合成氨工藝作業(yè)考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題）1.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N?+3H??2NH?，該反應(yīng)屬于______反應(yīng)。A.放熱反應(yīng)B.吸熱反應(yīng)C.可逆反應(yīng)D.不可逆反應(yīng)2.合成氨工藝中，常用的催化劑是______。A.鐵基催化劑B.銅基催化劑C.鎳基催化劑D.鈦基催化劑3.在合成氨工藝中，氫氮混合氣的體積比通?？刂圃赺_____左右。A.1:3B.3:1C.1:1D.2:14.合成氨工藝中，反應(yīng)溫度通常控制在______℃。A.300~400B.500~600C.700~800D.900~10005.合成氨工藝中，反應(yīng)壓力通?？刂圃赺_____MPa。A.5~10B.10~20C.20~30D.30~506.合成氨工藝中，原料氣中的CO?會(huì)與水反應(yīng)生成______，影響催化劑活性。A.H?CO?B.COC.H?D.N?7.合成氨工藝中，常用的脫碳方法是______。A.變換法B.吸收法C.熱解法D.電解法8.合成氨工藝中，氫氮混合氣的壓縮比通?？刂圃赺_____左右。A.3:1B.5:1C.10:1D.15:19.合成氨工藝中，常用的廢熱回收方法是______。A.換熱器B.鍋爐C.發(fā)電機(jī)D.燃燒器10.合成氨工藝中，氨的冷凝溫度通?？刂圃赺_____℃以下。A.-30B.-20C.0D.20二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）1.合成氨工藝中，影響反應(yīng)速率的因素包括______。A.溫度B.壓力C.催化劑D.原料純度E.反應(yīng)時(shí)間2.合成氨工藝中，常用的原料氣凈化方法包括______。A.催化變換B.硫化脫硫C.水洗脫除CO?D.分子篩脫水E.活性炭吸附3.合成氨工藝中，常用的節(jié)能措施包括______。A.高效換熱器B.余熱回收利用C.優(yōu)化操作參數(shù)D.采用新型催化劑E.降低壓縮比4.合成氨工藝中，可能出現(xiàn)的故障包括______。A.催化劑中毒B.設(shè)備泄漏C.溫度失控D.壓力波動(dòng)E.氨冷凝不完全5.合成氨工藝中，常用的安全防護(hù)措施包括______。A.氣體泄漏檢測(cè)B.防爆裝置C.通風(fēng)系統(tǒng)D.防靜電措施E.操作人員培訓(xùn)6.合成氨工藝中，原料氣制備過(guò)程包括______。A.空氣分離B.氫氣制備C.氮?dú)庵苽銬.氣體凈化E.壓縮混合7.合成氨工藝中，氨的提純方法包括______。A.氨氣分離B.冷凝結(jié)晶C.膜分離D.吸收法E.變換法8.合成氨工藝中，常用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括______。A.DCS系統(tǒng)B.PLC系統(tǒng)C.SCADA系統(tǒng)D.EDC系統(tǒng)E.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9.合成氨工藝中，環(huán)保措施包括______。A.尾氣處理B.減少排放C.余熱回收D.水循環(huán)利用E.噪聲控制10.合成氨工藝中，常用的設(shè)備包括______。A.壓縮機(jī)B.反應(yīng)器C.冷凝器D.蒸發(fā)器E.分離器三、判斷題（每題2分，共20題）1.合成氨工藝中，反應(yīng)溫度越高，氨的產(chǎn)率越高。（×）2.合成氨工藝中，反應(yīng)壓力越高，氨的產(chǎn)率越高。（√）3.合成氨工藝中，原料氣中的CO?會(huì)影響催化劑活性。（√）4.合成氨工藝中，氫氮混合氣的體積比必須嚴(yán)格控制在3:1。（×）5.合成氨工藝中，反應(yīng)溫度通常控制在500~600℃。（√）6.合成氨工藝中，反應(yīng)壓力通常控制在30~50MPa。（×）7.合成氨工藝中，常用的脫碳方法是變換法。（√）8.合成氨工藝中，氫氮混合氣的壓縮比通?？刂圃?0:1左右。（√）9.合成氨工藝中，常用的廢熱回收方法是鍋爐。（×）10.合成氨工藝中，氨的冷凝溫度通常控制在-30℃以下。（√）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共5題）1.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，影響反應(yīng)速率的主要因素。答：溫度、壓力、催化劑、原料純度、反應(yīng)時(shí)間。2.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，常用的原料氣凈化方法。答：催化變換、硫化脫硫、水洗脫除CO?、分子篩脫水、活性炭吸附。3.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，常用的節(jié)能措施。答：高效換熱器、余熱回收利用、優(yōu)化操作參數(shù)、采用新型催化劑、降低壓縮比。4.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，可能出現(xiàn)的故障及處理方法。答：催化劑中毒（更換催化劑）、設(shè)備泄漏（緊固或更換密封件）、溫度失控（調(diào)整加熱或冷卻）、壓力波動(dòng)（調(diào)整壓縮或泄壓）、氨冷凝不完全（調(diào)整冷卻）。5.簡(jiǎn)述合成氨工藝中，環(huán)保措施的重要性。答：減少?gòu)U氣排放、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高資源利用率。五、論述題（每題10分，共2題）1.論述合成氨工藝中，如何優(yōu)化操作參數(shù)以提高氨的產(chǎn)率。答：-溫度控制：通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)溫度，使反應(yīng)在最高效率區(qū)間進(jìn)行，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致副反應(yīng)增加。