合成氨工艺安全考试题及答案

合成氨工艺安全考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018），合成氨生产区域内，液氨构成重大危险源的临界量为（）A.5tB.10tC.15tD.20t2.固定床间歇式煤气化造气是国内煤头合成氨的主流工艺之一，入炉无烟煤的挥发分含量需要严格控制，若入炉煤挥发分含量过高，最容易引发的安全问题是（）A.造气炉结疤影响产气量B.煤气中粉尘含量过高堵塞管道C.气化过程发生炉内爆燃或烟囱爆炸D.煤气中硫化氢含量升高增加脱硫负荷3.合成氨脱硫工序中，粗煤气含有的硫化氢是高毒性气体，下列关于硫化氢特性的说法中，错误的是（）A.硫化氢属于神经性毒物，会对呼吸中枢造成麻痹抑制B.低浓度硫化氢环境下可闻到臭鸡蛋气味C.高浓度硫化氢可迅速造成人员昏迷死亡D.高浓度硫化氢环境下臭鸡蛋气味更浓烈，更容易被察觉4.一氧化碳中温变换工序，催化剂投入使用前需要进行升温还原操作，下列关于升温还原操作的安全控制要求，说法错误的是（）A.升温过程要严格控制升温速率，避免升温过快造成催化剂破碎B.还原过程要遵循“提温不提氢，提氢不提温”的原则C.还原过程出水温度越高，还原效果越好，因此应尽可能提高还原温度D.还原结束后需要进行放醇放空，低负荷运行稳定后转入正常生产5.合成氨压缩工序，离心式压缩机发生喘振工况时，最不可能造成的危害是（）A.压缩机转子振动加剧，轴密封损坏泄漏B.压缩机出口压力稳定，工艺系统无影响C.严重时造成转子断裂、机组报废D.可燃气体泄漏引发火灾爆炸事故6.氨合成塔长期在高温高压氢氮氨氛围下运行，氢对碳钢会产生腐蚀，因此合成氨塔内件及主体高压筒体一般采用的材质是（）A.普通低碳钢B.耐热抗氢钢C.不锈钢D.铸铁7.依据《固定式压力容器安全技术监察规程》，液氨储罐的最大充装系数不得超过（）A.0.75B.0.85C.0.9D.0.958.合成氨装置停产检修，作业人员需要进入煤气柜内进行防腐作业，依据《危险化学品企业特殊作业安全规范》（GB30871-2022），作业前对煤气柜内氧含量进行分析，合格范围是（）A.15%~20%B.18%~25%C.19.5%~23.5%D.20%~25%9.一级动火作业的作业证有效期为（）A.8hB.24hC.48hD.72h10.合成氨生产过程中，氢渗入金属材料内部后，会导致材料塑性下降、脆性增加，这种现象叫做（）A.氢腐蚀B.氢脆C.氨脆D.应力腐蚀11.固定床造气工序，烘炉结束后投料前需要用空气吹扫置换整个造气系统，置换合格的判定标准中，系统中氧含量要求为（）A.小于0.5%B.小于1%C.小于2%D.小于5%12.氨合成工序中，循环气中惰性气体（甲烷、氩气）含量过高，下列关于其危害的说法错误的是（）A.降低氢氮气分压，减少氨的合成率B.增大压缩功耗，提高生产成本C.造成合成塔床层温度下降，影响反应进行D.严重时会导致系统超压，引发泄漏风险13.液氨储罐发生泄漏事故，现场人员应急疏散应当选择的方向是（）A.下风侧低洼处B.上风侧较高处C.任意方向，快速远离D.下风侧较高处14.依据《压力容器使用管理规则》，液氨储罐压力表的精度等级不得低于（）A.1.0级B.1.5级C.2.0级D.2.5级15.合成氨催化剂升温还原过程中，若发现催化剂床层温度突然快速上涨，也就是飞温，首先应当采取的操作是（）A.快速开大循环量，降低床层温度B.快速提高系统压力，加快反应C.