2026危险化学品安全作业-合成氨工艺作业考试历年参考题库含答案详解

2026危险化学品安全作业-合成氨工艺作业考试历年参考题库含答案详解一、选择题从给出的选项中选择正确答案（共100题）1、合成氨反应的基本化学方程式为N2+3H2<=>2NH3，该反应属于何种类型的化学反应？A.吸热反应B.放热反应C.等温反应D.恒温反应2、合成氨原料气中的硫化合物对催化剂有何危害？A.促进催化剂活性B.使催化剂中毒失效C.提高反应速率D.增强催化剂寿命3、合成氨工艺中，变换工段的主要作用是什么？A.将一氧化碳转化为氢气并脱除B.将氮气液化分离C.将氨气分离提纯D.将氢气压缩储存4、合成氨生产中常用的脱硫方法不包括下列哪一种？A.湿法脱硫B.干法脱硫C.燃烧脱硫D.吸附脱硫5、合成氨合成塔操作中，循环气中惰性气体含量过高会产生什么影响？A.提高氨的产率B.降低反应速率和氨净值C.促进催化剂活性D.增加系统压力6、合成氨工艺流程中，脱碳工段的主要目的是什么？A.脱除原料气中的二氧化碳B.脱除原料气中的氮气C.脱除原料气中的甲烷D.脱除原料气中的氩气7、合成氨系统中铜氨液法脱碳属于哪种脱碳方法？A.化学吸收法B.物理吸收法C.变压吸附法D.膜分离法8、合成氨压缩机的驱动方式主要有哪几种？A.电动机驱动、汽轮机驱动B.柴油机驱动C.燃气轮机驱动D.蒸汽机驱动9、合成氨合成塔内件损坏时，最可能引发的安全事故是？A.系统超温超压B.催化剂粉碎流失C.设备泄漏D.以上均是10、合成氨生产中，为什么要在合成回路设置废热锅炉？A.回收反应热产生蒸汽B.降低系统压力C.分离氨气D.净化原料气11、合成氨系统中，液氨储罐的安全附件不包括？A.安全阀B.压力表C.温度计D.阻火器12、合成氨装置开车前，系统必须进行什么处理？A.氮气置换合格B.空气吹扫C.水冲洗D.酸洗钝化13、合成氨工艺中，甲烷化器的作用是？A.将微量一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷B.脱除氢气C.脱除氮气D.分离氨气14、合成氨装置中，精馏塔的作用是？A.分离提纯液氨B.脱除水分C.脱除二氧化碳D.分离氮氢混合气15、合成氨生产中，触媒层温度异常升高的主要原因可能是？A.气体分布不均或催化剂活性下降B.压力过低C.流量过大D.湿度偏高16、合成氨循环压缩机停机后，应采取的首要措施是？A.立即关闭进出口阀门并切出系统B.继续通入原料气C.打开安全阀泄压D.停止冷却水供应17、合成氨装置中，关于液氨的物理性质描述正确的是？A.常温常压下为无色液体B.沸点为-33.5℃C.密度比水大D.不易挥发18、合成氨工艺中，转化炉的主要作用是什么？A.将烃类原料转化为含氢原料气B.将氮气液化C.将氨气分解D.分离氢气19、合成氨系统动火作业前必须办理什么证件？A.动火安全作业证B.进塔入罐作业证C.高处作业证D.临时用电证20、合成氨催化剂在使用前必须进行什么处理？A.还原活化B.氧化处理C.水洗清洗D.高温焙烧21、合成氨生产工艺中，原料气制备阶段主要目的是什么？A.将氮气氧化为氮氧化物B.制取含有氢气和氮气且不含杂质的混合气C.将一氧化碳直接转化为氨D.制备高纯度的液态氨产品22、合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃是一个怎样的热力学反应？A.强吸热反应B.强放热反应C.吸热反应D.热中性反应23、合成氨工艺中常用的催化剂是？A.铂催化剂B.铁系催化剂C.镍催化剂D.钒催化剂24、合成塔入口温度一般应控制在什么范围？A.100～200℃B.200～300℃C.380～420℃D.600～700℃25、合成氨工艺中，原料气脱硫的目的是什么？A.提高气体的热值B.防止催化剂中毒C.增加氨的产量D.降低压缩功耗26、合成氨工艺中，变换工段的主要作用是什么？A.将氢气转化为氮气B.将一氧化碳转化为氢气和二氧化碳C.将氮气转化为氨气D.直接合成氨27、下列哪种物质是合成氨生产中的脱碳介质？A.碳酸丙烯酯B.硫酸C.盐酸D.硝酸28、合成氨工艺中，甲醇洗涤法主要用于什么目的？A.合成甲醇产品B.深度净化原料气中的微量杂质C.制备燃料D.提高氨的浓度29、合成氨系统中的驰放气主要目的是什么？A.排放有毒气体B.控制惰性气体积累C.回收氨气D.增加系统压力30、合成氨操作中，正常停车时应注意什么？A.迅速关闭所有阀门B.逐渐降压降温并保持系统正压C.立即切断所有物料供应D.大量排放系统气体31、合成氨工艺中，高压容器的工作压力一般在什么范围？A.0.1～0.5MPaB.1～5MPaC.10～30MPaD.100MPa以上32、液氨泄漏时，现场人员应首先做什么？A.立即用冷水冲洗泄漏点B.向上风向撤离并报告C.继续工作观察情况D.