2025年合成氨生產(chǎn)工(高級)職業(yè)技能《理論知識》練習題卷(附詳細解析）一、單項選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個最符合題意的選項，請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在合成氨裝置中，一段轉(zhuǎn)化爐管發(fā)生“熱斑”現(xiàn)象時，最先應(yīng)檢查的項目是（）。A.爐膛負壓B.燃料氣熱值C.爐管外壁溫度分布D.轉(zhuǎn)化催化劑裝填高度答案：C解析：熱斑多由爐管局部過熱引起，外壁溫度分布可直接反映熱斑位置，是判斷故障的首要依據(jù)。2.合成塔出口氣中NH?含量突然由14.5%降至11.2%，在操作參數(shù)未調(diào)整前提下，最可能的原因是（）。A.合成氣中CO?超標B.催化劑活性中心被硫中毒C.循環(huán)氣量突增D.塔壁散熱損失增大答案：B解析：硫?qū)e?O?基催化劑產(chǎn)生不可逆中毒，活性驟降，導致氨凈值快速下滑。3.采用布朗工藝時，低溫變換爐入口溫度一般控制在（）℃。A.200±5B.230±5C.190±3D.210±3答案：C解析：布朗工藝要求低變?nèi)肟诒M可能低，但需高于露點溫度，190℃為經(jīng)驗最優(yōu)值。4.高壓氨分離器液位LI202出現(xiàn)周期性鋸齒波，伴隨循環(huán)機電流波動，應(yīng)首先判斷為（）。A.分離器出口調(diào)節(jié)閥失氣B.氨冷凝器液泛C.高壓灰水注入量不穩(wěn)D.循環(huán)機喘振答案：D解析：循環(huán)機喘振時，系統(tǒng)壓力周期性振蕩，導致氨分離器液位鋸齒波，電流同步波動。5.根據(jù)GB/T5362017《液體無水氨》優(yōu)級品指標，水分含量應(yīng)≤（）mg/kg。A.100B.200C.300D.500答案：B解析：優(yōu)級品液氨水分≤200mg/kg，一級品≤500mg/kg。6.在蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，提高水碳比對甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的影響是（）。A.提高B.降低C.先升后降D.無影響答案：A解析：水碳比升高，平衡向生成CO?和H?方向移動，甲烷轉(zhuǎn)化率提高。7.合成回路惰性氣體（CH?+Ar）含量升高，會導致（）。A.合成塔壓降降低B.氨凈值升高C.循環(huán)機能耗降低D.弛放氣量增大答案：D解析：惰性氣體累積需通過弛放氣排放，否則回路壓力升高、氨凈值下降。8.某裝置采用Casale軸徑向塔，催化劑還原階段，下列操作正確的是（）。A.快速提溫至480℃B.控制水汽濃度<1000ppmC.循環(huán)氣空速>15000h?1D.配入1%O?加速還原答案：B解析：Casale要求還原期水汽<1000ppm，防止Fe?再氧化；嚴禁帶氧。9.二段爐空氣量突降，首先觸發(fā)的是（）聯(lián)鎖。A.一段爐燃料氣切斷B.二段爐出口溫度高C.合成氣壓縮機喘振D.高低變旁路打開答案：B解析：空氣量突降，二段爐燃燒不充分，出口溫度驟升，觸發(fā)高溫聯(lián)鎖。10.高壓灰水泵P101出口壓力低低聯(lián)鎖值一般設(shè)為（）MPa。A.4.0B.5.5C.6.5D.8.0答案：C解析：灰水泵需克服系統(tǒng)阻力并維持霧化壓差，6.5MPa為工程常用值。