2025年合成氨生產(chǎn)工(高級)職業(yè)技能《理論知識》考試練習題試卷含答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個最符合題意的答案，請將正確選項字母填入括號內）1.在30MPa、450℃條件下，合成氨反應器出口氨體積分數(shù)設計值通常為（）。A.8%～10%??B.12%～15%??C.18%～22%??D.25%～28%答案：B解析：凱洛格型傳統(tǒng)塔在30MPa、450℃下，受平衡限制，單程轉化率約12%～15%，過高會導致冷激量過大、塔溫失控。2.鐵基催化劑還原時，水汽濃度過高將直接導致（）。A.還原速度加快??B.晶粒燒結??C.孔容增大??D.比表面積升高答案：B解析：水汽作為氧化性氣氛，促使Fe微晶遷移、燒結，比表面積下降，活性中心減少。3.某裝置采用汽提法回收CO?，汽提塔頂溫度突升，最先應檢查（）。A.貧液泵電流??B.再沸器蒸汽閥位??C.塔頂冷卻器循環(huán)水流量??D.富液過濾器壓差答案：C解析：塔頂溫度升高多為冷量不足，循環(huán)水流量下降是首要原因，其余選項為次要或滯后指標。4.對離心式合成氣壓縮機而言，發(fā)生喘振的根本原因是（）。A.出口壓力高于喘振極限??B.進口流量低于喘振極限??C.轉速超過額定值??D.段間冷卻器結垢答案：B解析：喘振是流量壓頭特性曲線負斜率區(qū)操作所致，流量低于最小喘振流量時氣流倒流。5.氨冰機系統(tǒng)帶液氨運行，將首先引起（）。A.吸氣過熱度升高??B.排氣溫度下降??C.壓縮機液擊??D.蒸發(fā)壓力升高答案：C解析：液滴不可壓縮，進入氣缸產(chǎn)生液擊，閥片、連桿損壞風險最大。6.合成回路排放氣中甲烷含量升高，說明（）。A.轉化爐水碳比升高??B.低溫甲醇洗吸收溫度降低??C.新鮮氣中惰性氣濃度升高??D.合成塔空速降低答案：C解析：惰性氣（CH?+Ar）在回路累積，為保持分壓需加大排放，直接反映新鮮氣雜質高。7.采用釕基催化劑時，與傳統(tǒng)鐵基相比，其操作壓力可降至（）。A.3MPa??B.10MPa??C.20MPa??D.40MPa答案：B解析：釕基催化劑活性高，10MPa即可達到鐵基30MPa的轉化水平，顯著節(jié)能。8.二段爐出口甲烷含量超標，首先應（）。A.提高一段爐出口溫度??B.降低二段爐氧/氣比??C.提高二段爐蒸汽/氣比??D.降低轉化管熱通量答案：A解析：一段爐CH?未充分轉化，進入二段爐負荷大，提高一段出口溫度是根本。9.合成塔出口氣氨含量升高，但塔溫下降，最可能的原因是（）。A.催化劑活性衰退??B.循環(huán)量突降??C.冷激閥內漏??D.新鮮氣氫氮比失衡答案：C解析：冷激閥內漏使未反應冷氣直接進入床層，稀釋熱效應，表現(xiàn)“氨升溫降”。10.氨合成反應器采用徑向流設計，其主要優(yōu)點是（）。A.催化劑利用率高??B.抗毒性能強??C.結構簡單??D.壓降大答案：A解析：徑向流路徑短、線速低，壓降小，可裝更多催化劑，提高單塔產(chǎn)能。11.低溫甲醇洗裝置中，H?S吸收塔壓差快速上漲，首先應（）。A.降吸收溫度??B.降溶液循環(huán)量??C.檢查塔內發(fā)泡??D.提高閃蒸壓力答案：C解析：壓差突升多為發(fā)泡導致液泛，需立即注消泡劑并降氣速。12.合成氣中CO?含量升高，對合成回路的影響是（）。A.催化劑還原度升高??B.氨凈值升高??C.水冷器腐蝕加劇??D.冰機功耗降低答案：C解析：CO?與NH?生成氨基甲酸銨，腐蝕性極強，水冷器316L亦可能點蝕。13.氨合成塔內件采用“三床四換熱器”結構，其中第四換熱器位于（）。A.上床頂部??B.下床底部??C.