自行修复泄漏点33、合成氨装置中，压缩机的主要作用是？A.降低气体温度B.提高气体压力供合成反应使用C.分离气体组分D.冷却反应产物34、合成氨生产中的气气换热器主要作用是什么？A.冷却原料气B.回收反应热预热反应气C.分离氨气D.降低系统压力35、液氨贮罐的操作温度一般应控制在什么范围？A.常温以下需冷冻储存B.常温常压储存即可C.0～40℃环境温度下储存D.100℃以上储存36、合成氨工艺中，下列哪种气体属于可燃气体？A.氮气B.氢气C.二氧化碳D.氩气37、合成塔触媒层温度分布不均匀可能是什么原因造成的？A.气流分布均匀B.催化剂装填不均匀或气流偏流C.系统压力过低D.氨含量过高38、合成氨系统中，氨冷凝器的作用是什么？A.将混合气中的氨冷凝分离B.加热原料气C.压缩混合气D.稀释氨气39、下列哪种情况会导致合成催化剂活性下降？A.操作温度稳定B.原料气中带入硫化物、水汽等杂质C.系统压力保持恒定D.及时清除冷凝液40、合成氨装置发生火灾时，下列哪种做法是正确的？A.立即用水扑灭所有部位B.切断气源、灭火并疏散人员C.继续运行设备进行观测D.打开所有容器阀门泄压41、合成氨工艺中，原料气变换反应的主要目的是什么？A.将氢气转化为氮气B.将一氧化碳转化为二氧化碳并增加氢气C.将氮气转化为氨气D.将二氧化碳转化为甲烷42、合成氨反应的特点是什么？A.高温低压吸热反应B.低温高压放热反应C.高温高压放热反应D.低温低压吸热反应43、合成氨生产中使用的铁系催化剂的主要成分是什么？A.Fe2O3和Al2O3B.Fe3O4和K2C.CaO等促进剂D.Fe和CuOE.FeO和MgO44、合成氨原料气脱硫的主要目的是什么？A.防止设备腐蚀B.防止催化剂中毒C.提高反应温度D.增加气体流量45、合成氨工艺中，为什么需要在压缩机后设置水冷器？A.降低气体温度，便于后续处理B.提高气体压力C.增加气体湿度D.分离气体组分46、合成氨生产中，变换炉出口温度过高可能导致什么问题？A.催化剂活性提高B.催化剂烧结失活C.反应速率加快且不受影响D.设备腐蚀减轻47、合成氨装置中，甲烷化器的作用是什么？A.除去原料气中的氮气B.将残余的CO和CO2转化为甲烷而除去C.将氨分解为氮气和氢气D.增加氢气含量48、合成氨生产过程中，液氨储槽的压力控制范围一般为多少？A.0.1-0.3MPaB.0.5-1.6MPaC.5-10MPaD.15-30MPa49、合成氨工艺中，高压冷凝器的主要功能是什么？A.将合成气压缩至反应压力B.将合成产物中的氨冷凝分离C.冷却原料气中的氢气D.加热反应气体50、合成氨生产系统中，弛放气的主要作用是什么？A.增加氨的产量B.控制回路中惰性气体含量C.提高反应压力D.降低反应温度51、合成氨装置中，高压锅炉给水泵的作用是什么？A.为锅炉提供高温高压给水B.输送液氨产品C.输送原料天然气D.提供冷却水52、合成氨工艺中，转化炉（一段转化炉）内的主要反应是什么？A.氨的合成反应B.烃类蒸汽转化反应C.变换反应D.甲烷化反应53、合成氨生产中，脱硫装置出口工艺气中总硫含量应控制在不大于多少？A.0.1ppmB.1ppmC.10ppmD.100ppm54、合成氨装置中，透平压缩机的密封方式通常采用什么？A.填料密封B.机械密封C.干气密封D.迷宫密封55、合成氨生产中，液氨接触皮肤引起的冻伤应如何处理？A.立即用热水冲洗B.用温水（40℃左右）缓慢复温C.直接浸入冰水中D.用火烤加热56、合成氨工艺中，变换炉催化剂装填前应进行什么处理？A.直接使用B.干燥和筛分C.高温焙烧D.酸洗处理57、合成氨装置停车检修时，系统置换合格的判定标准是什么？A.可燃气体含量小于0.5%B.氧含量大于20%C.可燃气和氧含量均为零D.仅可燃气含量为零58、合成氨生产中，精脱硫催化剂的主要组分是什么？A.氧化铁B.氧化锌C.分子筛D.活性炭59、合成氨工艺中，合成塔出口气体温度降低说明什么？A.反应速率加快B.催化剂活性下降或进料量减少C.氨转化率提高D.设备泄漏60、合成氨装置中，高压分离器液位计故障可能引发什么事故？A.超温事故B.带液事故或超压事故C.催化剂中毒D.设备腐蚀61、合成氨生产工艺中，原料天然气经蒸汽转化制氢的主要反应类型是？A.氧化还原反应B.吸热反应C.放热反应D.化合反应62、合成氨工艺中，一氧化碳变换反应的目的是？A.除去氮气B.将CO转化为CO2并产生氢气C.液化分离氢气D.提高氨的转化率63、合成氨催化剂的主要活性成分是？A.铁B.铜C.镍D.铂64、合成氨生产中，精脱硫的主要目的是？A.除去原料气中的硫化物防止催化剂中毒B.脱除二氧化碳C.脱除氮气D.脱除甲烷65、合成氨工艺中，合成塔进口气体的典型组成比例为N2:H2约为？A.1:1B.1:2C.1:3D.3:166、合成氨厂中，驰放气的主要作用是？A.提高反应速率B.