切断氢气来源，通入大量氮气降温D.加大放空，降低系统压力16.一氧化碳中毒事故中，下列急救措施错误的是（）A.立即将中毒者转移至新鲜空气通风处B.解开中毒者衣领腰带，保持呼吸通畅C.给中毒者饮用大量食醋催吐D.对呼吸心跳停止者立即进行心肺复苏，送医救治17.甲烷化工序的作用是脱除原料气中少量的一氧化碳和二氧化碳，避免合成氨催化剂中毒，甲烷化反应是强放热反应，下列哪种情况会引发甲烷化炉飞温（）A.脱碳工序出口二氧化碳含量超标B.入口温度过低C.系统压力过低D.循环量过大18.液氨储罐的安全阀出口连接方式符合安全要求的是（）A.直接就地排空B.接至火炬系统或密闭放空系统C.接至循环水池溶解D.接至厂区雨水管网19.下列工序中，不属于合成氨工艺重点监管危险环节的是（）A.氨合成工序B.液氨储存单元C.造气脱硫变换工序D.循环水冷却单元20.合成氨装置长期停车，系统置换的时候，禁止用哪种气体吹扫（）A.氮气B.蒸汽C.空气D.氧气二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.合成氨生产工艺中，存在的主要职业病危害因素包括（）A.一氧化碳B.硫化氢C.氨D.噪声2.氨合成反应在高温高压下进行，氢对高压设备的损伤类型主要包括（）A.氢脆B.氢腐蚀C.应力腐蚀开裂D.氧腐蚀3.依据《危险化学品企业特殊作业安全规范》（GB30871-2022），合成氨装置受限空间作业应当符合的要求包括（）A.作业前30min内进行气体分析，分析合格方可进入B.作业中断超过60min，应当重新进行气体分析C.作业现场必须安排专人全程监护D.易燃易爆环境下作业必须穿防静电工作服4.合成氨离心式压缩机发生喘振的常见原因包括（）A.压缩机入口流量过低B.压缩机出口压力突然升高C.压缩机入口压力大幅波动D.系统管网阻力突然增大5.液氨储罐发生大量泄漏，下列应急处置措施正确的有（）A.立即启动应急预案，疏散现场无关人员B.切断储罐进出物料阀门，切断区域电源C.使用雾状水对泄漏区域进行稀释降毒D.所有救援人员必须佩戴隔离式正压呼吸器，做好防冻防护6.合成氨生产过程中，可能造成合成塔床层飞温超温的原因包括（）A.新鲜气中一氧化碳、二氧化碳含量超标，造成催化剂反应异常B.循环气量突然降低，带走热量减少C.氢氮比严重偏离，反应热大量积累D.入塔氨含量过高，抑制合成反应7.合成氨工艺属于首批重点监管的危险化工工艺，下列属于合成氨工艺需要重点监控的工艺参数有（）A.合成塔床层温度、系统压力B.循环气氢氮比、惰性气体含量C.液氨储罐的液位、压力D.压缩机的轴温、轴振8.合成氨装置停车检修，下列安全要求正确的有（）A.装置停车后必须对所有设备管道进行置换吹扫，分析合格后方可交付检修B.所有检修作业必须按要求办理相应的特殊作业许可证C.检修现场必须落实挂牌上锁制度，切断动力源D.可以使用氧气对设备管道进行吹扫置换，加快置换速度9.固定床间歇造气工序，常见的事故类型包括（）A.煤气爆炸B.硫化氢、一氧化碳中毒窒息C.造气炉夹套超压爆炸D.高处坠落、机械伤害10.下列关于液氨储罐日常安全管理的要求，说法正确的有（）A.定期对安全阀、压力表、液位计进行校验检定B.定期对储罐壁厚进行检测，排查腐蚀减薄隐患C.控制充装量，严禁超装D.储罐区必须设置围堰、应急稀释喷淋装置三、判断题（每题1分，共15分，正确打√，错误打×）1.固定床间歇造气的空气吹净阶段，主要目的是排出造气系统内残留的煤气，避免送入气柜时发生爆炸，该工艺操作符合安全要求。