跌后升。1.9尿素裝置高壓甲銨泵P101出口壓力波動大，應(yīng)首先檢查A.甲銨液溫度?B.泵入口過濾器?C.泵最小回流閥?D.高壓洗滌器液位答案：B?解析：入口堵塞造成泵汽蝕，壓力波動。1.10合成氨裝置中，導(dǎo)致低變催化劑反硫化的氣體是A.H?S?B.CS??C.SO??D.COS答案：D?解析：COS在低變溫度下與催化劑中ZnO反應(yīng)生成ZnS，反硫化失活。1.11天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH?+H?O?CO+3H?，提高水碳比會A.降低甲烷平衡轉(zhuǎn)化率?B.提高CO選擇性?C.抑制析碳?D.降低出口溫度答案：C?解析：過量水蒸汽抑制碳生成，保護催化劑。1.12合成塔催化劑還原時，循環(huán)氣中H?/N?體積比宜控制在A.1:1?B.2:1?C.3:1?D.5:1答案：C?解析：3:1時還原速率快，且不易過度還原生成α-Fe。1.13氨合成反應(yīng)平衡常數(shù)Kp隨溫度升高而A.增大?B.減小?C.不變?D.先增后減答案：B?解析：合成氨放熱，升溫使平衡左移，Kp減小。1.14合成氣壓縮機一段入口分液罐液位高高聯(lián)鎖值一般設(shè)為A.50%?B.60%?C.70%?D.80%答案：D?解析：防止液擊，80%觸發(fā)聯(lián)鎖停機。1.15氨合成催化劑添加Al?O?的作用是A.提高活性?B.提高機械強度?C.降低還原溫度?D.提高抗毒性答案：B?解析：Al?O?作為結(jié)構(gòu)助劑，防止Fe微晶燒結(jié)。1.16尿素合成塔出液中縮二脲含量升高，應(yīng)A.提高NH?/CO?摩爾比?B.降低操作壓力?C.提高塔溫?D.降低停留時間答案：D?解析：縮短停留時間減少縮合副反應(yīng)。1.17合成氨裝置中，CO?吸收塔碳酸鹽溶液發(fā)泡，可加入A.磷酸三丁酯?B.聚醚消泡劑?C.辛醇?D.硅油答案：B?解析：聚醚類對熱鉀堿體系消泡效果好。1.18合成塔催化劑還原終點判斷依據(jù)是A.出口氨>1%?B.床層溫差<5℃?C.水汽濃度<50ppm持續(xù)4h?D.循環(huán)氣中CH?<0.1%答案：C?解析：水汽<50ppm且穩(wěn)定，表明還原完成。1.19氨合成回路中，設(shè)置鍋爐給水預(yù)熱器的目的是A.提高合成塔入口溫度?B.回收反應(yīng)熱產(chǎn)蒸汽?C.降低壓縮機功耗?D.防止催化劑過熱答案：B?解析：回收高位熱能，副產(chǎn)10.0MPa蒸汽。1.20天然氣脫硫槽出口H?S含量超標，應(yīng)首先A.提高脫硫槽溫度?B.降低空速?C.檢查脫硫劑是否穿透?D.提高操作壓力答案：C?解析：穿透即需切槽更換脫硫劑。1.21合成氨裝置中，導(dǎo)致甲烷化反應(yīng)器飛溫的氣體是A.CO?B.CO??C.O??D.Ar答案：C?解析：O?在甲烷化床層與H?劇烈反應(yīng)，瞬間超溫。1.22氨合成催化劑還原階段，升溫速率一般控制為A.5℃/h?B.10℃/h?C.20℃/h?D.30℃/h答案：B?解析：10℃/h可防止還原水劇烈釋放，保護催化劑。1.23尿素裝置高壓洗滌器下液溫度控制指標為A.160℃?B.175℃?C.190℃?D.205℃答案：B?解析：175℃防止甲銨結(jié)晶堵塞。1.24合成氣壓縮機防喘振閥開度突增，可能原因是A.合成塔壓降升高?B.