-壓力控制：提高反應(yīng)壓力可以提高氨的產(chǎn)率，但需平衡設(shè)備負(fù)荷和能耗。-原料純度：確保原料氣純度，減少雜質(zhì)對(duì)催化劑活性的影響。-催化劑選擇：采用高效催化劑，提高反應(yīng)速率和選擇性。-工藝流程優(yōu)化：通過(guò)流程優(yōu)化，減少能量損失和物料消耗。2.論述合成氨工藝中，如何實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和環(huán)保。答：-安全生產(chǎn)：加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，定期檢查泄漏點(diǎn)；設(shè)置防爆裝置和氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)；加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。-環(huán)保措施：采用尾氣處理技術(shù)，減少CO?、N?O等排放；實(shí)現(xiàn)余熱回收利用，提高能源效率；加強(qiáng)水循環(huán)利用，減少?gòu)U水排放；控制噪聲污染。答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.A（合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，高溫不利于平衡移動(dòng)，但高溫能提高反應(yīng)速率。）2.A（合成氨工業(yè)常用鐵基催化劑，如Fe-K-Al?O?。）3.A（氫氮體積比3:1時(shí)，反應(yīng)最適宜。）4.B（反應(yīng)溫度控制在500~600℃時(shí)，效率最高。）5.C（反應(yīng)壓力控制在20~30MPa時(shí)，產(chǎn)率較高。）6.A（CO?與水反應(yīng)生成H?CO?，影響催化劑活性。）7.B（脫碳常用吸收法，如水洗或胺洗。）8.C（壓縮比10:1可提高反應(yīng)效率。）9.A（換熱器是常用廢熱回收設(shè)備。）10.A（氨冷凝溫度控制在-30℃以下可提高冷凝效率。）二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD（溫度、壓力、催化劑、原料純度均影響反應(yīng)速率。）2.ABCD（催化變換、硫化脫硫、水洗脫除CO?、分子篩脫水是常用凈化方法。）3.ABCD（高效換熱器、余熱回收、優(yōu)化操作、新型催化劑、降低壓縮比均節(jié)能。）4.ABCD（催化劑中毒、設(shè)備泄漏、溫度失控、壓力波動(dòng)是常見(jiàn)故障。）5.ABCDE（氣體泄漏檢測(cè)、防爆裝置、通風(fēng)系統(tǒng)、防靜電措施、人員培訓(xùn)是安全措施。）6.ABCDE（空氣分離、氫氣制備、氮?dú)庵苽洹怏w凈化、壓縮混合是原料氣制備過(guò)程。）7.ABC（氨氣分離、冷凝結(jié)晶、膜分離是常用提純方法。）8.ABC（DCS、PLC、SCADA是常用自動(dòng)化控制系統(tǒng)。）9.ABCDE（尾氣處理、減少排放、余熱回收、水循環(huán)利用、噪聲控制是環(huán)保措施。）10.ABCDE（壓縮機(jī)、反應(yīng)器、冷凝器、蒸發(fā)器、分離器是常用設(shè)備。）三、判斷題1.×（高溫不利于平衡移動(dòng)，但能提高速率。）2.√（壓力越高，平衡產(chǎn)率越高。）3.√（CO?會(huì)中毒催化劑。）4.×（實(shí)際比例略高于3:1，如3.1:1。）5.√（500~600℃是常用溫度范圍。）6.×（常用20~30MPa。）7.√（變換法可脫除CO?。）8.√（壓縮比10:1較常見(jiàn)。）9.×（廢熱回收常用換熱器。）10.√（-30℃以下可完全冷凝。）四、簡(jiǎn)答題1.影響反應(yīng)速率的主要因素：溫度（提高反應(yīng)速率，但過(guò)高導(dǎo)致副反應(yīng)）、壓力（提高產(chǎn)率，但設(shè)備負(fù)荷增加）、催化劑（提高反應(yīng)速率和選擇性）、原料純度（雜質(zhì)會(huì)中毒催化劑）、反應(yīng)時(shí)間（平衡受時(shí)間限制）。2.常用的原料氣凈化方法：催化變換（將CO轉(zhuǎn)化為H?和CO?）、硫化脫硫（去除H?S等硫化合物）、水洗脫除CO?（用稀硫酸或氨水吸收）、分子篩脫水（吸附水分）、活性炭吸附（去除雜質(zhì)）。3.常用的節(jié)能措施：高效換熱器（減少能量損失）、余熱回收利用（如廢熱鍋爐）、優(yōu)化操作參數(shù)（如溫度、壓力）、采用新型催化劑（提高效率）、降低壓縮比（減少能耗）。4.可能出現(xiàn)的故障及處理方法：催化劑中毒（更換或再生催化劑）、設(shè)備泄漏（緊固或更換密封件）、溫度失控（調(diào)整加熱或冷卻）、壓力波動(dòng)（調(diào)整壓縮或泄壓）、氨冷凝不完全（調(diào)整冷卻或分離）。5.環(huán)保措施的重要性：減少?gòu)U氣排放（如CO?、N?O）、節(jié)約能源（提高能效）、保護(hù)環(huán)境（減少污染）、提高資源利用率（循環(huán)利用物料）。五、論述題1.如何優(yōu)化操作參數(shù)以提高氨的產(chǎn)率：-溫度控制：通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)溫度，使反應(yīng)在最高效率區(qū)間進(jìn)行，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致副反應(yīng)增加。-壓力控制：提高反應(yīng)壓力可以提高氨的產(chǎn)率，但需平衡設(shè)備負(fù)荷和能耗。-原料純度：確保原料氣純度，減少雜質(zhì)對(duì)催化劑活性的影響。-催化劑選擇：采用高效催化劑，提高反應(yīng)速率和選擇性。-工藝流程優(yōu)化：