2025年合成氨工藝新版試題題庫含答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.合成氨工藝中，原料氣經(jīng)過脫硫、脫碳、脫氧等凈化步驟后，要求總硫含量不超過（）A.0.1ppmB.1ppmC.10ppmD.100ppm答案：A2.現(xiàn)代大型合成氨裝置中，合成塔操作壓力通常為（）A.5-10MPaB.15-30MPaC.35-50MPaD.50-70MPa答案：B3.合成氨主反應(yīng)方程式為（）A.N?+3H?→2NH?+QB.N?+3H?→2NH?-QC.2N?+3H?→2NH?+QD.N?+2H?→2NH?-Q答案：A4.合成氨催化劑的主要活性成分是（）A.氧化鐵B.金屬鐵C.四氧化三鐵D.三氧化二鐵答案：B（催化劑需還原為α-Fe才具有活性）5.原料氣中CO?含量過高會(huì)導(dǎo)致（）A.合成塔溫度上升B.氨分離效率提高C.脫碳系統(tǒng)負(fù)荷增加D.循環(huán)氣流量降低答案：C6.氨合成反應(yīng)的最適宜溫度是指（）A.催化劑活性最高的溫度B.反應(yīng)速率最大的溫度C.平衡氨濃度最大的溫度D.綜合反應(yīng)速率與平衡濃度的最佳溫度答案：D7.離心式壓縮機(jī)防喘振的關(guān)鍵措施是（）A.提高入口壓力B.降低出口壓力C.保證最小流量D.增加冷卻水量答案：C8.低溫甲醇洗工藝中，甲醇的主要作用是（）A.吸收H?S和CO?B.催化脫硫反應(yīng)C.降低氣體溫度D.分離氨和氫氣答案：A9.合成氨裝置中，氨冷器的主要作用是（）A.冷卻循環(huán)氣以分離液氨B.降低合成塔入口溫度C.回收反應(yīng)余熱D.提高壓縮機(jī)效率答案：A10.催化劑還原過程中，出水速率過快會(huì)導(dǎo)致（）A.催化劑活性中心燒結(jié)B.還原時(shí)間縮短C.床層溫度分布均勻D.氨產(chǎn)量提高答案：A11.合成塔內(nèi)件中，起到均勻分布?xì)怏w作用的部件是（）A.中心管B.氣體分布器C.內(nèi)筒D.換熱器答案：B12.原料氣中甲烷含量過高時(shí)，應(yīng)采取的操作是（）A.增加循環(huán)氣流量B.減少放空量C.提高合成塔壓力D.增大放空量答案：D（甲烷為惰性氣體，需通過放空維持濃度）13.氨合成反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B（放熱反應(yīng)，溫度升高平衡逆向移動(dòng)）14.工業(yè)上常用的煤氣化工藝中，屬于加壓氣流床的是（）A.固定床間歇?dú)饣║GI爐）B.流化床氣化（溫克勒爐）C.水煤漿氣化（德士古爐）D.移動(dòng)床氣化（魯奇爐）答案：C15.合成氨裝置中，氫氮比（H?/N?）控制范圍通常為（）A.1.5-2.0B.2.5-3.0C.3.5-4.0D.4.5-5.0答案：B16.氨分離器的分離效率主要取決于（）A.操作壓力B.氣體流速C.溫度D.以上都是答案：D（壓力、流速、溫度共同影響氣液分離效果）17.催化劑暫時(shí)性中毒的毒物是（）A.硫（S）B.磷（P）C.一氧化碳（CO）D.氯氣（Cl?）答案：C（CO可通過再生去除，S、P、Cl?會(huì)造成永久中毒）18.合成塔緊急停車時(shí)，首先應(yīng)（）A.切斷原料氣供應(yīng)B.打開放空閥泄壓C.停止循環(huán)壓縮機(jī)D.啟動(dòng)氨冷器答案：A（防止超壓和催化劑過熱）19.變換工藝中，耐硫變換催化劑的活性成分是（）A.鐵鉻系B.鈷鉬系C.銅鋅系D.鎳系答案：B20.液氨儲(chǔ)罐的安全設(shè)計(jì)中，最大允許充裝系數(shù)為（）A.0.85B.0.90C.0.95D.1.00答案：A（防止溫度升高導(dǎo)致超壓）二、判斷題（每題1分，共10分）1.合成氨反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)（）答案：×（體積減小的放熱反應(yīng)）2.原料氣中氧氣含量過高會(huì)導(dǎo)致催化劑氧化失活（）答案：√3.低溫甲醇洗工藝可以同時(shí)脫除H?S、CO?和少量的COS（）答案：√4.合成塔出口氨含量越高，說明催化劑活性越好（）答案：×（還與壓力、溫度、空速等因素有關(guān)）5.離心式壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象是由于入口流量過低引起的（）答案：√6.催化劑還原時(shí)，應(yīng)先升溫后通氫氣（）答案：×（應(yīng)先通氫氣置換，再逐步升溫）7.循環(huán)氣中氬氣含量過高會(huì)降低合成反應(yīng)速率（）答案：√（惰性氣體稀釋有效組分）8.氨合成塔的操作溫度應(yīng)高于催化劑的活性溫度下限（）答案：√9.水煤漿氣化過程中，氧煤比過高會(huì)導(dǎo)致碳轉(zhuǎn)化率下降（）答案：×（氧煤比過高會(huì)導(dǎo)致燃燒反應(yīng)加劇，碳轉(zhuǎn)化率提高，但有效氣（CO+H?）含量下降）10.液氨的臨界溫度為132.4℃，因此常溫下無法通過壓縮液化（）答案：×（常溫下通過加壓可液化，如1.6MPa下液氨沸點(diǎn)為20℃）三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述合成氨原料氣凈化的主要步驟及目的。