2024年合成氨工艺考试题库及答案

2024年合成氨工艺考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)的化学平衡常数Kp随温度升高而（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：B2.在工业合成氨装置中，一段转化炉出口甲烷含量一般控制在（）以下，以保证二段转化炉安全运行。A.8%B.12%C.15%D.20%答案：A3.铁基氨合成催化剂还原时，下列气体组分中最容易引起“过度还原”的是（）。A.H₂B.N₂C.COD.H₂O答案：C4.采用布朗工艺合成氨时，低温甲醇洗单元再生塔顶温度突然升高，最可能的原因是（）。A.贫液泵汽蚀B.富液中CO₂负荷过低C.再沸器蒸汽量突增D.甲醇中水含量升高答案：D5.氨合成塔内件采用“三床层四换热器”结构，其根本目的在于（）。A.降低循环比B.提高单程转化率C.减少催化剂用量D.降低系统压力答案：B6.合成回路中设置“冷激副线”的主要工艺作用是（）。A.调节合成塔入口氨含量B.降低循环机功耗C.抑制甲烷化副反应D.提高氢氮比答案：A7.某装置合成塔入口惰性气（CH₄+Ar）体积分数为12%，若循环气排放量为总循环量的5%，则惰性气在回路中的平衡浓度为（）。A.12%B.13.6%C.14.8%D.15.2%答案：C8.氨合成催化剂在运行后期出现“热点下移”，最先考虑的工艺调整措施是（）。A.提高入口氢氮比B.降低循环气量C.提高操作压力D.降低惰性气含量答案：B9.下列关于合成氨装置蒸汽系统的说法，正确的是（）。A.转化炉烟气废锅产汽压力越高越好，可提高全厂蒸汽品位B.合成塔出口废锅发生蒸汽压力必须高于一段炉产汽压力C.中压蒸汽管网压力骤降时，应优先保证合成气压缩机透平用汽D.透平背压蒸汽可直接排入大气，无需回收答案：C10.液氨储罐顶部设置“氨回收洗涤塔”，其洗涤液通常选用（）。A.脱盐水B.稀硝酸C.甲醇D.碱液答案：A11.合成气中总硫含量要求小于0.1ppm，主要目的是（）。A.防止甲烷化催化剂中毒B.防止氨合成催化剂中毒C.防止CO₂吸收剂降解D.防止设备应力腐蚀答案：B12.某厂采用Casale轴径向合成塔，催化剂还原阶段，下列操作步骤正确的是（）。A.先提压后提温B.先提温后提压C.同时提温提压D.先恒温恒压再提温答案：B13.合成氨装置中，设置“高压高温飞灰过滤器”的位置在（）。A.一段转化炉出口B.二段转化炉出口C.高变炉出口D.低变炉出口答案：B14.氨合成催化剂还原时，水汽浓度控制指标为（）。A.<100ppmB.<500ppmC.<1000ppmD.<3000ppm答案：A15.合成回路循环机采用离心式，其喘振线随气体分子量增大而（）。A.左移B.右移C.不变D.先左后右答案：A16.氨合成塔出口氨含量（干基）为18%，若系统压力为15MPa，则对应的氨分压为（）MPa。A.2.55B.2.70C.3.00D.3.20答案：B17.液氨中溶解的铁离子主要来源于（）。A.碳钢管道均匀腐蚀B.不锈钢点蚀C.铜合金脱锌D.催化剂粉化答案：A18.合成氨装置中，设置“高压锅炉水预硫化”工艺，其目的是（）。A.降低设备应力腐蚀开裂敏感性B.提高蒸汽产量C.减少排污率D.降低给水泵功耗答案：A19.某装置采用“深冷净化+液氮洗”工艺，若冷箱出口CO含量突然升高，最先排查的是（）。A.甲烷化炉超温B.液氮洗塔液位过低C.分子筛穿透D.冷箱换热器冻堵答案：D20.合成氨装置中，透平冷凝液溶解氧控制指标为（）ppb。A.<5B.<10C.<20D.<50答案：B21.