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天然气蒸汽转化技能试题

一、填空题

3.一段转化反应是强（）热反应。

答：

吸

7.一段炉、二段炉催化剂的主要活性组分是（）

答：

11.答：

NiO+H2≒Ni+H2O+Q

13.为了回收转化气的高温热量，二段转化气送入两台并联的（），接着又进入（），这三台设备都产生高压蒸汽。

答：

第一废热锅炉，第二废热锅炉

14.一段炉卸催化剂一般采用（）方法。

答：

上部抽吸

16.一段炉集气管和上升管均在炉膛内，缺点是（）。

答：

个别炉管损坏不能单个停用和更换

19.二段炉是合成氨厂温度最高的反应设备，除采用（）防止外壳超温的办法外，也有在壳体外壁刷有（）。

答：

水夹套，变温油漆

20.为了回收尾部烟气的热量，在烟气排入大气前增设了（），使排烟温度自（）降低至110℃。

答：

燃烧空气预热器，250℃

21.烃类物质完全燃烧所放出热量，如果燃烧后的水蒸气冷凝为液态水，计算的热值叫（），水蒸气仍以汽态，计算的热值叫（）。

答：

高热值，低热值

22.因为甲烷蒸汽转化反应是个（）的反应，所以提压不利于反应平衡，可以适当提高（），适当增大（）来弥补压力提高的不利影响。

答：

体积增大，温度，水碳比

23.答：

形态，种类，数量

24.答：

燃烧，热裂解

28.甲烷化催化剂活性下降的主要原因可能是（）、（）、（）和大量生成（）。

答：

超温，中毒，脱碳液的污染,羟基镍

29.羟基镍生成的主要条件是（）。

答：

低温和高CO浓度

30.液氮洗是利用工艺气中各组分的（）原理来实现的。

答：

沸点不同

31.铁铬催化剂中，三氧化二铁需经还原成（）后才具有活性。

在生产中，通常用含（）的气体进行还原。

答：

四氧化三铁，氢或一氧化碳

32.低变催化剂用氢还原时，反应方程式为（）。

答：

CuO+H2=Cu+H2O+Q

33.当通过低变催化剂的气体中硫化氢含量大于（），在温度（）时，催化剂中的铜微晶即可生成（），造成活性下降。

答：

2PPM，232℃，硫化亚铜

34.测定变换炉进出口气体中的（）含量，就可确定反应的变换率。

答：

一氧化碳

36.尿素的分子式为（）。

答：

CO（NH2）2

38.低变触媒的活性组份为（）。

答：

39.2003年2月18日106-D更换触媒时，在上部填加一些脱氯剂，其型号为（）。

答：

TCL-1

40.当低压管网的用户增加或减少时，应注意调节（）阀，防止低压管网（）或（）。

答：

TCV-152，超温，带水

选择题

5.101-CA/CB顶部各有一根与汽包连通的2″管线，其作用是（）。

A：

排污B：

下降管C：

排气

答：

三、判断题

2.水碳比增加出口甲烷含量下降。

（）

3.（）

4.炉水磷酸盐控制指标为1-10mg/l。

（）

答案：

1×2√3√4×5√6√7×8×9×11√12√13×

四、简答题

2.写出ppm浓度表达式？

答：

ppm=溶质重（克）/溶液体积（毫升）×106

8.如何延长二段炉催化剂的使用寿命？

答：

（1）空气分布器设计优良和安装合理。

（2）留有合理的上部充分混合空间，以免催化剂表层被局部高温气体所熔结。

（3）细心装填催化剂获得均匀填充层以保证气流均匀分布。

9.一段炉的热量损失包括那几个方面？

答：

（1）散热损失，即炉壁四周的保温材料脱落、开裂。

（2）不完全燃烧（3）排烟损失。

11.选择渣油汽化反应最佳工艺条件的原则？

答：

在允许的前提下尽量提高气化温度，以最小的氧油比和汽油比获得最高的有效气产率。

13.为什么给水PH值控制在8.5-9.2？

答：

因为只有PH值为8.5-9.2时，二甲基酮肟才能达到除O2目的。

14.低变出口气中加入一部分冷凝水的目的？

答：

为了提高传热效率，在低变出口气中喷入少量水，使其达到饱和状态，这样，当气体进入脱碳贫液再沸器时水蒸气即行冷凝，使传热系数增大。

16.

