2025年合成氨生产工(高级)职业技能《理论知识》考试真题试卷含答案

2025年合成氨生产工(高级)职业技能《理论知识》考试练习题试卷(含答案）一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项填入括号内）1.合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃在450℃、30MPa下达到平衡时，若将系统压力提高至35MPa，平衡氨体积分数将（）。A.降低约2.1% B.升高约3.8% C.基本不变 D.升高约0.9%答案：B解析：根据勒沙特列原理，气相分子数减小的反应加压使平衡右移。由30MPa→35MPa，平衡常数Kp不变，计算得氨摩尔分数由17.6%升至21.4%，升高约3.8%。2.某装置采用“三床两段中间换热”合成塔，第二床出口气氨含量14.2%，经中间换热器冷却至380℃后进入第三床，若第三床绝热温升为42℃，则第三床出口温度约为（）。A.410℃ B.422℃ C.435℃ D.448℃答案：B解析：中间冷却至380℃，绝热温升42℃，故出口温度=380+42=422℃。3.铁基催化剂还原时，水汽浓度超过（）将造成αFe微晶烧结，活性永久损失。A.1000ppm B.3000ppm C.5000ppm D.8000ppm答案：C解析：实验表明，水汽>5000ppm时，Fe微晶表面发生Ostwald熟化，孔结构塌陷，比表面积下降>15%，活性不可逆降低。4.合成回路中设置液氨洗涤塔的主要目的是（）。A.回收惰性气体 B.脱除CO₂ C.脱除NH₃防止压缩机带液 D.降低系统惰气含量答案：C解析：液氨洗涤可将循环气中夹带的雾状NH₃冷凝回收，避免高压缸带液击缸。5.某厂采用分子筛干燥器保护合成塔，若入口气含水露点40℃，分子筛平衡水吸附量约为（）。A.0.1% B.0.5% C.1.2% D.2.5%答案：A解析：40℃对应水含量≈0.12g/Nm³，换算为质量分数≈0.1%，与13X分子筛等温线吻合。6.高压缸循环段叶轮采用174PH沉淀硬化不锈钢，其抗拉强度≥（）MPa。A.850 B.1000 C.1150 D.1300答案：C解析：174PH经H1100时效后，σb≥1150MPa，满足高速离心应力要求。7.合成塔出口气氨含量18%，若采用闪蒸槽降压至1.7MPa，则闪蒸后液氨中溶解H₂量约为（）Nm³/tNH₃。A.1.2 B.2.8 C.4.5 D.6.1答案：B解析：按亨利定律计算，1.7MPa、10℃下H₂溶解度2.8Nm³/t，与实测值吻合。8.采用布朗工艺深冷净化时，甲烷化出口CO+CO₂应低于（）ppm，以免冻结堵塞冷箱。A.1 B.5 C.10 D.20答案：B解析：冷箱操作温度180℃，CO+CO₂>5ppm将在换热器通道形成干冰，压差飙升。9.某装置废锅产汽压力10MPa，若排污率控制在2%，则连续排污扩容器二次蒸汽量约占排污量（）。A.15% B.25% C.35% D.45%答案：C解析：10MPa饱和水闪蒸至0.5MPa，汽化率约35%，与焓平衡计算一致。10.合成塔催化剂层热点温度突然上涨15℃，最先应检查（）。A.汽包液位 B.循环气量 C.惰气含量 D.新鲜气毒物答案：D解析：毒物（硫、氯）使活性中心失活，反应后移，热点上移，温升骤增。11.高压法兰采用八角垫密封，预紧螺栓应力应达到（）MPa才能保证密封比压。A.150 B.250 C.350 D.450答案：C解析：八角垫密封比压需≥200MPa，折算螺栓应力约350MPa，与ASMEVIII计算一致。12.合成氨装置CO变换反应通常采用（）催化剂。A.FeCr B.CuZn C.CoMo D.Ni答案：A解析：高温变换（350450℃）用FeCr系，耐硫、活性稳定。13.液氨储罐顶部设置冷冻压缩机，其目的是（）。A.回收闪蒸氨 B.维持罐内微正压 C.防止空气进入 D.降低蒸发损失答案：A解析：闪蒸氨气经压缩冷凝回收，减少无组织排放，年回收率>99%。14.合成塔催化剂还原终点判断依据是（）。A.出口水汽<100ppm B.床层无温升 C.氨生成量>2% D.循环气H₂/N₂趋近3答案：A解析：出口水汽<100ppm且连续4h稳定，表明Fe₂O₃→Fe还原彻底。15.高压缸轴位移≥（）mm将触发联锁停机。A.0.3 B.0.5 C.0.7 D.0.9答案：B解析：API617规定，轴位移≥0.5mm时，推力瓦温度>110℃，必须停机。16.合成回路惰气排放位置应设在（）。A.合成塔出口 B.水冷器后 C.氨分离器后 D.压缩机入口答案：C解析：氨分离器后惰气浓度最高，排放损失最小。17.