第一篇：合成氨工艺复习题
《合成氨工艺》复习题
一． 选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一）
1、下列关于氨的性质的叙述中，错误的是（B）。
A、氨易溶于水 B、氨气可在空气中燃烧生成氮气和水 C、液氨易气化 D、氨气与氯化氢气体相遇，可生成白烟
2、（C）煤气可用作合成氨生产的原料气。
A、空气 B、水 C、半水 D、混合
3、氨合成时，保持氢氮比等于（C）平衡氨含量最大。A、1 B、2 C、3 D、4
4、造气时，如以空气为气化剂，气化区的下部主要进行碳与（D）的燃烧反应。A、H2 B、CO C、CO2 D、O2
5、燃料层中，（B）区域的作用可使燃料受热分解，放出挥发分。A、灰渣 B、干馏 C、氧化 D、干燥
6、燃烧室的主要作用是回收吹风气中（D）等可燃性气体的燃烧热。A、H2 B、N2 C、CO2 D、CO
7、采用间歇法制半水煤气时，炉温是由（A）阶段确定的。A、吹风 B、下吹 C、上吹 D、空气吹净
8、采用ADA法脱硫时，脱硫液中的（B）可起到吸收H2S气体的作用。A、NaHCO3 B、Na2CO3 C、NaVO3 D、Na2V4O9
9、固体燃料气化时，以水蒸汽为气化剂制取的煤气叫（B）煤气。A、空气 B、水 C、混合 D、半水
10、间歇法制半水煤气时，调节（H2+CO）/N2的方法是改变加N2空气量或增减（B）的时间。A、吹风 B、空气吹净 C、一次上吹 D、二次上吹
11、制气阶段炉温高，可提高煤气中（D）的含量。A、H2和N2 B、H2和CH4 C、H2和CO2 D、H2和CO
12、吹风阶段的主要作用是（A）。
A、提高燃料层温度 B、防止爆炸 C、制气 D、回收煤气
13、ADA法脱硫时，脱硫液中的（C）可与NaHS反应生成还原性焦钒酸钠，并析出单质硫。A、NaOH B、Na2CO3 C、NaVO3 D、NaHCO3
14、CO变换是利用CO与（A）作用，从而除去大部分CO。A、H2O（g）B、H2S C、NH3 D、CH4
15、ADA法脱硫液中的（D）可将Na2V4O9氧化成NaVO3 A、NaCO3 B、NaHCO3 C、还原态ADA D、氧化态ADA
16、通过变换反应，不但可除去CO，同时还可制得等体积的（C）。A、N2 B、O2 C、H2 D、Cl2
17、CO变换时，采用（B）方法，可提高CO变换率。
A、升高温度 B、降低温度 C、提高压力 D、降低压力
18、铁铬系催化剂还原前的主要成分是（B）。A、Fe3O4 B、Fe2O3 C、Cr2O3 D、Al2O3
19、铁铬系催化剂使用前，通常用煤气中的（A）进行还原。A、H2和CO B、H2和CO2 C、H2和H2O D、H2和H2S 20、变换操作中，如原料气中的（C）含量过高，会使炉温迅速上涨，导致催化剂超温，甚至被烧结。
A、H2O B、CO2 C、O2 D、N2
21、变换时，增加（B）的用量，可提高CO变换率。A、CO2
B、H2O（g）
C、H2S D、CH4
22、在气体组成和催化剂一定的情况下，对应最大（D）时的温度称为该条件下的最适宜温度。
A、流量 B、压力 C、反应时间 D、反应速度
23、（B）在催化剂表面上的活性吸附是合成氨过程的控制步骤。A、H2 B、N2
C、NH3 D、CH4
24、变换时，调节催化剂床层温度的有效手段是改变（D）用量。A、CO B、CO2 C、CH4 D、H2O（g）
25、热水塔的作用是回收变换气中的（B）和显热，提高热水温度。A、H2S B、H2O（g）C、CO D、CO226、催化剂衰老后，会使（C）。
A、活性逐渐增强，生产能力逐渐增大 B、活性逐渐增强，生产能力逐渐降低 C、活性逐渐下降，生产能力逐渐降低 D、活性逐渐下降，生产能力逐渐增大
27、工业上通常采用（C）方式使变换反应温度接近最适宜温度。
A．连续排出热量 B．连续吸取热量 C．段间排出热量 D．段间吸取热量
28、NHD法脱碳时，高闪气中的主要成分是（D）。
A、H2S 和 H2 B、H2O（g）和 N2
