2025年特种作业人员考试(合成氨工艺作业)历年参考题库含答案详解

2025年特种作业人员考试(合成氨工艺作业)历年参考题库含答案详解一、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.合成氨装置中，一段炉出口甲烷含量突然升高，最可能的原因是（）。A.水碳比升高  B.催化剂活性下降  C.炉膛负压降低  D.燃料气热值升高答案：B解析：甲烷是转化反应未完全的标志，催化剂活性下降导致转化深度不足，出口CH₄升高；水碳比升高会抑制CH₄，炉膛负压与燃料气热值对CH₄影响间接且滞后。2.氨合成塔热点温度“飞升”时，最先采取的操作是（）。A.降低循环量  B.开大塔副线冷激阀  C.提高入口氨含量  D.降低系统压力答案：B解析：热点飞升多为反应失衡，冷激阀可直接快速移走热量，抑制温度继续攀升；降低循环量反而减少移热，提高入口氨会抑制反应但速度太慢。3.高压氨分离器液位LI101出现“假液位”最常见的原因是（）。A.引压管积液  B.液位计浮球破裂  C.氨水密度突变  D.变送器零点漂移答案：A解析：引压管积液造成差压信号失真，DCS显示液位高于实际；浮球破裂通常直接报警，氨水密度突变在高压分离器内极少出现。4.合成回路中，惰性气体（CH₄+Ar）含量升高，对压缩机功耗的影响是（）。A.降低  B.先降后升  C.升高  D.基本不变答案：C解析：惰性气体增加→有效气分压降低→为维持合成率需提高循环量或压力，压缩机功耗上升。5.氨冰机系统蒸发器液氨带油，会导致（）。A.吸气过热度增大  B.蒸发压力升高  C.制冷系数提高  D.吸气阀片结霜答案：D解析：油进入蒸发器后形成油膜，换热恶化，蒸发不完全，压缩机吸气带液，阀片结霜；过热度反而减小，蒸发压力下降，制冷系数降低。6.转化炉管出现“热带”的直观现象是（）。A.炉管颜色暗红  B.炉管局部发亮  C.炉管弯曲变形  D.炉管出现“嘶嘶”声答案：B解析：局部超温导致炉管表面温度高于周边，呈亮樱桃红色；暗红为正常，弯曲变形已属后期，声音为泄漏征兆。7.高压合成塔内件采用双套管结构，其主要目的是（）。A.增强催化床强度  B.实现自热平衡  C.降低塔壁厚度  D.方便装卸催化剂答案：B解析：双套管利用反应热预热进塔气体，实现热量自给，减少外加热源；与塔壁厚度无直接关系。8.氨合成催化剂还原时，水汽浓度控制指标为（）。A.≤0.1g/Nm³  B.≤0.5g/Nm³  C.≤1.0g/Nm³  D.≤2.0g/Nm³答案：A解析：水汽过高造成催化剂反复氧化还原，晶粒长大活性下降；行业规范≤0.1g/Nm³。9.高压系统试压用介质优先选用（）。A.空气  B.氮气  C.氨气  D.水答案：B解析：氮气惰性、干燥、易排放，避免奥氏体钢晶间腐蚀；水易残留，氨气有毒，空气含氧高风险。10.合成塔出口氨含量突然下降，而系统压力、温度未变，应首先检查（）。A.循环机转速  B.新鲜气量  C.催化剂还原度  D.高压氨分离器排液阀是否内漏答案：D解析：排液阀内漏导致液氨返回塔入口，稀释合成气，表观氨含量下降；循环机转速变化会伴随压力波动。11.二段转化炉出口温度设计值为（）℃。A.850  B.950  C.1000  D.1050答案：C解析：二段炉通入空气燃烧部分CH₄，温度升至1000℃左右，保证残余甲烷<0.3%。12.高压法兰密封采用八角垫，其密封原理属于（）。A.强制密封  B.自紧密封  C.半自紧密封  D.焊接密封答案：B解析：八角垫为金属环垫，内压升高使垫片径向膨胀，贴紧法兰梯形槽，压力越高密封越紧，属自紧密封。13.氨合成回路放空阀位置设在（）。A.合成塔入口  B.高压分离器气相  C.循环机出口  D.