循環(huán)機停機?C.入口過濾器堵塞?D.汽輪機蒸汽溫度下降答案：C?解析：入口堵塞，壓縮機流量減小逼近喘振區(qū)，閥自動開。1.25氨合成塔催化劑硫中毒后，活性恢復(fù)措施是A.提高溫度?B.蒸汽吹掃?C.熱氫循環(huán)?D.更換催化劑答案：D?解析：FeS生成后不可逆，只能更換。1.26合成氨裝置中，設(shè)置二段爐的目的是A.提高甲烷轉(zhuǎn)化率?B.降低系統(tǒng)壓降?C.回收CO??D.提高H?/N?比答案：A?解析：二段爐加氧燃燒，殘余CH?<0.3%。1.27氨合成回路中，冷激氣量增大，合成塔出口氨濃度將A.升高?B.降低?C.不變?D.先升后降答案：B?解析：冷激降低床層溫度，遠離平衡，出口氨下降。1.28尿素合成塔襯里材料通常選用A.316L?B.904L?C.雙相鋼?D.鈦材答案：B?解析：904L耐甲銨液腐蝕，性價比高。1.29合成氨裝置中，低變催化劑還原氣源來自A.工藝氣?B.甲烷化出口?C.合成塔出口?D.中變出口答案：D?解析：中變出口CO?、CO低，H?高，適合還原。1.30氨合成催化劑還原時，水汽濃度超標會導(dǎo)致A.活性下降?B.強度上升?C.還原加快?D.床層溫差減小答案：A?解析：水汽使Fe微晶燒結(jié)，活性表面積減少。1.31合成氣壓縮機采用干氣密封，密封氣壓力應(yīng)高于參考氣A.0.05MPa?B.0.10MPa?C.0.20MPa?D.0.30MPa答案：B?解析：0.10MPa壓差可確保工藝氣不外漏。1.32尿素裝置高壓甲銨泵出口安全閥整定壓力為A.15.0MPa?B.16.5MPa?C.18.0MPa?D.20.0MPa答案：C?解析：高壓系統(tǒng)設(shè)計壓力16.0MPa，安全閥18.0MPa。1.33合成氨裝置中，導(dǎo)致碳黑生成的因素是A.水碳比高?B.溫度高?C.壓力高?D.空速高答案：B?解析：局部高溫裂解CH?生成碳黑。1.34氨合成催化劑裝填時，自由下落高度不得超過A.0.5m?B.1.0m?C.1.5m?D.2.0m答案：A?解析：>0.5m易摔碎催化劑，增加粉塵。1.35合成塔催化劑還原階段，循環(huán)氣中NH?濃度突然升高，說明A.還原完成?B.催化劑泄漏?C.冷激閥內(nèi)漏?D.合成氣壓縮機串氣答案：A?解析：NH?出現(xiàn)表明催化劑已具活性，還原近終點。1.36尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)采用降膜蒸發(fā)器，其優(yōu)點為A.傳熱系數(shù)高?B.停留時間長?C.易結(jié)垢?D.投資高答案：A?解析：降膜蒸發(fā)傳熱系數(shù)高達3000W/(m2·K)。1.37合成氨裝置中，設(shè)置中變反應(yīng)器的目的是A.降低CO含量?B.提高H?產(chǎn)量?C.保護低變催化劑?D.回收蒸汽答案：C?解析：中變將CO降至3%，避免低變超溫。1.38氨合成催化劑還原時，床層出現(xiàn)“熱點”移動過慢，應(yīng)A.提高壓力?B.提高H?濃度?C.降低空速?D.提高水汽答案：B?解析：H?濃度高，還原前沿推進快。1.39合成氣壓縮機透平背壓升高，會導(dǎo)致A.功率上升?B.轉(zhuǎn)速上升?C.排氣溫度下降?D.效率提高答案：A?解析：背壓高，焓降減小，需更多蒸汽，功率上升。1.40尿素裝置低壓分解器出液中尿素含量升高，應(yīng)A.