17.何为辐射传热？

答：

是一种以电磁波传递热量的方式。

电磁波的传递不需要任何介质。

18.炉水中加入NaPO4的作用？

答：

（1）除去水中的不溶物，即水垢。

（2）调节水的PH值。

五、计算题

3.一段炉出口气体干气体101620Nm3/h，其中H263.62%、CO10.46%、CO212.07%、CH48.85%、，水蒸气90177Nm3/h，出口压力3.2Mpa，出口温度790℃，求平衡温距△T？

（已知Kp=98.5时，查表T=780℃）

答：

∑总=90177+101620=191797Nm3/h；

nH2=101620×0.6362÷191797=0.3371

nCO=101620×0.1046÷191797=0.0554

nCH4=101620×0.0855÷191797=0.0469

nH2O=90177÷191797=0.4702

由Kp=（PCO×PH23）÷（PCH4×PH2O）得；

Kp=（P总×nCO×P总3×nH23）÷（P总×nCH4×P总×nH2O）

=98.55查表T=780℃，所以△T=790℃-780℃=10℃

5.设处理原料气量为36000标准米3/小时，变换前气体中一氧化碳含量为30%，变换后气体中一氧化碳含量为3%，问一氧化碳变换率和变换气的体积各是多少？

答：

因为变换率X=（VCO-V`CO）÷VCO（1+V`CO）×100%；变换体积V2=V1（1+x*VCO）

X=（0.3-0.03）÷0.3（1+0.03）×100%=87.4%

V2=36000（1+0.874×0.3）=45400（标准米3/小时）

六、论述题

1.论述天然气蒸汽催化转化反应过程？

答：

天然气主要成分是甲烷，用水蒸气将甲烷转化成氢和一氧化碳，生产上是通过两段炉内进行反应来实现的。

第一段炉内发生甲烷的蒸汽催化转化反应，经反应后的气体中甲烷含量一般低于11%，第二段炉内添加空气产生部分氧化反应，向进入二段炉的一段转化气配入空气。

空气中的氧与可燃气发生反应，使二段炉温升高，绝大部分剩余甲烷转化，同时随空气加氮使转化气组成符合氨合成的要求。

一段炉内主要反应如下：

CH4+H2O=CO+3H2-Q

CH4+2H2O=CO+4H2-Q

CO+H2O=CO2+H2+Q

上述反应是在压力、高温和催化条件下进行的。

因为主要是强吸热反应所以必须由外界供它大量热量。

一段反应炉由耐高温合金钢管组成，管内装催化剂通过反应气体，管外用燃料气加热。

二段炉内的主要反应方程式：

H2+1/2O2=H2O+Q

CH4+H2O=CO+3H2-Q

CO+H2O=CO2+H2+Q

二段炉内进行放热的氧化反应和吸热的转化反应，总的热效应使系统自热有余。

二段炉内首先进行的是空气中的氧与一段转化气中的氢发生燃烧反应，因为氢燃烧反应速度极快，实际在上催化剂上部的非催化空间进行的。

故炉上部最高温度可达1200℃左右，而后进行的是在上述高温条件下残余甲烷的转化反应。

3.燃料气过剩会出现哪些问题？

答：

（1）由于燃料气过量，燃烧不完全，会造成大量可燃气放空，能耗增加。

