2025年全国合成氨工艺操作证理论考试练习试题（含答案）

2025年全国合成氨工艺操作证理论考试练习试题（含答案）一、单项选择题（每题1分，共20题）1.合成氨生产中，原料气经脱硫、变换、脱碳后，最终需要去除的微量杂质是（）A.一氧化碳和二氧化碳B.硫化氢和有机硫C.甲烷和氩气D.氧气和水蒸气答案：A（原料气净化的最后一步是通过甲烷化或铜洗去除残留的CO、CO₂，防止催化剂中毒）2.合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃（ΔH=-92.4kJ/mol）的最佳操作条件选择依据是（）A.高温高压促进正反应B.低温高压提高平衡转化率C.高温低压加快反应速率D.低温低压降低能耗答案：B（该反应为放热、体积减小的可逆反应，低温高压有利于平衡正向移动，提高氨合成率）3.往复式压缩机的吸气阀和排气阀属于（）A.截止阀B.止回阀C.安全阀D.节流阀答案：B（压缩机气阀依靠压差自动开启关闭，防止气体倒流，属于止回阀）4.合成塔内件中，用于均匀分配气体并支撑催化剂的部件是（）A.中心管B.分气盒C.冷管束D.触媒筐答案：D（触媒筐是装填催化剂的容器，其结构设计直接影响气体分布和反应效率）5.下列哪项不属于合成氨工艺中“三废”的是（）A.造气炉渣B.变换冷凝液C.合成弛放气D.压缩机油雾答案：D（压缩机油雾属于可回收处理的工艺介质，不属于常规“三废”）6.当合成塔床层温度突然下降50℃时，最可能的原因是（）A.循环气流量增大B.新鲜气中甲烷含量升高C.催化剂活性下降D.冷激阀误开答案：D（冷激阀用于调节床层温度，误开将导致大量低温气体进入，温度骤降）7.铜洗工艺中，醋酸铜氨液的主要作用是（）A.脱除二氧化碳B.吸收一氧化碳C.干燥气体D.脱除硫化氢答案：B（醋酸铜氨液中的亚铜离子可与CO形成络合物，实现深度脱碳后CO的精脱）8.离心式压缩机防喘振控制的核心是（）A.保持出口压力稳定B.确保流量高于最小喘振流量C.控制转速在额定范围D.监测轴振动值答案：B（喘振发生在流量低于临界值时，防喘振阀通过回流或放空维持流量高于喘振线）9.合成氨系统压力突然下降，且循环机电流降低，最可能的故障是（）A.合成塔内件泄漏B.氨分离器液位过高C.循环气管道破裂D.冰机跳车答案：C（管道破裂会导致系统气体大量泄漏，压力下降同时循环机负荷减少，电流降低）10.造气工段中，吹风阶段的主要目的是（）A.生成水煤气B.预热燃料层C.回收吹风气热量D.排出炉内惰性气体答案：B（吹风阶段通入空气使燃料层（焦炭/煤）燃烧升温，积蓄热量供制气阶段使用）11.下列关于合成氨催化剂的说法错误的是（）A.主要活性成分是α-FeB.还原后需避免与氧气接触C.硫、磷是可逆性毒物D.温度过高会导致烧结失活答案：C（硫、磷与催化剂活性成分反应生成稳定化合物，属于永久性毒物）12.氨合成塔出口气中氨含量一般控制在（）A.1-3%B.12-18%C.25-30%D.35-40%答案：B（受平衡转化率限制，工业合成塔出口氨含量通常为12-18%）13.变换工段中，低变催化剂（钴钼系）与高变催化剂（铁铬系）相比，主要优势是（）A.耐硫性能好B.操作温度高C.抗毒能力强D.成本更低答案：A（钴钼系低变催化剂可在高硫条件下使用，无需预先深度脱硫）14.当冰机（氨压缩机）排气温度超过130℃时，应采取的紧急措施是（）A.提高吸气压力B.加大冷却水流量C.立即停车D.开启旁通阀答案：C（排气温度过高会导致润滑油碳化，引发设备损坏，需紧急停车）15.合成氨系统中，弛放气的主要成分是（）A.NH₃、H₂、N₂B.H₂、N₂、CH₄、ArC.CO₂、H₂O、H₂D.H₂S、COS、N₂答案：B（弛放气是为维持系统惰性气体（CH₄、Ar）浓度稳定而排出的循环气，主要含未反应的H₂、N₂和惰性气体）16.下列哪项不是影响造气炉制气效率的主要因素（）A.燃料粒度B.吹风时间C.蒸汽压力D.循环气流量答案：D（循环气流量属于合成工段参数，不直接影响造气效率）17.铜洗塔发生液泛时，典型现象是（）A.塔压差急剧下降B.出口气体带液C.铜液循环量增大D.系统压力升高答案：B（液泛时塔内液体无法顺利下流，气体夹带液体从塔顶排出）18.合成氨装置开车时，系统置换的合格标准是（）A.氧气含量＜0.5%B.可燃气体含量＜1%C.氮气含量＞99%D.