2025年合成氨工艺证模拟考试题库及答案

2025年合成氨工艺证模拟考试题库及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.合成氨反应的主反应方程式为（）。A.N₂+O₂⇌2NOB.N₂+3H₂⇌2NH₃（高温高压、催化剂）C.2H₂+O₂⇌2H₂OD.CO+H₂O⇌CO₂+H₂答案：B2.合成氨工艺中，常用的铁基催化剂主要活性成分是（）。A.Fe₃O₄B.α-FeC.Fe₂O₃D.FeO答案：B3.合成氨反应的最佳氢氮比（H₂:N₂）理论值为（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：C4.合成塔操作中，入口气体温度过低会导致（）。A.反应速率加快B.催化剂活性下降C.氨分离效率提高D.系统压力降低答案：B5.合成氨系统中，循环气的主要作用是（）。A.提高氢气纯度B.降低惰性气体含量C.回收未反应的原料气D.增加系统压力答案：C6.氨冷器的主要功能是（）。A.提高合成塔入口温度B.降低循环气温度以分离液氨C.储存液氨D.增加系统循环量答案：B7.合成氨工艺中，惰性气体（如Ar、CH₄）的积累会导致（）。A.反应速率加快B.系统压力升高C.氨产率提高D.催化剂活性增强答案：B8.当合成塔床层温度突然下降时，首先应检查（）。A.循环气流量是否增大B.原料气中硫含量是否超标C.液氨排放量是否过多D.水冷器冷却水流量是否减少答案：B（注：硫中毒会导致催化剂失活，床层温度下降）9.合成氨系统紧急停车时，首先应（）。A.切断原料气供应B.关闭合成塔出口阀C.开启系统泄压阀D.停止循环机运行答案：A（注：切断原料气防止系统超压）10.合成氨工艺中，压缩机的作用是（）。A.提高原料气压力至反应所需条件B.降低气体温度C.分离液氨D.脱除气体中的杂质答案：A11.合成塔内件中，起到均匀分布气体作用的部件是（）。A.触媒筐B.气体分布器C.内筒D.热电偶套管答案：B12.液氨储罐的安全液位通常控制在（）。A.50%-60%B.60%-70%C.70%-80%D.80%-90%答案：C（注：预留膨胀空间，防止超压）13.合成氨工艺中，氢氮比失调的主要原因可能是（）。A.造气工段氢气产量波动B.压缩机油温过高C.水冷器结垢D.氨冷器液氨液位过低答案：A14.合成塔出口氨含量的正常范围是（）。A.1%-3%B.3%-5%C.12%-18%D.20%-25%答案：C（注：现代工艺一般为12%-18%）15.当循环气中甲烷含量超过15%时，应采取的措施是（）。A.增加新鲜气补充量B.减少驰放气排放量C.提高合成塔压力D.增大驰放气排放量答案：D（注：驰放气可降低惰性气体含量）16.合成氨系统开车前，对设备进行氮气置换的目的是（）。A.提高系统压力B.排除空气，防止爆炸C.预热催化剂D.检测设备密封性答案：B17.合成氨催化剂还原的关键控制参数是（）。A.系统压力B.还原温度C.循环气流量D.液氨排放量答案：B（注：还原温度影响催化剂活性）18.合成氨工艺中，水冷器出口气体温度应控制在（）。A.10-20℃B.30-40℃C.50-60℃D.70-80℃答案：B（注：确保后续氨冷器高效分离液氨）19.合成塔压差过大的主要原因可能是（）。A.催化剂粉化B.循环气流量过小C.入口温度过高D.液氨分离效率低答案：A20.液氨泄漏时，现场人员应首先（）。A.用清水冲洗泄漏点B.佩戴正压式空气呼吸器C.启动消防喷淋系统D.报告班长答案：B（注：保障自身安全是首要任务）二、判断题（共20题，每题1分，共20分。正确填“√”，错误填“×”）1.合成氨反应是吸热反应，因此需要持续加热。（）答案：×（注：合成氨是放热反应）2.合成塔内催化剂层温度分布应遵循“上低下高”原则。（）答案：×（注：应“上高下低”，利用反应放热维持温度）3.循环气中氢气含量过高会导致合成塔床层温度下降。（）答案：√（注：氢氮比失衡，反应速率降低，放热减少）4.液氨储罐的压力主要由储存温度决定。（）答案：√（注：液氨饱和蒸气压随温度升高而增大）5.合成氨催化剂失活后可通过提高反应温度恢复活性。（）答案：×（注：硫中毒等不可逆失活无法通过升温恢复）6.合成系统开车时，应先启动循环机再通入原料气。（）答案：√（注：建立循环后再进气，防止超压）7.氨冷器中液氨蒸发会吸收热量，降低气体温度。（）答案：√8.合成塔入口气体中氧含量应控制在0.5%以下。（）答案：×（注：氧含量需严格控制在0.1%以下，防止催化剂氧化）9.紧急停车后，合成塔应保持正压，防止空气进入。（）答案：√10.合成氨工艺中，原料气脱硫的主要目的是防止设备腐蚀。（）答案：×（注：主要防止催化剂硫中毒）11.循环机跳车时，应立即关闭合成塔入口阀。（）答案：×（注：应先打开系统泄压阀，防止超压）12.液氨的临界温度为132.4℃，因此常温下可通过压缩液化。（）答案：√13.合成塔出口氨含量越高，说明催化剂活性越好。