2025年合成氨生產(chǎn)工(初級(jí))職業(yè)技能《理論知識(shí)》考試練習(xí)題試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.合成氨反應(yīng)N?＋3H??2NH?在500℃、30MPa下達(dá)到平衡時(shí)，若將系統(tǒng)壓力突然降至20MPa，則平衡將向（）移動(dòng)。A.正反應(yīng)方向B.逆反應(yīng)方向C.不移動(dòng)D.先正后逆答案：B解析：根據(jù)勒夏特列原理，降低壓力會(huì)使平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向（4mol→2mol變?yōu)?mol→4mol）。2.鐵基催化劑中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.提供電子型助催化效應(yīng)D.增加機(jī)械強(qiáng)度答案：C解析：K?O為電子型助劑，向Fe表面提供電子，降低N?吸附活化能，提高本征活性。3.合成塔出口氣氨含量（體積分?jǐn)?shù)）設(shè)計(jì)值一般控制在（）。A.8%～12%B.15%～20%C.22%～28%D.30%～35%答案：A解析：受平衡限制及熱力學(xué)約束，30MPa、450℃條件下平衡氨濃度約18%，但工業(yè)上為抑制副反應(yīng)、降低循環(huán)功耗，出口實(shí)際值取8%～12%。4.往復(fù)式循環(huán)機(jī)閥片斷裂，最先表現(xiàn)出的工藝參數(shù)異常是（）。A.合成塔壓差升高B.循環(huán)機(jī)電流驟降C.系統(tǒng)壓力下降D.冷交換器出口溫度升高答案：B解析：閥片斷裂導(dǎo)致壓縮行程失效，循環(huán)量驟減，電機(jī)負(fù)荷瞬間降低，電流表讀數(shù)突降。5.氨分離器液位突然歸零，最可能的原因是（）。A.氨受槽液位高B.氨分離器出口節(jié)流閥脫落C.氨冷器內(nèi)漏D.液氨泵抽空答案：B解析：節(jié)流閥閥芯脫落，液氨被高速氣流帶至下游，分離器無法存液，液位迅速歸零。6.新鮮氣中CO?超標(biāo)，首先危害的設(shè)備是（）。A.合成塔B.甲烷化爐C.氨冷器D.循環(huán)機(jī)答案：B解析：CO?進(jìn)入甲烷化爐與H?反應(yīng)放熱，造成催化劑超溫?zé)Y(jié)。7.采用“熱壁”設(shè)計(jì)的合成塔，其內(nèi)件材料通常選用（）。A.15CrMoB.0Cr18Ni9C.SA387Gr11Cl2D.20g答案：B解析：熱壁塔無內(nèi)保溫，殼體直接與高溫高壓工藝氣接觸，需耐氫腐蝕，故選奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9。8.液氨儲(chǔ)罐首次投用前，置換氣體通常選用（）。A.空氣B.氮?dú)釩.甲烷D.二氧化碳答案：B解析：氮?dú)鉃槎栊詺怏w，可隔絕氧、水，避免儲(chǔ)罐內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕開裂。9.合成回路中，設(shè)置“冷激”副線的目的是（）。A.回收反應(yīng)熱B.調(diào)節(jié)催化劑床層溫度C.提高氨凈值D.降低系統(tǒng)壓降答案：B解析：冷激氣為未反應(yīng)循環(huán)氣，通過床層間注入，可抑制熱點(diǎn)，延長催化劑壽命。10.鐵催化劑還原時(shí)，水汽濃度過高會(huì)導(dǎo)致（）。A.還原速度加快B.晶粒燒結(jié)C.析碳D.氮化答案：B解析：水汽促進(jìn)Fe微晶遷移、長大，比表面積下降，活性中心減少。11.合成氨裝置中，測量高溫高壓氫氣流量首選（）。A.孔板B.渦街C.科氏力質(zhì)量流量計(jì)D.熱式答案：C解析：科氏力流量計(jì)不受流體狀態(tài)方程影響，可直接測質(zhì)量流量，精度高，適合高壓氫。