氨合成催化剂在运行中出现“上层温度骤降、下层温度骤升”现象，最可能的原因是（）。A.循环机带液B.催化剂中毒C.换热器内漏D.塔壁裂纹答案：C22.合成气压缩机采用干气密封，其一级密封气源通常取自（）。A.高压氮气B.压缩机出口工艺气C.仪表空气D.低压蒸汽答案：B23.氨合成塔催化剂装填时，要求“分层装填、分层还原”，其根本目的在于（）。A.降低还原时间B.提高催化剂强度C.控制还原放热速度D.减少催化剂粉化答案：C24.合成氨装置中，设置“高压系统氮气置换”时，要求氧含量低于（）为合格。A.0.1%B.0.3%C.0.5%D.1.0%答案：A25.液氨球罐区设置“水幕喷淋”，其喷淋强度设计值不小于（）L/(m²·min)。A.2B.4C.6D.8答案：C26.合成氨装置中，设置“合成气在线氢氮比分析仪”，其测量原理多为（）。A.热导式B.红外式C.磁氧式D.电化学式答案：A27.氨合成催化剂还原结束后，首要进行的确认项目是（）。A.催化剂床层压降B.出口氨含量C.还原出水量D.塔壁温度答案：C28.合成氨装置中，设置“高压系统气密”时，气密压力为设计压力的（）。A.1.0倍B.1.1倍C.1.25倍D.1.5倍答案：B29.氨合成塔出口设置“废热锅炉”，其传热管材质通常选用（）。A.20GB.15CrMoC.12Cr2Mo1D.304L答案：C30.合成氨装置中，设置“液氨产品在线冷量回收”系统，其冷量主要来源于（）。A.液氨闪蒸B.液氨泵回流C.氨压机级间冷却D.氨合成反应热答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）31.下列属于合成氨装置“五大机组”的有（）。A.合成气压缩机B.空气压缩机C.氨冰机D.循环气压缩机E.锅炉给水泵答案：ABCD32.铁基氨合成催化剂的助剂作用包括（）。A.提高活性B.提高抗毒能力C.降低还原温度D.提高机械强度E.抑制甲烷化副反应答案：ABCD33.下列操作会导致合成塔床层“飞温”的有（）。A.循环机突然跳车B.冷激阀突然全开C.氢氮比骤降D.入口氨含量突降E.系统压力突升答案：ACD34.合成氨装置中，设置“高压锅炉水连续排污”的目的有（）。A.控制炉水总固形物B.控制炉水pHC.回收热量D.降低腐蚀速率E.提高蒸汽产量答案：ABCD35.液氨储罐发生“翻滚”现象的根本原因包括（）。A.温差分层B.密度分层C.液位过高D.充装速度过快E.罐底积水答案：ABD36.下列属于合成气深度净化“精脱硫”工艺的有（）。A.氧化锌脱硫B.铁锰脱硫C.钴钼加氢+氧化锌D.活性炭脱硫E.低温甲醇洗答案：ABC37.氨合成催化剂还原过程中，需要实时监控的参数有（）。A.入口水汽浓度B.床层轴向温差C.还原出水量D.循环气氢纯度E.塔壁温度答案：ABCD38.合成氨装置中，设置“合成气在线色谱仪”可检测的组分有（）。A.H₂B.N₂C.CH₄D.ArE.NH₃答案：ABCDE39.下列属于合成氨装置“重大危险源”的有（）。A.液氨球罐B.合成塔C.一段转化炉D.氨冰机E.高压储氢瓶组答案：ABC40.合成氨装置中，设置“紧急泄压联锁”的触发条件包括（）。A.合成塔床层温度超高B.循环机振动超高C.液氨储罐液位超高D.高压系统泄漏E.主蒸汽压力低答案：ABD三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.合成氨反应为放热反应，因此降低温度、提高压力均有利于平衡向生成氨方向移动。（）答案：√42.铁基催化剂还原时，水汽浓度越高越有利于催化剂孔结构发育。（）答案：×43.合成塔催化剂装填时，允许直接踩踏催化剂，但需穿软底鞋。（）答案：×44.