（）答案：√（注：在相同条件下，出口氨含量高反映催化剂活性好）14.合成系统压力越高，氨合成反应速率越快，因此应尽可能提高压力。（）答案：×（注：压力过高会增加设备负荷和能耗）15.水冷器结垢会导致出口气体温度升高，影响氨分离效率。（）答案：√16.合成氨催化剂装填时，应确保颗粒大小均匀，避免局部堵塞。（）答案：√17.驰放气的主要成分是氮气、氢气和惰性气体，可回收作为燃料。（）答案：√18.合成塔内件安装时，应重点检查密封面是否完好，防止气体泄漏。（）答案：√19.液氨泄漏时，可用砂土覆盖吸收，但需避免与水接触。（）答案：×（注：液氨易溶于水，可用水稀释）20.合成氨装置的防爆区域应使用防爆电气设备，防止火花引发爆炸。（）答案：√三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述合成氨催化剂的组成及各成分的作用。答案：合成氨常用铁基催化剂，主要成分包括：（1）活性组分：α-Fe，是反应的主要活性中心；（2）助催化剂：Al₂O₃（稳定α-Fe结构，防止烧结）、K₂O（促进电子转移，提高活性）、CaO（中和酸性杂质，保护Al₂O₃）、MgO（增强催化剂机械强度）；（3）载体：少量SiO₂等，提供支撑结构。2.合成氨系统中，控制氢氮比为3:1的意义是什么？答案：（1）热力学角度：氢氮比3:1时，反应平衡氨含量最高；（2）动力学角度：此比例下反应速率最快，原料气利用率最高；（3）经济性角度：避免单一气体过量导致的循环能耗增加或排放损失。3.合成塔床层温度超温的主要原因及处理措施有哪些？答案：主要原因：（1）循环气流量过小，热量无法及时带出；（2）入口气体温度过高；（3）催化剂活性过高（如还原过度）；（4）原料气中氢氮比失调（氢气不足）；（5）仪表故障导致温度显示偏差。处理措施：（1）增大循环气流量，加强热量带出；（2）降低合成塔入口气体温度（如增加水冷器、氨冷器负荷）；（3）调整氢氮比至3:1；（4）若超温严重，可临时减少原料气流量；（5）检查仪表，确认温度显示准确性。4.合成氨装置紧急停车的主要步骤有哪些？答案：（1）立即切断原料气供应，关闭新鲜气进口阀；（2）停止循环机运行，打开系统泄压阀，控制泄压速率（防止负压）；（3）关闭合成塔出口阀，保持塔内正压（≥0.5MPa）；（4）停止液氨排放，关闭氨冷器液氨出口阀；（5）启动氮气置换系统（若需检修），防止空气进入；（6）检查各设备温度、压力，记录停车前状态；（7）报告上级，组织排查停车原因。5.简述水冷器在合成氨工艺中的作用及常见故障处理。答案：作用：（1）冷却合成塔出口高温气体（约450-500℃）至30-40℃，降低后续氨冷器负荷；（2）初步分离部分液氨（利用温度降低使氨液化）；（3）维持系统热量平衡，防止高温损坏设备。常见故障及处理：（1）结垢：出口温度升高，换热效率下降。处理：定期酸洗除垢，控制冷却水水质（如添加阻垢剂）；（2）内漏（气侧与水侧互漏）：气侧压力下降或水中氨含量升高。处理：停车检修，更换或补焊管束；（3）冷却水流量不足：出口温度升高。处理：检查水泵、阀门，清理过滤器，增大冷却水流量。四、案例分析题（共2题，每题5分，共10分）案例1：某合成氨装置运行中，操作人员发现合成塔床层温度从480℃快速升至520℃，同时循环气流量从120000m³/h降至100000m³/h，系统压力由15MPa升至16.5MPa。试分析可能原因及应采取的应急措施。答案：可能原因：（1）循环机故障（如皮带打滑、电机功率下降）导致循环气流量减少，热量无法及时带出；（2）循环气管道阀门误关或堵塞，阻力增大；（3）原料气中氢氮比失调（如氢气含量过低），反应放热集中；（4）催化剂局部活性过高（如还原不均匀）。应急措施：（1）立即检查循环机运行状态，若为设备故障，启动备用循环机；（2）手动增大循环气流量（若阀门误关，全开相关阀门）；（3）降低合成塔入口气体温度（增加水冷器、氨冷器冷却水/液氨供应量）；（4）调整氢氮比至3:1（增加氢气或减少氮气补充量）；（5）若温度持续上升，切断部分原料气供应，降低反应速率；（6）密切监控床层温度，若超温至550℃以上，按紧急停车处理。案例2：某液氨储罐区巡检时，发现储罐根部阀门处有白色雾状气体冒出，现场可闻到刺激性气味。试判断泄漏类型，说明现场处置步骤及注意事项。答案：泄漏类型：液氨泄漏（液氨汽化吸热，周围水蒸气凝结成白雾）。现场处置步骤：（1）立即佩戴正压式空气呼吸器，穿防化服，进入泄漏区域；（2）设置警戒区，禁止无关人员进入，切断区域内火源（如关闭电源、禁止动火）；（3）检查泄漏点，若为阀门填料泄漏，尝试紧压填料压盖；若为阀门损坏，关闭上游截止阀（若无法关闭，启动备用流程）；（4）开启消防喷淋系统，用大量清水稀释泄漏的氨气（氨易溶于水），降低空气中氨浓度；（5）通知维修人员携带工具到场抢修，同时报告调度和安全部门；（6）监测泄漏区域及下风向氨浓度（使用便携式