控制惰性气体积累C.增加氨产量D.降低操作温度67、合成氨工艺中，变换反应后的气体需经酸性气体脱除，常用方法为？A.水洗法B.碱洗法或有机胺法C.活性炭吸附D.深冷分离68、合成氨装置中，高压压缩机的主要功能是？A.输送原料气B.提供合成反应所需高压C.回收余热D.分离产物69、合成氨工艺中，合成塔出口气体经冷却后，氨的分离方式为？A.燃烧法B.冷凝分离C.吸附法D.离子交换70、合成氨生产系统中，液氨储罐的安全阀作用为？A.计量液位B.超压时自动泄放C.调节温度D.混合物料71、合成氨工艺中，造气炉内固定床煤气发生炉的气化剂通常为？A.空气和水蒸气B.纯氧C.氮气D.氢气72、合成氨装置中，触媒中毒分为化学中毒和？A.物理中毒B.热老化C.堵塞D.磨损73、合成氨生产中，低温变换催化剂的活性温度范围约为？A.200~300℃B.350~450℃C.500~600℃D.700~800℃74、合成氨系统中，氮氢气压缩机停机后，首先应执行的操作是？A.打开系统排空阀B.切断进气并关闭出口阀C.启动备用泵D.开启冷却水75、合成氨工艺中，液氨泄漏时现场人员应？A.向下风向撤离B.向上风向撤离C.原地等待救援D.用水冲洗皮肤后立即撤离76、合成氨装置中，废热锅炉的主要作用是？A.生产蒸汽B.冷却工艺气体C.同时回收余热和生产蒸汽D.提高气体压力77、合成氨生产中，入塔气中硫化物含量应控制在？A.≤0.1ppmB.≤1ppmC.≤10ppmD.≤100ppm78、合成氨工艺中，甲烷化反应的目的是？A.除去微量CO和CO2B.增加氢气产量C.脱除氮气D.液化氨气79、合成氨装置中，高压脱碳系统常用吸收剂为？A.乙醇胺溶液B.碳酸丙烯酯C.氢氧化钠溶液D.浓硫酸80、合成氨生产中，合成回路操作压力的典型值为？A.0.1~0.5MPaB.1~5MPaC.15~30MPaD.50~100MPa81、合成氨工艺中，氮气和氢气合成氨的化学方程式及反应特点正确的是？A.N₂+3H₂→2NH₃，吸热反应，体积增大B.N₂+3H₂→2NH₃，放热反应，体积减小C.2NH₃→N₂+3H₂，放热反应，体积减小D.N₂+H₂→NH₃，吸热反应，体积不变82、合成氨生产中，变换工段的主要作用是？A.将CO₂转化为COB.将CO转化为CO₂并回收氢气C.除去氮气中的杂质D.将氨分解为氮气和氢气83、合成氨生产中最常见的事故类型是？A.化学性爆炸B.粉尘爆炸C.核爆炸D.物理性爆炸是唯一类型84、氨合成塔的操作温度范围一般控制在？A.100-200℃B.200-300℃C.400-500℃D.800-1000℃85、合成氨原料气中，能使铁系催化剂中毒的物质是？A.氮气B.氢气C.硫化物D.氩气86、合成塔入口气体中惰性气体（甲烷、氩气）含量一般控制在？A.5%-10%B.10%-15%C.20%-30%D.40%-50%87、合成氨工艺中，气体压缩的主要目的是？A.提高气体温度B.提高气体压力以满足反应要求C.降低气体体积D.分离气体组分88、离心式压缩机防喘振的措施是？A.降低转速B.增加出口压力C.打开防喘振阀，增加气体流量D.关闭入口阀门89、液氨的物理性质中，错误的是？A.液氨沸点为-33.4℃B.液氨无色透明C.液氨密度比水大D.液氨汽化时吸收大量热量90、合成氨生产中，液氨储罐的安全设计要求不包括？A.设置安全阀和爆破片B.设置液位计和温度计C.设置强制通风系统D.设置压力指针和报警装置91、合成氨工艺的节能措施主要有？A.降低反应压力B.回收反应热产生蒸汽C.增加惰性气体含量D.提高合成塔出口温度92、合成塔催化剂活性下降时，应采取的措施是？A.降低操作温度B.提高系统压力C.再生或更换催化剂D.增加惰性气体含量93、合成氨装置中，压缩机开车前不需要做的是？A.盘车检查B.开启出口阀门C.投用润滑油系统D.暖机94、合成塔的空速是指？A.单位时间内通过单位催化剂体积的气体体积B.单位时间内生成的氨的质量C.催化剂的装填量D.气体的流动速度95、合成氨工艺中，合成塔温度联锁保护的作用是？A.提高反应速率B.防止超温损坏设备和催化剂C.增加氨的产率D.降低能耗96、合成氨生产中的主要危险有害因素是？A.低温冻伤B.高压设备和管道的爆炸风险C.噪音污染D.放射性危害97、氨合成反应的热效应是？A.吸热反应B.放热反应C.热效应为零D.先吸热后放热98、合成氨装置中，触媒中毒后表现为？A.反应温度升高，氨含量增加B.反应温度降低，氨含量下降C.催化剂颜色变深D.系统压力下降99、液氨泄漏时，下列应急处置措施正确的是？A.直接用水冲击泄漏点B.用雾状水喷淋吸收空气中的氨气C.立即用沙土掩埋D.打开通风口自然扩散100、合成氨工艺中，控制合成塔入口气体温度的主要目的是？A.防止催化剂活性过低或过高B.提高系统压力C.降低能耗D.增加惰性气体含量

