【2025年】合成氨生產(chǎn)工(中級)職業(yè)技能《理論知識》考試練習(xí)題及答案一、單項選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個正確答案，請將正確選項填入括號內(nèi)）1.合成氨反應(yīng)N?+3H??2NH?在500℃、30MPa下達到平衡時，若將系統(tǒng)壓力提高到35MPa，平衡將（）。A.向左移動B.向右移動C.不移動D.先左后右答案：B解析：勒夏特列原理指出，對氣相分子數(shù)減小的反應(yīng)，增壓使平衡向分子數(shù)減少方向移動，即向右生成NH?。2.鐵基催化劑K?O的主要作用是（）。A.提高比表面積B.抑制甲烷化副反應(yīng)C.提供電子助劑，降低活化能D.增加機械強度答案：C解析：K?O作為電子型助劑，向Fe表面提供電子，削弱N≡N鍵，降低反應(yīng)活化能。3.合成塔出口氣NH?含量突然由15%降至10%，最先應(yīng)檢查（）。A.循環(huán)機轉(zhuǎn)速B.新鮮氣氫氮比C.催化劑床層溫度D.氨分離器液位答案：C解析：催化劑床層溫度下降會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率驟降，是最直接、最敏感指標。4.某裝置采用兩段絕熱合成塔，一段出口溫度450℃，二段入口冷激氣溫度200℃，冷激比（冷激氣/一段出口氣）0.25，則二段入口混合氣溫度約為（）。A.380℃B.365℃C.350℃D.335℃答案：B解析：熱量衡算：T?=(1×450+0.25×200)/1.25=365℃。5.新鮮氣中CO+CO?總含量要求小于（）ppm，否則造成催化劑“中毒”。A.10B.20C.30D.50答案：A解析：鐵基催化劑對含氧化合物極敏感，>10ppm即出現(xiàn)不可逆失活。6.合成回路惰性氣（CH?+Ar）累積過高時，應(yīng)采?。ǎ.提高系統(tǒng)壓力B.降低循環(huán)機轉(zhuǎn)速C.增大馳放氣量D.提高催化劑溫度答案：C解析：惰性氣累積會降低有效分壓，通過馳放可維持合理循環(huán)氣組成。7.氨分離器液位過高會導(dǎo)致（）。A.循環(huán)機帶液B.合成塔空速降低C.催化劑粉化D.冷激閥堵塞答案：A解析：液位高，液氨易隨氣體進入循環(huán)機，造成液擊損壞葉輪。8.合成塔殼體材質(zhì)通常選用（）。A.16MnRB.0Cr18Ni9C.SA387Gr11CL2D.20g答案：C解析：SA387Gr11CL2（1.25Cr0.5Mo）抗氫腐蝕、高溫強度好，為氨合成塔標準用鋼。9.氫氮比偏離3:1時，對系統(tǒng)影響最小的是（）。A.合成塔壓降B.循環(huán)機能耗C.單程轉(zhuǎn)化率D.冷凍功耗答案：A解析：氫氮比變化主要影響反應(yīng)速率和平衡，壓降與流量、催化劑狀態(tài)相關(guān)，與氫氮比無直接函數(shù)關(guān)系。10.采用分子篩干燥器時，再生氣體通常選（）。A.氮氣B.工藝空氣C.合成塔出口氣D.氨儲罐閃蒸氣答案：A解析：氮氣無水無油，升溫后可將分子篩吸附的水帶走，避免引入新雜質(zhì)。11.某裝置日產(chǎn)1000tNH?，噸氨耗循環(huán)氣量4200Nm3，循環(huán)機入口NH?4%，則循環(huán)機總氣量約為（）萬Nm3/h。A.7.0B.7.5C.8.0D.8.5答案：B解析：1000÷24=41.67t/h，41.67×4200=175000Nm3/h，考慮4%氨對應(yīng)循環(huán)倍率1/(10.04)=1.042，175000×1.042≈7.5萬。12.催化劑還原階段，水汽濃度突升，應(yīng)首先（）。A.提高還原壓力B.降低還原溫度C.加大電爐功率D.提高空速答案：B解析：水汽高會反復(fù)氧化金屬Fe，降低溫度可抑制水煤氣反應(yīng)，減少水生成。