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20分。每题只有一个最符合题意的答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在30MPa、450℃条件下，合成氨反应器出口氨体积分数设计值通常为（）。A.8%～10%  B.12%～15%  C.18%～22%  D.25%～28%答案：B解析：凯洛格型传统塔在30MPa、450℃下，受平衡限制，单程转化率约12%～15%，过高会导致冷激量过大、塔温失控。2.铁基催化剂还原时，水汽浓度过高将直接导致（）。A.还原速度加快  B.晶粒烧结  C.孔容增大  D.比表面积升高答案：B解析：水汽作为氧化性气氛，促使Fe微晶迁移、烧结，比表面积下降，活性中心减少。3.某装置采用汽提法回收CO₂，汽提塔顶温度突升，最先应检查（）。A.贫液泵电流  B.再沸器蒸汽阀位  C.塔顶冷却器循环水流量  D.富液过滤器压差答案：C解析：塔顶温度升高多为冷量不足，循环水流量下降是首要原因，其余选项为次要或滞后指标。4.对离心式合成气压缩机而言，发生喘振的根本原因是（）。A.出口压力高于喘振极限  B.进口流量低于喘振极限  C.转速超过额定值  D.段间冷却器结垢答案：B解析：喘振是流量压头特性曲线负斜率区操作所致，流量低于最小喘振流量时气流倒流。5.氨冰机系统带液氨运行，将首先引起（）。A.吸气过热度升高  B.排气温度下降  C.压缩机液击  D.蒸发压力升高答案：C解析：液滴不可压缩，进入气缸产生液击，阀片、连杆损坏风险最大。6.合成回路排放气中甲烷含量升高，说明（）。A.转化炉水碳比升高  B.低温甲醇洗吸收温度降低  C.新鲜气中惰性气浓度升高  D.合成塔空速降低答案：C解析：惰性气（CH₄+Ar）在回路累积，为保持分压需加大排放，直接反映新鲜气杂质高。7.采用钌基催化剂时，与传统铁基相比，其操作压力可降至（）。A.3MPa  B.10MPa  C.20MPa  D.40MPa答案：B解析：钌基催化剂活性高，10MPa即可达到铁基30MPa的转化水平，显著节能。8.二段炉出口甲烷含量超标，首先应（）。A.提高一段炉出口温度  B.降低二段炉氧/气比  C.提高二段炉蒸汽/气比  D.降低转化管热通量答案：A解析：一段炉CH₄未充分转化，进入二段炉负荷大，提高一段出口温度是根本。9.合成塔出口气氨含量升高，但塔温下降，最可能的原因是（）。A.催化剂活性衰退  B.循环量突降  C.冷激阀内漏  D.新鲜气氢氮比失衡答案：C解析：冷激阀内漏使未反应冷气直接进入床层，稀释热效应，表现“氨升温降”。10.氨合成反应器采用径向流设计，其主要优点是（）。A.催化剂利用率高  B.抗毒性能强  C.结构简单  D.压降大答案：A解析：径向流路径短、线速低，压降小，可装更多催化剂，提高单塔产能。11.低温甲醇洗装置中，H₂S吸收塔压差快速上涨，首先应（）。A.降吸收温度  B.降溶液循环量  C.检查塔内发泡  D.提高闪蒸压力答案：C解析：压差突升多为发泡导致液泛，需立即注消泡剂并降气速。12.合成气中CO₂含量升高，对合成回路的影响是（）。A.催化剂还原度升高  B.氨净值升高  C.水冷器腐蚀加剧  D.冰机功耗降低答案：C解析：CO₂与NH₃生成氨基甲酸铵，腐蚀性极强，水冷器316L亦可能点蚀。13.氨合成塔内件采用“三床四换热器”结构，其中第四换热器位于（）。A.上床顶部  B.下床底部  C.塔出口  D.塔进口答案：B解析：第四换热器为塔底锅炉给水预热器，回收下床出口高温热量，提高热效率。14.某厂采用液氮洗脱除CO，若氮洗塔液位持续走低，应首先（）。A.关小液氮节流阀  B.提高氮洗压力  C.降低入塔温度  D.开大塔底抽出阀答案：A解析：液位低说明进料液氮不足，节流阀开度小是最直接原因。15.合成氨装置中，设置高压甲铵泵的最主要目的是（）。A.提高尿素产量  B.回收NH₃和CO₂  C.降低蒸汽消耗  D.减少冷却水答案：B解析：高压甲铵泵将低压氨基甲酸铵液送回尿素合成塔，实现NH₃、CO₂闭路循环。16.铁催化剂助剂K₂O的主要作用是（）。A.提高抗硫性  B.降低还原温度  C.提供电子型助剂，促进N₂解离  D.增加孔容答案：C解析：K₂O为电子助剂，向Fe表面提供电子，削弱N≡N键，提高本征活性。17.合成气压缩机采用干气密封，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：B解析：干气密封以压缩机出口工艺气为密封气，经旋风分离、过滤后注入，节能且可靠。