2025年尿素生产工(高级)职业技能《理论知识》真题(附详细解析)

2025年尿素生产工(高级)职业技能《理论知识》练习题(附详细解析)一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.尿素合成反应中，氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）脱水生成尿素（NH₂CONH₂）的主反应方程式为（）。A.NH₂COONH₄→NH₂CONH₂+H₂OB.2NH₃+CO₂→NH₂COONH₄C.NH₂COONH₂→NH₂CONH₂+NH₃D.CO₂+H₂O→H₂CO₃2.采用CO₂汽提工艺的尿素装置中，高压合成塔的操作压力通常控制在（）。A.1.5~2.0MPaB.13~15MPaC.18~20MPaD.25~30MPa3.尿素熔融液的结晶温度（熔点）约为（）。A.110~115℃B.132~135℃C.150~155℃D.160~165℃4.高压甲铵泵的密封形式通常采用（）。A.填料密封B.机械密封C.双端面机械密封+冲洗液系统D.迷宫密封5.尿素生产中，为防止设备腐蚀，系统需添加的钝化剂是（）。A.氧气（O₂）B.氮气（N₂）C.氢气（H₂）D.氯气（Cl₂）6.以下关于尿素合成塔内件结构的描述，错误的是（）。A.塔内设置多层筛板以增强物料混合B.塔壁采用不锈钢衬里防止腐蚀C.塔底设置分布器使物料均匀进入D.塔内温度通过夹套冷却水直接控制7.尿素装置中，低压分解系统的操作压力一般为（）。A.0.1~0.2MPaB.0.3~0.5MPaC.1.0~1.2MPaD.2.0~2.5MPa8.当尿素合成塔出料中NH₃/CO₂摩尔比（氨碳比）过高时，可能导致的后果是（）。A.尿素转化率降低B.设备腐蚀加剧C.合成塔压力下降D.甲铵结晶堵塞管道9.尿素造粒塔中，尿液从造粒机喷头喷出后，冷却固化的主要传热方式是（）。A.传导传热B.辐射传热C.对流传热D.相变传热10.尿素装置停车时，高压系统卸压速率应控制在（），以防止设备应力损伤。A.0.1~0.3MPa/minB.0.5~1.0MPa/minC.1.5~2.0MPa/minD.2.5~3.0MPa/min11.以下指标中，不属于尿素产品质量优等品标准的是（）。A.总氮含量≥46.4%B.缩二脲含量≤0.9%C.水分含量≤0.4%D.粒度（φ0.85~2.80mm）≥93%12.尿素生产中，导致解吸系统NH₃/CO₂排放超标的主要原因是（）。A.解吸塔温度过高B.解吸塔压力过低C.进料中尿素含量过高D.回流液量不足13.高压甲铵冷凝器（E101）的主要作用是（）。A.冷却尿素溶液B.冷凝NH₃和CO₂生成甲铵并释放热量C.分离气液两相物料D.预热原料CO₂气体14.尿素装置中，用于监测设备腐蚀速率的常用方法是（）。A.超声波测厚B.红外测温C.磁粉探伤D.射线检测15.当尿素合成塔液位低低联锁触发时，系统应立即（）。A.提高甲铵泵转速B.切断CO₂进料并停车C.降低合成塔温度D.开启高压冲洗水二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，错选、漏选均不得分）1.影响尿素合成转化率的主要因素包括（）。A.反应温度B.氨碳比（NH₃/CO₂摩尔比）C.水碳比（H₂O/CO₂摩尔比）D.反应时间2.高压系统开车前需重点检查的内容有（）。A.设备密封性能B.仪表联锁校验C.管道盲板状态D.润滑油油位3.尿素装置中，可能导致高压甲铵泵打量不足的原因有（）。A.泵入口过滤器堵塞B.柱塞密封泄漏C.变频器频率设置过低D.甲铵溶液温度过低4.以下属于尿素生产中“三废”的是（）。A.含氨废水B.造粒粉尘C.驰放气（含H₂、N₂）D.废催化剂5.尿素熔融液管道伴热的作用是（）。A.防止尿素结晶堵塞管道B.提高尿素熔融液温度以降低粘度C.减少管道热应力D.促进尿素分解6.关于CO₂汽提塔（E102）的工作原理，正确的描述是（）。A.利用CO₂气体降低液相中NH₃和CO₂的分压B.汽提过程为吸热反应C.汽提塔内件多采用筛板或填料结构D.汽提后液相中尿素含量增加7.尿素装置停车后，高压系统钝化的目的是（）。A.在设备表面形成氧化膜防止腐蚀B.清除系统内残留的甲铵C.