11.合成催化劑還原終點判斷，下列最可靠的是（）。A.塔出口甲烷含量B.塔壁溫度恒定12hC.出塔氣H?O含量<200ppm且連續(xù)4h下降D.循環(huán)機電流不再上升答案：C解析：水汽<200ppm且持續(xù)下降，表明Fe?O?→Fe?反應(yīng)基本結(jié)束。12.氨冰機采用R717工質(zhì)，蒸發(fā)溫度33℃，對應(yīng)蒸發(fā)壓力約為（）kPa。A.103B.190C.236D.410答案：C解析：查氨飽和蒸汽表，33℃對應(yīng)絕對壓力約236kPa。13.某裝置廢鍋產(chǎn)汽10MPa，汽包連續(xù)排污率控制在（）%以內(nèi)，可保證蒸汽SiO?≤20μg/kg。A.0.5B.1C.2D.3答案：B解析：10MPa等級鍋爐，1%連續(xù)排污即可抑制SiO?攜帶。14.合成氣中CO?進入合成回路，會與氨反應(yīng)生成（），堵塞換熱器。A.NH?HCO?B.NH?COONH?C.(NH?)?CO?D.NH?NO?答案：B解析：CO?+2NH??NH?COONH?，氨基甲酸銨在低溫區(qū)結(jié)晶。15.采用分子篩干燥工藝，再生氣體最佳露點應(yīng)低于（）℃。A.40B.50C.60D.70答案：C解析：再生氣露點60℃以下，可保證分子篩完全再生。16.高壓法蘭泄漏著火，下列滅火劑首選（）。A.直流水B.泡沫C.干粉D.二氧化碳答案：C解析：干粉可快速切斷氣相火焰，且對高壓氣體火災(zāi)最有效。17.合成塔催化劑床層熱點溫度超過（）℃時，必須緊急泄壓停車。A.520B.530C.540D.550答案：D解析：Fe基催化劑允許短時540℃，550℃以上晶相轉(zhuǎn)變，活性永久喪失。18.某廠采用磁氧分析儀，其測量原理基于（）。A.順磁氧的磁風效應(yīng)B.紅外吸收C.熱導差異D.電化學池答案：A解析：磁氧儀利用O?順磁性產(chǎn)生的磁風，推動檢測元件。19.高壓系統(tǒng)氣密試驗，通常采用（）介質(zhì)。A.氮氣B.儀表空氣C.工廠空氣D.蒸汽答案：A解析：氮氣惰性、干燥，安全且易獲得，為氣密首選。20.合成回路停車置換，要求系統(tǒng)O?含量<（）%方可引入合成氣。A.0.1B.0.2C.0.5D.1.0答案：B解析：O?<0.2%可防止催化劑氧化及爆炸風險。21.轉(zhuǎn)化爐管材質(zhì)HP40Nb，最高允許壁溫為（）℃。A.950B.1000C.1050D.1100答案：C解析：HP40Nb含Nb提高抗蠕變，1050℃為工程上限。22.氨合成反應(yīng)器內(nèi)件采用雙套筒結(jié)構(gòu)，主要目的是（）。A.降低塔壓降B.提高催化劑裝量C.便于溫度調(diào)節(jié)D.減少冷管應(yīng)力答案：C解析：雙套筒使冷激氣分布均勻，床層溫度易控。23.合成氣壓縮機高壓缸干氣密封一級排放流量突增，說明（）。A.密封氮壓力高B.迷宮密封磨損C.干氣密封面損壞D.參考氣帶液答案：C解析：密封面損壞，工藝氣大量泄漏至一級排放，流量突增。24.液氨儲罐T101壓力升高，首先應(yīng)（）。A.啟動冰機B.打開馳放氣閥C.噴淋降溫D.倒罐答案：C解析：夏季首選噴淋降溫，快速有效，避免冰機負荷驟增。25.合成催化劑硫化物中毒后，活性恢復措施為（）。A.提高溫度B.蒸汽再生C.還原氣熱洗D.無法恢復答案：D解析：硫與Fe形成FeS，穩(wěn)定性高，工業(yè)上無法再生，只能更換。26.高壓系統(tǒng)水壓試驗壓力為設(shè)計壓力的（）倍。