18.氨合成回路设置“热壁”高压分离器，其材质通常选用（）。A.20G  B.15CrMoR  C.SA387Gr11Cl2  D.0Cr18Ni9答案：C解析：热壁容器需抗氢腐蚀，SA387Gr11Cl2（1.25Cr0.5Mo）为经典抗氢钢。19.合成塔催化剂还原阶段，水汽浓度控制指标为（）。A.<100ppm  B.<500ppm  C.<1000ppm  D.<5000ppm答案：B解析：水汽>500ppm将明显烧结，工业上要求<300ppm，500ppm为警戒线。20.氨合成反应器出口设置锅炉给水预热器，其传热管最忌（）。A.氧腐蚀  B.硫化氢腐蚀  C.氨基甲酸铵腐蚀  D.二氧化碳腐蚀答案：C解析：微量NH₃+CO₂可生成氨基甲酸铵，对不锈钢产生晶间腐蚀，需控制管壁温度>160℃。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）21.下列措施中，可有效降低合成氨综合能耗的有（）。A.提高二段炉氧/气比  B.采用径向合成塔  C.增设氢回收膜分离  D.汽轮机由凝汽式改为背压式答案：B、C、D解析：A提高氧/气比虽降CH₄，但增加压缩功，综合能耗上升；B降压降；C回收氢减少排放；D背压汽轮机利用低位热。22.关于钌基催化剂与铁基催化剂对比，正确的是（）。A.钌基对H₂S更敏感  B.钌基可在低压下运行  C.钌基需石墨化载体  D.钌基活性温度窗口更宽答案：A、B、C解析：钌活性高但抗毒差，需高纯气；石墨化炭载体防甲烷化；温度窗口实际更窄，D错。23.造成合成气压缩机段间冷却器泄漏的可能原因有（）。A.循环水侧氯离子腐蚀  B.工艺气侧冲蚀  C.换热管振动磨穿  D.冷却水低温露点腐蚀答案：A、B、C解析：D露点腐蚀发生在烟气系统，合成气冷却器工艺侧为干气，水侧低温不会露点腐蚀。24.氨合成回路排放气回收装置（PSA）运行中，产品氢纯度下降，可能原因有（）。A.吸附塔内件破损  B.进料温度升高  C.吸附剂粉化  D.逆放压力降低答案：A、B、C解析：逆放压力降低有利于再生，对纯度影响小；A短路、B吸附容量下降、C沟流均导致纯度下降。25.低温甲醇洗系统发泡征兆包括（）。A.吸收塔压差突升  B.循环泵电流下降  C.闪蒸罐液位波动大  D.净化气CO₂超标答案：A、C、D解析：发泡时气液分离困难，泵电流应升高而非下降，B错。26.合成塔催化剂还原“三低”原则指（）。A.低温  B.低压  C.低水汽  D.低空速答案：A、B、C解析：低空速将延长还原时间，并非原则，D错。27.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.二段炉  D.液氮储槽答案：A、B、C解析：液氨球罐>10t即重大危险源；合成塔、二段炉为高压高温；液氮常压储存，不构成重大危险源。28.氨冰机采用螺杆压缩机较活塞压缩机的优势有（）。A.无喘振  B.易损件少  C.可带液运行  D.排气温度高答案：A、B、C解析：螺杆为容积式，无喘振；排气温度实际更低，D错。29.高压甲铵泵打量不足，可能原因有（）。A.入口滤网堵  B.柱塞填料磨损  C.出口安全阀内漏  D.电机电源频率降低答案：A、B、C、D解析：频率降低直接降冲次，四选项均可导致流量下降。30.合成氨装置开停车过程中，需重点监控的腐蚀类型有（）。A.连多硫酸应力腐蚀  B.奥氏体不锈钢氯离子应力腐蚀  C.氢鼓泡  D.氨基甲酸铵腐蚀答案：A、B、C、D解析：停车降温过程易生成连多硫酸；氯离子在冷却水侧；氢鼓泡源于停工后氢残留；氨基甲酸铵在开停车低温区生成。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.合成氨反应器入口氢氮比理论最佳值为2.0。（）答案：×解析：理论化学计量3.0，工业取2.8～3.0，2.0远低于平衡要求。32.铁催化剂还原时，提高压力可抑制水汽生成，从而保护催化剂。（）答案：×解析：还原反应Fe₃O₄+4H₂→3Fe+4H₂O，压力对平衡影响极小，提高压力反而增加设备风险。33.液氨储罐必须设置二次安全阀，且排放口引至氨火炬。（）答案：√解析：GB50160强制要求，防止主阀故障。34.合成塔压降升高一定是催化剂粉化造成。（）答案：×解析：也可能为入口过滤器堵塞、换热器结垢、塔板变形等。35.低温甲醇洗中，H₂S吸收塔温度越低，吸收效果越好，因此无需考虑粘度升高。（）答案：×解析：温度过低甲醇粘度急剧上升，传质系数下降，反而降低吸收速率。36.采用膜分离回收氢时，渗透气压力越高，氢回收率越高。（）答案：×解析：渗透气压力升高，跨膜压差减小，回收率下降。