参考答案及解析1.【参考答案】B【解析】合成氨反应是典型的可逆放热反应，反应过程中释放热量。每生成2mol氨气约放出92.4kJ热量。根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，但低温下反应速率较慢，因此实际生产中采用适当高温以提高反应速率，同时采用高压和催化剂来提高氨的产率。工业上通常采用铁系催化剂，操作温度控制在400~500℃，压力为15~30MPa。2.【参考答案】B【解析】硫化合物是合成氨催化剂的剧毒毒物，能与催化剂活性组分发生不可逆反应，导致催化剂永久失活。即使微量的硫化氢也能使铁系催化剂中毒，严重影响氨的合成效率。因此在原料气进入合成塔之前必须进行脱硫处理，将总硫含量降至0.1ppm以下，通常采用氧化锌脱硫剂或活性炭吸附法进行精制净化。3.【参考答案】A【解析】变换工段的核心任务是将原料气中的一氧化碳通过水煤气变换反应转化为氢气和二氧化碳，反应式为CO+H2O<=>CO2+H2。该反应为放热反应，分为高温变换和低温变换两个阶段。经变换后，原料气中一氧化碳含量降至0.3%以下，同时增加了氢气体积分数，为后续脱碳工序提供条件，最终获得符合合成要求的氢氮混合气。4.【参考答案】C【解析】合成氨原料气脱硫主要采用湿法脱硫、干法脱硫和吸附脱硫三种方法。湿法脱硫利用碱性溶液如ADA法、栲胶法吸收硫化氢；干法脱硫采用氧化锌等固体脱硫剂；吸附脱硫利用活性炭等吸附剂。燃烧脱硫主要用于燃煤锅炉烟气脱硫，不适用于合成氨原料气净化工艺。合成氨系统对硫含量要求极为严格，总硫需控制在0.1ppm以下。5.【参考答案】B【解析】原料气中带入的氩气和甲烷等惰性气体在合成系统中不断累积，会导致惰性气体分压升高。这会使氮气和氢气的分压相对降低，从而减缓反应速率，降低氨的合成净值。同时惰性气体会占据有效容积，增加压缩功耗。为保证合成效率，需定期排放部分循环气作为驰放气，将惰性气体含量控制在12%~15%为宜。6.【参考答案】A【解析】变换后的原料气中含有大量二氧化碳，需用脱碳工艺将其脱除，以免二氧化碳使后续合成催化剂中毒。工业上常用物理吸收法或化学吸收法脱碳，如低温甲醇洗法、碳酸丙烯酯法等。经脱碳后气体中二氧化碳含量应降至0.1%以下。脱碳工序不仅保护了合成催化剂，还回收了二氧化碳用于尿素生产等下游装置，实现资源综合利用。7.【参考答案】A【解析】铜氨液法是一种典型的化学吸收法脱碳工艺，采用醋酸铜氨溶液作为吸收剂。二氧化碳与铜氨液发生可逆的化学反应生成络合物，从而实现二氧化碳的吸收。吸收了二氧化碳的富液经加热再生后循环使用。该法脱碳效率高，可将二氧化碳降至0.1%以下，但铜氨液具有腐蚀性且含铜废水需妥善处理。目前该法已逐渐被更先进的脱碳工艺所替代。8.【参考答案】A【解析】合成氨装置中压缩机是推动气体流动的关键设备，主要包括合成气压缩机、循环压缩机和原料气压缩机等。驱动方式主要有电动机驱动和汽轮机驱动两种。大型合成氨厂多采用汽轮机组驱动，可与全厂蒸汽系统配套，提高能源利用效率。中小型装置常采用电动机驱动。无论何种驱动方式，都需配备完善的润滑、密封和冷却系统，确保长周期安全稳定运行。9.【参考答案】D【解析】合成塔是合成氨装置的核心设备，内件包括催化剂床层、热交换器、气体分布器等。内件损坏可能导致多种事故：催化剂床层塌陷引起局部超温，超过设计温度会损坏设备；床层压降异常导致系统超压；密封失效引起高温高压氢气泄漏，氢气易燃易爆且易造成氢脆。因此要定期检查内件状态，严格控制操作温度，防止设备超温超压运行。10.【参考答案】A【解析】合成氨反应是强放热反应，反应热如果直接排放会造成大量能量浪费。在合成回路设置废热锅炉可以回收反应余热产生中压或低压蒸汽，供全厂蒸汽管网使用。这不仅提高了能源利用效率，降低了生产成本，还有助于控制合成塔出口温度，防止催化剂超温失活。合理回收利用反应热是现代合成氨装置节能降耗的重要措施。11.【参考答案】D【解析】液氨储罐属于压力容器，必须配备安全阀、压力表、温度计等基本安全附件。安全阀用于超压保护，压力表用于监控罐内压力，温度计用于监测物料温度。阻火器主要用于可燃气体管道或储罐入口，防止外部火源回火。液氨储罐本身不直接设置阻火器，但其进出口管道和放空管道应根据需要设置阻火器。此外储罐还应配备液位计、紧急切断阀等安全设施。12.【参考答案】A【解析】合成氨装置开车前必须进行严格的氮气置换，将系统内的空气置换合格，使氧含量降至0.5%以下，防止系统与氢气混合形成爆炸性气体。置换应采用加压充氮、降压排放的方法反复进行，直至取样分析合格。对于有催化剂的设备还需进行催化剂还原活化。氮气置换是确保开车安全的关键步骤，置换不合格的装置严禁引入氢气和氮气混合气。13.【参考答案】A【解析】经过脱碳后的原料气中仍含有微量的CO和CO2，它们会使合成催化剂中毒。