（2）转化炉是负压操作，尾部如漏入空气，会使可燃气体燃烧，造成对流段温度上升，烧坏对流段管束。

（3）烟道气温度猛升，体积增大，发生联锁停车。

4.怎样判断对流段管束泄漏？

答：

（1）气体泄漏部位发出刺耳的啸声。

（2）造成对流段烟道气和被预热介质的温度、压力和流量变化，漏水将造成烟道气温度大幅度降低，其它被预热介质的温度均受到影响。

漏原料气和燃料气会使烟道气温度大幅度上升，同时烟道气体积膨胀，炉膛压力上涨，漏空气只发出尖锐啸声，烟道气温度略降，炉膛负压变化不大。

（3）转化管出口气体组成发生变化。

（4）烟道气成分发生改变。

5.产生结碳以后用哪几种方法处理？

答：

（1）纯空气烧碳法。

优点是温度低，速度快，易见效。

缺点是易形成局部过热段，如操作观察不当，易超温而烧坏炉管和催化剂。

（2）纯蒸汽烧碳法。

一般在700-800℃温度范围内处理4-8小时即可，温度较高。

（3）以蒸汽为稀释剂的配空气烧碳法。

温度适中易控制，调节手段多，操作弹性大，见效比较快。

以蒸汽为稀释剂的配空气烧碳法的操作步骤是：

（1）切断原料气并加盲板；

（2）用蒸汽置换2小时，床层降温至600℃左右；（3）在蒸汽中加入

空气，注意床层温度，最高点勿超过800℃；（4）在床层温度允许的范围内，加大空气与蒸汽量以加快烧碳速度。

7.操作方面要采取哪些措施保护转化管，延长其使用寿命？

答：

转化管的寿命相差悬殊，长的可达7-10万小时，短的只有4-5千小时。

要延长其使用寿命，除了正确设计、制作和安装外，操作方面必须注意采取如下措施；

（1）装填触媒以前要严格检查猪尾管和转化管的质量，选择性能优良的催化剂，充填要均匀，催化剂一旦失活应迅速换掉。

装填前后测定炉管阻力。

（2）严格控制各项工艺指标稳定在许可范围内，防止催化剂结碳和炉管局部过热，防止催化剂中毒。

（3）开停车阶段要严格控制温度升降速度，尽量减少开停车次数，避免冲击性压降。

（4）注意调整烧嘴，使炉膛温度均匀。

（5）保持转化管进气温度至少比露点高50℃，特别在开停车阶段更要注意。

（6）大修时测量炉管外径蠕变量，判别炉管质量恶化状况，分析原因，及时采取措施。

（7）转化管材质选取优等钢材。

提高材质质量。

8.试述一段炉的烘炉过程？

答：

（1）60℃以下不点火，结合锅炉化学清洗，利用烟道气和废热锅炉循环热水来加热送入炉膛的空气。

（2）点火前，炉内动火分析合格。

（3）用电子点火枪点燃顶部烧嘴。

（4）按均布对称方式点燃烧嘴，以保证炉膛中部供热均匀，为防止高温烟道气与低温炉壁接触，靠近炉膛的烧嘴在烘炉阶段的最后24小时以前不应点燃。

（5）每四小时轮换一次点火烧嘴，使温度均布并检验每一个烧嘴的操作情况。

（6）点燃任何一个烧嘴前，要置换10-15分钟，以策安全。

（7）全开每个烧嘴上的空气风门，以便加速通风带走放出的湿气，并启动引风机以保持负压。

（8）只许用短火焰，不让火焰直射到炉管和耐火材料上。

（9）烘炉时间为，60℃以下48小时，60-150℃温升速度每小时20-30℃计需4小时，150℃恒温72小时，而后以每小时20-30℃的速度降温，整个作业时间为130小时左右。