（）2.硫化氢属于高毒气体，浓度越高，臭鸡蛋气味越明显，越容易被作业人员及时发现。（）3.液氨储罐的安全阀出口必须连接至密闭放空系统或火炬系统，严禁直接就地排放。（）4.氨合成反应是放热反应，温度越低越有利于平衡向生成氨的方向移动，因此生产中合成反应温度控制越低越好。（）5.离心式压缩机停车操作时，正确的步骤是先停主机，再逐步降低压缩机负荷。（）6.进入存在氨的受限空间作业，若氨浓度不高，可佩戴过滤式防毒面具进行作业。（）7.合成氨催化剂长期使用后会出现活性衰减，生产中通常会逐步提高合成反应温度来维持产量。（）8.氢脆和氢腐蚀都是氢对金属材料造成的损伤，二者本质上是同一现象。（）9.合成氨生产中，合成系统的放空气中含有一定量的氨，必须回收处理，不能直接排放。（）10.液氨泄漏事故处置中，消防人员可使用雾状水稀释溶解泄漏的氨，降低空气中氨的浓度。（）11.合成氨高压管道发生氨泄漏后，为减少停车损失，可直接进行带压堵漏作业。（）12.一氧化碳变换反应中，提高蒸汽与干煤气的比例可以降低变换后一氧化碳的残余含量，因此蒸汽加入量越多越好。（）13.构成重大危险源的合成氨液氨储存区，应当至少每年开展一次现场处置方案演练，每三年开展一次综合应急演练。（）14.氨的爆炸极限为15%~28%（体积分数），因此当空气中氨浓度高于28%时，遇火源不会发生爆炸。（）15.压缩工序的油分离器分离效果差，润滑油带入合成塔，会造成合成氨催化剂中毒失活。（）四、案例分析题（共45分）某中型煤头合成氨企业设计产能15万吨/年合成氨，采用固定床间歇造气、栲胶脱硫、中低耐硫变换、MDEA脱碳、甲烷化精制、离心压缩合成工艺，共有4台1000m³液氨球罐。2023年8月，企业计划对3号液氨球罐进行开罐检验，检修作业过程发生中毒窒息事故，造成2人死亡、1人重伤，事故经过如下：检修前，车间安排操作人员对3号球罐进行倒罐卸料，将罐内大部分液氨倒入2号备用罐，卸料完成后，对3号球罐连接管道加装盲板隔离，随后用氮气对罐内进行吹扫置换，置换8小时后，车间安全员在球罐人孔处采样分析，检测结果为罐内氧含量20.3%，氨浓度16mg/m³（职业接触限值为20mg/m³），分析合格后，按规定办理了受限空间作业许可证和焊接作业许可证，作业时间为当日8:00-16:00。当日9:10，两名焊工进入罐内作业，监护人在人孔外负责监护，当日10:20，监护人接到部门主任电话要求其到办公室开会，监护人擅自离开，仅安排现场一名未经过培训的杂工临时替自己监护，杂工不会使用便携式气体检测仪，也未按要求每2小时复测一次罐内气体浓度。当日11:00，罐内两名焊工突然晕倒，杂工发现后，未佩戴任何防护装备就进入罐内救人，也随即晕倒，周边作业人员发现后立即报警，经救援，两名焊工抢救无效死亡，救人杂工重伤。已知本次倒罐卸料完成后，3号球罐内残留液氨质量为120kg，球罐总容积为1000m³，环境温度为25℃，标准大气压，根据以上案例，回答下列问题：1.请指出本次检修作业过程中存在的主要安全隐患有哪些？（12分）2.请分析本次事故的直接原因和间接原因。（12分）3.请写出合成氨装置液氨储罐开罐检修前，置换合格的判定标准。（10分）4.计算残留液氨全部汽化后，罐内氨的体积分数是多少？（标准状态下氨摩尔体积按22.4L/mol计算，结果保留两位小数，要求写出计算公式和计算过程）（11分）参考答案与解析一、单项选择题1.