13.合成塔壓差ΔP與空速SV的關(guān)系可近似表示為（）。A.ΔP∝SVB.ΔP∝SV2C.ΔP∝√SVD.ΔP與SV無關(guān)答案：B解析：湍流區(qū)壓降與流速平方成正比，而SV正比于流速。14.液氨儲罐設(shè)計壓力一般取（）MPa。A.1.0B.1.6C.2.16D.2.5答案：C解析：50℃時液氨飽和蒸氣壓約2.16MPa，故取2.16MPa為設(shè)計壓力。15.合成塔出口設(shè)置廢熱鍋爐的主要目的是（）。A.降低氣相中NH?含量B.產(chǎn)生高壓蒸汽回收熱量C.提高反應(yīng)速率D.減少催化劑粉化答案：B解析：出口氣450℃左右，通過廢鍋產(chǎn)生10MPa蒸汽，回收高位熱能。16.下列不能抑制催化劑燒結(jié)的措施是（）。A.控制床層熱點溫度<520℃B.降低操作壓力C.避免局部超溫D.采用分級冷激答案：B解析：壓力對燒結(jié)速率影響小，溫度是燒結(jié)主因。17.合成氨裝置中，設(shè)置高壓水洗塔的主要作用是（）。A.脫除CO?B.脫除COC.脫除H?SD.脫除O?答案：A解析：高壓水洗利用CO?在水中的溶解度，脫除變換后殘余CO?。18.馳放氣中氨回收常用的方法是（）。A.變壓吸附B.低溫甲醇洗C.水吸收塔D.膜分離答案：C解析：水吸收塔低壓、常溫即可回收馳放氣中80%以上氨，經(jīng)濟可靠。19.合成塔催化劑裝填時，要求徑向溫差<（）℃，以防氣流分布不均。A.5B.10C.15D.20答案：B解析：徑向溫差>10℃表明氣體分布不均，易造成局部過熱或轉(zhuǎn)化率下降。20.氨合成反應(yīng)熱約為（）kJ/molNH?。A.30.6B.46.1C.92.2D.108答案：B解析：N?+3H?→2NH?ΔH=92.2kJ，對應(yīng)每摩爾NH?為46.1kJ。21.循環(huán)機采用干氣密封，密封氣壓力應(yīng)比參考氣壓力高（）MPa。A.0.05B.0.1C.0.2D.0.3答案：B解析：干氣密封壓差一般維持0.1MPa，確保工藝氣不外漏。22.合成塔床層溫度測量常用（）熱電偶。A.K型B.S型C.B型D.T型答案：A解析：K型（NiCrNiSi）0～1100℃，線性度好，價格低，滿足合成塔要求。23.液氨中油含量超標會導(dǎo)致（）。A.冷凍系統(tǒng)冰堵B.催化劑暫時中毒C.氨氧化爐催化劑結(jié)焦D.合成塔壓降升高答案：C解析：油隨液氨進入硝酸裝置，在鉑網(wǎng)上結(jié)焦，降低氨氧化效率。24.合成氨裝置緊急停車時，首先應(yīng)（）。A.切除新鮮氣B.停循環(huán)機C.打開放空閥D.切除氨分離器液位答案：A解析：先切斷新鮮氣，防止繼續(xù)反應(yīng)放熱，超壓風(fēng)險。25.氫氮比在線分析儀常用（）原理。A.紅外吸收B.熱導(dǎo)式C.磁氧+熱導(dǎo)D.電化學(xué)答案：C解析：磁氧測氧，熱導(dǎo)測H?/N?，組合計算氫氮比。26.合成塔催化劑還原終點判斷依據(jù)是（）。A.出口NH?>10%B.水汽濃度<1000ppm且連續(xù)4h下降C.床層溫度達500℃D.氫耗量<100Nm3/h答案：B解析：水汽<1000ppm且不再下降，表明Fe?O?→Fe還原基本完全。27.合成氨裝置中，設(shè)置噴射式混合器的主要目的是（）。A.降低系統(tǒng)壓降B.提高氫氮比C.快速均勻混合冷熱氣體D.回收冷量答案：C解析：噴射混合器利用高速氣流引射，實現(xiàn)毫秒級均勻混合，防止熱點。28.氨分離器液位測量常用（）。A.雙法蘭差壓B.磁翻板+導(dǎo)波雷達C.浮筒D.玻璃板答案：B解析：低溫液氨密度變化大，導(dǎo)波雷達不受密度影響，磁翻板就地可視，組合可靠。29.合成塔催化劑使用后期，熱點溫度逐漸上移，主要原因是（）。A.催化劑比表面積增大B.催化劑活性下降，需更高溫度C.