2026年合成氨生产工(高级)职业技能《理论知识》考试真题试卷(附答案)

2026年合成氨生产工(高级)职业技能《理论知识》考试真题试卷(附答案)一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1.5分，共30分。每小题只有一个最符合题意的选项。）1.在大型合成氨装置中，一段转化炉的转化管通常采用哪种材质的炉管以提高高温下的抗蠕变和抗氧化能力？（）A.普通碳钢B.低合金铬钼钢C.高镍铬合金（如HK-40、HP-40）D.奥氏体不锈钢316L2.关于烃类水蒸气转化反应CHA.该反应为放热反应，升高温度平衡向正方向移动B.该反应为吸热反应，降低压力有利于提高平衡转化率C.该反应为吸热反应，高温低压有利于提高平衡转化率D.该反应为放热反应，高压高温有利于提高平衡转化率3.合成氨催化剂（铁基）使用前必须进行还原，其还原反应的主反应式为（）。A.FB.FC.FeO+D.F4.在实际生产中，合成塔入口氨含量通常控制在较低水平，其主要目的是（）。A.降低系统压力B.提高氨净值，增加反应推动力C.保护催化剂活性D.减少循环气压缩功5.在合成氨生产中，脱碳溶液（如改良热钾碱法）吸收COA.直接减压闪蒸B.加热煮沸C.减压闪蒸和气提D.化学反应分解6.甲烷化反应器通常置于脱碳系统之后，其作用是（）。A.将COB.将残余的CO和COC.产生合成天然气D.调整氢氮比7.离心式合成气压缩机发生喘振的根本原因是（）。A.进气温度过高B.进气压力过低C.实际流量小于该转速下的最小流量D.出口压力过高8.氨合成塔催化剂床层温度若出现“飞温”（超温），首要的紧急处理措施是（）。A.立即切断合成气来源B.加大循环气量或启动紧急卸压系统C.提高系统压力D.停止向废热锅炉供水9.对于水煤浆加压气化炉，烧嘴中心氧和煤浆通道的压差（压降）变化可以反映（）。A.气化炉温度B.烧嘴的磨损或堵塞情况C.煤浆浓度D.合成气产量10.合成氨装置中，深冷净化（液氮洗）工艺的主要目的是（）。A.脱除甲烷和氩气等惰性气体，并调节氢氮比B.干燥合成气C.脱除硫化氢D.分离出纯氢11.下列关于氨的性质描述，错误的是（）。A.氨是无色、有强烈刺激性气味的气体B.氨在常温常压下极易溶于水C.氨与空气混合在一定浓度范围内遇明火会爆炸D.液氨汽化时吸收大量热，因此液氨是良好的制冷剂12.在中变串低变流程中，为了保护低温变换催化剂（铜基），必须在低变炉前设置（）。A.脱氯槽B.脱硫槽（氧化锌脱硫槽）C.换热器D.分离器13.影响氨合成平衡氨含量的主要因素不包括（）。A.压力B.温度C.空速D.氢氮比14.合成塔循环气中惰性气体（CH4、A.系统压力降低B.氨净值下降，动力消耗增加C.催化剂活性升高D.冷凝效果变好15.废热锅炉（余热锅炉）的给水质量控制中，最关键的指标是（）。A.硬度B.碱度C.溶解氧D.二氧化硅含量16.进行合成塔催化剂升温还原时，还原空速和出塔氨含量的控制原则是（）。A.低空速、高氨含量B.高空速、低氨含量C.高空速、高氨含量D.低空速、低氨含量17.变换工序中，铁铬系中变催化剂的毒物主要是（）。A.氯离子B.硫化物C.磷D.砷18.氨合成回路中，冷凝塔（冷交换器）的作用是（）。A.预热新鲜合成气B.冷却循环气，使气氨冷凝为液氨C.分离油水D.脱除二氧化碳19.气化炉耐火砖的蚀损速率是影响气化炉运行周期的重要因素。判断耐火砖蚀损程度的常用监测手段是（）。A.测量炉壁外表面温度B.超声波测厚C.观察合成气成分变化D.以上均是20.按照能量综合优化原则，现代大型合成氨装置中最主要的节能措施是（）。A.提高转化压力B.回收一段炉烟气余热和工艺余热，发生高压蒸汽驱动透平C.降低合成压力D.增加催化剂装填量二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。每小题有两个或两个以上符合题意的选项，多选、少选、错选均不得分。）21.以下哪些措施可以提高一段转化炉的转化率？（）A.提高水碳比B.降低操作压力C.提高转化温度D.增加催化剂活性22.合成氨生产过程中，可能导致铁基氨合成催化剂中毒的物质有（）。A.硫化物（H2B.氯化物（HCl）C.磷化物（PHD.氮气（N223.下列关于氨合成塔内件结构的说法，正确的有（）。A.冷管式内件属于连续换热式B.冷激式内件属于多层绝热式C.径向塔的气体流动方向与催化剂床层轴向垂直D.目前大型合成塔主要采用轴向冷管式24.