某厂采用蒸汽透平驱动循环机，背压0.5MPa，凝汽透平相比背压透平单位氨能耗（）。A.高0.3Gcal/t B.低0.3Gcal/t C.高0.8Gcal/t D.低0.8Gcal/t答案：B解析：凝汽透平排汽潜热回收至脱氧槽，系统热集成度提高，能耗低0.3Gcal/t。18.合成塔催化剂硫中毒后，可用（）气体进行再生。A.空气 B.氮气+水蒸气 C.纯H₂ D.含硫H₂S答案：B解析：氮气+水蒸气在450℃下可将FeS氧化为SO₂带走，恢复活性。19.液氨管道采用（）材质可抗应力腐蚀开裂。A.Q235B B.20 C.304L D.16Mn答案：C解析：304L含碳<0.03%，抗液氨应力腐蚀，符合NACEMR0175。20.合成氨装置中，设置高压喷射器的作用是（）。A.提高合成压力 B.引射循环气 C.增压新鲜气 D.回收能量答案：B解析：喷射器以新鲜气为驱动，引射部分循环气，减少循环机功耗约5%。21.某装置采用分子筛干燥，若再生气温度220℃，则再生气水含量应控制<（）ppm，防止分子筛“水煮”。A.100 B.300 C.500 D.1000答案：B解析：再生气水>300ppm时，高温下水的毛细冷凝导致骨架铝迁移，永久失活。22.合成塔催化剂还原阶段，升温速率应控制<（）℃/h，防止水热烧结。A.10 B.20 C.30 D.40答案：B解析：>20℃/h将产生大量水汽，微晶快速长大，比表面积下降>10%。23.高压缸喘振的根本原因是（）。A.流量低于喘振点 B.转速过高 C.排气压力低 D.吸入温度高答案：A解析：流量低于喘振流量时，叶片失速，气流倒流，压力振荡。24.合成氨装置中，设置锅炉水磷酸盐处理的目的是（）。A.除氧 B.阻垢 C.调节pH D.钝化答案：B解析：PO₄³与Ca²+、Mg²+形成松散水渣，通过排污排出，防止结垢。25.液氨球罐液位计宜采用（）型式，防止泄漏。A.玻璃板 B.磁翻板 C.差压 D.伺服答案：B解析：磁翻板无动密封，耐压2.5MPa，零泄漏，符合API625。26.合成塔催化剂使用后期，热点下移，应（）操作。A.提高压力 B.降低空速 C.提高H₂/N₂ D.降低入口氨答案：D解析：降低入口氨含量，提高反应推动力，延缓热点下移。27.某厂采用布朗工艺，冷箱出口合成气中CH₄含量升高，则合成回路惰气排放阀应（）。A.关小 B.开大 C.不变 D.先开后关答案：B解析：CH₄为惰气，升高导致循环气惰气含量增加，需开大排放阀维持转化率。28.合成氨装置中，设置高压灰水过滤器的目的是（）。A.除氯 B.除油 C.除铁 D.除硅答案：C解析：灰水含铁>1ppm将在废锅传热面形成Fe₃O₄垢，热阻增大。29.合成塔催化剂还原时，系统H₂S含量应<（）ppb，防止预中毒。A.10 B.50 C.100 D.200答案：A解析：>10ppb的H₂S即可占据Fe活性中心，造成不可逆预中毒。30.高压缸轴振动≥（）μm将触发联锁停机。A.50 B.75 C.100 D.125答案：C解析：API617规定，轴振动≥100μm时，转子动平衡破坏，必须停机。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.下列措施可提高合成塔氨净值的有（）。A.提高循环气H₂/N₂ B.降低入口氨 C.提高惰气含量 D.提高压力 E.降低空速答案：ABDE解析：惰气含量高降低分压，不利于平衡，故C错误。32.铁基催化剂永久失活的原因包括（）。A.硫中毒 B.高温烧结 C.水热烧结 D.油污染 E.氯中毒答案：ABCDE解析：硫、氯为化学中毒；高温、水热导致晶粒长大；油覆盖活性中心，均不可逆。33.高压缸喘振现象表现为（）。A.流量剧烈波动 B.出口压力骤降 C.轴位移增大 D.声音低沉 E.电流摆动答案：ABCE解析：喘振时气流倒流，声音尖锐而非低沉，D错误。34.合成回路液氨夹带危害有（）。A.压缩机带液击缸 B.催化剂粉化 C.换热器腐蚀 D.冰机负荷增加 E.塔压差升高答案：ABD解析：液氨进入压缩机产生液击；雾沫夹带催化剂颗粒冲刷导致粉化；氨冷凝负荷增加。35.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.高压分离器 D.氢气储罐 E.锅炉汽包答案：ABCD解析：依据GB18218，液氨>10t、H₂>5t即构成重大危险源，汽包不属。36.合成塔催化剂还原时，需监控的参数有（）。A.出入口水汽 B.床层温升 C.循环气H₂/N₂ D.氨生成量 E.循环气量答案：ABCDE解析：还原质量决定催化剂寿命，需全程监控。37.高压法兰泄漏在线处置方法有（）。A.注胶密封 B.包盒子注氮 C.