12.氨合成反應(yīng)器床層壓差每增加0.1MPa，循環(huán)機(jī)功耗約增加（）。A.1%B.3%C.6%D.10%答案：B解析：由風(fēng)機(jī)定律，功耗與壓差成正比，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3%左右。13.液氨中油含量超標(biāo)，在后續(xù)硝酸裝置中最易引發(fā)（）。A.催化劑中毒B.爆炸C.結(jié)晶堵塞D.腐蝕答案：A解析：油覆蓋Pt網(wǎng)表面，阻礙NH?與O?接觸，使氨氧化率下降。14.合成塔出口設(shè)置“廢熱鍋爐”屬于（）節(jié)能手段。A.熱量回收B.熱量升級(jí)C.熱量降級(jí)D.熱量廢棄答案：A解析：利用高溫合成氣（450℃）產(chǎn)10MPa蒸汽，實(shí)現(xiàn)熱量回收。15.新鮮氣壓縮機(jī)采用“多段壓縮+段間冷卻”的主要目的是（）。A.降低排氣溫度B.減少功耗C.避免潤滑油結(jié)焦D.以上都是答案：D解析：段間冷卻使過程趨近等溫壓縮，功耗下降，同時(shí)抑制溫升導(dǎo)致油結(jié)焦。16.氨冷器傳熱管外壁出現(xiàn)針孔泄漏，現(xiàn)場最先聞到（）。A.臭雞蛋味B.刺激性氨味C.芳香味D.無味答案：B解析：液氨泄漏立即汽化，氨氣濃度高，有強(qiáng)烈刺激性氣味。17.合成催化劑還原結(jié)束的標(biāo)志是（）。A.水汽濃度＜100ppmB.床層無溫升C.出口H?/H?O＞1000D.循環(huán)氣中NH?＞5%答案：C解析：H?/H?O＞1000表明氧化態(tài)Fe?O?已幾乎完全被還原為αFe。18.裝置緊急停車時(shí)，首先應(yīng)（）。A.切斷新鮮氣B.停循環(huán)機(jī)C.開塔后放空D.停鍋爐給水答案：A解析：切斷新鮮氣可迅速降低系統(tǒng)負(fù)荷，防止超壓、超溫連鎖擴(kuò)大。19.合成塔“熱點(diǎn)”溫度持續(xù)上升，且壓差同步增加，應(yīng)判斷為（）。A.催化劑失活B.催化劑粉碎C.循環(huán)量過大D.冷激閥內(nèi)漏答案：B解析：催化劑粉化導(dǎo)致床層通道堵塞，氣體分布不均，局部流速增大，熱點(diǎn)上移且壓差升高。20.液氨泵采用雙端面機(jī)械密封，密封液一般選用（）。A.水B.柴油C.乙二醇D.透平油答案：C解析：乙二醇低溫流動(dòng)性好，不結(jié)冰，且與氨不相溶，泄漏后無危險(xiǎn)反應(yīng)。21.合成氨裝置中，CO變換反應(yīng)屬于（）。A.氧化反應(yīng)B.還原反應(yīng)C.水煤氣反應(yīng)D.甲烷化反應(yīng)答案：C解析：CO+H?O?CO?+H?為水煤氣變換反應(yīng)，用于制氫。22.合成回路惰性氣體（CH?+Ar）積累，會(huì)導(dǎo)致（）。A.氨凈值升高B.循環(huán)機(jī)功耗降低C.平衡氨濃度下降D.催化劑活性增加答案：C解析：惰性氣分壓升高，有效氫氮分壓降低，平衡氨濃度下降。23.氨合成催化劑還原時(shí)，升溫速率一般控制為（）。A.5℃/minB.2℃/minC.10℃/hD.30℃/h答案：D解析：防止溫升過快造成還原過激、水汽爆發(fā)，常用30℃/h。24.液氨儲(chǔ)罐液位計(jì)冬季失靈，最可能因（）。A.磁浮子卡澀B.差壓計(jì)引壓管結(jié)冰C.雷達(dá)天線結(jié)晶D.超聲波衰減答案：B解析：引壓管積水結(jié)冰，導(dǎo)致差壓信號(hào)失真，液位指示異常。25.合成塔內(nèi)件采用“徑向流”的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.壓降低B.傳熱系數(shù)高C.催化劑裝填量大D.制造簡單答案：A解析：氣體沿半徑方向流動(dòng)，路徑短，流速低，壓降僅為軸向流的1/3～1/5。26.氨合成反應(yīng)平衡常數(shù)Kp隨溫度升高而（）。