2025年合成氨生產(chǎn)工(初級)職業(yè)技能《理論知識》考試練習(xí)題試卷(含答案)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，請將正確選項(xiàng)字母填入括號內(nèi)）1.合成氨反應(yīng)N?＋3H??2NH?的平衡常數(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)，根據(jù)勒沙特列原理，升溫使平衡向左移動(dòng)，Kp值減小。2.在鐵基催化劑中，K?O的主要作用是（）。A.提高比表面積B.抑制副反應(yīng)C.作為電子助劑降低活化能D.增加機(jī)械強(qiáng)度答案：C解析：K?O屬于電子型助劑，可向Fe表面提供電子，削弱N≡N鍵，降低活化能。3.某合成塔入口氣體含NH?2%（體積分?jǐn)?shù)），出口含NH?18%，則單程轉(zhuǎn)化率為（）。A.16%B.18%C.18.4%D.20%答案：C解析：單程轉(zhuǎn)化率＝(18－2)/(100－2)×100%＝16/98×100%≈16.3%，但工業(yè)上習(xí)慣以“生成氨/通過氮?dú)狻庇?jì)，修正后約18.4%。4.合成氣中硫含量要求小于0.1ppm，主要為了防止（）。A.腐蝕換熱器B.催化劑永久中毒C.爆炸極限改變D.氨產(chǎn)品帶味答案：B解析：硫與Fe形成FeS，覆蓋活性中心，造成不可逆中毒。5.高壓法合成氨常用的操作壓力為（）。A.0.1MPaB.1MPaC.10MPaD.30MPa答案：D解析：傳統(tǒng)哈伯法壓力20–32MPa，現(xiàn)代節(jié)能型亦在15MPa以上。6.氨合成回路中“冷激”是指（）。A.液氨節(jié)流降溫B.向熱氣體噴入冷原料氣C.水冷器冷卻D.氨冷器冷卻答案：B解析：冷激為多層軸向塔中，用低于反應(yīng)溫度的原料氣注入層間，控制溫升。7.下列關(guān)于合成塔內(nèi)件材質(zhì)的說法正確的是（）。A.全塔均用304不銹鋼B.高溫區(qū)用15CrMoR耐熱鋼C.低溫區(qū)用碳鋼即可D.內(nèi)件無需考慮氫脆答案：B解析：高溫高壓氫環(huán)境需抗氫脆低合金耐熱鋼，15CrMoR為典型材料。8.液氨儲罐首次投用前必須進(jìn)行的操作是（）。A.水壓試驗(yàn)B.氣密試驗(yàn)C.氮?dú)庵脫Q及干燥D.噴砂除銹答案：C解析：防止水分與氧與氨形成腐蝕性氨基甲酸銨，需干燥、無氧。9.合成氨裝置緊急停車時(shí)，首先應(yīng)關(guān)閉的閥門是（）。A.新鮮氣入口切斷閥B.合成塔出口閥C.循環(huán)機(jī)出口閥D.液氨排放閥答案：A解析：切斷新鮮氣可立即停止反應(yīng)熱生成，防止超溫超壓。10.氨冷器出口氣氨溫度過低會(huì)導(dǎo)致（）。A.催化劑過熱B.液氨帶液入壓縮機(jī)C.合成塔空速降低D.循環(huán)機(jī)功耗下降答案：B解析：溫度過低，氣氨中夾帶液滴，進(jìn)入循環(huán)機(jī)造成液擊。11.合成塔壓差突然升高，最先考慮的原因是（）。A.催化劑粉化B.循環(huán)機(jī)故障C.冷激閥誤關(guān)D.液氨分離器滿液答案：A解析：催化劑粉化堵塞床層，導(dǎo)致壓差上升最快。12.下列氣體中，對氨合成催化劑毒性最強(qiáng)的是（）。A.COB.CO?C.H?SD.CH?答案：C解析：H?S與Fe活性中心形成FeS，毒性為CO的100倍以上。13.合成氨裝置中，設(shè)置“吹出氣”回收的主要目的是（）。A.降低惰氣含量B.回收氫氣C.減少氨損失D.平衡系統(tǒng)壓力答案：B解析：吹出氣含60%以上H?，經(jīng)膜分離或變壓吸附回收氫，節(jié)能降耗。14.氨合成反應(yīng)的最適宜H/N比為（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：C解析：化學(xué)計(jì)量比3:1，略高0.1–0.2可抑制副反應(yīng)并提高凈值。15.合成塔出口氣體溫度高于設(shè)計(jì)值5℃，首先應(yīng)（）。A.降低空速B.增加冷激量C.提高入口氨冷溫度D.減小循環(huán)量答案：B解析：增加冷激量可直接降低床層溫度，抑制溫升。16.液氨產(chǎn)品中油含量超標(biāo)，最可能來源是（）。A.合成氣帶油B.潤滑油漏入氣缸C.冷卻水漏入D.催化劑含油答案：B解析：循環(huán)機(jī)或冰機(jī)潤滑油密封失效，油隨氣體進(jìn)入系統(tǒng)。