甲烷化器利用镍系催化剂在300~350℃下将这些微量杂质转化为甲烷，反应为CO+3H2→CH4+H2O和CO2+4H2→CH4+2H2O。处理后气体中CO和CO2总量降至10ppm以下，保护合成催化剂。甲烷化反应为强放热反应，需注意控制入口温度和床层温升。14.【参考答案】A【解析】从合成塔出来的混合气体经冷凝分离出液氨后，不凝气体大部分循环使用，少部分作为驰放气排出。精馏塔用于进一步提纯液氨产品，将氨与溶解在其中的氢气、氮气等杂质分离，得到高纯度的液氨产品。精馏塔底部采出液氨产品，顶部排出不凝气返回系统或放空。精馏操作温度和压力需严格控制，确保产品质量和生产安全。15.【参考答案】A【解析】触媒层温度异常升高通常由气体分布不均引起，导致局部气流偏大或偏小，造成热点形成。催化剂老化或中毒也会导致活性分布不均，部分区域反应过于剧烈而升温。此外原料气中氧含量超标、氢气浓度异常等也可能引发温度急升。发现触媒层温度异常时应及时调整气量分布，检查原料气质量，必要时停车更换催化剂，防止超温损坏设备和催化剂。16.【参考答案】A【解析】循环压缩机意外停机后，首要措施是立即关闭进出口阀门并将其切出系统，防止工艺介质倒流造成设备损坏或安全事故。同时应启动紧急停车程序，按操作规程逐步降低系统负荷，维持合成塔温度稳定。若无法及时恢复运行，应按停车方案进行系统隔离和氮气保护。停机期间严禁随意排放系统介质，防止造成环境污染或人身伤害。17.【参考答案】B【解析】液氨在常温常压下为无色透明液体，具有强烈的刺激性气味。其沸点为-33.5℃，极易挥发，挥发时吸收大量热量。液氨密度约为0.68g/cm3，比水轻。液氨泄漏时会迅速气化膨胀，造成冻伤和中毒事故。液氨溶于水形成氨水，呈碱性。储存液氨应使用耐压容器，并保持阴凉通风，远离火源热源，防止超压爆炸。18.【参考答案】A【解析】转化炉是以烃类为原料制氢的核心设备，主要作用是在催化剂作用下将天然气或石脑油等烃类与水蒸气反应，转化为富含氢气和一氧化碳的原料气。反应包括甲烷转化反应和高温变换反应，是合成氨原料气制备的重要工序。转化炉操作温度高达800~900℃，需使用耐高温合金材料制造，并配备完善的燃烧和传热系统，确保转化反应充分进行。19.【参考答案】A【解析】合成氨装置属于甲类火灾爆炸危险场所，进行动火作业必须严格执行动火安全管理制度。作业前必须办理动火安全作业证，进行风险分析，制定安全防范措施。动火前应进行气体分析，可燃气体浓度低于爆炸下限的0.5%方可作业。作业现场需配备灭火器材，设专人监护，清理周边易燃物，确保动火作业安全万无一失。20.【参考答案】A【解析】合成氨铁系催化剂在使用过程中以氧化铁形态存在，不具备催化活性。使用前必须用还原性气体如氢氮气混合物进行还原活化处理，将氧化铁还原为具有催化活性的α-铁。还原过程为强放热反应，需严格控制还原温度和气体组成，逐步提高氢浓度，避免催化剂过热粉化。还原过程需持续数十小时，还原程度直接影响催化剂的活性和使用寿命。21.【参考答案】B【解析】原料气制备的主要目的是制取含有氢气和氮气且不含杂质的混合气，氢气和氮气是合成氨的两种基本原料，需要确保气体纯净以提高后续反应效率。22.【参考答案】B【解析】合成氨反应是强放热反应，每生成1mol氨放出约46.2kJ热量。由于反应放热，在实际生产中需要采取适当的控温措施，防止催化剂超温失活。23.【参考答案】B【解析】合成氨工艺中广泛使用的是铁系催化剂，主要成分为氧化铁，加入氧化铝和氧化钾等助催化剂。该催化剂活性高、成本低，操作温度一般在400～500℃。24.【参考答案】C【解析】合成塔入口温度一般控制在380～420℃，这是为了保证催化剂达到最佳活性温度范围，同时避免因温度过低导致反应速率过慢或温度过高损坏催化剂。25.【参考答案】B【解析】硫化物是合成氨催化剂的毒物，会造成催化剂永久性中毒失活。因此在原料气进入合成系统前必须进行脱硫处理，将硫含量降至极低水平。26.【参考答案】B【解析】变换工段的主要作用是在催化剂作用下，使原料气中的一氧化碳与水蒸气发生反应，转化为氢气和二氧化碳，既增加了氢气量又减少了催化剂毒物。27.【参考答案】A【解析】碳酸丙烯酯是一种常用的物理吸收法脱碳介质，能有效脱除原料气中的二氧化碳。该介质选择性好、腐蚀性小，在低温下对二氧化碳有较大溶解度。28.【参考答案】B【解析】甲醇洗涤法是一种深度净化方法，可在低温条件下有效脱除原料气中的二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氧气等微量杂质，满足合成催化剂对原料气纯度的要求。29.【参考答案】B【解析】合成回路中的甲烷和氩等惰性气体不参与反应但会积累，影响反应平衡和效率。通过定期驰放一部分循环气，可以控制惰性气体含量在合理范围内。30.