降低设备温度D.检测设备泄漏8.以下操作可能导致尿素产品缩二脲含量超标的是（）。A.尿液浓缩温度过高B.尿液在蒸发器内停留时间过长C.造粒塔通风量过大D.合成塔氨碳比过低9.尿素装置中，安全联锁系统（SIS）的触发条件通常包括（）。A.合成塔液位低低B.高压甲铵泵出口压力低低C.汽提塔壳程蒸汽压力高高D.循环水压力正常10.关于尿素水解系统的作用，正确的是（）。A.将废水中的尿素分解为NH₃和CO₂B.降低废水中的氨氮含量C.回收NH₃和CO₂返回系统D.提高废水的pH值三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.尿素合成反应的最佳温度范围是______℃（±2℃）。2.工业尿素生产中，CO₂原料气的纯度通常要求≥______%（体积分数）。3.高压系统的氨碳比（NH₃/CO₂摩尔比）一般控制在______。4.尿素装置中，低压吸收塔的作用是吸收______中的NH₃和CO₂，生成稀甲铵液。5.尿素造粒机喷头的转速通常控制在______r/min，以保证颗粒粒度均匀。6.为防止甲铵结晶，甲铵溶液的温度需保持在______℃以上。7.尿素水解系统的操作温度一般控制在______℃，压力约为______MPa。8.尿素装置中，蒸汽喷射泵（喷射器）的工作介质是______。9.尿素产品中的缩二脲是由两分子尿素脱去一分子______生成的。10.高压设备的密封面多采用______密封形式（如八角垫、椭圆垫）。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述CO₂汽提工艺中，汽提塔的主要作用及操作要点。2.分析尿素合成塔出料中水分含量过高的可能原因及处理措施。3.列举高压甲铵泵运行中的主要监控参数，并说明其意义。4.说明尿素装置中“钝化”操作的具体步骤及注意事项。5.简述尿素造粒塔颗粒粒度不均匀的常见原因及调整方法。五、计算分析题（共2题，每题10分，共20分）1.某尿素装置日处理CO₂原料气（纯度98%，其余为惰性气体）120000Nm³，已知CO₂转化率为68%，求每日尿素产量（尿素摩尔质量60g/mol，CO₂摩尔质量44g/mol，气体摩尔体积22.4Nm³/kmol）。2.某尿素装置合成塔出料分析数据如下：NH₃浓度18%（质量分数），CO₂浓度8%，尿素浓度65%，水浓度9%。请计算该工况下的氨碳比（NH₃/CO₂摩尔比）和水碳比（H₂O/CO₂摩尔比）。（结果保留两位小数）参考答案及解析一、单项选择题1.答案：A解析：尿素合成分两步：第一步NH₃与CO₂生成甲铵（B选项），第二步甲铵脱水生成尿素和水（A选项）。2.答案：C解析：CO₂汽提工艺高压合成塔操作压力约18~20MPa，此压力下甲铵不易分解，有利于尿素合成。3.答案：B解析：尿素纯品熔点为132.7℃，工业尿素因含杂质，结晶温度约132~135℃。4.答案：C解析：高压甲铵泵输送的甲铵溶液具有强腐蚀性和高压特性，需采用双端面机械密封+冲洗液系统（如高压冷凝液冲洗）防止泄漏。5.答案：A解析：尿素装置中，向CO₂原料气中加入0.3%~0.5%的O₂作为钝化剂，使不锈钢表面形成Cr₂O₃氧化膜，防止腐蚀。6.答案：D解析：合成塔温度通过调节甲铵冷凝器的蒸汽压力（移热速率）间接控制，而非夹套冷却水直接控制。7.答案：B解析：低压分解系统操作压力一般为0.3~0.5MPa，在此压力下可将未反应的NH₃和CO₂从尿素溶液中分离。8.答案：A解析：氨碳比过高会导致合成塔内NH₃过量，抑制甲铵脱水生成尿素的反应，降低转化率；同时可能导致甲铵结晶（需结合温度）。9.答案：C解析：造粒塔中，高温尿液与塔内上升的冷空气通过对流传热冷却固化。10.答案：A解析：高压系统卸压速率过快会导致设备应力集中，通常控制在0.1~0.3MPa/min。11.答案：B解析：尿素优等品标准中，缩二脲含量≤0.9%为合格品要求，优等品要求≤0.5%（具体以GB24402017为准）。12.答案：D解析：解吸系统通过回流液（水或稀氨水）吸收未解吸的NH₃和CO₂，回流液不足会导致排放超标。13.答案：B解析：高压甲铵冷凝器是NH₃与CO₂反应生成甲铵的主要设备，反应放热用于副产蒸汽。14.