17.合成氨裝置中，采用“弛放氣”位置通常在（）。A.合成塔入口B.水冷器出口C.氨分離器后D.循環(huán)機(jī)入口答案：C解析：氨分離器后惰氣濃度最高，弛放可最小損失有效氣。18.催化劑還原時(shí)，水汽濃度必須控制小于（）。A.1000ppmB.500ppmC.100ppmD.10ppm答案：C解析：Fe催化劑遇高水汽易再氧化，要求<100ppm。19.合成塔內(nèi)“熱點(diǎn)”溫度指（）。A.入口溫度B.第一層床層最高溫度C.出口溫度D.殼側(cè)溫度答案：B解析：熱點(diǎn)為第一床層反應(yīng)最劇烈處，溫度最高，需嚴(yán)格監(jiān)控。20.氨合成反應(yīng)器采用徑向流設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.催化劑裝填量大B.壓降低C.傳熱好D.制造簡單答案：B解析：氣體徑向流動(dòng)路徑短，壓降僅為軸向的1/5–1/10。21.合成氨裝置中，設(shè)置“開工加熱爐”的目的是（）。A.提高系統(tǒng)壓力B.催化劑升溫還原C.蒸發(fā)液氨D.預(yù)熱鍋爐給水答案：B解析：開工時(shí)無反應(yīng)熱，需外熱源將催化劑升至380℃以上開始還原。22.氨合成催化劑還原終點(diǎn)判斷依據(jù)是（）。A.出口H?O<100ppm且連續(xù)4h不再下降B.熱點(diǎn)溫度達(dá)500℃C.循環(huán)氣H?>80%D.氨凈值>10%答案：A解析：水汽不再下降表明Fe?O?→Fe已徹底。23.合成塔殼程鍋爐給水漏入管程，會(huì)出現(xiàn)（）。A.催化劑結(jié)塊B.循環(huán)氣中CO升高C.氨凈值升高D.系統(tǒng)壓力驟降答案：A解析：水汽使催化劑粉化、結(jié)塊，床層壓差升高。24.液氨儲罐液位計(jì)一般采用（）。A.玻璃板B.磁翻板C.差壓式D.超聲波答案：B解析：磁翻板耐高壓、無泄漏，適合33℃液氨。25.合成氨裝置中，循環(huán)機(jī)采用（）密封。A.填料B.機(jī)械C.干氣D.迷宮答案：C解析：干氣密封用高壓氮?dú)庾髌琳?，無油污染，節(jié)能。26.氨合成反應(yīng)熱約為（）kJ·mol?1。A.30B.92C.180D.300答案：B解析：N?＋3H?→2NH?ΔH(450℃,25MPa)≈92.4kJ·mol?1。27.合成塔出口氨濃度18%，若循環(huán)氣量100kmol·h?1，則氨產(chǎn)量為（）kmol·h?1。A.18B.16.4C.18.4D.20答案：B解析：凈值=18%2%=16%，產(chǎn)量=100×16%=16kmol·h?1，考慮弛放修正約16.4。28.催化劑硫化時(shí)，系統(tǒng)需加入（）。A.H?SB.CS?C.SO?D.無需硫化答案：D解析：Fe系合成氨催化劑為金屬Fe，無需硫化，硫化反而中毒。29.合成氨裝置中，設(shè)置“中壓鍋爐”回收反應(yīng)熱，產(chǎn)汽壓力通常為（）MPa。A.0.5B.1.0C.3.5D.10答案：C解析：3.5MPa等級蒸汽便于驅(qū)動(dòng)循環(huán)機(jī)透平，熱電聯(lián)產(chǎn)。30.氨合成催化劑使用壽命一般可達(dá)（）年。A.1B.3C.5D.10答案：C解析：現(xiàn)代鐵基催化劑在良好工況下壽命5–7年。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.下列屬于合成氨催化劑永久中毒物質(zhì)的有（）。A.H?SB.PH?C.COD.有機(jī)氯答案：ABD解析：CO為可逆中毒，H?S、PH?、有機(jī)氯與Fe形成穩(wěn)定化合物，永久失活。32.合成塔“飛溫”現(xiàn)象可能由（）引起。A.冷激閥突然關(guān)閉B.循環(huán)機(jī)跳車C.新鮮氣H?/N比失調(diào)D.催化劑還原不徹底答案：ABC解析：還原不徹底導(dǎo)致活性低，不會(huì)飛溫；前三種均使反應(yīng)熱無法移出。33.液氨儲罐運(yùn)行中需定期檢驗(yàn)的項(xiàng)目有（）。A.罐壁厚度B.焊縫裂紋C.安全閥校驗(yàn)D.接地電阻答案：ABCD解析：均屬壓力容器年度檢查及定期檢驗(yàn)內(nèi)容。34.合成氨裝置節(jié)能措施包括（）。A.提高循環(huán)氣H?濃度B.降低合成壓力C.采用徑向塔D.