答案：B解析：根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018）表1中明确规定，液化氨的临界量为10t，合成氨企业生产区域储存量超过10t液氨即需辨识为重大危险源，因此选择B。2.答案：C解析：入炉煤挥发分过高，在气化过程中会快速析出大量可燃挥发性气体，与炉内氧气混合达到爆炸极限后，极易引发炉内爆燃，严重时会导致造气烟囱爆炸，因此选择C。3.答案：D解析：硫化氢的嗅觉阈值极低，低浓度下即可闻到臭鸡蛋气味，但当浓度超过100mg/m³时，会迅速麻痹嗅觉神经，作业人员反而无法闻到气味，短短数分钟即可造成呼吸麻痹死亡，是合成氨脱硫工序最需防范的中毒风险，因此D表述错误。4.答案：C解析：变换催化剂升温还原过程中，温度过高会导致催化剂活性组分烧结，永久失活，因此必须严格控制还原温度，不能随意提高，C表述错误。5.答案：B解析：喘振是离心式压缩机在低流量下发生的气流脉动振荡工况，会导致压缩机出口压力大幅波动，转子剧烈振动，极易损坏密封和机组，因此B表述错误。6.答案：B解析：耐热抗氢钢可以有效抵御高温高压下氢的腐蚀和脆化，是合成氨高压设备的标准用材，因此选择B。7.答案：B解析：根据固定式压力容器规范要求，液氨为液化气体，储罐最大充装系数不得超过0.85，严禁超装，因此选择B。8.答案：C解析：GB30871-2022明确规定，受限空间作业氧含量合格范围为19.5%~23.5%，因此选择C。9.答案：A解析：GB30871-2022规定，一级动火作业作业证有效期为8h，特殊动火作业有效期不超过8h，二级动火作业有效期不超过72h，因此选择A。10.答案：B解析：氢脆是氢渗入金属后导致塑性下降脆性增加的现象，氢腐蚀是氢与钢中渗碳体反应生成甲烷导致脱碳鼓泡，二者不是同一概念，因此选择B。11.答案：A解析：造气系统置换后要求氧含量小于0.5%，防止可燃煤气与氧气混合达到爆炸极限，因此选择A。12.答案：C解析：惰性气体含量过高会降低氢氮气分压，虽然会降低合成率，但反应放热不变，循环气流量不变的情况下，床层温度不会下降，反而因为系统压力升高需要加大放空，增加能耗，因此C表述错误。13.答案：B解析：氨的分子量小于空气，泄漏后会向上风方向和高处扩散，因此疏散应选择上风侧较高处，因此选择B。14.答案：B解析：压力容器安全管理规则要求，液氨等有毒液化气体储罐压力表精度不得低于1.5级，因此选择B。15.答案：A解析：催化剂床层飞温初期，开大循环量可以快速带走多余热量，控制温度上涨，是首选操作，只有当控制无效时才需要切断气源泄压降温，因此选择A。16.答案：C解析：一氧化碳中毒是通过呼吸道吸收引发的中毒，催吐对一氧化碳中毒没有作用，反而会耽误救援时间，因此C表述错误。17.答案：A解析：二氧化碳含量超标会导致甲烷化反应加剧，放出大量热量无法及时带出，引发飞温，因此选择A。18.答案：B解析：液氨有毒，安全阀排放的气氨必须接入火炬或密闭放空系统回收，不能就地排放污染环境、引发中毒，因此选择B。19.答案：D解析：循环水冷却单元不涉及危险物料，不属于重点监管危险环节，因此选择D。20.答案：D解析：氧气是强氧化剂，与系统内残留的可燃气体混合会引发爆炸，因此严禁用氧气置换吹扫，因此选择D。二、多项选择题1.答案：ABCD解析：合成氨各个工序都存在一氧化碳、硫化氢、氨等有毒有害物质，压缩、造气等设备会产生高强度噪声，因此全部选项正确。2.