C、CO和 H
2D、H2和 N2
29、半水煤气中（H2+CO）与N2 体积之比为（C）． A．1 B．2 C．3.1~3.2 D．4 30、NHD法脱碳时，脱碳液的再生方法是（A）。
A、减压和气提 B、减压和加热 C、气提和加热 D、都不是
31、煤气发生炉的炉温指（A）．
A．氧化层温度 B．还原层温度 C．干馏层温度 D．干燥层温度
32、变换工序的主要消耗定额是蒸汽消耗量，它指的是（B）。A、总水蒸汽量 B、锅炉补加的蒸汽量 C、半水煤气中的蒸汽量 D、变换气中的蒸汽量
33、合成塔外桶承受（A）。
A、高压 B、高温 C、低温 D、低压
34、变换反应是（B）反应。
A．可逆吸热 B．可逆放热 C．体积减少 D．非催化
35、变换反应提高压力，一氧化碳平衡变换率（C）．
A．增大 B．减少 C．不变 D．不能确定
36、氨合成塔空速增大，合成塔的生产强度（A）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、无关
37、中变铁铬系催化剂的活性组分是（B）．
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe D．FeO
38、低温甲醇法脱碳时，脱碳液的再生方法是（B）。
A、减压和气提 B、减压和加热 C、气提和加热 D、都不是
39、半水煤气的有效成份是（D）。
A、H2与CH4 B、H2与N2 C、H2与CO2 D、H2与CO 40、采用间歇法制半水煤气时，（B）阶段的作用是提高炉温。
A、上吹制气 B、吹风 C、下吹制气 D、空气吹净
41、在制气阶段，每当变换上、下吹时，蒸气阀要比加氮空气阀适当地（B）一些，避免加氮空气与半水煤气相遇发生爆炸或半水煤气中氧含量增高。A、迟开早关 B、早开迟关 C、同时开启 D、同时关闭
42、氨合成压力提高，新鲜氢氮气压缩功耗（A）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、无关
43、如以空气为气化剂，气化区的下部叫（C）层。
A、还原 B、干馏 C、氧化 D、干燥
44、低温甲醇法脱碳属于（B）。
A、化学吸收法 B、物理吸收法 C、物理化学吸收法 D、都不是
45、采用活性炭脱硫时，活性炭起（D）作用。
A、氧化 B、还原 C、催化 D、吸附和催化
46、铁铬系中变催化剂还原时，通常采用的还原介质是煤气中的（A）。A、H2与CO B、H2与N2 C、H2与CO2 D、H2与O2
47、传统中压法氨合成工艺流程中，新鲜气在（B）中加入。
A、合成塔 B、油分离器 C、氨分离器 D、水冷却器
48、CO变换时，采用（D）方法，可提高CO变换率。
A、提高压力 B、增大CO2 C、降低压力 D、减少CO2
49、新鲜气中CO含量增加，合成塔出口氨含量（B）。
A、升高 B、降低 C、不变 D、无关 50、变换时，调节催化剂床层温度的有效手段为（D）。
A、改变操作压力 B、改变入炉气体成份 C、改变空速 D、改变水蒸气用量
51、冷凝法分离氨是利用氨气在（B）下易于液化的原理进行的。A、高温高压 B、低温高压 C、低温低压 D、高温低压
52、采用加压变换可增大（C），提高催化剂的生产能力。
A、温度 B、变换率 C、反应速度 D、水蒸气含量
53、在CO加压变换流程中，变换炉段间加入冷凝水的作用是获得部分蒸汽和（B）A、升温 B、降温 C、增压 D、降压
54、使用固体催化剂时一定要防止中毒，若中毒后其活性不可以重新恢复的中毒是（A）。A、永久中毒 B、暂时中毒 C、碳沉积 D、钝化
55、对于中温CO变换催化剂，如果遇H2S发生中毒可采用下列哪种方法再生（C）。A、空气处理 B、用酸或碱溶液处理 C、蒸汽处理 D、通入还原性气体
56、饱和塔的作用是提高原料气的温度，增加原料气中（C）的含量。A、CO B、CO2 C、H2O（g）D、CH4
57、栲胶法脱硫时，脱硫液中的（C）可与NaHS反应生成还原性焦钒酸钠，并析出单质硫。