塔出口??D.塔進口答案：B解析：第四換熱器為塔底鍋爐給水預熱器，回收下床出口高溫熱量，提高熱效率。14.某廠采用液氮洗脫除CO，若氮洗塔液位持續(xù)走低，應首先（）。A.關小液氮節(jié)流閥??B.提高氮洗壓力??C.降低入塔溫度??D.開大塔底抽出閥答案：A解析：液位低說明進料液氮不足，節(jié)流閥開度小是最直接原因。15.合成氨裝置中，設置高壓甲銨泵的最主要目的是（）。A.提高尿素產(chǎn)量??B.回收NH?和CO???C.降低蒸汽消耗??D.減少冷卻水答案：B解析：高壓甲銨泵將低壓氨基甲酸銨液送回尿素合成塔，實現(xiàn)NH?、CO?閉路循環(huán)。16.鐵催化劑助劑K?O的主要作用是（）。A.提高抗硫性??B.降低還原溫度??C.提供電子型助劑，促進N?解離??D.增加孔容答案：C解析：K?O為電子助劑，向Fe表面提供電子，削弱N≡N鍵，提高本征活性。17.合成氣壓縮機采用干氣密封，密封氣源通常取自（）。A.高壓氮氣??B.壓縮機出口工藝氣??C.儀表空氣??D.低壓蒸汽答案：B解析：干氣密封以壓縮機出口工藝氣為密封氣，經(jīng)旋風分離、過濾后注入，節(jié)能且可靠。18.氨合成回路設置“熱壁”高壓分離器，其材質通常選用（）。A.20G??B.15CrMoR??C.SA387Gr11Cl2??D.0Cr18Ni9答案：C解析：熱壁容器需抗氫腐蝕，SA387Gr11Cl2（1.25Cr0.5Mo）為經(jīng)典抗氫鋼。19.合成塔催化劑還原階段，水汽濃度控制指標為（）。A.<100ppm??B.<500ppm??C.<1000ppm??D.<5000ppm答案：B解析：水汽>500ppm將明顯燒結，工業(yè)上要求<300ppm，500ppm為警戒線。20.氨合成反應器出口設置鍋爐給水預熱器，其傳熱管最忌（）。A.氧腐蝕??B.硫化氫腐蝕??C.氨基甲酸銨腐蝕??D.二氧化碳腐蝕答案：C解析：微量NH?+CO?可生成氨基甲酸銨，對不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕，需控制管壁溫度>160℃。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）21.下列措施中，可有效降低合成氨綜合能耗的有（）。A.提高二段爐氧/氣比??B.采用徑向合成塔??C.增設氫回收膜分離??D.汽輪機由凝汽式改為背壓式答案：B、C、D解析：A提高氧/氣比雖降CH?，但增加壓縮功，綜合能耗上升；B降壓降；C回收氫減少排放；D背壓汽輪機利用低位熱。22.關于釕基催化劑與鐵基催化劑對比，正確的是（）。A.釕基對H?S更敏感??B.釕基可在低壓下運行??C.釕基需石墨化載體??D.釕基活性溫度窗口更寬答案：A、B、C解析：釕活性高但抗毒差，需高純氣；石墨化炭載體防甲烷化；溫度窗口實際更窄，D錯。23.造成合成氣壓縮機段間冷卻器泄漏的可能原因有（）。A.循環(huán)水側氯離子腐蝕??B.工藝氣側沖蝕??C.換熱管振動磨穿??D.冷卻水低溫露點腐蝕答案：A、B、C解析：D露點腐蝕發(fā)生在煙氣系統(tǒng)，合成氣冷卻器工藝側為干氣，水側低溫不會露點腐蝕。24.氨合成回路排放氣回收裝置（PSA）運行中，產(chǎn)品氫純度下降，可能原因有（）。A.吸附塔內件破損??B.進料溫度升高??C.吸附劑粉化??D.逆放壓力降低答案：A、B、C解析：逆放壓力降低有利于再生，對純度影響?。籄短路、B吸附容量下降、C溝流均導致純度下降。25.低溫甲醇洗系統(tǒng)發(fā)泡征兆包括（）。A.吸收塔壓差突升??B.循環(huán)泵電流下降??C.閃蒸罐液位波動大??D.凈化氣CO?