2025年合成氨生产工(初级)职业技能《理论知识》考试真题试卷及答案

2025年合成氨生产工(初级)职业技能《理论知识》考试练习题试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.合成氨反应N₂＋3H₂⇌2NH₃的平衡常数Kp随温度升高而（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：B2.在铁基催化剂作用下，合成氨反应速率控制步骤通常是（）。A.氮分子解离吸附B.氢分子解离吸附C.氨分子脱附D.表面反应答案：A3.某合成塔入口气体含N₂24.5%、H₂73.5%、CH₄2%，若惰气累计至8%时开始放空，则理论上每吨氨需排放循环气约（）Nm³。A.180B.220C.260D.300答案：C4.采用两段式压缩时，设置中间冷却器的主要目的是（）。A.降低压缩比B.减少功耗C.防止液击D.提高排气温度答案：B5.氨合成塔内件采用“冷激式”结构，其冷激气来源一般为（）。A.新鲜合成气B.循环机出口气C.水冷器后循环气D.氨分离器后循环气答案：C6.氨合成催化剂还原时，水汽浓度过高会导致（）。A.还原速度加快B.晶粒烧结C.活性相增多D.孔容增大答案：B7.高压氨分离器液位突涨，最先采取的操作是（）。A.关出口调节阀B.降循环量C.开液位放空D.提新鲜气量答案：C8.合成氨装置中，设置“热交换器”回收反应热，其热端温差一般控制在（）℃以内，避免露点腐蚀。A.10B.20C.30D.40答案：B9.合成气中硫含量要求小于0.1ppm，主要因为硫会（）。A.与氨生成硫铵B.腐蚀压缩机C.永久毒化催化剂D.堵塞换热器答案：C10.氨合成塔压降每增加0.1MPa，吨氨电耗约增加（）kWh。A.5B.10C.15D.20答案：C11.某装置日产氨1000t，若循环机效率下降5%，则每天多耗电约（）kWh。A.6000B.8000C.10000D.12000答案：B12.氨合成催化剂使用寿命末期，出口氨含量由14%降至11%，在其他条件不变下，合成塔生产能力约下降（）。A.15%B.20%C.25%D.30%答案：C13.高压系统气密试验压力应为设计压力的（）倍。A.1.0B.1.05C.1.15D.1.25答案：C14.氨合成装置紧急停车时，首先应（）。A.切新鲜气B.停循环机C.开塔后放空D.关塔前阀答案：A15.氨合成催化剂还原阶段，H₂/N₂比宜控制在（）。A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1答案：C16.合成塔出口温度超温10℃，若不及时处理，最易引发（）。A.催化剂粉化B.换热器泄漏C.分离器液泛D.压缩机喘振答案：A17.氨合成系统惰气含量高，会导致（）。A.反应速率提高B.压缩机功耗降低C.合成率下降D.氨分离温度升高答案：C18.高压系统引氨置换时，氧含量需低于（）%。A.0.1B.0.2C.0.5D.1.0答案：A19.氨合成催化剂装填时，自由下落高度不得超过（）m，防止破碎。A.0.5B.1.0C.1.5D.2.0答案：B20.合成塔内件采用“径向流”结构，其优点是（）。A.压降小B.传热系数高C.结构简单D.催化剂装量多答案：A21.氨合成装置中，设置“喷射器”回收高压气体能量，其动力气来自（）。A.新鲜气B.循环气C.合成塔出口气D.氨分离器闪蒸气答案：C22.氨合成催化剂还原终点判断，常以（）为准。A.出口氨>10%B.水汽<100ppmC.床层无温升D.氢耗为零答案：B23.合成塔壳体材质常用（）。A.20gB.16MnRC.15CrMoRD.0Cr18Ni9答案：C24.氨合成系统长期低负荷运行，最易出现（）。A.催化剂积碳B.换热器堵塞C.压缩机喘振D.分离器液泛答案：C25.氨合成催化剂中毒后，活性下降30%，若欲维持产量，应（）。A.提高压力B.降低空速C.提高温度D.减小循环量答案：A26.高压系统水压试验后，需用（）干燥。A.热氮B.热空气C.氨气D.蒸汽答案：A27.氨合成塔催化剂床层热点温度通常控制在（）℃。A.400±5B.450±5C.480±5D.510±5答案：C28.氨合成催化剂还原时，每降低10℃还原速率约下降（）。A.20%B.30%C.40%D.50%答案：D29.氨合成装置中，设置“氨冷器”后温度一般控制在（）℃。A.5B.0C.5D.10答案：A30.氨合成催化剂装填系数（体积比）一般为（）。A.0.4B.0.5C.0.6D.0.7答案：C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，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于合成氨催化剂还原“三低”原则的是（）。A.低温B.低氢C.低空速D.低水汽答案：A、D32.造成合成塔压降增大的原因有（）。A.催化剂粉化B.换热器内漏C.循环量突增D.催化剂结焦答案：A、C、D33.氨合成系统引气前需具备的条件包括（）。A.氧含量<0.2%B.系统干燥合格C.氮气置换合格D.催化剂还原完毕答案：A、B、C34.高压系统发生“氢脆”的必要条件有（）。A.高压B.高温C.高氢分压D.材料存在拉应力答案：A、C、D35.氨合成催化剂中毒的可逆性毒物有（）。A.氧B.水C.硫D.磷答案：A、B36.氨合成塔温度飞升的可能原因有（）。A.循环机跳车B.冷激阀失灵C.新鲜气突增D.分离器液泛答案：A、B、C37.