提高分解溫度?B.降低分解壓力?C.提高停留時間?D.降低NH?/CO?答案：A?解析：溫度高，甲銨分解完全，尿素水解少。2.多項選擇題（每題2分，共20分；每題至少有兩個正確答案，多選少選均不得分）2.1下列屬于合成氨裝置一段爐輻射段盤管材料的是A.HP-40?B.HK-40?C.20G?D.Incoloy800答案：A、B、D?解析：20G用于中低壓鍋爐，不適用于高溫轉(zhuǎn)化。2.2氨合成催化劑還原過程中，需要監(jiān)控的參數(shù)有A.水汽濃度?B.床層溫差?C.循環(huán)氣量?D.還原水總量答案：A、B、C、D?解析：四項均為還原關(guān)鍵指標。2.3導(dǎo)致尿素合成塔腐蝕加劇的因素有A.甲銨液中Cl?高?B.操作溫度高?C.NH?/CO?低?D.停留時間長答案：A、B、C?解析：Cl?點蝕，高溫和缺氨均加速腐蝕。2.4合成氣壓縮機防喘振控制手段包括A.出口放空?B.入口節(jié)流?C.可調(diào)靜葉?D.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)答案：A、C、D?解析：入口節(jié)流降低流量，易喘振，不用于防喘。2.5下列屬于合成氨裝置馳放氣成分的是A.H??B.N??C.CH??D.NH?答案：A、B、C、D?解析：馳放氣含惰性氣及未反應(yīng)氨。2.6二段爐燒嘴回火的原因有A.工藝空氣壓力低?B.燒嘴冷卻水?dāng)?C.燒嘴孔徑磨損?D.天然氣帶液答案：A、C、D?解析：冷卻水?dāng)鄬?dǎo)致燒嘴超溫，但不會直接回火。2.7氨合成催化劑硫中毒后，表現(xiàn)出的現(xiàn)象有A.熱點下移?B.出口氨下降?C.床層溫差減小?D.系統(tǒng)壓降升高答案：B、C?解析：活性下降，反應(yīng)減少，溫差減小，出口氨低。2.8尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)真空突然下跌，可能原因有A.冷卻水中斷?B.真空泵跳車?C.蒸發(fā)器殼側(cè)漏?D.尿液濃度高答案：A、B、C?解析：濃度高不會直接導(dǎo)致真空下跌。2.9合成氨裝置中，設(shè)置鍋爐給水預(yù)熱器的位置有A.合成塔出口?B.中變出口?C.高變出口?D.一段爐煙道答案：A、B、D?解析：高變出口溫度低，不設(shè)置。2.10下列屬于合成氨裝置節(jié)能措施的是A.氫回收膜分離?B.一段爐煙道氣余熱發(fā)電?C.合成塔出口設(shè)鍋爐?D.尿素蒸發(fā)冷凝液回用答案：A、B、C、D?解析：四項均為成熟節(jié)能技術(shù)。3.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）3.1合成氨催化劑還原時，水汽濃度越高，活性越好。?×3.2尿素合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度有利于甲銨生成。?×3.3合成氣壓縮機采用干氣密封，可避免潤滑油污染工藝氣。?√3.4一段爐輻射段盤管出現(xiàn)“熱管”現(xiàn)象，應(yīng)立即降低負荷。?√3.5氨合成催化劑裝填密度越大，越有利于反應(yīng)。?×3.6二段爐出口甲烷含量升高，會導(dǎo)致合成回路惰性氣增加。?√3.7尿素裝置高壓甲銨泵入口壓力低于飽和蒸汽壓，會發(fā)生汽蝕。?