答案：ABC解析：合成氨高压设备的氢损伤主要包括氢脆、氢腐蚀、应力腐蚀开裂三种类型，氧腐蚀不属于氢损伤范畴，因此选择ABC。3.答案：ABCD解析：所有选项均符合GB30871-2022对受限空间作业的要求，因此全部正确。4.答案：ABCD解析：喘振的本质就是压缩机入口流量低于喘振临界流量，所有选项都会导致入口流量不足或出口压力过高，引发喘振，因此全部正确。5.答案：ABCD解析：所有选项均符合液氨泄漏的应急处置要求，液氨易溶于水，雾状水可以有效稀释，救援人员必须做好防护和防冻，防止液氨冻伤，因此全部正确。6.答案：ABC解析：入塔氨含量过高只会抑制合成反应，减少反应热生成，不会导致飞温，ABC都是引发飞温的常见原因，因此选择ABC。7.答案：ABCD解析：所有选项都是合成氨工艺需要重点监控的参数，直接关系生产安全，因此全部正确。8.答案：ABC解析：氧气会和可燃气体混合引发爆炸，严禁用氧气吹扫，因此D错误，ABC正确。9.答案：ABCD解析：固定床造气工序涉及压力容器、有毒煤气、高空作业、转动设备，所有事故类型都可能发生，因此全部正确。10.答案：ABCD解析：所有选项都是液氨储罐日常安全管理的明确要求，因此全部正确。三、判断题1.答案：√解析：空气吹净阶段可以将残留的煤气排入气柜，避免系统残留煤气与空气混合，符合工艺安全要求，因此正确。2.答案：×解析：高浓度硫化氢会麻痹嗅觉神经，无法闻到气味，因此表述错误。3.答案：√解析：氨有毒，直接排放会引发人员中毒和环境污染，必须接入密闭放空或火炬，因此正确。4.答案：×解析：温度过低会导致催化剂活性不足，反应速率大幅下降，产量降低，因此需要控制在合适的温度范围，不是越低越好，表述错误。5.答案：×解析：离心式压缩机停车必须先逐步降负荷，再停主机，否则会引发喘振损坏机组，表述错误。6.答案：×解析：受限空间作业氨浓度不明，且可能突然升高，必须佩戴隔离式正压呼吸器，不能使用过滤式防毒面具，表述错误。7.答案：√解析：催化剂活性衰减后，适当提高温度可以弥补活性下降，维持产量，是合成氨生产的常规操作，表述正确。8.答案：×解析：氢脆是物理变化，氢渗入金属导致脆性增加，氢腐蚀是化学变化，氢与碳反应导致脱碳，二者本质不同，表述错误。9.答案：√解析：放空气中的氨直接排放既污染环境，又浪费原料，还会引发安全风险，必须回收，表述正确。10.答案：√解析：氨极易溶于水，雾状水可以快速吸收空气中的氨，降低浓度，是液氨泄漏处置的常用方法，表述正确。11.答案：×解析：合成氨高压管道的氨泄漏压力高、毒性大，直接带压堵漏风险极高，极易发生中毒泄漏事故，一般必须停车处理，表述错误。12.答案：×解析：蒸汽加入量过多会增加能耗，还会导致变换炉床层温度下降，降低催化剂活性，因此需要控制在合理范围，不是越多越好，表述错误。13.答案：√解析：符合《生产安全事故应急预案管理办法》对重大危险源应急演练的要求，表述正确。14.答案：×解析：虽然高浓度超出爆炸极限，但氨泄漏后会不断扩散稀释，浓度会逐渐降到爆炸极限范围内，遇火源仍然会爆炸，表述错误。15.答案：√解析：润滑油会覆盖在催化剂表面，堵塞微孔，导致催化剂失活，因此必须保证油分离器分离效果，表述正确。四、案例分析题1.存在的安全隐患（12分，每点2分）(1)监护人擅自离岗，违规安排未经过培训、无监护资质的杂工替岗，违反特殊作业全程监护的要求；(2)作业过程未按要求每2小时复测一次罐内气体浓度，残留液氨挥发导致浓度超标未及时发现；(3)从业人员