2026年合成氨工艺操作证理论考试练习题【含答案】

2026年合成氨工艺操作证理论考试练习题【含答案】一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.合成氨工艺中，半水煤气经湿法脱硫工序后总硫含量需控制在（）以下才能进入变换工序，避免催化剂中毒。A.10mg/m³B.20mg/m³C.50mg/m³D.100mg/m³2.铁铬系中温变换催化剂的活性组分是（）。A.Fe₂O₃B.Fe₃O₄C.Cr₂O₃D.K₂O3.钴钼系耐硫低变催化剂投入使用前必须进行的预处理工序是（）。A.氧化B.硫化C.还原D.钝化4.热钾碱法脱除原料气中CO₂的过程属于（）。A.物理吸收B.化学吸收C.物理化学吸收D.吸附过程5.甲烷化工序的核心作用是脱除原料气中的哪类有毒杂质，避免氨合成催化剂中毒？A.CO和CO₂B.H₂S和COSC.O₂和N₂D.NH₃和H₂O6.国内大中型合成氨装置普遍采用的中压合成工艺压力范围是（）。A.5~10MPaB.15~32MPaC.40~60MPaD.70~100MPa7.冷激式氨合成塔中冷激气的主要作用是（）。A.提高合成系统压力B.调节催化剂床层温度C.增加进气氢氮比D.降低出口氨浓度8.当合成系统压力为30MPa时，采用循环水冷却分离氨，需将冷却后温度控制在（）以下，才能保证90%以上的氨冷凝效率。A.0℃B.10℃C.25℃D.40℃9.合成氨装置驰放气中含量最高的可回收组分是（）。A.N₂B.H₂C.CH₄D.Ar10.液氨储罐的安全阀起跳压力通常设定为储罐设计压力的（），兼顾泄压安全性和运行稳定性。A.0.8~0.9倍B.1.05~1.1倍C.1.5~2.0倍D.2.5~3.0倍11.变换工序出现催化剂床层温度陡升，以下不可能是诱因的是（）。A.半水煤气中CO含量突然升高B.水蒸气加入量突然减少C.半水煤气中O₂含量超标D.系统压力突然降低12.热钾碱脱碳系统中，高温碳酸钾溶液对碳钢设备的主要腐蚀类型是（），需添加缓蚀剂防控。A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.冲刷腐蚀13.合成氨装置中废热锅炉不能回收以下哪股工艺气的余热？A.造气炉出口高温半水煤气B.变换炉出口高温变换气C.合成塔出口高温反应气D.脱碳系统再生塔出口CO₂气14.氨合成催化剂永久失活的原因不包括（）。A.硫、磷、砷杂质中毒B.长期高温运行活性组分烧结C.床层进水导致催化剂粉碎D.系统短期停车憋压15.氨合成反应的最优新鲜气氢氮比控制范围是（），可获得最高反应速率。A.1.5~2.0:1B.2.8~3.2:1C.3.5~4.0:1D.4.5~5.0:116.发生液氨泄漏时，现场处置人员必须佩戴的呼吸防护用具是（）。A.过滤式防毒面具B.自给正压式呼吸器C.普通医用口罩D.防尘口罩17.固定床间歇造气工艺中，吹风阶段的核心目的是（）。A.生产半水煤气B.提高燃料层温度C.排出炉内灰渣D.回收煤气余热18.合成氨冷冻系统普遍采用的制冷剂是（），来源方便、制冷效率高。A.氟利昂B.氨C.二氧化碳D.丙烷19.合成循环气中惰性气体（CH₄、Ar）通常控制在（）范围，平衡氨产率和驰放气损耗。A.5%~10%B.12%~16%C.20%~25%D.30%~35%20.按照《污水综合排放标准》要求，合成氨装置外排废水氨氮一级排放标准为（）。A.≤5mg/LB.≤15mg/LC.≤50mg/LD.≤100mg/L二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.以下原料气脱硫方法属于湿法脱硫的有（）。A.ADA法B.栲胶法C.活性炭法D.低温甲醇洗法2.氨合成铁系催化剂的常用助剂包括（），可提高催化剂活性和稳定性。A.氧化铝B.氧化钾C.氧化钙D.氧化镁3.