氨冷器后答案：B解析：高压分离器气相惰性气体浓度最高，此处放空损失有效气最少，经济性最佳。14.转化催化剂硫中毒后，活性恢复措施为（）。A.提高水碳比  B.提高温度  C.蒸汽吹扫  D.空气蒸汽再生答案：D解析：硫以NiS形式存在，需高温氧化为SO₂后随蒸汽带走，空气蒸汽再生是标准工艺；单纯提温无法除硫。15.氨合成塔空速提高，对反应率的影响是（）。A.上升  B.下降  C.不变  D.先升后降答案：B解析：空速提高→停留时间缩短→转化率下降，但单位催化剂产氨量增加，需权衡选择。16.高压系统引氨建立液位时，必须确认（）已投用。A.氨压缩机  B.液氨泵  C.氨冷器循环水  D.氨火炬系统答案：D解析：引氨过程可能排放不凝气，火炬必须处于就绪状态，防止氨气外逸；氨冷器循环水在液氨未汽化前并非刚性要求。17.合成氨装置中，CO₂吸收塔发泡，最先表现出的工艺现象是（）。A.塔压差突增  B.再生塔液位下降  C.溶液循环量下降  D.净化气CO₂超标答案：A解析：发泡导致塔板持液量增大，压差最先反应；净化气超标为后续结果。18.高压氨泵出口安全阀起跳后重新回座，应重点检查（）。A.泵入口过滤器  B.泵出口止回阀  C.泵最小回流阀  D.泵轴承温度答案：C解析：最小回流阀失灵导致泵在低流量下运行，出口压力飙升，安全阀起跳；回座后需确认阀芯是否卡涩。19.氨合成催化剂使用年限后期，维持产氨量的主要手段是（）。A.提高惰性气含量  B.提高系统压力  C.降低空速  D.降低入口氨含量答案：B解析：催化剂活性下降，动力学上需提高推动力，即升高操作压力；降低空速会减少总产氨。20.液氨储罐首次投用前，置换合格指标为（）。A.O₂≤0.5%  B.O₂≤1.0%  C.O₂≤2.0%  D.O₂≤3.0%答案：A解析：液氨与氧混合形成爆炸性混合物，行业规范要求O₂≤0.5%，特殊情况下≤0.3%。21.高压系统气密试验压力为设计压力的（）倍。A.1.0  B.1.05  C.1.15  D.1.25答案：C解析：按《固容规》要求，气压试验1.15倍设计压力，水压1.25倍。22.合成塔催化剂床层径向温差>15℃，说明（）。A.气体分布不均  B.催化剂还原不彻底  C.空速过低  D.系统压力过高答案：A解析：径向温差大反映气流走短路或分布器堵塞，需停车检查内件；还原问题表现为轴向温差。23.氨冰机吸气带液，最先受损的部件是（）。A.吸气阀片  B.连杆大头瓦  C.活塞环  D.曲轴答案：A解析：液击直接作用在阀片，导致阀片断裂、弹簧失效；连杆瓦受损需更长时间液击。24.转化炉管材料HP40+Nb中，Nb的主要作用是（）。A.提高抗渗碳  B.提高高温强度  C.提高抗蠕变  D.提高焊接性能答案：C解析：Nb形成碳化物弥散强化，抑制晶界蠕变空洞，延长炉管寿命；与焊接性能无关。25.高压系统发生小量外漏，带压堵漏注胶应选用（）注胶枪。A.手动  B.气动  C.液压  D.电动答案：C解析：合成氨系统压力高（>15MPa），需液压枪提供足够注射压力，确保密封剂填满漏点。26.氨合成催化剂还原阶段，水汽浓度超标的直接后果是（）。A.催化剂粉碎  B.催化剂表面积下降  C.催化剂析碳  D.催化剂积硫答案：B解析：水汽使活性αFe晶粒长大，比表面积下降，活性降低；粉碎为机械强度问题。27.高压氨分离器液位低低联锁动作是（）。A.停循环机  B.关塔入口主阀  C.关高压氨泵出口阀  D.开高压氨泵回流阀答案：C解析：低低液位防止高压气窜入低压液氨系统，立即切断泵出口阀；停循环机影响全系统。28.二段炉出口甲烷含量升高，而一段炉出口甲烷正常，应重点检查（）。A.一段炉温度  B.二段炉空气量  C.二段炉催化剂  D.