答案：原料氣凈化包括：①脫硫（脫除H?S、COS等，防止催化劑硫中毒）；②一氧化碳變換（將CO轉(zhuǎn)化為H?和CO?，提高H?產(chǎn)量）；③脫碳（脫除CO?，避免其與氨反應(yīng)生成氨基甲酸銨堵塞設(shè)備）；④深度凈化（脫氧、脫殘余硫/碳，確?？偭颍?.1ppm，CO+CO?＜10ppm，防止催化劑中毒）。2.分析合成塔溫度波動(dòng)的主要原因及調(diào)節(jié)措施。答案：原因：①原料氣流量或成分（H?/N?、惰性氣體）變化；②循環(huán)氣流量波動(dòng)；③氨冷器溫度變化影響分離效果；④催化劑活性下降。調(diào)節(jié)措施：①穩(wěn)定原料氣供應(yīng)，控制氫氮比；②調(diào)整循環(huán)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速維持流量；③調(diào)節(jié)氨冷器液氨蒸發(fā)量控制入口溫度；④若催化劑活性下降，可適當(dāng)提高操作溫度或考慮更換催化劑。3.說明氨合成催化劑的還原過程及關(guān)鍵控制參數(shù)。答案：還原過程：催化劑（主要成分為Fe?O?）在H?氣氛下還原為α-Fe，反應(yīng)式：Fe?O?+4H?→3Fe+4H?O。關(guān)鍵參數(shù)：①還原溫度（初始300℃，最終480-500℃，避免超溫?zé)Y(jié)）；②氫氣流速（保證還原氣充足，出水速率＜150L/h）；③床層溫差（控制＜30℃，防止局部過熱）；④出口水汽濃度（逐步降低，最終＜50ppm表示還原完成）。4.對(duì)比低溫甲醇洗與MDEA脫碳工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：低溫甲醇洗：優(yōu)點(diǎn)是對(duì)H?S、CO?、COS等多組分同時(shí)脫除，凈化度高（CO?＜20ppm，總硫＜0.1ppm），溶劑再生能耗低；缺點(diǎn)是需深冷（-50℃），設(shè)備投資高。MDEA（甲基二乙醇胺）脫碳：優(yōu)點(diǎn)是操作溫度（40-100℃），設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于中小規(guī)模；缺點(diǎn)是僅能脫碳，需配合其他脫硫工藝，凈化度較低（CO?＜0.1%），再生能耗較高。5.簡(jiǎn)述合成氨裝置的主要節(jié)能措施。答案：①采用低能耗煤氣化技術(shù)（如航天爐、科林爐）提高碳轉(zhuǎn)化率；②優(yōu)化變換工藝（寬溫耐硫變換減少分段）；③使用高效脫碳技術(shù)（低溫甲醇洗或NHD法）降低能耗；④合成塔采用徑向流動(dòng)內(nèi)件（降低阻力降）；⑤余熱回收（如變換氣廢熱鍋爐產(chǎn)蒸汽，合成塔出口氣預(yù)熱原料氣）；⑥循環(huán)壓縮機(jī)采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)（利用工藝蒸汽）；⑦控制惰性氣體（CH?+Ar）濃度在12-18%（過低增加放空損失，過高降低轉(zhuǎn)化率）。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某合成氨裝置運(yùn)行中，合成塔入口壓力突然從18MPa降至15MPa，循環(huán)氣流量下降，分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：①原料氣供應(yīng)不足（如煤氣化爐跳車、壓縮機(jī)故障）；②循環(huán)壓縮機(jī)故障（如喘振、軸瓦損壞）；③系統(tǒng)泄漏（合成塔、管道、氨分離器等密封點(diǎn)泄漏）；④放空閥誤開（導(dǎo)致氣體外排）。處理措施：①檢查原料氣壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，若跳車立即啟動(dòng)備用機(jī)；②檢測(cè)循環(huán)壓縮機(jī)振動(dòng)、溫度參數(shù)，若喘振則打開防喘振閥；③用肥皂水或便攜式氣體檢測(cè)儀檢查系統(tǒng)各密封點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)泄漏立即隔離處理；④確認(rèn)放空閥開度，若誤開則關(guān)閉；⑤若壓力持續(xù)下降，啟動(dòng)緊急停車程序（切斷原料氣，關(guān)閉塔前閥，保持循環(huán)機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行）。2.某裝置催化劑使用3年后，合成塔出口氨含量從15%降至12%，分析可能原因并提出解決方案。答案：可能原因：①催化劑老化（活性組分燒結(jié)，比表面積下降）；②長(zhǎng)期超溫運(yùn)行導(dǎo)致催化劑失活；③原料氣凈化不良（硫、磷等毒物累積，造成永久中毒）；④循環(huán)氣中惰性氣體（CH?+Ar）濃度過高（＞20%），稀釋有效組分；⑤操作參數(shù)偏離（如氫氮比＜2.5或＞3.5，空速過高）。解決方案：