变换工序中可提高CO变换率的措施有（）。A.尽可能降低反应温度B.增大水蒸气配比C.降低系统压力D.增加变换炉反应段数4.热钾碱法脱碳系统中，可加入的活化剂包括（），加快CO₂吸收反应速率。A.二乙醇胺（DEA）B.氨基乙酸C.五氧化二钒D.偏钒酸钾5.合成氨装置中必须设置联锁保护的关键参数有（），涉及设备和人员安全。A.合成塔催化剂床层温度B.液氨储罐液位C.压缩机出口压力D.脱硫塔出口总硫含量6.导致合成塔入口氨含量升高的原因有（）。A.氨冷凝器冷却温度升高B.氨分离器液位过高带液C.系统压力突然降低D.循环气量突然增大7.固定床间歇造气生产的半水煤气主要成分包括（）。A.H₂B.COC.N₂D.CO₂8.甲烷化工序出现催化剂床层飞温的诱因有（）。A.原料气中CO含量突然升高B.原料气中CO₂含量突然升高C.系统压力突然降低D.原料气中O₂含量超标9.液氨储存和装卸过程的正确操作要求有（）。A.装卸时使用防静电接地软管B.储罐液位不得超过设计最高液位的90%C.雷雨天气禁止装卸作业D.现场配备应急洗眼器和消防喷淋装置10.合成氨工艺常用的节能降耗措施有（）。A.回收变换反应余热副产蒸汽B.采用变压吸附技术回收驰放气中氢气C.合成塔出口气加热锅炉给水D.脱碳系统采用低能耗负压再生工艺三、判断题（共20题，每题1分，共20分，对的打√，错的打×）1.钴钼系耐硫低变催化剂的硫化操作可直接使用添加了H₂S的半水煤气进行。（）2.氨合成反应是放热、分子数减少的可逆反应，提高压力、降低温度有利于提高氨平衡转化率。（）3.热钾碱法脱碳的富液再生是吸热过程，需在高温低压条件下进行。（）4.半水煤气中O₂含量超过0.5%时会导致变换催化剂氧化失活，必须严格控制。（）5.氨合成塔外筒仅承受高压、不承受高温，内件承受高温和压差。（）6.氨压缩机入口压力越低，制冷效率越高，运行能耗越低。（）7.铜洗工序脱除微量CO、CO₂的过程属于物理吸收。（）8.合成氨装置长期停车时，还原后的氨合成催化剂必须进行钝化处理，避免遇空气剧烈氧化烧毁。（）9.脱碳工序出口CO₂含量需控制在0.1%以下，否则会导致甲烷化床层飞温。（）10.液氨泄漏时可使用直流水直接喷射泄漏点，快速稀释氨气。（）11.变换反应是放热可逆反应，因此生产中应尽量降低变换炉入口温度，提高变换率。（）12.合成循环气中惰性气体会不断积累，降低氢氮分压，需定期排放驰放气控制含量。（）13.低温甲醇洗法可同时脱除原料气中的硫化物和CO₂，净化度高，适合大型合成氨装置。（）14.氨合成催化剂的还原过程是将Fe₃O₄还原为Fe₂O₃的过程。（）15.变换工序的水碳比是指水蒸气与半水煤气中CO的摩尔比。（）16.合成气压缩机出现喘振时，应立即打开防喘振阀，降低出口压力、增加入口流量。（）17.液氨属于乙类火灾危险性物质，蒸气与空气混合的爆炸极限为15.7%~27.4%。（）18.热钾碱溶液pH越高，CO₂吸收能力越强，生产中应尽量将pH提高到14以上。（）19.合成塔入口氨含量对反应没有影响，无需严格控制。（）20.合成氨工艺操作属于特种作业，操作人员必须取得特种作业操作证方可上岗。（）四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述钴钼系耐硫低变催化剂硫化的操作步骤及控制要点。2.氨合成塔催化剂床层温度异常升高的常见原因有哪些？应如何处置？3.简述热钾碱法脱碳的基本原理及影响脱碳效率的主要因素。4.合成氨驰放气的主要组成是什么？常用的回收利用工艺有哪些？5.简述液氨泄漏的应急处置流程。五、计算题（共2题，每题5分，共10分）1.已知半水煤气进入变换炉前CO的干基体积分数为30%，出变换炉的变换气中CO的干基体积分数为2%，假设变换过程中干基惰性气体含量不变，计算CO的变换率。2.