超標答案：A、C、D解析：發(fā)泡時氣液分離困難，泵電流應升高而非下降，B錯。26.合成塔催化劑還原“三低”原則指（）。A.低溫??B.低壓??C.低水汽??D.低空速答案：A、B、C解析：低空速將延長還原時間，并非原則，D錯。27.下列屬于合成氨裝置重大危險源的有（）。A.液氨球罐??B.合成塔??C.二段爐??D.液氮儲槽答案：A、B、C解析：液氨球罐>10t即重大危險源；合成塔、二段爐為高壓高溫；液氮常壓儲存，不構成重大危險源。28.氨冰機采用螺桿壓縮機較活塞壓縮機的優(yōu)勢有（）。A.無喘振??B.易損件少??C.可帶液運行??D.排氣溫度高答案：A、B、C解析：螺桿為容積式，無喘振；排氣溫度實際更低，D錯。29.高壓甲銨泵打量不足，可能原因有（）。A.入口濾網(wǎng)堵??B.柱塞填料磨損??C.出口安全閥內漏??D.電機電源頻率降低答案：A、B、C、D解析：頻率降低直接降沖次，四選項均可導致流量下降。30.合成氨裝置開停車過程中，需重點監(jiān)控的腐蝕類型有（）。A.連多硫酸應力腐蝕??B.奧氏體不銹鋼氯離子應力腐蝕??C.氫鼓泡??D.氨基甲酸銨腐蝕答案：A、B、C、D解析：停車降溫過程易生成連多硫酸；氯離子在冷卻水側；氫鼓泡源于停工后氫殘留；氨基甲酸銨在開停車低溫區(qū)生成。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.合成氨反應器入口氫氮比理論最佳值為2.0。（）答案：×解析：理論化學計量3.0，工業(yè)取2.8～3.0，2.0遠低于平衡要求。32.鐵催化劑還原時，提高壓力可抑制水汽生成，從而保護催化劑。（）答案：×解析：還原反應Fe?O?+4H?→3Fe+4H?O，壓力對平衡影響極小，提高壓力反而增加設備風險。33.液氨儲罐必須設置二次安全閥，且排放口引至氨火炬。（）答案：√解析：GB50160強制要求，防止主閥故障。34.合成塔壓降升高一定是催化劑粉化造成。（）答案：×解析：也可能為入口過濾器堵塞、換熱器結垢、塔板變形等。35.低溫甲醇洗中，H?S吸收塔溫度越低，吸收效果越好，因此無需考慮粘度升高。（）答案：×解析：溫度過低甲醇粘度急劇上升，傳質系數(shù)下降，反而降低吸收速率。36.采用膜分離回收氫時，滲透氣壓力越高，氫回收率越高。（）答案：×解析：滲透氣壓力升高，跨膜壓差減小，回收率下降。37.合成氣壓縮機防喘振閥突然全開，必然造成系統(tǒng)壓力驟降。（）答案：√解析：防喘閥全開相當于短路，循環(huán)段流量驟增，系統(tǒng)壓力快速下跌。38.氨合成反應為放熱反應，因此升高溫度必然降低出口氨含量。（）答案：×解析：動力學與平衡競爭，低溫區(qū)升溫可提高反應速率，出口氨可能升高。39.二段爐氧/氣比過高，將導致轉化氣中殘余氧增加，下游催化劑氧化失活。（）答案：√解析：二段爐氧過量，未反應O?進入變換爐，使CoMo催化劑硫酸鹽化失活。40.液氨球罐液位計嚴禁使用玻璃板液位計，必須采用磁翻板或雷達式。（）答案：√解析：液氨低粘度、高滲透，玻璃板易爆裂，安監(jiān)局明文禁用。四、填空題（每空1分，共20分）41.合成氨反應平衡常數(shù)Kp隨溫度升高而________，隨壓力升高而________。答案：減??；增大解析：放熱反應，升溫不利；體積減小，升壓有利。42.鐵基催化劑還原主反應為Fe?O?+________H?→3Fe+________H?O。答案：4；443.合成塔催化劑“三層溫度”指________、________、________三點熱電偶溫度。答案：上層；中層；下層44.低溫甲醇洗中，CO?吸收塔壓差控制指標一般≤________kPa，超過則易液泛。答案：6045.