A.1.05B.1.15C.1.25D.1.50答案：C解析：按《固容規(guī)》，水壓試驗1.25倍設(shè)計壓力。27.轉(zhuǎn)化爐負壓突然消失，首先檢查（）。A.引風機皮帶B.燃料氣熱值C.爐膛氧含量D.煙道擋板答案：D解析：煙道擋板卡澀導致抽力消失，負壓無法建立。28.合成塔出口氣氨含量測定采用（）法，可實現(xiàn)在線快速分析。A.滴定B.紅外C.化學發(fā)光D.激光TDLAS答案：D解析：TDLAS激光光譜響應(yīng)快、精度高，已廣泛用于合成氨在線分析。29.氨火炬頭出現(xiàn)“火雨”現(xiàn)象，原因是（）。A.排放氣帶液氨B.火炬氣熱值低C.蒸汽消煙過量D.火炬頭堵塞答案：A解析：液氨未完全氣化，燃燒時形成火雨，需增設(shè)分液罐。30.裝置冷態(tài)開車，合成催化劑升溫速率控制在（）℃·h?1。A.5B.10C.15D.20答案：B解析：Fe基催化劑熱應(yīng)力敏感，升溫速率≤10℃·h?1。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.下列屬于合成氨裝置重大危險源的有（）。A.液氨儲罐B.合成氣壓縮機C.一段轉(zhuǎn)化爐D.氨冰機答案：A、B、C解析：依據(jù)GB18218，液氨>10t、合成氣（H?+CO）>1t即構(gòu)成重大危險源，冰機工質(zhì)氨在線量一般<10t。32.導致合成塔壓降增大的原因有（）。A.催化劑粉化B.換熱器內(nèi)漏C.循環(huán)氣量增大D.催化劑結(jié)蠟答案：A、C、D解析：催化劑粉化、結(jié)蠟堵塞通道；循環(huán)氣量增大，壓降與流速平方成正比；換熱器內(nèi)漏不影響塔壓降。33.下列屬于轉(zhuǎn)化催化劑永久失活原因的有（）。A.硫中毒B.氯中毒C.高溫燒結(jié)D.積碳答案：A、B、C解析：積碳可通過蒸汽燒炭再生；硫、氯、高溫燒結(jié)不可逆。34.高壓系統(tǒng)氮氣置換合格標準包括（）。A.O?<0.5%B.可燃物<0.1%C.連續(xù)兩次分析合格D.系統(tǒng)壓力>0.3MPa答案：B、C、D解析：O?應(yīng)<0.2%；可燃物<0.1%；需連續(xù)兩次合格；正壓防止空氣倒吸。35.氨合成反應(yīng)優(yōu)化目標包括（）。A.最大氨凈值B.最低循環(huán)比C.最小惰性氣含量D.最低冰機能耗答案：A、B、D解析：惰性氣含量需適度，過低導致弛放氣量大，氫損失增加。36.下列屬于合成氣壓縮機防喘振措施的有（）。A.設(shè)置回流閥B.提高轉(zhuǎn)速C.降低吸入溫度D.中間抽氣答案：A、C、D解析：提高轉(zhuǎn)速遠離喘振線，但非防喘振措施本身；回流、降溫、抽氣均可擴大穩(wěn)定區(qū)。37.液氨儲罐安全附件包括（）。A.安全閥B.液位計C.緊急切斷閥D.爆破片答案：A、B、C、D解析：按《固容規(guī)》必須設(shè)置，爆破片可與安全閥串聯(lián)。38.轉(zhuǎn)化爐燃燒器回火的原因有（）。A.燃料氣壓力低B.爐膛負壓過大C.燃燒器噴頭堵塞D.燃料氣帶液答案：A、C、D解析：負壓過大不會回火，反而易脫火；其余均可導致火焰內(nèi)縮。39.合成催化劑還原期需重點監(jiān)控的參數(shù)有（）。A.水汽濃度B.床層熱點C.循環(huán)氫純度D.還原空速答案：A、B、C、D解析：四項均為還原質(zhì)量關(guān)鍵指標。40.氨合成裝置節(jié)能技術(shù)包括（）。A.塔前預熱器B.