带压堵漏注剂 D.紧固螺栓 E.降低压力答案：ABCD解析：降低压力属停工处置，非在线。38.合成氨装置节能技术包括（）。A.分子筛干燥 B.喷射器引射 C.低位能余热发电 D.变频调速 E.塔外换热答案：ABCDE解析：均为成熟节能技术，可降耗0.51.2Gcal/tNH₃。39.液氨储罐安全附件包括（）。A.安全阀 B.液位计 C.压力表 D.温度计 E.紧急切断阀答案：ABCDE解析：依据《固容规》，五大附件缺一不可。40.合成塔催化剂使用后期，可采取的操作调整有（）。A.降低入口氨 B.提高H₂/N₂ C.提高压力 D.降低空速 E.提高惰气答案：ABCD解析：提高惰气降低分压，不利于末期操作，E错误。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，升高温度有利于平衡氨含量提高。（）答案：×解析：放热反应，升温使平衡左移，氨含量下降。42.高压缸喘振可通过提高转速消除。（）答案：×解析：提高转速使喘振点右移，但当前流量仍低于新喘振点，无法消除，应降速或放空。43.铁基催化剂还原时，水汽浓度越高，活性越好。（）答案：×解析：水汽高导致烧结，活性下降。44.液氨管道可采用碳钢，但需控制应力<60%屈服强度。（）答案：√解析：防止应力腐蚀开裂，符合NACE要求。45.合成塔催化剂硫中毒后，可用含氧气体再生。（）答案：×解析：需氮气+水蒸气氧化，纯氧将过度氧化，破坏结构。46.合成回路惰气排放阀应设在氨分离器后。（）答案：√解析：此处惰气浓度最高，排放损失最小。47.高压灰水过滤器可去除铁离子，防止废锅结垢。（）答案：√解析：Fe>1ppm将形成Fe₃O₄垢，过滤后可降至0.1ppm。48.合成氨装置CO变换反应为放热反应。（）答案：√解析：CO+H₂O→CO₂+H₂，ΔH=41kJ/mol，放热。49.液氨球罐安全阀定压为1.1倍设计压力。（）答案：√解析：符合《固容规》要求。50.合成塔催化剂还原终点为出口氨>2%。（）答案：×解析：终点为水汽<100ppm，与氨含量无关。四、简答题（每题5分，共20分）51.简述合成塔催化剂升温还原阶段“三低一高”原则。答案：①低水汽：出口<100ppm，防止烧结；②低空速：10002000h⁻¹，延长接触时间；③低压：58MPa，利于水汽排出；④高氢：H₂>75%，提高还原速率。解析：三低一高可保证Fe₂O₃→Fe彻底，比表面积损失<5%，活性>95%。52.高压缸喘振在线处理步骤。答案：①开大防喘振阀，立即提升流量；②降低转速，使工况点远离喘振线；③检查吸入过滤器，清除堵塞；④确认工艺气参数，排除误操作；⑤若无效，降负荷至80%运行，联系检修。解析：遵循“先放后降再查”原则，确保机组安全。53.液氨储罐泄漏应急处置要点。答案：①立即启动应急预案，划定隔离区；②切断上下游阀门，启紧急切断阀；③开启水幕喷淋，吸收氨气；④佩戴正压式呼吸器，穿防冻服；⑤用雾状水稀释，禁止直流水冲击；⑥监测下风氨浓度，>100ppm扩大疏散；⑦联系消防、医疗，准备堵漏。解析：液氨泄漏易形成气云，需快速隔离、稀释、堵漏，防止二次事故。54.合成氨装置节能降耗技术路线。答案：①分子筛干燥替代铜洗，降耗0.3Gcal/t；②喷射器引射循环气，节电5kWh/t；③低位能余热发电，回收0.2Gcal/t；④变频调速，节电3kWh/t；⑤塔外换热，降低冷量消耗0.1Gcal/t；⑥优化H₂/N₂，提高转化率，降耗0.2Gcal/t。合计降耗0.81.0Gcal/t。解析：通过热集成、动力优化、工艺改进，实现综合能耗由10.2降至9.2Gcal/t。五、计算题（每题10分，共20分）55.某装置合成塔入口气组成：NH₃3.5%，N₂21.0%，H₂63.0%，CH₄+Ar12.5%，压力30MPa，温度400℃，空速8000h⁻¹，催化剂装量40m³，求：（1）标准状态循环气量（Nm³/h）；（2）氨生成速率（tNH₃/h）。答案：（1）Vcat=40m³，空速8000h⁻¹，则循环气量=40×8000=320000Nm³/h；（2）设出口氨含量15%，则氨净值=15%3.5%=11.5%，氨生成量=320000×11.5%/22.4×17=2.79t/h。解析：空速定义V/V·h，直接求循环量；氨净值乘体积流量再换算质量，注意22.4Nm³/kmol。56.某液氨球罐内径21m，液位8m，液氨温度10℃，密度638kg/m³，若发生10mm直径小孔泄漏，氨液流出系数0.62，求：（1）初始质量流量（kg/s）；（2）泄漏10min后液位下降高度（mm）。答案：（1）孔面积A=π/4×0.01²=7.85×10⁻⁵m²，液位高h=8m，g=