答案：A解析：超声波测厚可定期监测设备壁厚变化，间接反映腐蚀速率；其他方法用于检测缺陷而非腐蚀速率。15.答案：B解析：合成塔液位低低联锁触发时，需切断CO₂进料并紧急停车，防止设备超温超压。二、多项选择题1.答案：ABCD解析：温度影响反应速率和平衡，氨碳比和水碳比影响反应平衡，反应时间（停留时间）影响转化率。2.答案：ABCD解析：高压系统开车前需检查密封、仪表联锁、盲板状态（防止误操作）、润滑油（保证设备运行）。3.答案：ABC解析：入口过滤器堵塞、柱塞密封泄漏、变频器频率低均会导致打量不足；甲铵溶液温度过低会增加粘度，但不会直接导致打量不足（可能需调整温度）。4.答案：ABC解析：尿素生产“三废”包括含氨废水（解吸废液）、造粒粉尘（尿素颗粒）、驰放气（来自合成系统的H₂、N₂等惰性气体）；废催化剂不属于常规“三废”。5.答案：AB解析：伴热可防止尿素结晶（熔点约132℃），同时降低熔融液粘度，便于输送；减少热应力是管道设计的目的，伴热不直接促进分解。6.答案：ACD解析：CO₂汽提塔利用CO₂降低NH₃和CO₂分压，促进甲铵分解（放热反应）；内件多为筛板或填料，提高传质效率；汽提后液相中尿素含量增加（NH₃、CO₂被汽提）。7.答案：AB解析：钝化通过通入O₂在设备表面形成氧化膜（防腐蚀），同时清除残留甲铵（与O₂无直接反应，需冲洗）。8.答案：ABD解析：缩二脲生成与高温（>135℃）、长时间停留、氨碳比低（NH₃不足抑制副反应）有关；造粒塔通风量大降低温度，减少缩二脲生成。9.答案：ABC解析：安全联锁触发条件包括关键参数异常（如液位低低、压力低低/高高），循环水压力正常无需联锁。10.答案：ABC解析：水解系统将废水中的尿素分解为NH₃和CO₂（NH₂CONH₂+H₂O→2NH₃+CO₂），降低氨氮含量并回收利用；废水pH值可能升高（NH₃溶解），但非主要目的。三、填空题1.188~1922.98.53.2.8~3.2（具体因工艺不同略有差异）4.低压分解气（或闪蒸气）5.800~12006.135（甲铵结晶温度约130℃，需保持135℃以上）7.180~200；2.0~2.58.中压蒸汽（如1.6~2.5MPa饱和蒸汽）9.氨（NH₃）10.金属环（或“卡扎里”密封）四、简答题1.答案要点：作用：利用CO₂气体汽提尿素合成液中的NH₃和CO₂，降低液相中未反应的甲铵含量，提高尿素浓度；同时回收NH₃和CO₂返回合成系统。操作要点：控制汽提塔壳程蒸汽压力（1.8~2.0MPa）以维持管程温度（约160~170℃）；确保CO₂进料量与合成塔出料量匹配；监测汽提后液相中NH₃和CO₂含量（应≤3%）；防止汽提塔超温超压（联锁保护）。2.答案要点：可能原因：①合成塔水碳比（H₂O/CO₂）过高（如甲铵液中水分含量高）；②低压分解系统温度/压力控制不当（分解不彻底，水分未分离）；③原料CO₂中带水（如压缩机段间冷却器泄漏）；④高压冲洗水阀门内漏（停车后未关严）。处理措施：①降低甲铵液中的水分（如调整低压吸收塔加水量）；②提高低压分解温度或降低压力（需兼顾设备安全）；③检查CO₂压缩机段间冷却器，消除泄漏；④关闭高压冲洗水阀门并确认密封。3.答案要点：监控参数及意义：①出口压力（18~20MPa）：反映泵的打量能力及高压系统阻力，压力过低可能导致合成塔液位下降；②入口压力（≥0.3MPa）：防止泵气蚀（甲铵溶液汽化）；③柱塞温度（≤80℃）：温度过高可能是密封摩擦或冷却不足，需检查冷却水；④电机电流（稳定值）：电流波动大可能是泵打量不稳定或机械故障；⑤振动值（≤4.5mm/s）：振动超标可能是轴承磨损或对中不良，需停机检修。4.答案要点：步骤：①系统停车并泄压至常压；②用工艺冷凝液冲洗高压设备（清除残留甲铵）；③通入钝化空气（含O₂5%~8%的空气），保持系统微正压（0.05~0.1MPa）；④控制钝化温度（80~100℃），避免设备低温腐蚀；⑤钝化时间4~8小时，检测排放气中O₂含量（稳定在2%~3%时钝化完成）。注意事项：①钝化前需彻底冲洗，防止甲铵与O₂反应放热；②严格控制O₂浓度（过高可能引发爆炸）；③监测设备温度（避免局部过热）；④钝化后需用N₂置换，防止空气残留。5.答案要点：常见原因：①造粒机喷头孔眼堵塞或磨损（孔径不一致）；②尿液温度波动（温度低粘度大，颗粒偏大）；③喷头转速不稳定（转速低颗粒大，转速