A、Na2CO3 B、NaHCO3 C、NaVO3 D、NaOH
58、原料气中的（B）能使铁铬系催化剂暂时中毒。
A、灰尘 B、H2S C、磷和砷 D、无机盐
59、当固定床反应器在操作过程中出现超压现象时，需要紧急处理的方法是（B）。
A、打开入口放空阀放空
B、打开出口放空阀放空 C、加入惰性气体
D、降低温度
60、一个反应过程在工业生产中采用什么反应器并无严格规定，但首先以满足（A）为主。
A、工艺要求
B、减少能耗
C、操作方便
D、结构紧凑 61、栲胶法脱硫液中的（B）可将Na2V4O9氧化成NaVO3。A、NaHCO3 B、TQ C、THQ D、Na2CO3 62、CO变换时，具有耐硫性能的催化剂是（C）。A、铁铬系 B、低变CuO C、钴钼系 D、镍催化剂
63、中型氮肥厂应用较为普遍的几种固定层煤气炉不包括下面的（D）炉子。
A、2.74米 B、3米 C、3.6米 D、5米 64、CO变换时，饱和塔和热水塔液位一般控制在液位计高度的（C）。
A、1/3～1/2 B、1/4～1/3 C、1/2～2/
3、D、1/3～2/3 65、间歇法制取半水煤气的一个工作循环时间一般为（A）分钟。
A、3 B、6 C、8 D、10 66、要制得CO与H2含量高的水煤气，从化学反应平衡的角度考虑，应在（B）的条件下进行。
A、高压、低温 B、低压、高温 C、常压、常温 D、低压、低温 67、实际间歇式制半水煤气的过程中，提高炉温的主要手段是（B）。
A、增加蒸汽用量 B、增加吹风速度，延长吹风时间 C、延长循环时间 D、增加入炉煤量
68、栲胶法脱硫时，将焦钒酸钠氧化为偏钒酸钠的是（C）
A、NaHS B、NaVO3 C、氧化态的栲胶 D、还原态的栲胶 69、造气工段废热锅炉的作用不包括下面的（D）。
A、回收吹风气的显热 B、回收上吹煤气的显热 C、回收吹净气的显热 D、回收下吹煤气的显热
70、间歇式制气时，其他条件不变，提高燃料层高度，下列判断不正确的是（D）。
A、制气阶段的蒸汽分解率提高 B、吹风气中CO含量增加 C、燃料层的阻力增大 D、水蒸汽的停留时间减小 71、和间歇气化相比，氧-蒸汽连续气化的优点是（B）。
A、有效制气时间少 B、煤气产率大 C、半水煤气中氢含量低 D、气化强度低
72、用煤为原料制取的原料气中，硫化物的主要成分是（C）。
A、二硫化碳 B、硫醇 C、硫化氢 D、硫醚 73、根据研究，氧化锌脱硫的反应速度受内扩散控制，因而提高脱硫速度的有效措施是（D A、降低压力 B、降低温度
C、提高气流速度 D、提高氧化锌固体颗粒的孔隙率 74、变换炉内，催化剂分段装填的目的是（B）。
A、为了装填方便 B、为了尽可能在最佳温度线周围反应 C、为安全起见 D、为了简化流程
75、一般来说，化学吸收法脱硫都是用（C）溶液吸收酸性气体硫化氢。
A、酸性 B、中性 C、碱性 D、电解质 76、一氧化碳变换反应是（B）反应。
A、气-固相非催化 B、体积不变的 C、体积增大的 D、体积减小的 77、铁铬系催化剂还原前的主要成分是（A）。
A、三氧化二铁 B、三氧化二铬 C、氧化镁 D、三氧化二铝 78、在生产中还原中变催化剂时，操作要点是（A）。
A、还原气体中CO或H2含量不宜过高、升温要缓慢 B、还原气体中CO或H2含量要高、升温要迅速
C、还原气体中CO或H2含量要高、升温要缓慢 D、还原气体中CO或H2含量不宜过高、升温要迅速 79、加压对变换反应的影响是（D）。）A、对平衡有影响且降低反应速度 B、对平衡和速度都无影响
C、对平衡有影响但对速度无影响 D、对平衡无影响但可提高反应速度 80、氧化锌脱硫时，气体空速增大，则硫容将（B）。
A、增大 B、减少 C、不变 D、无法判断
81、改变水蒸汽的比例是合成氨变换反应中最主要的调节手段，下列说法不正确的是（C）。
A、增加水蒸汽的用量，有利于降低CO的残余含量 B、改变水蒸汽的用量是调节床层温度的有效手段 C、水蒸汽的用量越大越好
D、过量水蒸汽的存在可保证催化剂中的四氧化三铁不被还原 82、下列气体中，对人体有毒害的是（A）。