（10）烘炉结束后，燃料气管线上加盲板，进入炉内认真检查炉墙有无裂缝或倾斜情况，做好观察记录，尽可能消除缺陷。

9.原始开车前为什么要进行烘炉？

答：

新建的转化炉投产前必须烘炉，已逐步除去耐火材料中吸附水和结晶水，避免水分在高温下爆发性地逸出而造成耐火材料开裂，并保证耐火材料膨胀均匀，。

设备技能比武试题

一、填空题

1、

4、108-J是离心泵。

答案：

立式高速

5、108-J由、、三部分组成。

答案：

电机、增速机、泵

6、锅炉给水泵采用联轴节。

答案：

齿式

7、贫液泵一级叶轮采用，二级采用叶轮。

答案：

双吸式、单吸式

8、锅炉给水泵为离心泵。

答案：

卧式七级

9、108-J采用、和三种轴承。

答案：

径向瓦、止推盘、径向球轴承

10、J24201型号为。

答案：

4L-20/8-1

11、J24201一级活塞为材质，二级活塞为材质。

答案：

铸铝、铸铁

12、101-BJA是风机。

答案：

悬臂离心式

13、101-BJA的联轴节为。

答案：

膜片式

14、108-JA的联轴节为。

答案：

膜片式

15、103-L为过滤器，其滤芯总数为个。

答案：

脉冲自洁式、160

16、101-BJA入口风门由个叶片组成。

答案：

17、102-J压缩机的止推轴承形式为。

答案：

米歇尔式

18、102-J增速机的传动比。

答案：

2.21：

20、刚性转子是指工作转速临界转速的转子，挠性转子是指工作转速临界转速的转子。

答案：

低于，高于

21、空压机气轮机转子为级个叶轮，末级采用

答案：

八，九，双流级

22、为了防止气轮机排气侧空气漏入排汽缸内，在轴封处注入

答案：

密封蒸汽

23、合成气压缩机缸体为结构，低压缸有级叶轮，高压缸有级叶轮。

答案：

筒形、九、八、

24、汽轮机按照原理分为和两种。

答案：

冲击式、反击式

25、干气密封的核心元件为和。

答案：

动环、静环。

27、1英寸=mm。

答案：

25.4

29、在天然气为原料的合成氨装置中，1Pig（LB）=Mpa。

答案：

0.007

30、按照压力等级对压力容器进行分类，低压为Mpa；中压为Mpa；高压为Mpa。

答案：

0.1

31、氨合成塔105-D内件采用瑞士卡萨利公司技术，为，、型合成塔。

答案：

三段床层轴径向流；一段间激冷；一中间换热

32、101-CA/CB管程有套管和刺刀管各根，其尺寸分别为；。

答案：

206；Ф51×3.5；Ф25×2

33、105-D外筒材质为。

答案：

24CrMo10

34、安全阀的起跳压力一般为其设计压力的倍。

答案：

1.1

35、氢回收冷箱充氮的目的是。

答案：

隔离空气和防止可燃气积聚

二、选择题

7、J24201采用（）根V型皮带传动。

A：

3B：

5C：

7D：

答案：

8、01-BJA入口风门由（）个叶片组成。

A：

6B：

8C：

10D：

答案：

8、氮气鼓风机为（）级风机。

A：

2B：

3C：

4D：

答案：

9、仪表空压机型号为（）。

A：

4L-20/8-1B：

4L-20/7-1C：

4L-20/7D：

4L-20/8

答案：

10、108-J为（）级增速。

A：

1B：

2C：

3D：

答案：

11、101-BJG减速齿轮为（）型齿轮。

A：

斜齿B：

人字C：

直齿D：

其他

答案：

12、109-J联轴节为（）。

A：

弹性块式B：

膜片式C：

齿式D：

弹性柱销式

答案：

15、102-J压缩机有（）级叶轮。

A：

5,B：

6,C：

7,D：

答案：

18、101-J高压缸的型号为（）。

A：

4CK130/20B：

7CK114/8C：

4C30/20D：

7CK120/14

答案：

19、101-J高压缸转子有（）级叶轮。

A：

6B：

7C：

8D：

答案：

20、102-J干气密封的结构形式为（）。

A：

单端面B：

双端面C：

两级串联

答案：

21、下列那项不属于压缩机的转子部件（）。

A：

轴瓦B：

轴C：

叶轮D：

联轴器

答案：

22、105-J汽轮机转子的第一临界转速为（）。

A：

3300B：

2020C：

4100D：

4700

答案：

23、检修过程中常说的“1道”是指（）。

A：

1毫米B：

0.1毫米C：

0.01毫米D：

0.001毫米

答案：

24、脱碳系统设备的压力等级为（）。

A.150LBB.300LBC.600LB