氣體分布改善D.循環(huán)量增加答案：B解析：活性下降，為維持轉(zhuǎn)化率需提高入口溫度，熱點隨之上升。30.合成氨裝置中，高壓系統(tǒng)氣密試驗壓力為設(shè)計壓力的（）倍。A.1.0B.1.05C.1.15D.1.25答案：C解析：按《固容規(guī)》，氣壓試驗1.15倍設(shè)計壓力，水壓1.25倍。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）31.下列屬于合成氨反應(yīng)必要條件的是（）。A.高溫B.高壓C.催化劑D.高氫氮比E.高惰性氣答案：A、B、C解析：高溫高壓催化劑是反應(yīng)三大要素，氫氮比3:1即可，惰性氣高反而有害。32.造成催化劑層溫差大的原因有（）。A.氣體分布不均B.催化劑破碎C.冷激閥故障D.循環(huán)量過大E.催化劑裝填密度不均答案：A、B、C、E解析：循環(huán)量過大整體降溫，不會導(dǎo)致局部溫差大。33.合成塔出口氣中氨含量升高，可能的原因有（）。A.催化劑活性提高B.系統(tǒng)壓力升高C.床層溫度升高D.空速降低E.氫氮比升高答案：A、B、C、D解析：氫氮比升高對平衡影響小，若偏離3:1反而下降。34.液氨儲罐安全附件包括（）。A.安全閥B.液位計C.壓力表D.溫度計E.緊急切斷閥答案：A、B、C、D、E解析：五項均為《固容規(guī)》強制要求。35.催化劑還原“三低一高”原則指（）。A.低溫B.低壓C.低空速D.高氫濃度E.高水汽答案：A、B、C、D解析：高水汽會反復(fù)氧化催化劑，與原則相反。36.合成氨裝置節(jié)能措施有（）。A.提高合成塔出口氨濃度B.降低循環(huán)機轉(zhuǎn)速C.回收反應(yīng)熱產(chǎn)蒸汽D.采用徑向塔E.增大馳放氣答案：A、C、D解析：B、E反而增加能耗或物耗。37.高壓系統(tǒng)發(fā)生“氫脆”的必要條件有（）。A.高溫B.高壓C.高氫分壓D.材料存在拉應(yīng)力E.材料含硫答案：B、C、D解析：氫脆三要素：高氫分壓、拉應(yīng)力、敏感材料，與溫度、硫無直接關(guān)系。38.合成塔催化劑粉化的危害有（）。A.壓降升高B.循環(huán)機功耗增加C.催化劑活性下降D.粉體進入下游設(shè)備E.反應(yīng)熱減少答案：A、B、C、D解析：粉化不改變反應(yīng)熱，但影響傳熱氣流分布。39.氨分離器液位過低會導(dǎo)致（）。A.高壓氣串入低壓系統(tǒng)B.循環(huán)機帶液C.液氨泵抽空D.冷凍系統(tǒng)負荷增加E.合成塔空速升高答案：A、C解析：液位低，氣相易串入低壓，液氨泵無液可打。40.合成氨裝置開工前需進行（）。A.空氣吹掃B.氮氣置換C.氣密試驗D.催化劑還原E.循環(huán)機試車答案：A、B、C、E解析：催化劑還原在開工后期進行，不屬于開工前。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此升高溫度會降低平衡常數(shù)。（）答案：√解析：放熱反應(yīng)，范特霍夫方程dlnK/dT<0，升溫K減小。42.催化劑還原時，水汽濃度越高，還原速度越快。（）答案：×解析：高水汽會反復(fù)氧化金屬Fe，反而抑制還原。43.合成塔壓降與循環(huán)量呈線性關(guān)系。（）答案：×解析：湍流區(qū)壓降與流量平方成正比。44.液氨儲罐必須設(shè)置噴淋降溫系統(tǒng)。（）答案：√解析：夏季防止超壓，規(guī)范強制要求。45.氫氮比高于3:1時，合成塔出口氨含量一定增加。（）答案：×解析：過高氫氮比偏離化學(xué)計量，轉(zhuǎn)化率下降。46.催化劑活性下降后，可通過提高入口溫度彌補。（）答案：√解析：提高溫度可加快反應(yīng)速率，但受平衡限制。47.合成氨裝置中，設(shè)置冷激閥可起到調(diào)節(jié)床層溫度的作用。