【参考答案】B【解析】正常停车时应逐渐降压降温，避免温度和压力骤变对设备造成损害。停车后应保持系统处于正压状态，防止空气进入系统造成危险。31.【参考答案】C【解析】合成氨工艺中的合成塔、压缩机等设备属于高压容器，操作压力一般在10～30MPa范围内，具体压力取决于工艺设计和催化剂性能。32.【参考答案】B【解析】液氨泄漏时会产生刺激性氨气，现场人员应立即向上风向撤离，避免吸入氨气，并迅速报告以便启动应急预案，采取相应处置措施。33.【参考答案】B【解析】压缩机是合成氨工艺的关键设备，主要作用是将原料气加压至合成反应所需的压力，使反应向生成氨的方向进行，提高反应速率和平衡转化率。34.【参考答案】B【解析】气气换热器主要用于回收合成反应产生的热量，利用反应后高温气体预热进塔的反应气体，从而降低能耗，提高整个系统的热效率。35.【参考答案】C【解析】液氨通常在常温下储存于压力容器中，环境温度一般控制在0～40℃范围内。温度过高会导致压力升高，需采取降温措施确保安全。36.【参考答案】B【解析】氢气是合成氨原料气的重要组成部分，属于易燃气体，与空气混合后在一定浓度范围内遇火源会发生爆炸，必须在生产储存和使用过程中严格管控。37.【参考答案】B【解析】催化剂装填不均匀或气流偏流会导致塔内气流分布不均，造成局部温度过高或过低，影响反应效率和催化剂寿命，应定期检查和维护。38.【参考答案】A【解析】氨冷凝器用于将合成塔出口混合气中的氨气冷凝为液氨，实现氨与未反应气体的分离，液氨作为产品输出，未反应气体则返回系统循环使用。39.【参考答案】B【解析】原料气中的硫化物、水汽、油污等杂质会使催化剂中毒或堵塞催化剂孔隙，导致催化剂活性下降，因此原料气净化是保证催化剂长期稳定运行的关键。40.【参考答案】B【解析】发生火灾时应首先切断气源，防止火势扩大，然后采取合适的灭火方式灭火，同时疏散现场人员确保人身安全，并根据实际情况采取相应应急措施。41.【参考答案】B【解析】变换反应的化学方程式为CO+H2O→CO2+H2，其主要目的是将原料气中的一氧化碳转化为二氧化碳，同时生成额外的氢气，以满足后续氨合成对氢气的需要。该反应为放热反应，通常在350～500℃下进行。42.【参考答案】B【解析】合成氨反应N2+3H2⇌2NH3是一个可逆反应，正反应为体积缩小的放热反应（ΔH=-92.4kJ/mol）。从化学平衡角度分析，低温高压有利于氨的合成。但考虑到反应速率和催化剂活性，实际生产中采用中温（约400-500℃）高压（15-30MPa）操作条件。43.【参考答案】B【解析】工业合成氨常用铁系催化剂，其主要成分是Fe3O4，经还原后生成具有催化活性的α-Fe。同时加入K2O、CaO、SiO2、Al2O3等作为促进剂，可提高催化剂的活性、选择性和使用寿命。其中Al2O3主要起结构助体的作用，防止催化剂烧结。44.【参考答案】B【解析】原料气中的硫化物（如H2S、COS等）是铁系催化剂的强毒物，会使催化剂永久失活。因此脱硫是合成氨工艺的重要预处理步骤。脱硫方法包括湿法脱硫（如ADA法、栲胶法）和干法脱硫（如氧化铁法），一般要求脱硫后硫含量降至0.1ppm以下。45.【参考答案】A【解析】气体经压缩机压缩后温度显著升高（可达100-150℃），过高的温度不利于后续净化处理（如脱硫、变换等），也会影响设备安全。因此设置水冷器将气体冷却至常温左右，同时可冷凝除去部分水蒸气，为后续工艺创造适宜条件。46.【参考答案】B【解析】变换反应为放热反应，若变换炉出口温度过高（超过550℃），会导致铁系催化剂因高温烧结而永久失活，活性组分比表面积减小。此外，过高的温度还会缩短催化剂寿命，增加能耗，并可能损坏变换炉内件。生产中应严格控制各点温度在工艺指标范围内。47.【参考答案】B【解析】经变换和脱碳后的合成气中仍含有微量CO和CO2（约0.1-0.3%），这些杂质会使氨合成催化剂中毒。甲烷化反应为CO+3H2→CH4+H2O和CO2+4H2→CH4+2H2O，通过甲烷化反应器将微量CO和CO2转化为甲烷除去。甲烷为惰性气体，在合成回路中积累需定期排放。48.【参考答案】B【解析】液氨在常温下具有较高的饱和蒸气压，20℃时约为0.86MPa。为安全起见，液氨储槽的设计压力通常为1.6-2.2MPa，操作压力控制在0.5-1.6MPa范围内。压力过高可能导致安全阀起跳或设备损坏，压力过低则可能引起液氨迅速汽化导致低温事故。49.【参考答案】B【解析】从合成塔出来的气体含有氨气、未反应的氮气和氢气以及少量甲烷等。高压冷凝器利用低温介质（如冷冻水或液氨）将混合气体冷却至-5～-15℃，使氨气冷凝为液氨，然后在氨分离器中将液氨分离出来。这是合成氨分离产品的关键设备。50.【参考答案】B【解析】合成回路中的甲烷和氩气等惰性气体会逐渐积累，降低有效气体的分压，影响反应平衡和速率。