答案：

25、氨合成系统设备的压力等级为（）。

A.600LBB.900LBC.1500LB

答案：

27、101-BC为（）换热器。

A．自热管式B.列管式C.板式

答案：

28、冷箱内换热器E201A为（）换热器。

A．列管式B.管翅式C.板翅式

答案：

29、汽包101-F顶部安全阀RV-101-1、2的起跳压力为（）。

A．10.0MPaB.11.55MPaC.10.5Mpa

答案：

30、一台压力容器的蓄压能的大小为（）。

A．温度×压力B.温度×容积C.压力×容积

答案：

31、一段转化炉转化管的材质为（）。

A．HK-40合金钢B.304不锈钢C.碳钢

答案：

32、101-CA/CB壳体内衬筒的材质为（）。

A．碳钢B.304不锈钢C.Incoloy-800

答案：

33、电动阀SP-3的结构型式为（）。

A．旋塞阀B.球阀C.闸阀

答案：

一、判断题

1、104-J是水平剖分式多级离心泵。

答案：

错

2、贫液泵为单级、悬臂式离心泵。

答案：

错

3、122-J为立式十级离心泵。

答案：

正确

4、122-J叶轮与轴之间采用键连接。

答案：

错

5、101-BJA由6000V电机带动。

答案：

正确

6、107-JA由6000V电机带动。

答案：

错

7、仪表空压机一、二级活塞均为铸铁材质。

答案：

错

8、103-L为脉冲自洁式过滤器。

答案：

正确

9、101-BJA的联轴节为膜片式。

答案：

正确

10、101-BJA入口风门由12个叶片组成。

答案：

正确

11、122-J轴承采用润滑油润滑。

答案：

错

17、101-J汽轮机为美国迪拉瓦公司生产的单层缸，上排气的多级冲动凝气式汽轮机。

答案：

正确

18、空气压缩机101-J的径向轴承结构形式为水平剖分的椭圆瓦结构。

答案：

错

19、空压机为双缸四段水平剖分式离心压缩机。

答案：

正确

20、

答案：

错

21、转子上的平衡盘的作用是为了抵消轴向推力。

答案：

正确

23、在化工设备的设计中，设备的设计压力为其操作压力的1.05倍。

答案：

正确

24、氨气压缩机各段入口流量检测元件为流量孔板。

答案：

错

26、104-J出口总管流量FT-410的检测元件为皮托管。

答案：

错

27、107-JBT/JCT为背压式透平。

答案：

错

28、107-JA出口最小流量线上安装孔板的作用是测量流量。

答案：

错

29、闸阀在开、关过程中，其阀杆是在垂直管线方向进行上下移动，而阀杆本身不转动。

答案：

正确

30、124-C壳侧安装防爆板的目的是防止循环水超压损坏设备。

答案：

错

31、在氨合成塔的结构中，其内筒是不承压的。

答案：

正确

32、第二废热锅炉为“U”型管式换热器。

答案：

错

二、简答题

2、简述润滑油的作用？

答：

降低摩擦、减少磨损；冷却作用；冲洗作用。

3、汽轮机按照热力过程的特性分有几类？

我装置的四大机组透平各属于那类？

答：

凝汽式汽轮机；抽汽凝汽式汽轮机；背压式汽轮机。

102-JT、101-JT为凝汽式汽轮机，105-JT为抽汽式汽轮机，103-JBT为凝汽式汽轮机，103-JAT为背压式汽轮机。

6、说出管线号SG-35-12″（9P1）各部分表示的意思。

答：

SG：

表示流体介质符号，SG为合成气。

35：

表示管道编号。

12″：

表示管道的尺寸，即公称直径。

12″表示公称直径为300mm。

9：

表示管道的压力等级。

即900LB。

P1：

表示管道的材质。

即20#碳钢。

三、论述题

1、为什么说油杯指示的不是轴承箱的真实油位？

答：

正常情况下，油杯出油管底部被轴承箱润滑油封住，空气不能进入油杯，因此油杯中的润滑油出不去，油杯油位保持不变；当轴承箱油位低于油杯出油管底部时，空气由油杯出油管进入油杯，油杯中的润滑油进入轴承箱，直到轴承箱油位高于油杯出油管底部将空气封住为止。

当轴承箱缺的油太多，而油杯的油不足以使轴承箱油位高于油杯出油管底部时，油杯中的油全部进入轴承箱，此时油杯是空的，轴承箱油位也偏低，需要及时加油。

因此，油杯的油位并不代表轴承箱的真实油位，而只能说明轴承箱中缺油的程度。

2、试述柱塞泵的工作原理。

答：

柱塞泵进出口为两个单向阀，阀芯落下是关，下面是进口，上面是出口。

当柱塞向后运动时，泵内为负压，上面的出口阀阀芯在重力、泵内负压和出口压力的作用下落下、关闭，同时，因为泵内负压与泵入口压力之和大于入口单向阀阀芯的重量，入口单向阀打开，介质进入泵体。