氨合成装置节能措施包括（）。A.提高合成压力B.回收反应热副产蒸汽C.采用径向塔D.提高循环机效率答案：B、C、D38.氨合成催化剂还原过程中，需监测的项目有（）。A.床层温度B.出口水汽C.氢耗速率D.循环气氨含量答案：A、B、C39.高压系统检修时，需隔离的公用工程有（）。A.新鲜气B.循环气C.蒸汽D.冷却水答案：A、B、C、D40.氨合成装置冬季防冻措施包括（）。A.投用电伴热B.微开循环机防喘阀C.保持水冷器水流D.氨冷器排尽积液答案：A、B、C、D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，因此温度越低越有利于氨的净生成。（）答案：√42.氨合成催化剂还原时，提高氢浓度可缩短还原时间且无任何副作用。（）答案：×43.高压系统水压试验压力等于设计压力即可，无需附加裕量。（）答案：×44.氨合成塔出口氨含量越高，则单位循环量功耗越低。（）答案：√45.氨合成催化剂失活后，可通过再生活化恢复全部活性。（）答案：×46.合成塔壳体与内件之间充入保护气，可防止氢蚀。（）答案：√47.氨合成装置紧急停车后，可立即打开塔前放空泄压。（）答案：×48.氨合成催化剂装填密度越大，则反应速率越快。（）答案：×49.氨合成系统惰气含量高时，可适当提高放空量维持氢氮分压。（）答案：√50.氨合成催化剂还原终点后，可直接引入新鲜气转入生产。（）答案：×四、填空题（每空1分，共20分）51.合成氨反应的标准焓变ΔH°298为________kJ·mol⁻¹。答案：46.152.铁基催化剂主要活性相为________。答案：αFe53.合成塔催化剂还原时，一般控制升温速率为________℃·h⁻¹。答案：5～1054.氨合成系统惰气主要指________、________。答案：CH₄、Ar55.高压系统气密试验保压时间不少于________h。答案：1256.氨合成催化剂助剂K₂O的作用是________。答案：降低电子逸出功，促进氮解离57.合成塔出口氨含量每提高1%，吨氨循环气量约减少________Nm³。答案：40～5058.氨合成催化剂还原时，水汽浓度突升应立刻________。答案：暂停升温或降温59.氨合成装置中，设置“喷射器”可回收________能。答案：压力60.氨合成塔壳体与内件温差大于________℃时应紧急停车。答案：3061.氨合成催化剂装填前需过筛，筛网目数一般为________目。答案：8～1262.氨合成系统长期停车，催化剂需用________保护。答案：氮气63.氨合成催化剂还原阶段，氢耗量约占理论氢耗的________%。答案：80～8564.氨合成塔热点温度波动±________℃属正常范围。答案：365.氨合成装置中，水冷器出口温度一般控制在________℃。答案：30～3566.氨合成催化剂中毒后，活性下降20%，则反应速率常数约下降________%。答案：2067.氨合成系统放空位置应设在________之后，以节省氢氮气。答案：氨分离器68.氨合成催化剂还原时，床层温差应小于________℃。答案：2069.氨合成塔压降每增加0.05MPa，循环机电流约上升________A。答案：15～2070.氨合成装置中，液氨产品H₂O指标为≤________ppm。答案：100五、简答题（每题5分，共30分）71.简述合成氨催化剂还原“三低一高”原则及其作用。答案：低温、低氢、低水汽、高空速。低温防止晶粒长大；低氢控制还原速率；低水汽防止再氧化；高空速带走水汽，缩短还原时间，提高活性。72.写出合成氨反应平衡常数Kp与温度T（K）的经验关系式，并说明其工程意义。答案：lgKp=2074/T2.494lnT0.00034T+2.13。工程意义：用于快速估算不同温度下平衡氨含量，指导操作优化，温度升高Kp减小，平衡氨下降。73.简述高压系统“氢脆”机理及防范措施。答案：高压氢在金属缺陷处吸附、解离，氢原子扩散至应力区，形成脆性氢化物或微裂纹，导致延迟断裂。防范：选用抗氢钢、控制应力、降低氢分压、定期检验、避免急剧降压。74.氨合成塔温度飞升时，岗位应如何应急处理？答案：立即开大冷激阀，降新鲜气量，必要时降循环量；若仍超温，切新鲜气，开塔后放空，通知调度，查找原因（循环机跳车、阀失灵、气量突增），做好记录。75.说明氨合成装置设置“热交换器”回收反应热的节能效果。答案：回收450℃反应热预热进口气，减少外加热源，副产1.0～1.3t蒸汽·t⁻¹氨，降低吨氨能耗约0.8GJ，年节约成本百万元以上。76.氨合成催化剂失活的主要原因有哪些？答案：中毒（S、O、P、Cl）、烧结（高温、水）、积碳（油污）、机械磨损、析碳、杂质覆盖，其中硫中毒最不可逆。六、计算题（每题10分，共40分）77.某合成塔入口气量180000Nm³·h⁻¹，组成：N₂24.5%，H₂73.5%，惰气2%，出口氨14%，求日产氨多少吨？答案：氨量=180000×(0.14/1.14)×17/22.4=1670kmol·h⁻¹=28.4t·h⁻¹，日产=28.4×24=682t。78.若惰气累计至8%，需维持合成率不变，求放空量占循环气百分比？已知入口惰气2%，忽略溶解损失。答案：设放空量x，惰气平衡：0.02×100+0=x×8，x=2.5%，即放空2.5%。79.合成塔反应热为46.1kJ·mol⁻¹，日产1000t氨，求可回收热量（GJ·d⁻¹），若用于副产0.8MPa饱和蒸汽（潜热2047kJ·kg⁻¹），求日副产蒸汽量。答案：日反应热=1000