为防止惰性气体含量过高，需连续或间歇地从回路中排放少量气体，称为弛放气。弛放气中仍含有氢气，通常回收氢气后再作燃料使用。51.【参考答案】A【解析】高压锅炉给水泵是合成氨装置的关键动设备之一，其主要作用是将除氧器来的软化水加压（通常达10-15MPa）后送入废热锅炉或蒸汽发生系统。这些高压水在废热锅炉中吸收高温工艺气体的热量产生高压蒸汽，用于驱动透平或发电，实现能量回收。52.【参考答案】B【解析】以天然气为原料时，一段转化炉内进行的是烃类蒸汽转化反应，主要反应为CH4+H2O→CO+3H2（强吸热反应）。该反应在镍系催化剂上进行，温度约800-900℃。此反应是合成氨制氢的核心工序，提供了大量的氢气和一氧化碳。53.【参考答案】A【解析】为防止催化剂中毒，合成氨工艺对脱硫效果有严格要求。经脱硫后，原料气中总硫含量一般应控制在0.1ppm（体积分数）以下。对于以天然气为原料的工艺，脱硫要求更为严格，有的要求低于0.1ppm。若硫含量超标，将导致后续变换催化剂和合成催化剂迅速中毒失活。54.【参考答案】C【解析】现代大型合成氨装置的高压压缩机多采用离心式压缩机，其轴封普遍采用干气密封。干气密封是一种非接触式机械密封，以气体为密封介质，具有泄漏量小、磨损小、寿命长、维护方便等优点。相比传统的油密封，干气密封更适合处理氢气等易燃易爆介质。55.【参考答案】B【解析】液氨泄漏接触皮肤会造成严重冻伤。正确处理方法是立即脱离污染源，用大量清水冲洗，然后用温水（40℃左右，不可过热）缓慢复温。切忌使用热水、火烤等快速复温方式，以免造成二次损伤。复温后应用无菌纱布覆盖伤口，及时送医治疗。56.【参考答案】B【解析】新催化剂在装填前需要进行干燥和筛分处理。干燥可除去催化剂中残留的水分，筛分可除去运输过程中产生的碎粉，防止堵塞工艺管道和损坏设备。装填时应均匀分布，避免偏流。催化剂装填质量直接影响变换炉的运行效果和使用寿命。57.【参考答案】A【解析】合成氨装置停车检修前必须进行系统置换，将系统内的可燃气体和有毒气体置换合格。一般判定标准为：可燃气体含量小于0.5%（体积分数），氧含量在19.5%-23.5%范围内。置换方法通常采用氮气置换或蒸汽吹扫，置换后应检测多点确认合格。58.【参考答案】B【解析】精脱硫通常采用氧化锌脱硫剂，在350-400℃下可将硫含量降至0.1ppm以下。氧化锌与H2S反应生成ZnS，反应不可逆，脱硫效率高。氧化锌脱硫剂具有容量大、选择性好、工作硫容高等优点，广泛用于合成氨原料气的深度脱硫。59.【参考答案】B【解析】合成塔出口气体温度是反映催化剂活性和反应状况的重要参数。若出口气温明显降低，可能是催化剂活性下降（老化、中毒等）导致反应放热量减少，也可能是原料气进料量减少所致。应结合其他参数综合分析，必要时进行催化剂评价或补加新鲜催化剂。60.【参考答案】B【解析】高压分离器用于分离合成回路中的液氨和不凝气。若液位计故障，操作人员无法准确判断液位，可能导致液位过高使气体夹带液氨进入压缩机造成带液事故，或液位过低使高压气体窜入低压系统造成超压事故。因此应配备双道液位计并定期校验。61.【参考答案】B【解析】天然气蒸汽转化制氢是在高温下进行的吸热反应，需要外部供热维持反应温度，反应式为CH4+H2O→CO+3H2。62.【参考答案】B【解析】变换反应利用水蒸气将一氧化碳转化为二氧化碳，同时生成氢气，反应式为CO+H2O→CO2+H2，既除碳又增产氢。63.【参考答案】A【解析】工业合成氨使用铁系催化剂，主要成分为Fe3O4还原后的α-Fe，加入Al2O3、K2O等助催化剂提高活性和稳定性。64.【参考答案】A【解析】硫化物会使合成氨铁催化剂中毒失活，精脱硫将硫含量降至0.1ppm以下，保护后续催化剂正常运行。65.【参考答案】C【解析】按氨分子式NH3，理论上氮氢比为1:3，实际进料略高于此比例以优化反应速率和平衡转化率。66.【参考答案】B【解析】合成回路中甲烷、氩气等惰性气体不断积累，驰放气定期排放以维持系统惰性气体含量在合理范围。67.【参考答案】B【解析】CO2等酸性气体可用碱液吸收或有机胺（如MEA、DEA）法脱除，确保合成气纯净，防止催化剂中毒和设备腐蚀。68.【参考答案】B【解析】合成反应需15~30MPa高压，高压压缩机将压缩后的氮氢气混合物送入合成塔，是合成工段的关键设备。69.【参考答案】B【解析】反应后气体经水冷或氨冷降至常温，氨气液化为液氨，通过分离器分离出液氨产品，未反应气体循环使用。70.【参考答案】B【解析】安全阀在容器压力超过设定值时自动开启泄压，防止设备因超压发生物理爆炸，是重要的安全附件。71.【参考答案】A【解析】以煤为原料时，空气提供氮气和热量，水蒸气参与气化反应生成氢气和一氧化碳，两者配合实现煤气制备。72.【参考答案】A【解析】化学中毒是硫化物等与活性中心发生不可逆反应；物理中毒是粉尘、焦油等覆盖催化剂表面，堵塞孔隙。