2025年合成氨工藝證題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題1.合成氨生產(chǎn)中，原料氣經(jīng)造氣工序后主要成分不包括（）。A.氫氣（H?）B.氮?dú)猓∟?）C.甲烷（CH?）D.氧氣（O?）答案：D2.鐵基合成氨催化劑的主要活性成分是（）。A.Fe?O?B.α-FeC.Fe?O?D.FeO答案：B3.合成氨工藝中，氫氮比（H?/N?）的最佳控制范圍是（）。A.1.8-2.2B.2.8-3.2C.3.8-4.2D.4.8-5.2答案：B4.合成塔內(nèi)件中，用于回收反應(yīng)熱并預(yù)熱入塔氣的設(shè)備是（）。A.催化劑筐B(yǎng).換熱器C.電加熱器D.氨分離器答案：B5.下列不屬于合成氨原料氣凈化步驟的是（）。A.脫硫B.變換C.壓縮D.脫碳答案：C6.合成氨系統(tǒng)正常操作中，循環(huán)氣中惰性氣體（Ar、CH?）的體積分?jǐn)?shù)一般控制在（）。A.5%-10%B.15%-20%C.25%-30%D.35%-40%答案：A7.氨合成反應(yīng)的最適宜溫度隨反應(yīng)進(jìn)程變化的規(guī)律是（）。A.先升高后降低B.先降低后升高C.持續(xù)升高D.持續(xù)降低答案：A8.合成氨裝置中，用于分離液氨的主要設(shè)備是（）。A.水冷器B.氨冷器C.氨分離器D.循環(huán)壓縮機(jī)答案：C9.下列關(guān)于合成氨催化劑升溫還原的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.還原介質(zhì)為H?B.需控制升溫速率避免催化劑燒結(jié)C.還原終點(diǎn)判斷依據(jù)是水汽濃度D.還原完成后直接通入原料氣答案：D10.合成氨系統(tǒng)緊急停車(chē)時(shí)，首先應(yīng)執(zhí)行的操作是（）。A.關(guān)閉合成塔入口閥B.停止循環(huán)壓縮機(jī)C.切斷原料氣供應(yīng)D.開(kāi)啟系統(tǒng)泄壓閥答案：C二、多項(xiàng)選擇題1.合成氨原料氣造氣工序常用的原料包括（）。A.煤（焦炭）B.天然氣C.重油D.氫氣鋼瓶答案：ABC2.原料氣凈化過(guò)程中，脫碳工序的主要目的是（）。A.去除CO?B.防止催化劑中毒C.提高H?含量D.降低系統(tǒng)壓力答案：AB3.合成塔操作中，影響氨合成率的主要因素有（）。A.反應(yīng)溫度B.系統(tǒng)壓力C.氫氮比D.催化劑活性答案：ABCD4.合成氨系統(tǒng)中，循環(huán)氣的作用包括（）。A.提高原料氣利用率B.維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定C.帶走反應(yīng)熱量D.稀釋惰性氣體答案：AB5.下列屬于合成氨裝置安全聯(lián)鎖觸發(fā)條件的有（）。A.合成塔入口溫度超上限B.循環(huán)壓縮機(jī)軸振動(dòng)超標(biāo)C.系統(tǒng)壓力低于聯(lián)鎖值D.水冷器出口水溫過(guò)低答案：ABC6.氨冷器操作中，可能導(dǎo)致液氨蒸發(fā)量不足的原因有（）。A.液氨供液量不足B.氨冷器結(jié)霜嚴(yán)重C.循環(huán)氣流量過(guò)大D.液氨壓力過(guò)高答案：AB7.合成氨催化劑中毒的常見(jiàn)物質(zhì)包括（）。A.硫（S）B.磷（P）C.一氧化碳（CO）D.氧氣（O?）答案：ABCD8.合成氨系統(tǒng)超壓的可能原因有（）。A.循環(huán)機(jī)入口閥開(kāi)度不足B.氨分離器排液不暢C.原料氣流量突然增大D.系統(tǒng)泄壓閥故障答案：ACD三、判斷題1.合成氨反應(yīng)是體積增大的放熱反應(yīng)，因此高壓和低溫有利于提高轉(zhuǎn)化率。（）答案：×（注：反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，高壓有利，低溫平衡有利但速率降低，需綜合選擇溫度）2.原料氣中CO和CO?的存在會(huì)導(dǎo)致合成氨催化劑永久中毒，因此必須完全脫除。（）答案：×（注：CO和CO?可通過(guò)變換、脫碳等工序轉(zhuǎn)化或脫除，部分工藝允許微量存在但需控制在催化劑耐受范圍內(nèi)）3.合成塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少氣體流動(dòng)阻力，同時(shí)提高熱交換效率。（）答案：√4.氨分離器的分離效率主要取決于氣速，氣速越低分離效果越好。（）答案：×（注：氣速過(guò)低可能導(dǎo)致氣體夾帶液滴，存在最佳氣速范圍）5.合成氨系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，循環(huán)氣中的氨含量越高，說(shuō)明合成率越高。（）答案：√6.催化劑升溫還原過(guò)程中，應(yīng)始終保持H?濃度大于70%，以確保還原徹底。