水碳比答案：C解析：一段出口正常说明转化深度够，二段出口升高多为二段催化剂失活或空速过大；空气量不足会伴随温度下降。29.高压系统氮气置换合格标准为（）。A.O₂≤0.2%  B.O₂≤0.5%  C.O₂≤1.0%  D.O₂≤2.0%答案：B解析：引氨前氮气置换要求O₂≤0.5%，与液氨储罐一致；0.2%为特殊高端要求。30.氨合成回路中，设置热交换器的根本目的是（）。A.回收反应热  B.降低压缩机功耗  C.提高惰性气溶解度  D.减少冷却水消耗答案：A解析：热交换器将塔出口高温气体热量传给入口冷气体，实现热量回收，降低外部能耗；冷却水消耗为次要收益。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.下列哪些操作可抑制合成塔热点温度飞升（）。A.开大塔副线冷激  B.提高循环量  C.降低入口氨含量  D.降低系统压力  E.提高惰性气含量答案：A、B、E解析：冷激与循环量直接移热；惰性气降低反应速率；降低压力虽抑制反应但幅度大且影响产率，非首选；降低入口氨会加速反应，反而可能加剧飞升。32.造成高压氨泵汽蚀的原因有（）。A.入口液氨温度过高  B.入口滤网堵塞  C.泵转速过高  D.储罐液位过低  E.泵出口阀节流答案：A、B、D解析：汽蚀源于入口压力低于液氨饱和蒸气压，温度高、液位低、滤网堵均降低有效汽蚀余量；出口节流影响出口压力，与汽蚀无关。33.转化催化剂发生结碳，可采取的烧碳措施有（）。A.提高水碳比  B.降低炉膛温度  C.空气蒸汽烧碳  D.提高温度并加大蒸汽  E.降低系统压力答案：A、C、D解析：结碳为碳覆盖活性中心，需提高水碳比或通入空气将C氧化为CO₂；降低温度加重结碳；压力影响小。34.氨合成塔内件采用径向流结构的优点包括（）。A.压降低  B.空速高  C.催化剂利用率高  D.塔壁厚度薄  E.催化剂装卸方便答案：A、B、C解析：径向流路径短、压降小，可提高空速，催化剂床层薄且均匀；塔壁厚度由设计压力决定，装卸并不比轴向方便。35.高压系统引氨前需确认的项目有（）。A.氮气置换合格  B.设备防腐层完好  C.氨火炬就绪  D.液氨泵试运正常  E.氨冰机具备启动条件答案：A、C、D、E解析：防腐层为长期运行要求，非引氨前刚性确认；其余均为安全必备条件。36.液氨储罐发生翻滚（rollover）的先决条件包括（）。A.罐内存在温度分层  B.液氨密度差>0.5kg/m³  C.罐内压力突降  D.新液氨从底部充装  E.罐内液位>80%答案：A、B、D解析：温度分层+密度差+底部充装破坏分层，引发翻滚；压力突降为后果，液位高度非决定因素。37.合成氨装置中，属于重大危险源的有（）。A.液氨储罐群  B.合成塔  C.一段转化炉  D.氨冰机  E.高压氨泵答案：A、B解析：按GB18218，液氨临界量10t，储罐群与合成塔内氨量常超临界；转化炉、冰机、氨泵氨量小，不构成重大危险源。38.高压系统长时间停电，需立即关闭的阀门有（）。A.新鲜气入塔阀  B.高压氨分离器排液阀  C.合成塔副线阀  D.循环机出入口阀  E.氨冷器液位调节阀答案：A、B、D解析：防止高压气倒窜、液氨倒灌、循环机反转；副线阀、液位阀可保持原状态。39.氨合成催化剂还原时，需控制的工艺参数有（）。A.入口氢浓度  B.水汽浓度  C.床层升温速率  D.系统压力  E.循环气量答案：A、B、C、D、E解析：还原全过程需综合控制氢分压、升温速度、水汽、压力及空速，确保还原彻底且不烧结。40.高压法兰泄漏带压堵漏的禁忌包括（）。A.泄漏点位于法兰根部  B.介质为液氨且温度<30℃  C.泄漏量>10kg/min  D.法兰材质为铝  E.系统压力>25MPa答案：A、C、D解析：根部无有效卡具；泄漏量过大注胶无法固化；铝材质硬度低，卡具易变形；低温与超高压非绝对禁忌，但需特殊手段。