液氨储罐必须设置两套独立的液位测量系统，且其中一套必须为非接触式。（）答案：√45.合成气压缩机采用干气密封时，一级密封气压力必须高于压缩机平衡管压力。（）答案：√46.氨合成催化剂运行后期，可通过提高惰性气含量来抑制催化剂粉化。（）答案：×47.合成氨装置中，设置“高压系统氮气保压”时，保压压力可低于设计压力。（）答案：√48.液氨中溶解氧含量升高会加剧碳钢应力腐蚀开裂。（）答案：√49.合成塔出口氨含量越高，则单位产品氨的循环功耗越低。（）答案：×50.合成氨装置中，设置“合成气在线氢氮比分析仪”必须配套样品减压系统。（）答案：√四、填空题（每空1分，共20分）51.合成氨反应器设计时，通常采用“________”模型计算催化剂用量，以保证足够的________余量。答案：拟均相一维、活性52.铁基氨合成催化剂的主活性相为________，其晶体结构为________。答案：αFe、体心立方53.合成气中总硫要求小于________ppm，其中H₂S要求小于________ppm。答案：0.1、0.0354.液氨储罐必须设置________喷淋系统，其喷淋强度不小于________L/(m²·min)。答案：水幕、655.合成塔催化剂还原阶段，要求水汽浓度小于________ppm，升温速度不超过________℃/h。答案：100、556.合成氨装置中，设置“________”换热器回收合成塔出口高温气体热量，发生________MPa等级蒸汽。答案：废热锅炉、4.057.合成气压缩机采用“________”密封，其一级密封气源取自压缩机________。答案：干气、出口工艺气58.氨合成催化剂运行后期，出现“热点下移”时，可通过降低________气量或提高________气量进行调整。答案：循环、冷激59.液氨中溶解的铁离子主要来源于________腐蚀，其控制措施为控制液氨中________含量。答案：碳钢、水60.合成氨装置中，设置“________”联锁，当合成塔床层温度超过________℃时自动泄压。答案：紧急、500五、简答题（每题6分，共30分）61.简述铁基氨合成催化剂还原过程中“水汽浓度”控制的重要性及措施。答案：水汽浓度过高会导致催化剂孔结构破坏、活性下降甚至粉化；控制措施包括：1.严格按升温曲线升温，2.控制循环气氢纯度>75%，3.及时排放还原水，4.设置在线水汽分析仪，5.还原初期采用低空速、低压力操作。62.简述合成氨装置“液氨储罐翻滚”现象的机理及预防措施。答案：机理：长期静置导致液氨因温差或密度差形成分层，当外界扰动（充装、气温变化）打破分层时，底层低温高密度液氨突然上升，大量蒸发导致罐内压力骤升。预防措施：1.罐内设置循环泵强制混合，2.控制充装速度，3.罐体保温减少温差，4.定期倒罐，5.设置温度密度在线监测。63.简述合成塔催化剂“上层温度骤降、下层温度骤升”故障的诊断及处理。答案：诊断：1.确认换热器内漏，2.分析进出口气体组成变化，3.检查床层压降变化。处理：1.降低负荷，2.切除内漏换热器，3.调整冷激量，4.必要时停车检修，5.催化剂床层取样分析。64.简述合成氨装置“高压系统气密”试验步骤及合格标准。答案：步骤：1.系统氮气置换合格，2.分阶段升压至1.1倍设计压力，3.稳压30min，4.用肥皂水检查法兰、焊口，5.记录压降。合格标准：1.压降<0.1MPa/30min，2.无可见泄漏，3.无异常声响，4.24h保压压降<1%。65.简述合成氨装置“紧急泄压联锁”触发后的动作及恢复步骤。答案：动作：1.关闭合成塔进气阀，2.打开泄压阀，3.停循环机，4.停压缩机，5.启动消防系统。恢复：