√3.8合成氨裝置中，馳放氣量越大，系統(tǒng)能耗越低。?×3.9合成塔催化劑還原階段，循環(huán)氣中NH?出現(xiàn)即表明還原結(jié)束。?×3.10設(shè)置中變+低變工藝，可將CO最終降至0.1%以下。?√4.填空題（每空1分，共20分）4.1合成氨裝置一段爐輻射段出口溫度設(shè)計值一般為（820）℃。4.2氨合成催化劑主活性組分為（Fe?O?），還原后變?yōu)椋é?Fe）。4.3尿素合成反應(yīng)總反應(yīng)式為（2NH?+CO??NH?CONH?+H?O）。4.4合成氣壓縮機一段入口壓力通常為（2.5）MPa（絕壓）。4.5氨合成塔催化劑床層熱點溫度一般控制在（470±5）℃。4.6二段爐出口氣體中CH?含量指標為（<0.3%）。4.7合成氨裝置中，低變催化劑主要組分為（CuO-ZnO-Al?O?）。4.8尿素裝置高壓系統(tǒng)操作壓力為（15.5~16.0）MPa。4.9氨合成催化劑還原時，升溫至（450）℃恒溫12h，確保還原徹底。4.10合成氨裝置馳放氣中NH?回收常用（水吸收+精餾）工藝。4.11一段爐燒嘴火焰顏色正常為（藍）色，出現(xiàn)（黃）色表明空氣不足。4.12合成塔出口設(shè)鍋爐給水預(yù)熱器，可副產(chǎn)（10.0）MPa飽和蒸汽。4.13尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)采用（二）效蒸發(fā)，最終尿液濃度為（99.7%）。4.14合成氣壓縮機防喘振閥一般設(shè)（三）道，分別為（電動、氣動、手動）。4.15氨合成催化劑裝填前，需用（吸塵器）清除粉塵，防止（堵塞）冷管。5.簡答題（每題5分，共30分）5.1簡述合成氨裝置一段爐“熱管”現(xiàn)象產(chǎn)生原因及處理措施。答案：原因：催化劑積碳或硫中毒，導(dǎo)致局部管壁超溫；處理：降負荷，調(diào)整水碳比，切換脫硫槽，必要時停爐燒碳。5.2說明氨合成催化劑還原階段控制水汽濃度<100ppm的理由。答案：水汽使Fe微晶燒結(jié)，比表面積下降；同時與Fe生成FeO?，覆蓋活性中心，導(dǎo)致永久失活。5.3列舉尿素裝置高壓系統(tǒng)腐蝕形態(tài)并給出防護措施。答案：形態(tài)：均勻腐蝕、點蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕；防護：選用904L/雙相鋼，控制NH?/CO?≥2.9，加氧鈍化，Cl?<0.5ppm。5.4分析合成氣壓縮機喘振原因及防喘措施。答案：原因：流量低于喘振線，系統(tǒng)阻塞，轉(zhuǎn)速突降；措施：開大防喘閥，降背壓，升轉(zhuǎn)速，清過濾器。5.5描述合成氨裝置馳放氣氫回收原理及效益。答案：采用膜分離或PSA，將H?從馳放氣提濃至98%返回合成系統(tǒng)，回收率>90%，噸氨能耗降0.8GJ。5.6說明二段爐燒嘴回火判斷及應(yīng)急處理。答案：判斷：火焰反竄，燒嘴頭部發(fā)紅，有爆鳴；處理：緊急切斷工藝空氣，通氮氣吹掃，降天然氣量，檢查燒嘴。6.計算題（每題10分，共20分）6.1已知合成回路進塔氣量180000Nm3/h，組成H?61%、N?20%、CH?12%、Ar5%、NH?2%，出塔氨濃度18%，求噸氨馳放氣量（標準狀態(tài)）。解：設(shè)生成NH?xkmol/h，則進塔NH?180000×2%/22.4=1607