（）答案：√解析：冷激氣直接冷卻，是快速調(diào)溫手段。48.合成塔殼體焊縫需進行100%射線檢測。（）答案：√解析：高壓容器，Ⅲ類焊縫，100%RT。49.氨分離器液位可采用玻璃板液位計就地監(jiān)視。（）答案：√解析：低溫液氨可用防凍型玻璃板，作為備用就地指示。50.合成氨裝置緊急停車后，可立即重新升壓開車。（）答案：×解析：需查明原因、置換、氣密，防止二次事故。四、簡答題（每題5分，共20分）51.簡述合成氨催化劑失活的主要原因及對應(yīng)預(yù)防措施。答案：（1）中毒：CO、CO?、H?S、O?等含氧化合物與活性中心結(jié)合，造成不可逆失活；預(yù)防：精脫硫、甲烷化、分子篩干燥，使毒物<10ppm。（2）燒結(jié)：長期高溫>520℃，晶粒長大，比表面積下降；預(yù)防：控制熱點溫度，采用分級冷激，避免局部超溫。（3）粉化：開停車壓差大、沖擊氣流、機械強度不足；預(yù)防：緩慢升降壓，采用球型催化劑，裝填時自由下落高度<1m。（4）積碳：高級烴或潤滑油裂解覆蓋表面；預(yù)防：加強前段油分離，液氨除油。（5）水氧化：還原期水汽高，反復(fù)氧化還原使孔結(jié)構(gòu)坍塌；預(yù)防：還原“三低一高”，水汽在線監(jiān)測<1000ppm。52.畫出合成氨回路流程簡圖，并標注關(guān)鍵控制點。答案：（文字描述）新鮮氣→新鮮氣壓縮機→（與循環(huán)氣混合）→循環(huán)機→合成塔→廢熱鍋爐→熱交換器→水冷器→氨分離器→循環(huán)機入口；馳放氣取自氨分離器后。關(guān)鍵控制點：1.合成塔入口溫度TIC1012.合成塔熱點溫度TIA1023.系統(tǒng)壓力PIC1034.循環(huán)機入口氫氮比AIC1045.氨分離器液位LIC1056.馳放氣流量FIC1067.廢鍋蒸汽壓力PIC107（注：考試現(xiàn)場需手繪，箭頭、設(shè)備圖形、儀表符號符合HG/T20505）53.計算：某裝置日產(chǎn)1500tNH?，噸氨耗新鮮氣2800Nm3，新鮮氣中CH?0.7%，Ar0.3%，系統(tǒng)惰性氣控制指標CH?+Ar≤12%，求每小時馳放氣量（假設(shè)惰性氣全部隨馳放排出，無其他損失）。答案：新鮮氣量=1500÷24×2800=175000Nm3/h惰性氣帶入=175000×(0.7%+0.3%)=1750Nm3/h設(shè)馳放氣量為V，則馳放惰性氣=V×12%=1750V=1750÷0.12=14583Nm3/h≈1.46萬Nm3/h54.說明合成塔“溫度飛升”現(xiàn)象的原因及處理步驟。答案：原因：（1）循環(huán)機突停，反應(yīng)熱無法帶走；（2）冷激閥故障全關(guān)；（3）新鮮氣氫氮比嚴重失調(diào)，反應(yīng)速率驟增；（4）儀表假信號，誤關(guān)冷激。處理：①立即切除新鮮氣，防止繼續(xù)反應(yīng)；②啟動備用循環(huán)機，恢復(fù)氣流；③全開冷激閥，通入冷氣體；④打開塔副線，加大空速；⑤若溫度>520℃，啟動緊急泄壓閥，降壓至10MPa以下，抑制反應(yīng)；⑥通知調(diào)度，準備停車檢查。五、綜合分析題（每題10分，共20分）55.某廠合成氨裝置運行數(shù)據(jù)如下：合成塔入口壓力30MPa，入口氨4%，出口氨18%，床層熱點480℃，循環(huán)量40萬Nm3/h，新鮮氣量1.6萬Nm3/h，氫氮比3.1:1，馳放氣1.2萬Nm3/h，CH?+Ar11%。問題：（1）計算單程轉(zhuǎn)化率；（2）判斷氫氮比是否合適，若偏離如何調(diào)整；（3）指出節(jié)能潛力點并給出措施。答案：（1）單程轉(zhuǎn)化率反應(yīng)前NH?4%，反應(yīng)后18%，增加14%，則轉(zhuǎn)化率=（184）/（10018）=14/82=17.07%（2）氫氮比3.