37.合成气压缩机防喘振阀突然全开，必然造成系统压力骤降。（）答案：√解析：防喘阀全开相当于短路，循环段流量骤增，系统压力快速下跌。38.氨合成反应为放热反应，因此升高温度必然降低出口氨含量。（）答案：×解析：动力学与平衡竞争，低温区升温可提高反应速率，出口氨可能升高。39.二段炉氧/气比过高，将导致转化气中残余氧增加，下游催化剂氧化失活。（）答案：√解析：二段炉氧过量，未反应O₂进入变换炉，使CoMo催化剂硫酸盐化失活。40.液氨球罐液位计严禁使用玻璃板液位计，必须采用磁翻板或雷达式。（）答案：√解析：液氨低粘度、高渗透，玻璃板易爆裂，安监局明文禁用。四、填空题（每空1分，共20分）41.合成氨反应平衡常数Kp随温度升高而________，随压力升高而________。答案：减小；增大解析：放热反应，升温不利；体积减小，升压有利。42.铁基催化剂还原主反应为Fe₃O₄+________H₂→3Fe+________H₂O。答案：4；443.合成塔催化剂“三层温度”指________、________、________三点热电偶温度。答案：上层；中层；下层44.低温甲醇洗中，CO₂吸收塔压差控制指标一般≤________kPa，超过则易液泛。答案：6045.合成气压缩机段间冷却器出口温度设计值通常为________℃，过高影响________效率。答案：40；压缩（或“等温压缩”）46.氨合成回路惰性气主要指________和________。答案：甲烷；氩47.液氨储罐必须设置________喷淋系统，用于夏季________降温。答案：水；罐体48.高压甲铵泵入口压力需高于________MPa，防止________汽蚀。答案：0.1；液氨（或“氨基甲酸铵”）49.二段炉出口甲烷含量设计值≤________%（干基），超标将导致合成回路________增大。答案：0.5；惰性气排放50.钌基催化剂载体需经________处理，防止________生成甲烷。答案：石墨化；炭（或“载体甲烷化”）五、简答题（每题6分，共30分）51.简述合成氨装置设置氢回收膜分离系统的目的及影响参数。答案：目的：回收排放气中60%～80%氢气，返回合成压缩机，降低原料气消耗和惰性排放。影响参数：膜材料选择性、跨膜压差、进膜温度、氢浓度、渗透侧压力、膜面积。解析：膜分离以高分子或无机膜对H₂/CH₄、H₂/N₂的选择性渗透为基础，压差为驱动力，温度升高提高扩散系数但降低选择性，需优化。52.说明合成塔催化剂还原“三低一高”原则的具体含义及理由。答案：“三低”指低温、低压、低水汽；“一高”指高空速。低温防烧结，低压利水汽脱除，低水汽防氧化，高空速带走水汽缩短还原时间。解析：还原为放热过程，高温高水汽导致Fe晶粒长大；低压降低水蒸气分压，高空速降低水汽停留时间，均保护活性中心。53.列举造成液氨冰机带液运行的三种原因及处理措施。答案：原因：蒸发器液位高、节流阀开度大、负荷突降、气液分离器破沫网破损。处理：降蒸发器液位、关小节流阀、减载、切换分离器、加注甲醇破乳。解析：带液使压缩机液击，需立即降负荷，必要时紧急停机，防止阀片断裂。54.简述合成气压缩机喘振的在线判断方法及自动防喘逻辑。答案：判断：监测流量压力坐标点接近喘振线，或出口压力突升、流量骤降、轴振超限。防喘逻辑：当流量≤喘振设定值，自动全开防喘阀，同时降转速或卸荷，延时后若流量回升再逐步关闭。解析：现代DCS采用可变极限流量法，随转速修正喘振线，防喘阀为故障开型，确保安全可靠。55.分析低温甲醇洗系统发泡的危害及预防措施。答案：危害：液泛、净化气超标、循环泵气蚀、甲醇损失、系统停车。预防：原料气除尘除油、控制循环量、注消泡剂、维持操作温度、定期清洗塔盘、在线监测泡沫高度。解析：发泡降低气液传质效率，需建立“发泡指数”在线模型，提前预警。六、计算题（每题10分，共20分）56.某合成氨装置新鲜气流量100000Nm³/h，组成H₂74.5%，N₂24.8%，CH₄0.5%，Ar0.2%。合成回路惰性气排放5000Nm³/h，排放气含H₂65%，N₂20%，CH₄10%，Ar5%。求氢回收率及返回压缩机氢量。答案：新鲜氢量=100000×74.5%=74500Nm³/h排放氢量=5000×65%=3250Nm³/h氢回收率=(745003250)/74500=95.64%返回氢量=745003250=71250Nm³/h解析：氢回收率=(新鲜氢排放氢)/新鲜氢，返回量即回路有效利用氢。57.合成塔入口气量180000Nm³/h，含NH₃2.5%，出口含NH₃14.5%，求氨净值及日产氨量（标准状态）。答案：氨净值=14.5%2.5%=12