同样的，当柱塞向前运动时，泵内压力升高，进口阀阀芯被顶回阀座而关闭，当泵内压力大于出口压力与出口阀阀芯重量之和时，出口阀阀芯离开发座，出口发打开，介质被打出去。

3、轴承的润滑油膜是怎样形成的？

答：

润滑油必须有两种特性，一是良好的粘附性，其次是其本身分子间应当具有一定的凝聚力，即粘性，当转子转动时，润滑油由于粘度而附着在轴表面上，卷入轴径与轴瓦之间的楔形间隙中，使油在间隙小处产生油压，由于转速的逐渐增高，油压也逐渐增高，并将轴向上抬起而悬于楔形油膜上转动，从而避免了金属的直接接触，轴周围的这层油膜对轴予以冷却和润滑，由于油的粘性使油在轴承内能产生连续的油膜。

4、汽轮机的轴封起什麽作用，有几种形式？

答：

汽轮机伸处汽缸的两端处装设的汽封称为端部汽封，隔板上装的称为隔板汽封。

高压端部汽封的作用是减小自高压端汽缸向外的漏汽，并将这部分汽引出，合理利用。

低压端轴封是起密封作用，防止空气漏入低压汽缸中，破坏真空。

隔板轴封的作用是保持隔板前后压差，减少级间漏汽。

轴封有三种形式：

迷宫密封、水封、碳环轴封。

5、什么是温差应力？

104-C、C66403壳体设计膨胀节的作用是什么？

答：

物体温度改变时，就要膨胀或收缩。

对于长度可以自由伸缩的构件，温度的改变只会引起构件变形，不会产生构件内的应力，但有些构件因受到限制而不能自由伸缩，当温度改变时，这种构件内部将会产生应力。

由于温度改变而引起的应力称为温差应力或热应力。

104-C、C66403壳体设计膨胀节的作用是为了消除设备在投用过程中，温度变化时产生的热应力。

6、汽轮机是怎样工作的？

答：

进入汽轮机的有一定压力和温度的蒸汽，流过由喷嘴、静叶片和动叶片组成的蒸汽流道时，蒸汽发生膨胀从而获得很高的流速，高速流动的蒸汽冲动汽轮机转子动叶片，使其带动汽轮机转子高速转动，通过联轴节带动压缩机做功。

一、选择题

6、101-J正常润滑油压是（）MPa。

0.14B:

0.085C:

0.25

答案:

7、101-J机械超速联锁值是（）rpm。

7035B:

8200C:

7749

答案:

14、合成塔触媒的活性成分为（）

氧化铜B:

氧化镍C:

氧化铁

答案:

15、105-J出口安全阀RV-149设计起跳压力（）

1.6MpaB:

1.5MpaC:

1.7Mpa

答案：

19、110-C3气氨回到（）

109-FB:

110-FC:

111-FD:

112-F

答案:

21、102-B点火时炉膛分析可燃气体浓度应<（）

0.5%B:

0.2%C:

1.0%D:

1.5%

答案:

二、判断题

1、

答案：

正确

2、合成氨反应为一可逆、体积缩小、吸热反应

答案:

错

5、离心泵是靠介质流动速度的增加，将动能转化为压头而升压

答案：

正确

7、答案：

正确

8、合成塔入口氨含量的增加可以提高氨净值

答案:

错

12、碳氧化物对合成触媒是暂时性毒物，而硫是永久性毒物

答案：

正确

13、绝热压缩：

指压缩过程中，与外界有热量交换，又有热损失存在。

答案：

错

14、多变压缩：

指压缩过程中，与外界有热量交换，有热损失存在。

答案：

正确

16、合成塔中气体的流向为轴经向流

答案:

正确

17、门开关时切勿用力过猛，全开（关）后应回关（开）1扣。

答案:

正确

18、合成氨反应

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