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.合成氨装置中，水碳比越高越有利于降低转化炉出口甲烷含量，因此水碳比可无限提高。（×）解析：水碳比过高增加能耗、加速催化剂水合失活，经济上限约4.0。42.氨合成塔热点温度一旦超过520℃，催化剂将立即永久失活。（×）解析：520℃为警戒值，短时超温可恢复，持续>550℃才会烧结失活。43.高压氨泵采用迷宫密封可避免氨外漏，但需保证密封氮压力高于泵入口压力0.1MPa以上。（√）44.液氨储罐必须设置安全阀与爆破片串联结构，防止安全阀内漏。（√）45.合成回路惰性气体含量越高，压缩机功耗越低。（×）解析：惰性气增加→循环量上升→功耗升高。46.转化催化剂硫中毒后，可提高炉膛温度来恢复活性。（×）解析：提温无法除硫，需空气蒸汽再生。47.氨冰机系统油压差过低，会导致卸载装置动作，压缩机降负荷。（√）48.高压系统气密试验时，压力应逐级提升，每级稳压30min以上。（√）49.合成塔内件为三层筐结构，最上层催化剂还原时，可忽略下层水汽影响。（×）解析：水汽向下迁移，下层催化剂同样需控制水汽。50.带压堵漏注胶完成后，可立即将系统压力升至设计值运行。（×）解析：需稳压检漏24h，确认无扩展后方可升压。四、简答题（每题6分，共30分）51.简述合成氨装置高压系统引氨前的完整置换流程及合格标准。答案：（1）系统氮气置换：开启各设备顶部放空，底部排凝，连续充氮，取样分析O₂≤0.5%为合格；（2）液氨管线置换：用液氨槽车或氨火炬系统反向充氨，置换氮气，取样氨纯度>99%，O₂≤0.3%；（3）氨冷器、氨泵、储罐等低压部分单独用氮气置换O₂≤0.5%；（4）投用氨火炬、喷淋、吸收塔，确保紧急排放通道畅通；（5）确认所有安全阀、爆破片、液位计、压力表、联锁校验合格；（6）建立氮气微正压0.05MPa保压，准备引氨。52.叙述高压氨泵发生严重汽蚀时的应急处理步骤。答案：（1）立即切换至备用泵，停故障泵，关闭出入口阀，防止反转；（2）检查储罐液位，若低液位立即降负荷或补氨；（3）检查入口过滤器压差，压差高则清洗滤网；（4）检测液氨温度，若温度高检查储罐保冷、卸料操作是否过快；（5）打开泵入口排凝阀，排净不凝气；（6）启动备用泵时，先开最小回流线，待电流、压力稳定后逐步关闭回流，防止再次汽蚀；（7）通知质检分析液氨中水、油含量，排除杂质导致饱和蒸气压升高因素；（8）记录事件，组织故障泵拆检，检查叶轮、诱导轮冲蚀情况。53.说明合成塔催化剂还原“三低一高”原则及其作用。答案：“三低一高”指低氢、低水汽、低温、高空速。（1）低氢：还原初期氢分压过高，反应剧烈，易局部超温，控制H₂<10%；（2）低水汽：水汽≤0.1g/Nm³，防止αFe反复氧化还原，晶粒长大；（3）低温：床层温度<480℃，避免烧结，保持高比表面积；（4）高空速：带走还原产生的水汽，降低微环境水蒸气分压，缩短还原时间。该原则确保还原彻底、活性高、寿命长。54.分析转化炉管出现“热带”的原因及处理措施。答案：原因：（1）催化剂积碳或硫中毒，活性下降，反应吸热减少，炉管局部超温；（2）炉管堵塞或气体分布不均，局部空速低，吸热不足；（3）燃烧器火焰舔管，局部热强度过高；（4）炉管材质老化，导热系数下降，外壁温度升高。处理：（1）调整燃烧器角度，消除火焰舔管；（2）提高水碳比，抑制结碳；（3）空气蒸汽在线烧碳，若无效则降负荷停车更换催化剂；（4）红外热像仪定期检测，记录热带位置，建立寿命档案；（5）严重时割管取样，进行金相分析，决定是否更换炉管。55.阐述液氨储罐发生翻滚的机理及预防措施。答案：机理：（1）新充装液氨温度低、密度大，积聚罐底；（2）原