合成氣壓縮機段間冷卻器出口溫度設計值通常為________℃，過高影響________效率。答案：40；壓縮（或“等溫壓縮”）46.氨合成回路惰性氣主要指________和________。答案：甲烷；氬47.液氨儲罐必須設置________噴淋系統(tǒng)，用于夏季________降溫。答案：水；罐體48.高壓甲銨泵入口壓力需高于________MPa，防止________汽蝕。答案：0.1；液氨（或“氨基甲酸銨”）49.二段爐出口甲烷含量設計值≤________%（干基），超標將導致合成回路________增大。答案：0.5；惰性氣排放50.釕基催化劑載體需經(jīng)________處理，防止________生成甲烷。答案：石墨化；炭（或“載體甲烷化”）五、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述合成氨裝置設置氫回收膜分離系統(tǒng)的目的及影響參數(shù)。答案：目的：回收排放氣中60%～80%氫氣，返回合成壓縮機，降低原料氣消耗和惰性排放。影響參數(shù)：膜材料選擇性、跨膜壓差、進膜溫度、氫濃度、滲透側壓力、膜面積。解析：膜分離以高分子或無機膜對H?/CH?、H?/N?的選擇性滲透為基礎，壓差為驅動力，溫度升高提高擴散系數(shù)但降低選擇性，需優(yōu)化。52.說明合成塔催化劑還原“三低一高”原則的具體含義及理由。答案：“三低”指低溫、低壓、低水汽；“一高”指高空速。低溫防燒結，低壓利水汽脫除，低水汽防氧化，高空速帶走水汽縮短還原時間。解析：還原為放熱過程，高溫高水汽導致Fe晶粒長大；低壓降低水蒸氣分壓，高空速降低水汽停留時間，均保護活性中心。53.列舉造成液氨冰機帶液運行的三種原因及處理措施。答案：原因：蒸發(fā)器液位高、節(jié)流閥開度大、負荷突降、氣液分離器破沫網(wǎng)破損。處理：降蒸發(fā)器液位、關小節(jié)流閥、減載、切換分離器、加注甲醇破乳。解析：帶液使壓縮機液擊，需立即降負荷，必要時緊急停機，防止閥片斷裂。54.簡述合成氣壓縮機喘振的在線判斷方法及自動防喘邏輯。答案：判斷：監(jiān)測流量壓力坐標點接近喘振線，或出口壓力突升、流量驟降、軸振超限。防喘邏輯：當流量≤喘振設定值，自動全開防喘閥，同時降轉速或卸荷，延時后若流量回升再逐步關閉。解析：現(xiàn)代DCS采用可變極限流量法，隨轉速修正喘振線，防喘閥為故障開型，確保安全可靠。55.分析低溫甲醇洗系統(tǒng)發(fā)泡的危害及預防措施。答案：危害：液泛、凈化氣超標、循環(huán)泵氣蝕、甲醇損失、系統(tǒng)停車。預防：原料氣除塵除油、控制循環(huán)量、注消泡劑、維持操作溫度、定期清洗塔盤、在線監(jiān)測泡沫高度。解析：發(fā)泡降低氣液傳質效率，需建立“發(fā)泡指數(shù)”在線模型，提前預警。六、計算題（每題10分，共20分）56.某合成氨裝置新鮮氣流量100000Nm3/h，組成H?74.5%，N?24.8%，CH?0.5%，Ar0.2%。合成回路惰性氣排放5000Nm3/h，排放氣含H?65%，N?20%，CH?10%，Ar5%。求氫回收率及返回壓縮機氫量。答案：新鮮氫量=100000×74.5%=74500Nm3/h排放氫量=5000×65%=3250Nm3/h氫回收率=(745003250)/74500=95.64%返回氫量=745003250=71250Nm3/h解析：氫回收率=(新鮮氫排放氫)/新鮮氫，返回量即回路有效利用氫。57.合成塔入口氣量180000Nm3/h，含NH?2.5%，出口含NH?14.5%，求氨凈值及日產(chǎn)氨量（標準狀態(tài)）。答案：氨凈值=14.5%2.5%=12