水蒸气含量＜0.1%答案：A（置换目的是排除空气，防止开车时氧气与可燃气体混合爆炸，氧气含量需＜0.5%）19.下列关于氨储存的安全要求错误的是（）A.液氨储罐应设置喷淋降温装置B.储罐区应配备正压式空气呼吸器C.储罐最大充装量不超过容积的85%D.可以与氯气储罐同区存放答案：D（氨与氯接触会发生剧烈反应，严禁同区存放）20.当发现合成塔触媒筐阻力上升时，可能的原因是（）A.催化剂粉化B.循环气流量减小C.冷激阀开度增大D.新鲜气氢氮比升高答案：A（催化剂粉化会导致床层空隙率下降，气体通过阻力增大）二、多项选择题（每题2分，共10题，少选、错选均不得分）1.合成氨原料气的主要来源包括（）A.天然气蒸汽转化B.煤（焦炭）固定床气化C.重油部分氧化D.电解水制氢答案：ABC（电解水制氢成本过高，工业上主要采用化石燃料气化/转化）2.影响氨合成反应速率的因素有（）A.催化剂活性B.反应温度C.系统压力D.氢氮比答案：ABCD（反应速率与催化剂活性、温度（动力学因素）、压力（浓度）、氢氮比（反应物比例）均相关）3.下列属于合成氨工艺重点监控参数的是（）A.合成塔床层温度B.循环气氢氮比C.液氨储罐液位D.造气炉炉顶温度答案：ABCD（根据《首批重点监管的危险化工工艺目录》，合成氨工艺需监控反应温度、压力、物料比例、设备运行参数等）4.压缩工段的安全操作要点包括（）A.定期检查气阀密封性B.控制润滑油油温在35-55℃C.开机前需盘车确认无卡阻D.长期停车时应排净气缸内积水答案：ABCD（均为压缩机安全运行的关键措施）5.合成氨系统紧急停车的触发条件包括（）A.循环机跳车B.合成塔超压1.0MPaC.冰机连续断油30秒D.原料气中断3分钟答案：ABCD（设备故障、工艺参数超标、原料中断均可能触发紧急停车）6.变换工段中，一氧化碳变换反应的特点是（）A.可逆反应B.放热反应C.体积不变反应D.需要催化剂答案：ABD（反应式CO+H₂O⇌CO₂+H₂，ΔH＜0，体积不变但需催化剂）7.下列关于液氨泄漏应急处置正确的是（）A.立即切断泄漏源B.用大量水稀释泄漏区C.进入现场人员需佩戴过滤式防毒面具D.疏散下风方向500米内人员答案：ABD（过滤式面具无法防护高浓度氨，需使用正压式呼吸器）8.造气炉操作中，“三高一短”工艺的内容包括（）A.高炭层B.高风速C.高蒸汽压力D.短循环时间答案：ABCD（“三高一短”是提高造气效率的优化操作，即高炭层、高风速、高蒸汽压力、短循环时间）9.合成塔内件设计需要考虑的因素有（）A.气体分布均匀性B.热量回收效率C.催化剂装填量D.设备耐高压性能答案：ABCD（内件设计需兼顾反应效率、热量利用、催化剂装填和设备强度）10.下列关于合成氨能耗的说法正确的是（）A.煤制氨能耗高于天然气制氨B.提高合成率可降低循环能耗C.余热回收可降低综合能耗D.采用新型催化剂能降低反应温度，减少能耗答案：ABCD（均符合合成氨能耗优化的基本原理）三、判断题（每题1分，共10题，正确打√，错误打×）1.合成氨反应中，氢氮比控制为3:1时，平衡氨含量最高（）答案：√（根据化学平衡，H₂:N₂=3:1时反应最有利）2.离心式压缩机的流量调节可通过改变转速或调节入口导叶实现（）答案：√（两种方法均是离心式压缩机常用的流量调节手段）3.铜洗再生过程中，加热的主要目的是解析出吸收的CO和CO₂（）答案：√（铜液再生需加热使络合物分解，释放CO等气体）4.造气炉下行煤气中氧含量超过0.5%时，应立即停止制气（）答案：√（氧含量超标可能引发爆炸，需紧急处理）5.合成塔入口氨含量升高会导致合成率下降（）答案：√（入口氨含量高，反应推动力减小，平衡氨含量降低）6.冰机（氨压缩机）的作用是将气氨压缩并冷凝为液氨（）答案：√（冰机通过压缩提高气氨压力，使其在常温下被冷却水冷凝）7.变换工段中，一氧化碳转化率随反应温度升高而增大（）答案：×（变换反应是放热反应，温度升高平衡转化率降低，实际操作中需兼顾反应速率和平衡）8.合成氨系统置换时，可用空气作为置换介质（）答案：×（置换应使用惰性气体（如氮气），空气含氧气，可能与可燃气体形成爆炸混合物）9.液氨储罐的安全附件包括安全阀、压力表、液位计和温度计（）答案：√（这些均是储罐运行必需的安全监测设备）10.