某合成氨装置合成塔入口循环气中氨的体积分数为2.5%，出口循环气中氨的体积分数为14.2%，循环气总流量为120000Nm³/h（标准状态），计算该合成塔每小时的氨产量（单位：t/h，氨的摩尔质量为17g/mol，标准状态下1kmol气体体积为22.4Nm³）。参考答案与解析一、单项选择题1.【答案】C【解析】变换工序要求原料气总硫含量≤50mg/m³，过高会导致变换催化剂硫化中毒，永久失活。2.【答案】B【解析】铁铬系中变催化剂的主体为Fe₂O₃，使用前需还原为Fe₃O₄才具有催化活性，Cr₂O₃为结构助剂，防止活性组分烧结。3.【答案】B【解析】钴钼系低变催化剂的活性组分为硫化态的CoS和MoS₂，因此使用前必须进行硫化处理，将氧化态钴钼转化为硫化态。4.【答案】B【解析】热钾碱法是利用碳酸钾与CO₂发生化学反应生成碳酸氢钾，属于典型的化学吸收过程。5.【答案】A【解析】CO、CO₂会与氨合成催化剂的活性铁发生反应生成羰基铁、碳化铁，导致催化剂中毒，甲烷化工序将其转化为无毒的甲烷和水。6.【答案】B【解析】15~32MPa的中压工艺兼顾反应速率、平衡转化率和设备投资、运行能耗，是国内主流合成工艺。7.【答案】B【解析】冷激式合成塔通过在催化剂床层间喷入低温原料气，直接混合降低床层温度，将反应温度控制在适宜范围。8.【答案】C【解析】30MPa压力下氨的冷凝温度约为25℃，控制冷却后温度≤25℃即可实现90%以上的氨冷凝分离。9.【答案】B【解析】驰放气中H₂含量为50%~65%，是占比最高的可回收组分，回收后可返回合成系统作为原料。10.【答案】B【解析】压力容器安全阀起跳压力通常设定为设计压力的1.05~1.1倍，既保证超压时及时泄压，又避免正常运行时误起跳。11.【答案】D【解析】系统压力降低不会导致变换反应放热量增加，其余选项均会导致床层温度陡升。12.【答案】C【解析】高温碳酸钾溶液会导致碳钢设备产生应力腐蚀开裂，是脱碳系统的主要腐蚀类型。13.【答案】D【解析】再生塔出口CO₂气温度仅为100℃左右，品位较低，无回收余热价值。14.【答案】D【解析】短期停车憋压不会破坏催化剂结构和活性，不会导致永久失活。15.【答案】B【解析】氨合成反应的化学计量氢氮比为3:1，实际生产中控制在2.8~3.2:1可获得最高反应速率。16.【答案】B【解析】液氨泄漏后氨气浓度极高，过滤式防毒面具无法有效防护，必须佩戴自给正压式呼吸器。17.【答案】B【解析】吹风阶段通入空气燃烧燃料，将燃料层加热到1000℃以上，为后续制气阶段提供反应热量。18.【答案】B【解析】氨作为制冷剂来源方便，制冷效率高，与装置工艺介质兼容，是合成氨冷冻系统的首选。19.【答案】B【解析】惰性气含量控制在12%~16%，既避免惰性气过高降低氢氮分压，又减少驰放气排放导致的氢氮损失。20.【答案】B【解析】《污水综合排放标准》GB8978-1996规定合成氨外排废水氨氮一级排放标准为≤15mg/L。二、多项选择题1.【答案】ABD【解析】活性炭法属于干法脱硫，其余均为湿法脱硫工艺。2.【答案】ABCD【解析】氧化铝为结构助剂，抑制活性铁烧结；氧化钾为电子助剂，提高催化剂活性；氧化钙、氧化镁为辅助助剂，提高催化剂抗毒性能。3.【答案】BD【解析】变换反应存在催化剂起活温度，不能无限制降低温度；提高压力可提高变换率，因此AC错误。4.【答案】AB【解析】五氧化二钒、偏钒酸钾为热钾碱系统的缓蚀剂，不是活化剂。5.【答案】ABC【解析】脱硫出口总硫为工艺控制指标，不涉及立即安全风险，无需设置联锁。6.【答案】ABCD【解析】冷却温度升高导致氨冷凝率下降、氨分离器带液、系统压力降低导致氨饱和蒸气压升高、循环量过大导致换热不充分，均会导致入口氨含量升高。7.【答案】ABCD【解析】半水煤气的主要成分为H₂、CO、CO₂、N₂，还含有少量H₂S、O₂、CH₄等杂质。8.【答案】ABD【解析】CO、CO₂、O₂与H₂的反应均为强放热反应，含量超标会导致床层飞温，压力降低不会导致放热量增加。