A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B解析：合成氨為放熱反應(yīng)，升溫使平衡左移，Kp減小。27.裝置正常生產(chǎn)時(shí)，合成塔入口氫氮比偏離3:1且大于3.5，應(yīng)首先（）。A.增加氮?dú)庋a(bǔ)充B.減少新鮮氣量C.提高壓力D.降低溫度答案：A解析：氫氮比高意味著氮不足，補(bǔ)充氮?dú)饪苫謴?fù)化學(xué)計(jì)量比，提高氨凈值。28.液氨中水分含量升高，會(huì)導(dǎo)致（）。A.結(jié)晶溫度降低B.儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕加劇C.閃蒸損失減小D.密度降低答案：B解析：水與氨形成NH?OH，使罐壁液膜呈堿性，誘發(fā)低碳鋼應(yīng)力腐蝕裂紋。29.合成催化劑硫中毒屬于（）。A.可逆中毒B.不可逆中毒C.物理堵塞D.熱失活答案：B解析：S與Fe形成FeS，穩(wěn)定性高，再生困難，視為不可逆。30.合成氨裝置中，設(shè)置“開工加熱爐”的目的是（）。A.預(yù)熱鍋爐給水B.催化劑升溫還原C.過熱蒸汽D.干燥分子篩答案：B解析：開工階段無反應(yīng)熱，需外加熱源將催化劑床層升至還原起始溫度（約320℃）。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）31.合成氨反應(yīng)熱隨溫度升高而增大。（）答案：×解析：反應(yīng)熱為負(fù)值，絕對(duì)值隨溫度升高略降，因熱容差ΔCp<0。32.液氨儲(chǔ)罐必須設(shè)置安全閥與爆破片串聯(lián)組合。（）答案：√解析：防止安全閥泄漏，爆破片作為二次密封，符合《固容規(guī)》要求。33.鐵催化劑還原時(shí)，循環(huán)氣中NH?濃度越高越好。（）答案：×解析：NH?會(huì)抑制還原反應(yīng)，要求控制＜1%。34.合成塔壓差與催化劑顆粒大小成反比。（）答案：×解析：顆粒越小，床層空隙率降低，壓差反而增大。35.氨冷器殼程走液氨，管程走循環(huán)氣，可提高傳熱溫差。（）答案：√解析：循環(huán)氣溫度高，液氨蒸發(fā)溫度低，逆流布置可獲得更大ΔT。36.合成氨裝置中，甲烷化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。（）答案：×解析：CO+3H?→CH?+H?O為強(qiáng)放熱。37.液氨泵抽空時(shí)，出口壓力表指示會(huì)急劇升高。（）答案：×解析：抽空后無液可壓，壓力驟降，甚至為負(fù)壓。38.合成催化劑還原過程必須保持氫分壓大于水蒸氣分壓。（）答案：√解析：防止再氧化，確保還原徹底。39.合成塔出口溫度升高，一定意味著催化劑活性提高。（）答案：×解析：也可能是空速降低或熱點(diǎn)下移，需結(jié)合氨產(chǎn)率判斷。40.氨合成反應(yīng)屬于氣固相催化反應(yīng)。（）答案：√解析：氣體反應(yīng)物在固體Fe催化劑表面活性中心進(jìn)行吸附反應(yīng)。三、填空題（每空1分，共20分）41.合成氨反應(yīng)分子數(shù)變化Δn=2。42.工業(yè)鐵催化劑主活性相為αFe。43.合成塔入口硫含量要求＜0.1ppm。44.液氨密度（33℃）約為0.682g/cm3。45.氨合成反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式Kp=P_NH?2/(P_N?·P_H?3)。46.合成催化劑還原時(shí)，水汽濃度高峰一般出現(xiàn)在250～300℃區(qū)間。47.氨分離器液位控制指標(biāo)通常為30%～70%。48.合成塔殼體材料需滿足抗氫腐蝕與高溫強(qiáng)度雙重要求。49.循環(huán)機(jī)每段壓縮比一般不大于3.5，避免排氣超溫。50.