关于变换反应CO+HA.该反应是放热反应B.该反应是等分子反应，压力对平衡几乎没有影响C.降低温度有利于提高CO平衡转化率D.采用过量蒸汽（提高水碳比）有利于提高CO转化率25.大型合成氨装置中，合成气压缩机（离心式）的防喘振控制方案通常包括（）。A.性能曲线控制B.恒定流量控制C.可变极限流量控制D.出口压力恒定控制26.液氨储罐发生泄漏时，以下应急处置措施正确的有（）。A.迅速撤离泄漏污染区人员至上风处B.切断火源，喷水雾稀释和溶解氨气C.立即对泄漏点进行带压堵漏，防止氨气扩散D.穿戴正压式空气呼吸器及防化服进入现场处置27.在合成氨生产的安全管理中，以下哪些属于重大危险源？（）A.液氨储罐区B.合成气压缩机厂房C.一段转化炉D.氨合成塔28.影响铜洗（醋酸铜氨液）吸收CO、COA.铜液温度B.吸收压力C.铜液中的游离氨浓度D.铜液中醋酸含量29.关于合成塔催化剂床层温度的调节手段，正确的有（）。A.调节冷激阀开度B.调节循环气量C.调节系统压力D.调节废热锅炉产汽量30.以下哪些是合成氨生产中常用的CO₂脱除方法？（）A.改良热钾碱法（苯菲尔法）B.MDEA（甲基二乙醇胺）法C.低温甲醇洗法D.分子筛吸附法三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。正确的打“√”，错误的打“×”。）31.氨合成反应是体积缩小的放热反应，因此提高压力、降低温度对平衡有利，但温度过低反应速率太慢。（）32.在转化工序中，水碳比越高，甲烷残余量越低，但能耗也会增加，因此存在最佳水碳比。（）33.离心式压缩机在低负荷运行时，容易发生喘振，因此必须保证其工作点不低于最小流量限制线。（）34.氨合成催化剂的还原过程是强放热反应，因此必须严格控制还原温度，防止超温烧结。（）35.脱碳溶液吸收CO₂后，富液的再生过程是一个吸收热释放的过程。（）36.甲烷化反应器操作温度越高，CO和CO₂脱除得越彻底。（）37.合成塔循环气中氨含量越高，氨冷器的热负荷越小。（）38.废热锅炉产生蒸汽的压力等级越高，其回收的热量品位越高，但产汽量可能相对减少。（）39.液氨的密度比水小，因此液氨泄漏后会在水面上扩散。（）40.气化炉的烧嘴如果发生偏喷，会导致炉壁局部过热，甚至烧穿水冷壁。（）41.合成气压缩机入口增设气液分离器的主要目的是防止压缩机叶轮被固体颗粒磨损。（）42.催化剂的装填质量不会影响合成塔的气流分布和阻力降。（）43.在氨合成回路中，驰放气排放量越大，系统压力越低，但氢氮气和原料气损失也越大。（）44.可燃气体检测报警仪和有毒气体检测报警仪的安装位置应根据气体密度与空气密度比较来决定。（）45.高温高压的合成塔设备，其运行寿命主要取决于材质的蠕变损伤和疲劳损伤。（）四、填空题（本大题共10空，每空1分，共10分。将正确答案填入答题卡相应位置。）46.一段转化炉的主要反应包括烃类蒸汽转化反应和__________反应。47.氨合成反应的热效应为__________（填数值）kJ/mol（标准状态，放热为负）。48.离心式压缩机常用的两种密封形式为__________密封和__________密封。49.在合成氨生产中，变换工序的主要目的是将CO转化为CO₂和H₂，同时获得氢气，其反应方程式为__________。50.氨合成塔内件主要有__________、__________和__________三种形式。51.为了防止合成催化剂中毒，进入合成塔的气体必须经过__________工序，将残余的CO和CO₂脱除至5ppm以下。五、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。要求写出完整的答题要点。）52.简述氨合成催化剂（铁基）升温还原过程中应遵循的“三稳”原则，并说明原因。53.简述合成气压缩机（离心式）发生喘振时的现象及紧急处理措施。54.画出简单的氨合成回路流程图（可用文字描述主要设备和物流方向），并简述驰放气排放的作用和回收利用方法。六、计算题（本大题共2小题，每小题5分，共10分。要求写出必要的计算过程，结果保留两位小数。）55.某合成氨装置的新鲜合成气流量为100,000Nm3/h，其中H2含量为74%（体积分数），N2计算：（1）进合成塔的氢氮比（H2（2）该装置的氨产量（以吨/小时计，NH3分子量17，标准状况下气体摩尔体积22.456.