低位熱能發(fā)電C.氫回收膜分離D.變頻循環(huán)機答案：A、B、C、D解析：四項均為成熟節(jié)能技術(shù)。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.合成催化劑還原時，水汽濃度越高，還原越徹底。（×）解析：水汽高會再氧化金屬Fe，活性下降。42.液氨儲罐必須設(shè)置兩個安全閥，且分別為全啟式與微啟式。（×）解析：只需一個即可，但需定期校驗，無強制兩種型式。43.合成氣中CO可使合成催化劑發(fā)生羰基化中毒。（√）解析：Fe(CO)?在低溫區(qū)形成，堵塞孔道。44.轉(zhuǎn)化爐管出現(xiàn)“豬尾”變形，可繼續(xù)運行至下次大修。（×）解析：豬尾為蠕變失穩(wěn)前兆，必須立即更換。45.氨合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，提高溫度會降低平衡氨含量。（√）解析：勒夏特列原理，放熱反應(yīng)升溫平衡左移。46.高壓系統(tǒng)氣密試驗可用工廠風代替氮氣，只要露點合格。（×）解析：工廠風含氧，易形成爆炸混合氣，嚴禁使用。47.合成塔冷激氣量越大，床層溫度越易控制，但氨凈值下降。（√）解析：冷激降低反應(yīng)溫度，動力學不利，凈值下降。48.氨冰機蒸發(fā)溫度降低1℃，冰機軸功率約增加3%。（√）解析：經(jīng)驗數(shù)據(jù)，低溫區(qū)壓縮比增大，功耗上升。49.高壓灰水泵出口壓力波動，只會影響霧化效果，不會導致轉(zhuǎn)化爐管過熱。（×）解析：霧化差導致火焰拉長，爐管局部過熱。50.合成裝置設(shè)置氫回收單元，可將弛放氣中氫回收率提高到90%以上。（√）解析：膜分離+變壓吸附聯(lián)合，回收率可達92%。四、填空題（每空1分，共20分）51.合成氨反應(yīng)分子式為N?+3H??2NH?，標準反應(yīng)熱為46.1kJ·mol?1。52.布朗工藝中，低變催化劑主要活性組分為CuOZnOAl?O?。53.合成塔催化劑還原時，循環(huán)氣中H?/H?O摩爾比應(yīng)大于3000:1，防止再氧化。54.液氨儲罐T101設(shè)計壓力一般為2.16MPa，對應(yīng)50℃飽和蒸汽壓。55.轉(zhuǎn)化爐出口甲烷含量設(shè)計值≤0.5%（干基）。56.合成氣壓縮機高壓缸軸位移報警值通常設(shè)為±0.6mm。57.氨合成反應(yīng)平衡常數(shù)Kp與溫度關(guān)系式為lnKp=2172.26+4.240×T?1–9.53×10??×T+1.17×10??×T2（T/K）。58.高壓系統(tǒng)水壓試驗保壓時間不少于30min。59.合成催化劑使用壽命一般為10～15年。60.氨火炬頭點火方式常用高空點火+地面內(nèi)傳焰雙重保障。61.合成回路惰性氣體控制指標為CH?+Ar≤15%。62.液氨裝車臂快速接頭泄漏，應(yīng)首先關(guān)閉槽車緊急切斷閥。63.轉(zhuǎn)化爐負壓正常范圍為50～100Pa。64.合成塔催化劑裝填密度約為2.8～3.0t·m?3。65.氨冰機冷凝器冷卻水側(cè)污垢系數(shù)設(shè)計值為0.000086m2·K·W?1。66.高壓灰水泵P101額定流量通常為25m3·h?1。67.合成氣中總硫要求≤0.1mg·m3（標）。68.氨合成裝置綜合能耗先進值為28GJ·t?1NH?。69.液氨儲罐安全閥啟跳壓力為1.1×設(shè)計壓力。70.合成催化劑還原終點，出塔氣H?O含量連續(xù)4h<200ppm。