液氨儲(chǔ)罐首次進(jìn)氨前，需進(jìn)行氮?dú)庵脫Q+露點(diǎn)檢測，確保O?＜0.5%。51.合成氨裝置中，設(shè)置“噴射式”開工加熱爐的優(yōu)點(diǎn)是升溫速率快、溫度均勻。52.氨冷器傳熱系數(shù)K值設(shè)計(jì)一般取800～1200W/(m2·K)。53.合成催化劑失活三大原因：中毒、燒結(jié)、析碳。54.液氨中油含量要求＜5ppm，防止下游催化劑中毒。55.合成塔“二段床”溫度梯度一般控制在20～30℃以內(nèi)。56.氨合成反應(yīng)器設(shè)計(jì)空速常取8000～12000h?1。57.合成回路惰性氣排放位置設(shè)在循環(huán)機(jī)入口，減少有效氣損失。58.液氨泵密封液壓力需高于泵腔壓力0.2MPa以上。59.合成催化劑還原結(jié)束，需將床層溫度降至380℃以下，方可導(dǎo)入新鮮氣。60.氨合成裝置中，設(shè)置“塔外副產(chǎn)蒸汽”屬于能量回收節(jié)能技術(shù)。四、簡答題（每題6分，共30分）61.簡述合成氨催化劑還原階段“三低一高”原則。答案與解析：（1）低水汽：出口水汽＜1000ppm，防止再氧化與燒結(jié)；（2）低氨：入口NH?＜1%，避免抑制還原；（3）低硫：總硫＜0.1ppm，防止中毒；（4）高氫：H?≥75%，提高還原勢，縮短還原時(shí)間。該原則可確保αFe晶粒細(xì)小、比表面積大，獲得高活性。62.合成塔壓差異常升高的原因及處理措施。答案：原因：①催化劑粉化或頂部結(jié)皮；②循環(huán)量過大；③入口過濾器堵塞；④儀表誤顯。處理：①降低負(fù)荷，切塔檢查；②停車篩分或更換催化劑；③清洗過濾器；④校驗(yàn)差壓變送器。63.液氨儲(chǔ)罐液位計(jì)冬季凍堵的應(yīng)急處理。答案：（1）立即切換備用液位計(jì)；（2）用蒸汽或熱水對(duì)引壓管外部伴熱，嚴(yán)禁明火；（3）打開排污閥排凈積水，確認(rèn)暢通后投用；（4）檢查保溫完整性，增設(shè)電伴熱；（5）加強(qiáng)巡檢，建立冬季防凍臺(tái)賬。64.合成氨裝置緊急停車步驟（按順序）。答案：①按下緊急停車按鈕，切斷新鮮氣大閥；②開塔后放空閥，泄壓至2MPa；③停循環(huán)機(jī)；④關(guān)閉液氨出口閥，保液位；④停鍋爐給水，保液位；⑤系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q，分析O?＜0.5%；⑥記錄停車參數(shù)，匯報(bào)調(diào)度。65.簡述如何根據(jù)合成塔出口氣體成分判斷催化劑活性。答案：在恒定溫度、壓力、空速下，若出口NH?濃度下降、惰性氣不變，則催化劑活性下降；若同時(shí)伴隨熱點(diǎn)下移、壓差升高，則可能是粉化；若出口NH?下降且N?/H?比例異常，則可能是中毒或入口比例失調(diào)。需結(jié)合歷史數(shù)據(jù)綜合判斷。五、計(jì)算題（共10分）66.某合成氨裝置日產(chǎn)液氨1000t，合成塔出口氣氨體積分?jǐn)?shù)為10%，循環(huán)氣量（干基）為180000Nm3/h，求氨凈值（體積分?jǐn)?shù)）及單位產(chǎn)品循環(huán)氣量。答案：（1）氨產(chǎn)率=1000×1000/24=41667kg/h=2451kmol/h；（2）合成塔出口氨量=循環(huán)氣量×氨分?jǐn)?shù)=180000×10%=18000Nm3/h=803.6kmol/h；（3）入口氨量=803.6－2451=1647.4kmol/h（負(fù)值表示入口氨低于出口，需重新核算干基）。修正：設(shè)入口干氣量為G，入口氨分?jǐn)?shù)x，出口氨分?jǐn)?shù)10%，則：G·x+2451=(G+2451)·0.1→G·x+2451=0.1G+245.1→G(x－0.1)=2205.9又干氣量G≈循環(huán)機(jī)出口干氣，忽略惰