催化剂还原时，出水速率越快说明还原越彻底（）答案：×（还原需控制出水速率，过快可能导致催化剂结构破坏）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述合成氨工艺中“脱硫-变换-脱碳-精制”的目的。答案：（1）脱硫：脱除原料气中的硫化氢及有机硫，防止后续变换催化剂和合成催化剂中毒；（2）变换：将一氧化碳与水蒸气反应生成氢气和二氧化碳（CO+H₂O→CO₂+H₂），提高氢气产量；（3）脱碳：脱除变换气中的二氧化碳，减少合成系统惰性气体含量，同时可回收CO₂用于尿素生产；（4）精制：脱除残留的微量CO、CO₂（通常＜10ppm），防止合成催化剂永久中毒。2.列举合成塔床层温度波动的主要原因及调节方法。答案：主要原因：（1）循环气流量波动（流量增大则温度下降，反之升高）；（2）新鲜气氢氮比偏离3:1（H₂过高放热少，温度下降；N₂过高则反应加剧，温度上升）；（3）冷激阀开度变化（开度增大，冷激气量大，温度下降）；（4）催化剂活性变化（活性下降，反应放热减少，温度下降）；（5）系统压力波动（压力降低，反应速率下降，温度下降）。调节方法：（1）稳定循环机转速，控制循环气流量；（2）调整新鲜气组成，维持氢氮比3:1；（3）微调冷激阀开度，通过低温循环气调节床层温度；（4）若催化剂活性下降，需适当提高热点温度或计划更换催化剂；（5）稳定系统压力，确保反应在设计压力下进行。3.说明往复式压缩机“十字头-连杆-曲轴”机构的作用，并列举其常见故障。答案：作用：将曲轴的旋转运动通过连杆转换为十字头的往复直线运动，驱动活塞在气缸内做往复运动，实现气体的吸入和压缩。常见故障：（1）十字头销磨损（导致间隙过大，运行时异响）；（2）连杆螺栓松动（可能引发断裂事故）；（3）曲轴轴颈磨损（造成润滑油泄漏或温度升高）；（4）十字头滑道间隙过大（导致活塞偏磨，气缸泄漏）；（5）连杆弯曲变形（引起运动部件卡阻）。4.简述合成氨系统紧急停车的操作步骤（假设因循环机跳车触发）。答案：（1）立即关闭新鲜气进口阀，切断原料气供应；（2）打开系统放空阀，缓慢降低系统压力至0.5-1.0MPa（防止压力骤降损坏设备）；（3）停止冰机运行，关闭液氨出口阀，保持氨分离器液位；（4）关闭合成塔冷激阀，防止低温气体进入床层导致催化剂温度骤降；（5）开启循环机旁路阀，防止系统憋压；（6）检查循环机跳车原因（如电源故障、轴承温度过高、润滑油压力低等）；（7）确认无泄漏后，对关键设备（如合成塔、压缩机）进行状态检查；（8）做好停车记录，为重新开车提供依据。5.分析造气炉“结疤”的原因及预防措施。答案：结疤原因：（1）燃料灰熔点低（灰分中酸性氧化物少，熔点低于炉温）；（2）炉温过高（超过灰熔点，灰分熔融粘结成块）；（3）吹风时间过长或风速过大（导致局部燃烧剧烈，温度超标）；（4）燃料粒度不均匀（细颗粒过多，通风阻力大，局部过热）。预防措施：（1）选用灰熔点高（＞1250℃）的燃料（如无烟煤）；（2）控制炉温在灰熔点以下（一般比灰熔点低50-100℃）；（3）优化吹风时间和风速，避免局部过热；（4）控制燃料粒度在25-75mm范围内，减少细粉含量；（5）定期检查炉内状况，发现结疤及时处理（如打疤、调整送风参数）。五、计算题（每题10分，共2题）1.某合成氨装置新鲜气流量为50000Nm³/h，其中H₂:68%、N₂:22%、CH₄:8%、Ar:2%。循环气中CH₄含量为16%，弛放气中NH₃含量可忽略。计算：（1）新鲜气的氢氮比（H₂/N₂）；（2）为维持系统CH₄平衡，弛放气流量（假设CH₄在系统中无消耗）。答案：（1）氢氮比=H₂含量/N₂含量=68%/22%≈3.09（接近3:1，符合工艺要求）（2）设弛放气流量为VNm³/h，系统中CH₄的输入=输出（无消耗）。新鲜气带入CH₄量=50000×8%=4000Nm³/h循环气中CH₄含量16%，则系统中CH₄总量=循环气中CH₄量+弛放气中CH₄量由于系统处于平衡状态，新鲜气带入的CH₄等于弛放气带出的CH₄（循环气中的CH₄在系统内循环，不积累）：4000=V×16%（弛放气中CH₄含量等于循环气中CH₄含量，因弛放气来自循环气）解得V=4000/0.16=25000Nm³/h2.合成塔入口气体组成为：NH₃=3%、H₂=62%、N₂=20.7%、CH₄=12%、Ar=2.3%，出口气体中NH₃=15%。假设反应前后惰性气体（CH₄、Ar）