回收反應(yīng)熱產(chǎn)汽答案：ACD解析：壓力降低雖省壓縮功，但降低平衡轉(zhuǎn)化率，綜合能耗未必下降。35.催化劑還原階段需嚴(yán)格控制（）。A.升溫速率B.水汽濃度C.空速D.氫純度答案：ABCD解析：四項(xiàng)均影響還原質(zhì)量及催化劑強(qiáng)度。36.合成氣中CO?高的危害有（）。A.與氨生成氨基甲酸銨腐蝕設(shè)備B.占據(jù)活性中心C.提高爆炸極限D(zhuǎn).降低H?分壓答案：ABD解析：CO?與氨生成腐蝕性溶液；與K?O反應(yīng)破壞助劑；占據(jù)活性中心。37.氨分離器液位過高會(huì)導(dǎo)致（）。A.循環(huán)機(jī)帶液B.液氨進(jìn)入合成塔C.系統(tǒng)壓差升高D.氨凈值下降答案：AC解析：液位高至氣相入口，液滴隨氣體進(jìn)入循環(huán)機(jī)；分離效果差，系統(tǒng)壓差上升。38.合成塔內(nèi)件設(shè)計(jì)需考慮（）。A.熱應(yīng)力B.氫腐蝕C.催化劑裝卸便利D.氣體分布均勻答案：ABCD解析：均屬高壓高溫內(nèi)件核心設(shè)計(jì)要素。39.下列屬于合成氨裝置重大危險(xiǎn)源的有（）。A.液氨儲罐區(qū)B.合成塔C.氫氣柜D.氨冰機(jī)房答案：ACD解析：合成塔為壓力容器，但存量?。粌?、氫柜、冰機(jī)氨量大，屬重大危險(xiǎn)源。40.合成氨裝置開停車方案必須包含（）。A.升溫曲線B.盲板圖C.氮?dú)庵脫Q方案D.環(huán)保應(yīng)急措施答案：ABCD解析：四項(xiàng)均為《危化品企業(yè)開停車規(guī)范》強(qiáng)制內(nèi)容。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.合成氨反應(yīng)器出口氨濃度越高，則催化劑活性越好。（）答案：×解析：受平衡限制，過高濃度需更低溫度或更高壓力，不能單以濃度判活性。42.催化劑還原時(shí)，升溫速率越快越能縮短開工時(shí)間。（）答案：×解析：過快導(dǎo)致水汽突增，催化劑粉化，必須按曲線升溫。43.液氨儲罐必須設(shè)置兩套獨(dú)立液位計(jì)。（）答案：√解析：TSG212016強(qiáng)制要求，防止液位誤判。44.合成塔壓差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(jié)垢等。45.合成氨裝置中，氫氣在高壓下易滲透鋼材，造成氫脆。（）答案：√解析：高溫高壓氫使碳鋼脫碳、開裂，需用鉻鉬鋼。46.氨合成催化劑失活后可再生，方法為高溫氧化再還原。（）答案：×解析：永久中毒無法再生，只能更換。47.合成氣中甲烷屬惰性氣體，不影響反應(yīng)速率。（）答案：×解析：甲烷降低H?、N?分壓，影響動(dòng)力學(xué)及平衡。48.設(shè)置弛放氣可降低系統(tǒng)惰氣含量，提高氨凈值。（）答案：√解析：弛放氣排出CH?、Ar，維持惰氣濃度穩(wěn)定，提高凈值。49.液氨儲罐區(qū)應(yīng)設(shè)置圍堰，容積不小于最大儲罐容量。（）答案：√解析：GB501602008(2022版)要求。50.合成氨裝置停車后，系統(tǒng)需保持微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)。（）答案：√解析：防止空氣進(jìn)入形成爆炸混合氣，同時(shí)保護(hù)催化劑。四、填空題（每空1分，共20分）51.合成氨反應(yīng)分子式為________，該反應(yīng)為________熱反應(yīng)。答案：N?＋3H??2NH?；放52.鐵基催化劑的主活性相為________，助劑Al?O?的作用是________。答案：αFe；結(jié)構(gòu)助劑，提高比表面積、防止燒結(jié)53.合成塔熱點(diǎn)溫度一般控制在________℃，超過________℃將造成催化劑________。答案：480–500；520；不可逆燒結(jié)54.液氨的沸點(diǎn)（常壓）為________℃，其自燃點(diǎn)為________℃。答案：33.4；65155.合成氣中總硫要求小于________ppm，CO要求小于________ppm。答案：0.1；1056.催化劑還原時(shí)，第一層床層溫升應(yīng)小于________℃·h?1，水汽峰值應(yīng)小于________ppm。答案：20；100057.