已知氨合成反应N2+3H2⇌2NH3，在某操作条件（压力30MPa，温度450℃）下，平衡常数K（提示：设初始总摩尔数为1，N2为0.25mol，H（注：本题册所有试题均基于合成氨生产工高级职业技能标准要求，涵盖工艺原理、设备操作、安全环保及计算分析能力。）参考答案一、单项选择题1.C2.C3.A4.B5.C6.B7.C8.B9.B10.A11.B12.B13.C14.B15.C16.B17.B18.B19.D20.B二、多项选择题21.ABCD22.ABC23.ABC24.ABCD25.AC26.ABD27.AD28.ABCD29.ABD30.ABC三、判断题31.√32.√33.√34.×（还原反应是强放热反应，但主要风险是还原水生成，需严格控制温度和水汽浓度，防止超温和催化剂反复氧化还原）35.×（富液再生是吸热过程）36.×（温度过高会使甲烷化反应平衡向逆方向移动，导致出口CO和CO₂含量升高，且可能发生析碳反应）37.×（氨含量越高，氨冷器的热负荷越大，因为需要移除更多的冷凝潜热）38.√39.×（液氨密度小于水，但液氨泄漏后极易气化，且氨气极易溶于水，因此水喷雾是吸收氨气的有效手段，但不能说其在水面上扩散）40.√41.×（主要目的是防止气体夹带的液体（如冷凝水、胺液）进入压缩机，损坏叶轮，而非固体颗粒）42.×（装填质量直接影响气流分布，若装填不均会造成偏流，导致局部过热或转化率下降）43.√44.√45.√四、填空题46.一氧化碳变换（或水煤气变换）47.-92.4kJ/mol（或-46.2kJ/mol，若以N₂计）48.迷宫；机械（或浮环、干气）49.CO+50.冷管式（连续换热式）；冷激式（多层绝热式）；中间换热式（间接换热式）51.甲烷化（或净化）五、简答题52.“三稳”原则：稳压力：还原过程中系统压力应保持稳定，避免大幅波动。压力波动会导致催化剂床层气流分布变化，影响还原反应的均匀性，甚至可能将已还原的活性铁重新氧化（因水汽分压变化）。稳温度：严格控制催化剂床层热点温度，升温速率和恒温阶段温度必须平稳。温度波动过大会导致还原速度不均，造成催化剂内部结构应力，降低强度，且超温会烧结活性位，使催化剂永久失活。稳空速（或稳水汽浓度）：出塔水汽浓度（或空速）应保持稳定增长，确保还原反应生成的水能及时带走，避免水汽在催化剂表面局部积聚，造成活性铁反复氧化，影响还原质量。原因：遵循“三稳”原则是保证催化剂还原彻底、活性高、强度好的关键，也是确保合成塔内件不因热应力而损坏的安全措施。53.喘振现象：流量：压缩机入口流量计指示大幅波动或突然降低至最小流量线以下。压力：出口压力剧烈波动，排气压力下降。声音与振动：机体发出周期性、沉闷的“喘息”声或“吼叫”声，机体及管道产生强烈振动，甚至引发管线法兰松动、仪表损坏。电流：驱动机（汽轮机或电机）的电流（或功率）波动明显。紧急处理措施：1.立即（或自动）打开防喘振阀（回流阀），将出口气体部分回流至入口，迅速增加入口流量，使工况点脱离喘振区。2.若手动操作，迅速加大回流阀开度，同时可适当降低负荷（减少进气量）或调整转速。3.检查喘振触发原因，如入口过滤器堵塞、出口管网压力过高（如合成塔压力波动）、循环气组分变化（分子量变小）等，并针对性消除。4.若喘振剧烈且无法消除，应紧急停车，防止造成压缩机机械损坏。54.合成氨回路流程图描述：新鲜合成气（H2、N气液混合物进入冷交换器下部（分离器）进行气液分离，液氨经节流后送液氨储槽。分离出的气体（循环气）进入合成塔进行氨合成反应。出塔的高温气体（含氨约15%）经废热锅炉回收热量（副产高压蒸汽）后，进入冷交换器上部加热入塔气体，自身被冷却至一定程度，再经水冷器或氨冷器进一步冷却，进入循环气分离器分离液氨。分离液氨后的循环气与新鲜气混合，再次进入循环。驰放气排放作用：为了维持循环气中惰性气体（CH4、回收利用方法：膜分离法（回收氢气）变压吸附法（PSA，回收高纯度氢气）深冷分离法（回收氢气、甲烷、氩气）作为燃料气回收（燃烧产生热值）六、计算题55.解：（1）计算氢氮比：新鲜气中H2流量=100,000×74%=74,000新鲜气中N2流量=100,000×24%=24,000体积比=74,000:24,000=3.08:1因此，氢氮比为3.08:1，略高于理论3:1（通常设计值略高于3，以补偿循环气中氢损失）。（2）计算氨产量：设反应生成的氨量为VNH3根据反应N2+3H2⇌2N反应消耗的N2体积=反应消耗的H2体积=设循环气中惰性气体体积为V惰(Nm3设进入合成塔的总气量为V进，出塔气量为V根