五、簡答題（每題5分，共30分）71.簡述合成氨裝置設(shè)置氫回收單元的必要性及常用工藝路線。答案：弛放氣含氫60%～70%，直接排放造成資源浪費；氫回收可降低原料氣消耗約3%～5%，減少碳排。常用路線：①膜分離，利用聚酰亞胺膜對H?高滲透性，回收率85%～90%，氫純度92%～95%；②變壓吸附（PSA），氫純度≥99.9%，回收率75%～80%；③膜+PSA聯(lián)合，綜合回收率可達92%，氫純度99%，投資回收期<2年。72.說明轉(zhuǎn)化催化劑硫中毒機理及預防措施。答案：硫以H?S形式吸附在Ni活性中心，形成Ni?S?，阻礙CH?吸附解離；中毒為化學吸附，不可逆。預防措施：①原料天然氣總硫<0.1ppm，設(shè)置ZnO精脫硫槽，操作溫度350～400℃，穿透硫容≥25%；②加氫轉(zhuǎn)化+ZnO組合，有機硫先轉(zhuǎn)化為H?S再吸收；③定期檢測脫硫槽出口硫含量，設(shè)置在線分析儀；④建立硫穿透聯(lián)鎖，出口硫>0.1ppm報警，>0.5ppm切斷原料氣。73.列舉合成塔催化劑床層溫度“飛溫”的三個典型原因及處理要點。答案：原因：①循環(huán)機跳車，空速驟降，反應(yīng)熱無法帶走；②冷激閥失靈，冷激氣中斷；③催化劑還原不徹底，活性不均，局部過熱。處理：①緊急啟動備用循環(huán)機，若無法恢復，則按2MPa·min?1速率泄壓；②手動打開冷激副線，加大冷激量；③降低入口溫度至380℃以下，若熱點>550℃，立即停車，充氮保護。74.闡述液氨儲罐T101首次投用前的冷卻方案及注意事項。答案：冷卻方案：①采用液氨小流量頂部噴淋，控制溫降<5℃·h?1；②罐內(nèi)氣相經(jīng)冰機壓縮冷凝回流，形成閉路循環(huán)；③設(shè)置溫度監(jiān)測點，每30min記錄一次。注意事項：①防止罐壁產(chǎn)生過大溫差應(yīng)力，冷卻速率嚴格≤5℃·h?1；②罐底排液閥保持微開，避免液封；③冷卻至10℃后，靜置4h，檢查真空閥、安全閥有無內(nèi)漏；④首次充裝量≤80%，留足氣相空間。75.分析合成氣壓縮機高壓缸干氣密封一級排放流量增大的故障樹。答案：頂事件：一級排放流量突增。中間事件：①密封氣污染→過濾失效→粉塵進入密封面；②密封面損壞→動環(huán)碎裂、靜環(huán)熱裂；③迷宮密封失效→參考氣壓力低→密封氣倒流；④機組振動大→軸位移超標→密封面磨損。底事件：濾芯破損、儀表氣帶水、密封氮壓控閥故障、轉(zhuǎn)子動平衡破壞、軸承磨損。排查順序：檢查濾芯ΔP→測量參考氣壓力→離線分析排放氣組分→拆檢密封面。76.說明合成氨裝置碳排放主要來源及減排技術(shù)。答案：來源：①原料天然氣制氫，轉(zhuǎn)化+變換反應(yīng)CO?排放約1.6t·t?1NH?；②燃料氣燃燒，轉(zhuǎn)化爐+輔助鍋爐約0.4t；③工藝馳放氣、火炬燃燒約0.1t。減排技術(shù)：①CO?捕集與封存（CCS），采用MDEA吸收+再生，捕集率>90%，用于尿素裝置或封存；②可再生能源制氫，風光電解水，實現(xiàn)綠氨，碳排<0.2t；③提高裝置能效，采用稀土促進型催化劑、高效離心壓縮機、磁懸浮冰機，能耗降至27GJ，碳排下降0.3t；④優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)，引入綠氫摻燒，降低天然氣用量。六、計算題（每題10分，共20分）77.某合成氨裝置合成回路操作參數(shù)如下：循環(huán)氣量280000m3·