9.【答案】ABCD【解析】所有选项均为液氨储存装卸的安全操作要求。10.【答案】ABCD【解析】所有选项均为合成氨行业通用的节能降耗措施。三、判断题1.【答案】√【解析】半水煤气含有足量H₂，添加H₂S后即可满足硫化所需的H₂、H₂S条件。2.【答案】√【解析】氨合成反应为N₂+3H₂⇌2NH₃ΔH=-92.4kJ/mol，加压、降温均有利于平衡正向移动。3.【答案】√【解析】富液再生为碳酸氢钾分解生成碳酸钾和CO₂，为吸热反应，高温低压有利于分解反应进行。4.【答案】√【解析】O₂会氧化变换催化剂的活性组分，导致失活，因此半水煤气O₂含量需控制≤0.5%。5.【答案】√【解析】合成塔内件设有保温层，外筒接触的是冷却后的低温气体，仅承受高压，不承受高温。6.【答案】×【解析】入口压力越低，压缩比越大，制冷效率越低，运行能耗越高。7.【答案】×【解析】铜洗是利用铜氨液与CO发生络合反应，属于化学吸收过程。8.【答案】√【解析】还原后的活性铁遇空气会剧烈氧化放热，温度可达500℃以上，必须钝化处理。9.【答案】√【解析】CO₂含量过高会导致甲烷化反应放热量剧增，床层超温飞温，因此要求脱碳出口CO₂≤0.1%。10.【答案】×【解析】直流水喷射会导致液氨快速气化，扩大扩散范围，应使用喷雾状水稀释吸收。11.【答案】×【解析】变换炉入口温度不能低于催化剂起活温度，否则反应无法进行。12.【答案】√【解析】惰性气体不参与反应，会在系统中积累，降低氢氮分压，影响氨产率。13.【答案】√【解析】低温甲醇洗可同时脱除硫化物和CO₂，净化度可达0.1ppm以下，是大型合成氨装置的首选净化工艺。14.【答案】×【解析】氨合成催化剂还原是将Fe₂O₃还原为金属α-Fe，才具有催化活性。15.【答案】×【解析】水碳比是指水蒸气与原料气中总碳（CO+CO₂+CH₄）的摩尔比。16.【答案】√【解析】打开防喘振阀可快速增加入口流量，降低出口压力，消除喘振工况。17.【答案】√【解析】液氨的火灾危险性为乙类，爆炸极限15.7%~27.4%，属于易燃易爆有毒物质。18.【答案】×【解析】pH过高会加剧设备腐蚀，通常控制热钾碱溶液pH为10~12。19.【答案】×【解析】入口氨含量升高会抑制合成反应，降低氨净值，必须控制在2%~3%之间。20.【答案】√【解析】合成氨工艺属于危险化学品生产特种作业，操作人员必须持证上岗。四、简答题1.【答案】操作步骤：①升温：用氮气或合格半水煤气对变换炉升温，床层温度升到180~200℃，升温速率30~50℃/h；②硫化：向系统加入二硫化碳或高硫煤气，控制H₂S含量10~20g/m³，床层温度逐步升到350~400℃，恒温硫化4~8h；③穿透检测：当变换炉出口H₂S含量连续3次分析≥10g/m³时，视为硫化完成；④降温置换：降低H₂S含量，床层温度降到250~300℃，用合格半水煤气置换系统，出口H₂S<100mg/m³即可投用。控制要点：严格控制升温速率，避免床层超温；硫化过程保证H₂含量≥20%，防止催化剂还原；床层最高温度不超过450℃，避免催化剂烧结。2.【答案】常见原因：①新鲜气氢氮比偏离2.8~3.2的适宜范围，反应放热剧增；②新鲜气中CO、CO₂含量超标，进入合成塔发生甲烷化强放热反应；③循环气量突然减少，带热能力下降；④冷激气/副线气调节不当，冷却量不足；⑤催化剂活性下降，操作压力过高导致放热增加。处置措施：①立即调整新鲜气氢氮比到适宜范围；②切断不合格新鲜气，必要时放空，检查前工序运行情况；③加大循环气量，提高热带出量；④增大冷激气/副线气量，快速降低床层温度，超温时紧急停车；⑤适当降低操作负荷，温度稳定后逐步恢复。3.【答案】基本原理：在100~130℃、1.5~3.0MPa条件下，碳酸钾溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾：