2025年硝酸生产工高级考试试卷与答案

2025年硝酸生产工高级考试试卷与答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.氨氧化法制硝酸工艺中，氨与空气的理论最佳体积比（氨空比）为：A.8.5%-9.5%B.9.5%-11%C.11%-12.5%D.12.5%-14%答案：B2.铂铑合金催化剂中，铑的质量分数通常为：A.1%-3%B.5%-10%C.10%-15%D.15%-20%答案：B3.氨氧化反应的主要副反应是氨的完全氧化提供N₂O和H₂O，其反应温度通常高于：A.750℃B.800℃C.850℃D.900℃答案：D4.中压法硝酸生产中，氧化炉操作压力一般控制在：A.0.1-0.2MPaB.0.2-0.3MPaC.0.3-0.5MPaD.0.5-0.7MPa答案：C5.硝酸吸收塔内，NO₂的吸收过程为气液两相反应，其速率主要受：A.气相扩散控制B.液相扩散控制C.化学反应控制D.温度控制答案：A6.硝酸生产中，氧化炉出口气体需快速冷却至400℃以下，主要目的是：A.防止NO分解B.减少铂催化剂烧结C.提高后续吸收效率D.降低系统能耗答案：A7.浓硝酸生产中，常用的脱水剂是：A.浓硫酸B.氯化钙C.硝酸镁D.磷酸答案：C8.硝酸生产装置中，氨蒸发器的加热介质通常为：A.低压蒸汽B.中压蒸汽C.循环水D.导热油答案：A9.尾气处理系统中，选择性催化还原（SCR）法常用的还原剂是：A.液氨B.尿素C.甲醇D.氢气答案：A10.硝酸生产中，氧化炉内铂网的安装方式为：A.平铺固定B.螺旋缠绕C.多层叠加D.悬挂式答案：C11.吸收塔内设置塔板或填料的主要作用是：A.增加气液接触面积B.降低气体流速C.提高操作压力D.减少液体滞留答案：A12.硝酸生产中，氨的转化率一般要求达到：A.90%-92%B.92%-95%C.95%-98%D.98%-99.5%答案：D13.硝酸浓缩塔操作中，塔顶温度过高会导致：A.硝酸分解加剧B.脱水剂浓度下降C.塔底液位上升D.产品酸浓度升高答案：A14.氧化炉点火前，必须进行的安全操作是：A.氮气置换B.空气吹扫C.氢气试漏D.蒸汽预热答案：A15.硝酸生产装置中，酸封罐的主要作用是：A.防止气体倒窜B.储存成品酸C.分离气液两相D.调节系统压力答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.氨氧化反应的主反应方程式为：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O，反应类型为（）反应（填“吸热”或“放热”）。答案：放热2.硝酸吸收过程中，NO需先与（）反应提供NO₂，才能被水吸收。答案：O₂3.铂催化剂的活性组分是（），载体通常为（）。答案：铂；陶瓷或金属网4.硝酸生产中，氧化炉出口气体经废热锅炉回收热量，可副产（）（填“蒸汽”或“热水”）。答案：蒸汽5.吸收塔操作中，控制塔内温度的关键是通过（）移走反应热。答案：冷却盘管或外部换热器6.浓硝酸生产中，硝酸镁溶液的浓度需控制在（）以上才能有效脱水。答案：68%-72%7.尾气中NOx的主要成分是（）和（）。答案：NO；NO₂8.氨蒸发器的操作压力需略（）（填“高于”或“低于”）氧化炉操作压力，以确保氨稳定输送。答案：高于9.硝酸生产装置的联锁保护系统中，当氨空比低于（）或高于（）时，会触发紧急停车。答案：9%；11.5%10.铂网催化剂失活的主要原因包括（）、（）和中毒。答案：烧结；机械磨损三、判断题（每题1分，共10分）1.提高氧化炉操作压力会降低氨的转化率。（）答案：×（提高压力可提高氨转化率，但需平衡能耗）2.吸收塔内液体喷淋密度越大，NO₂吸收效率越高。（）答案：×（过高喷淋密度会降低气液接触时间，效率下降）3.浓硝酸生产中，硝酸镁溶液可循环使用，无需补充。（）答案：×（需定期补充以维持浓度）4.氧化炉点火时，应先通入氨再点火。（）答案：×（应先通入空气，再引入氨点火）5.尾气处理系统中，SCR法的反应温度越高，NOx脱除效率越高。（）答案：×（存在最佳温度范围，过高会导致催化剂失活）6.吸收塔塔顶尾气中O₂含量过低会影响NO的氧化，导致NOx超标。（）答案：√7.氨蒸发器液位过高会导致液氨带入氧化炉，引发爆炸风险。（）答案：√8.硝酸分解的主要产物是NO₂、O₂和H₂O。（）答案：√（4HNO₃→4NO₂↑+O₂↑+2H₂O）9.铂网催化剂的使用寿命主要取决于操作温度和气体杂质含量。（）答案：√10.硝酸生产装置的开停车过程中，必须严格控制升降温速率，防止设备热应力损坏。（）答案：√四、简答题（每题6分，共30分）1.简述氨氧化反应中，温度对反应的影响及控制要点。答案：氨氧化反应为强放热反应，温度过低（<780℃）时反应速率慢，氨转化率低；温度过高（>850℃）时副反应（氨完全氧化提供N₂O、N₂）加剧，铂催化剂烧结失活。控制要点：通过调节氨空比、冷却水量维持氧化炉温度在800-840℃，同时监测出口NO浓度和尾气中NH₃残留量。2.吸收塔内设置多层冷却装置的原因是什么？答案：吸收塔内NO₂与水反应提供HNO₃和NO（3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO）为放热反应，温度升高会降低NO₂的溶解度和反应平衡常数，影响吸收效率。设置冷却装置（如盘管或外部换热器）可及时移走反应热，维持塔内温度在30-50℃，提高NO₂的吸收率。3.铂催化剂失活的主要原因有哪些？如何再生？答案：失活原因：①烧结：长期高温（>900℃）导致铂晶粒长大，比表面积减小；②机械磨损：气流冲刷或积灰导致催化剂脱落；③中毒：硫、磷、砷等杂质与铂反应提供稳定化合物。再生方法：①轻度失活可通过提高操作温度（820-840℃）并通入清洁空气，烧除表面积碳；②严重失活需更换铂网，旧网可通过酸洗（稀硝酸）去除杂质后重新加工。4.硝酸浓缩工艺中，为什么选择硝酸镁作为脱水剂？答案：硝酸镁是高沸点（分解温度>300℃）、高吸湿性的盐类，其水溶液的沸点远高于硝酸（硝酸沸点83℃）。当硝酸与硝酸镁溶液混合加热时，硝酸优先蒸发，而硝酸镁溶液因沸点高留在塔底，从而实现硝酸浓缩。此外，硝酸镁化学性质稳定，不与硝酸反应，可循环使用，经济性好。5.简述硝酸生产装置中，氨泄漏的应急处理措施。答案：①立即切断氨源，关闭相关阀门；②启动应急通风系统，降低现场氨浓度；③佩戴正压式空气呼吸器进入泄漏区域，用大量水稀释泄漏的氨（氨易溶于水）；④设置警戒区，禁止无关人员进入；⑤若发生火灾或爆炸，使用干粉灭火器或二氧化碳灭火器扑救，避免使用水直接冲击液氨储罐（可能导致罐体破裂）；⑥报告上级并联系消防、环保部门，监测周边大气中氨浓度，防止污染扩散。五、综合分析题（每题10分，共20分）1.某硝酸生产装置运行中，氧化炉出口温度突然从820℃升至880℃，同时氨转化率下降至97%，分析可能原因及处理措施。答案：可能原因：①氨空比失调，氨浓度过高（>11.5%），导致主反应放热加剧；②空气压缩机故障，空气流量减少，氧含量不足，副反应（氨完全氧化）增加；③铂催化剂部分失活，反应区域后移，热量集中释放；④废热锅炉结垢，换热效率下降，无法及时移走反应热。处理措施：①立即降低氨流量，调整氨空比至10%-10.5%；②检查空气压缩机运行状态，确认空气流量和压力是否正常；③分析氧化炉出口气体成分（NO、NH₃、O₂含量），判断催化剂活性；④若废热锅炉结垢，切换备用锅炉，对结垢锅炉进行化学清洗；⑤密切监测氧化炉温度，若持续升高，触发联锁停车，防止催化剂烧结和设备损坏。2.某中压法硝酸装置吸收塔塔顶尾气中NOx浓度持续超标（标准≤200mg/m³），实测为350mg/m³，试分析可能原因并提出解决措施。答案：可能原因：①吸收塔操作温度过高（>50℃），NO₂溶解度降低；②吸收塔喷淋密度不足（<10m³/(m²·h)），气液接触不充分；③氧化工序NO氧化率低（NO→NO₂转化率<60%），导致吸收塔内NO₂量不足；④吸收塔塔板或填料堵塞，传质效率下降；⑤尾气处理系统（如SCR）催化剂失活，还原效率降低。解决措施：①