73.【参考答案】A【解析】低温变换铁铬催化剂活性温度为200~300℃，在此温度区间CO变换率高，可进一步降低残CO含量。74.【参考答案】B【解析】压缩机停机应立即切断气源并关闭出口阀，防止气体倒流造成设备损坏，再按规程进行后续处理。75.【参考答案】B【解析】液氨泄漏会迅速气化并向四周扩散，人员应逆风或侧风向上风向撤离，避免吸入氨气造成中毒。76.【参考答案】C【解析】变换气和合成反应气温度很高，经废热锅炉可回收热量产生蒸汽，同时降低气体温度，实现能量回收。77.【参考答案】A【解析】合成氨铁催化剂对硫极度敏感，入塔气总硫应低于0.1ppm，否则会造成催化剂永久性中毒失活。78.【参考答案】A【解析】甲烷化法在催化剂作用下将残余CO和CO2转化为CH4，反应剧烈放热，可将杂质降至ppb级，保护合成催化剂。79.【参考答案】B【解析】物理溶剂法常用碳酸丙烯酯脱除CO2，在高压下吸收、低压下解吸再生，能耗较低，适用于中高压工艺。80.【参考答案】C【解析】现代大型合成氨装置合成塔操作压力一般为15~30MPa，高压有利于平衡向生成氨的方向移动，提高单程转化率。81.【参考答案】B【解析】合成氨反应N₂+3H₂→2NH₃是一个可逆的放热反应，反应后气体分子数减少，体积缩小。根据勒夏特列原理，加压有利于平衡向右移动，提高氨的产率；低温也有利于平衡右移，但反应速率会降低，因此工业上采用400-500℃的中温、高压（15-30MPa）和铁系催化剂来兼顾反应速率与平衡转化率。选项A、C、D在反应热效应或体积变化判断上均有错误。82.【参考答案】B【解析】变换工段利用水煤气变换反应CO+H₂O→CO₂+H₂，将原料气中的一氧化碳转化为二氧化碳，同时生成额外的氢气。这一过程不仅提高了氢气的产量，还为后续脱碳工序创造了条件。变换反应分为高温变换（350-450℃）和低温变换（200-250℃）两段，分别使用铁铬系和铜锌系催化剂。选项A、C、D均与变换工段的实际作用不符。83.【参考答案】A【解析】合成氨工艺涉及氢气、氮气等易燃易爆气体，且操作压力高、温度高，存在化学性爆炸的重大风险。当可燃气体与空气混合达到爆炸极限范围，遇明火、静电或高温即可引发化学性爆炸。此外，高压设备也可能发生物理性爆炸，但化学性爆炸是合成氨生产中最典型、危害最大的事故类型。选项B、C、D均不符合合成氨工艺的实际风险特征。84.【参考答案】C【解析】氨合成塔的操作温度通常控制在400-500℃范围内。该温度范围是综合考虑催化剂活性、反应速率和化学平衡的结果。温度过低，催化剂活性不足，反应速率太慢；温度过高，虽然反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，氨的平衡产率下降，同时还会加速催化剂老化。实际操作中通过控制进气温度、调节冷激气量等方式将床层温度稳定在此范围内。选项A、B、D均不在最佳操作温度区间。85.【参考答案】C【解析】合成氨用的铁系催化剂对硫化物极为敏感，硫能与催化剂活性中心发生不可逆的化学反应，生成稳定的硫化铁，使催化剂永久失去活性，这种现象称为催化剂中毒。原料气在进入合成塔前必须经过严格的脱硫工序，将硫含量降至0.1ppm以下。氮气、氢气是反应原料，氩气虽为惰性气体但不使催化剂中毒。选项A、B、D均不是催化剂毒物。86.【参考答案】B【解析】合成塔入口气体中的惰性气体主要来自造气过程和空气引入，主要包括甲烷和氩气。这些气体不参与合成反应，会在循环系统中不断积累，降低反应气体的分压，影响反应速率和氨的产率。一般控制惰性气体含量在10%-15%较为合适，过高需要通过排放部分循环气来控制。选项A过低不经济，选项C、D过高会严重影响生产。87.【参考答案】B【解析】合成氨反应N₂+3H₂→2NH₃是体积减小的反应，根据化学平衡原理，高压有利于反应向生成氨的方向进行。工业上通常在15-30MPa压力下操作，因此需要将原料气经多级压缩机增压。压缩过程还伴随温度升高，需注意冷却。选项A、C、D均不是压缩的主要目的，提高温度只是压缩的附带效应。88.【参考答案】C【解析】喘振是离心式压缩机在流量过小时发生的不稳定工况，表现为气体流量周期性波动、压力剧烈变化，严重时会造成设备损坏。防喘振的基本措施是打开防喘振阀（回流阀或放空阀），将部分出口气体返回入口或排空，以增加通过压缩机的气体流量，使工作点脱离喘振区。选项A、B、D不仅不能防喘振，反而可能加剧喘振。89.【参考答案】C【解析】液氨密度约为0.68g/cm³，比水小，选项C说法错误。液氨在常压下沸点为-33.4℃，常温常压下极易汽化，汽化时吸收大量热量（汽化热约1370kJ/kg），可作为制冷剂使用。液氨为无色透明液体，有强烈刺激性气味，毒性较大。选项A、B、D均正确描述了液氨的物理性质。90.【参考答