（）答案：√7.合成氨裝置的防爆區(qū)域劃分主要依據(jù)氣體爆炸極限和釋放源等級(jí)。（）答案：√8.緊急停車(chē)后，合成塔應(yīng)快速泄壓至常壓，以避免設(shè)備損壞。（）答案：×（注：需緩慢泄壓，防止催化劑床層溫差過(guò)大導(dǎo)致破碎）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述合成氨的主要化學(xué)反應(yīng)方程式及反應(yīng)條件。答案：主反應(yīng)方程式為N?+3H??2NH?（ΔH=-92.4kJ/mol）。反應(yīng)條件：壓力15-30MPa（中高壓法），溫度400-500℃（兼顧平衡和反應(yīng)速率），鐵基催化劑（主要成分為α-Fe，添加K?O、Al?O?等助催化劑）。2.原料氣凈化的目的是什么？主要包括哪些步驟？答案：目的：去除原料氣中的雜質(zhì)（如S、CO、CO?、H?O等），防止催化劑中毒，提高原料氣純度（H?/N?接近3:1）。主要步驟：①脫硫（脫除H?S、有機(jī)硫）；②一氧化碳變換（CO+H?O→CO?+H?）；③脫碳（脫除CO?）；④氣體精制（微量CO、CO?通過(guò)甲烷化或深冷分離去除）。3.合成塔操作中需重點(diǎn)監(jiān)控哪些關(guān)鍵參數(shù)？各參數(shù)控制的意義是什么？答案：關(guān)鍵參數(shù)及意義：①入口溫度（200-250℃）：確保催化劑活性溫度，過(guò)低反應(yīng)速率慢，過(guò)高可能導(dǎo)致催化劑燒結(jié)；②床層熱點(diǎn)溫度（460-500℃）：反映反應(yīng)劇烈程度，超溫會(huì)損壞催化劑，過(guò)低影響轉(zhuǎn)化率；③系統(tǒng)壓力（15-30MPa）：高壓有利反應(yīng)平衡，但需兼顧設(shè)備安全；④循環(huán)氣氫氮比（2.8-3.2）：偏離此范圍會(huì)降低合成率；⑤循環(huán)氣中惰性氣體含量（<15%）：過(guò)高會(huì)降低有效氣體濃度，增加能耗。4.催化劑升溫還原過(guò)程中需注意哪些事項(xiàng)？答案：注意事項(xiàng)：①控制升溫速率（一般10-20℃/h），避免溫差過(guò)大導(dǎo)致催化劑破碎；②保持H?濃度>70%，確保還原介質(zhì)充足；③控制水汽濃度（<0.1g/m3），防止催化劑反復(fù)氧化還原；④密切監(jiān)測(cè)床層各點(diǎn)溫度，避免局部超溫；⑤還原終點(diǎn)判斷：出口水汽濃度連續(xù)4小時(shí)穩(wěn)定且低于0.02g/m3；⑥還原完成后需逐步降低H?流量，通入氮?dú)庵脫Q，避免催化劑暴露于空氣氧化。5.合成氨系統(tǒng)超壓的可能原因及處理措施有哪些？答案：可能原因：①原料氣流量突然增大（如造氣工序波動(dòng)）；②循環(huán)壓縮機(jī)入口閥開(kāi)度不足或故障，導(dǎo)致氣體排出量減少；③氨分離器排液不暢，液氨積累堵塞管道；④系統(tǒng)泄壓閥（如安全閥、放空閥）故障未開(kāi)啟。處理措施：①立即降低原料氣輸入量；②檢查循環(huán)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，增大入口閥開(kāi)度；③檢查氨分離器液位，開(kāi)啟排液閥；④手動(dòng)開(kāi)啟放空閥泄壓至正常范圍；⑤若超壓持續(xù)，啟動(dòng)緊急停車(chē)程序。6.水冷器出口氨含量過(guò)高的可能原因及解決方法是什么？答案：可能原因：①水冷器冷卻效果差（如循環(huán)水量不足、水溫過(guò)高、換熱管結(jié)垢）；②合成塔出口氨含量過(guò)高（反應(yīng)轉(zhuǎn)化率異常）；③氨分離器分離效率低（氣速過(guò)高、內(nèi)部部件損壞）。解決方法：①增加循環(huán)水量或降低水溫，清洗換熱管；②檢查合成塔操作參數(shù)（溫度、壓力、氫氮比），調(diào)整至正常范圍；③降低循環(huán)氣流量至設(shè)計(jì)值，檢查氨分離器內(nèi)部件（如分離濾芯）是否損壞并更換。7.循環(huán)氣中惰性氣體（Ar、CH?）含量過(guò)高對(duì)合成氨生產(chǎn)有何影響？如何控制？答案：影響：①降低循環(huán)氣中H?、N?的分壓，抑制氨合成反應(yīng)；②增加循環(huán)壓縮機(jī)功耗（需壓縮更多惰性氣體）；③可能導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)?？刂品椒ǎ孩俣ㄆ谂欧挪糠盅h(huán)氣（即“放空氣”），同時(shí)補(bǔ)充新鮮原料氣；②優(yōu)化造氣工序，減少原料氣中惰性氣體（如控制天然氣轉(zhuǎn)化深度，降低CH?殘留）；③加強(qiáng)氣體精制，脫除原料氣中的Ar（如深冷分離法）。8.合成氨裝置緊急停車(chē)后，系統(tǒng)應(yīng)如何處理？答案：處理步驟：①切斷原料氣供應(yīng)，關(guān)閉合成塔入口閥