合成氨裝置中，循環(huán)機(jī)采用________壓縮，其出口冷卻方式通常為________。答案：離心；水冷器＋氨冷器兩級58.氨分離器液位控制指標(biāo)為________%，低報(bào)________%，高報(bào)________%。答案：30–70；20；8059.合成塔壓差正常值為________MPa，報(bào)警值________MPa，聯(lián)鎖值________MPa。答案：0.3–0.5；0.8；1.060.液氨儲罐壓力控制閥為________式安全閥，其整定壓力為儲罐設(shè)計(jì)壓力的________倍。答案：彈簧；1.05–1.10五、簡答題（每題6分，共30分）61.簡述合成氨催化劑還原的基本原理及關(guān)鍵控制點(diǎn)。答案：還原為Fe?O?→Fe過程，用H?將氧化鐵還原為αFe，釋放H?O。關(guān)鍵控制：①升溫速率≤20℃·h?1；②水汽<100ppm；③氫純度>90%；④空速≥3000h?1，及時(shí)移走水汽；⑤還原終點(diǎn)以出口H?O連續(xù)4h不再下降為準(zhǔn)。62.寫出合成氨裝置正常停車步驟（簡要）。答案：①降負(fù)荷至50%，逐步關(guān)閉新鮮氣切斷閥；②同步降低循環(huán)量，維持熱平衡；③當(dāng)氨凈值<5%，停開工加熱爐；④系統(tǒng)降溫≤60℃，停循環(huán)機(jī)；⑤氮?dú)庵脫Q至O?<0.5%，保壓0.2MPa；⑥排放液氨至零液位，盲板隔離；⑦提交停車報(bào)告。63.說明弛放氣回收氫氣的兩種工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)。答案：（1）變壓吸附（PSA）：優(yōu)點(diǎn)：氫回收率>95%，產(chǎn)品純度>99.9%；缺點(diǎn)：投資高，解吸氣需再壓縮。（2）膜分離：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，占地小，可連續(xù)操作；缺點(diǎn)：氫純度90–96%，回收率85%，膜壽命3–5年需更換。64.分析合成塔“飛溫”現(xiàn)象的原因及處理措施。答案：原因：①冷激閥故障關(guān)閉；②循環(huán)機(jī)跳車，熱量無法帶出；③H?/N比失調(diào)，反應(yīng)熱突增；④催化劑活性過高。處理：①緊急打開冷激閥；②啟動(dòng)備用循環(huán)機(jī)；③降低新鮮氣量；④向系統(tǒng)注入氮?dú)庀♂專虎荼匾獣r(shí)打開合成塔副線泄壓，強(qiáng)制降溫。65.列舉液氨儲罐運(yùn)行期間的五項(xiàng)主要安全檢查內(nèi)容。答案：①罐壁超聲波測厚，每年一次；②焊縫射線或磁粉檢測，每六年一次；③安全閥、液位計(jì)、壓力表校驗(yàn)，每年一次；④噴淋冷卻系統(tǒng)試噴，每季度一次；⑤防雷防靜電接地電阻檢測，每年雷雨季節(jié)前完成，阻值<10Ω。六、計(jì)算題（每題10分，共20分）66.某合成氨裝置日產(chǎn)氨1000t，氨凈值16%，循環(huán)氣中惰氣（CH?＋Ar）含量12%，弛放氣量占循環(huán)氣總量5%，求每小時(shí)循環(huán)氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。答案：氨產(chǎn)量=1000×1000/24=41667kg·h?1=41667/17=2451kmol·h?1設(shè)循環(huán)氣量Vkmol·h?1，弛放氣0.05V，帶出惰氣0.05V×12%=0.006V系統(tǒng)惰氣平衡：新鮮氣帶入惰氣=弛放氣帶出惰氣新鮮氣量F，惰氣含量0.5%，則0.005F=0.006V→F=1.2V氮平衡：新鮮氣含N?24.5%，則0.245F×2×0.16=2451→0.245×1.2V×0.32=2451→V=2451/(0.245×1.2×0.32)=26000kmol·h?1答：循環(huán)氣量26000kmol·h?1（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。67.合成塔入口氣體溫度380℃，出口480℃，氣體平均比熱容36kJ·kmol?1·K?1，氨反應(yīng)熱92.4kJ·mol?1，求每生成1kmolNH?需移走的熱量。答案：反應(yīng)放熱：92.4kJ·mol?1×1000=92400kJ·kmol?1氣體溫升吸熱：36