A、CO B、N2 C、H2 D、CO2 83、载体是固体催化剂的特有成分,载体一般具有(D)的特点
A．大结晶、小表面、多孔结构 B.小结晶、小表面、多孔结构 C.大结晶、大表面、多孔结构 D.小结晶、大表面、多孔结构 84、某设备进出口测压仪表的读数分别为23mmHg（真空）和67 kPa（表压），则进出口的绝对压强差为（B）kPa。
A、64 B、70 C、0 D、60 85、氨合成时，惰性气体的存在会降低H2、N2气的分压，对反应（D）A.平衡有利，速度不利 B、平衡不利，速度有利 C.平衡和速度都不利 D、平衡和速度都有利
86、防止人体接触带电金属外壳引起触电事故的基本有效措施是（B）。
A、采用安全电压 B、保护接地，保护接零 C、穿戴好防护用品 D、采用安全电流
87、在化工生产中，用于扑救可燃气体、可燃液体和电气设备的起初火灾，应使用（B）。
A、酸碱灭火器 B、干粉灭火器和泡沫沫灭火器 C、“1211”灭火器 D、“1301”灭火器 88、半水煤气的有效成份是（C）。
A、CO和CO2 B、H2 和N2 C、CO和H2 D、H2 和O2 89、脱硫系统长期停车前要先用惰性气体置换，再用空气置换，当氧含量大于（D）为合格。
A、10%
B、0.5%
C、1.0%
D、20%
90、低变氧化铜催化剂进行还原时，其还原介质为（A）
A、CO和H2 B、H2 和O2 C、H2 和N2 D、CO和CO2 91、合成塔中既受高温又受高压的管线是（C）。
A、合成塔出口管 B、热电偶中层保护管 C、热电偶内层保护管 D、合成塔进口管
92、ZnO脱硫剂中含有少量MnO2，为了提高活性，在使用前要还原，还原介质为原料气中的（C）
A、H2 和O2 B、CO和CO2 C、CO和H2 D、H2 和N2 93、活性炭可直接吸附原料气中的（D）
A、COS、B、COS、C4H4S C、CS2、RSH D、CS2、C4H4S 94、氨合成时，采用（D）方法可提高平衡氨含量
A、高温高压 B、高温低压 C、低温低压 D、低温高压 95、生产现场管理要做到“三防护”，即（B）。
A、化学能伤害防护、机械能伤害防护和电能伤害防护 B、自我防护、设备防护、环境防护
C、化学能伤害防护、动能伤害防护和电引火伤害防护 D、厂房防护、人身防护和设备防护
96、氨合成时，为了降低系统中（C）含量，在氨分离之后设有气体放空管，可以定期排放一部分气体。
A、NH3 B、H2和N2 C、惰性气体 D、O2 97、易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于（B），闪点小于（B）物质。
A、5%、27℃ B、10%、28℃ C、15%、29℃ D、5%、28℃ 98、生产现场工艺合格率一般达到（C）即视为现场工艺处于受控状态。
A、90% B、100% C、95% D、98% 99、对于同一个反应，反应速度常数主要与（A）有关
A、温度、溶剂、催化剂等
B、压力、溶剂、催化剂等 C、温度、压力、溶剂等
D、温度、压力、催化剂等 100、催化剂中具有催化性能的是（C）
A.、载体
B、助催化剂
C、活性组分
D、抑制剂 101、脱硫系统在开车前要用惰性气体置换，直至系统内氧含量小于（B）为至。
A、10%
B、0.5%
C、1.0%
D、20%
102、耐硫变换催化剂的活性组分是（C）
A、CoO、MoO3 B、CoO、CoS C、CoS、MoS2 D、CoO、MoS2 103、氨合成时使用铁催化剂，必须将其还原成（A）后，才能有催化活性。
A、α-Fe B、Fe3O4 C、Fe2O3 D、FeO 104、栲胶法脱硫时，起载氧体作用的是（C）。
A、Na2CO3 B、NaHS C、栲胶 D、NaHCO3 105、ADA法脱硫液中加入酒石酸钾钠的目的是为了（B）。
A、改善副产硫磺的颜色 B、防止形成钒-氧-硫沉淀 C、防止生成氢氧化铁沉淀 D、为了析出单质硫 106、随着变换反应的进行，变换率增大，最适宜温度（A）。
A．降低 B．升高 C．不变 D．没有关系 107、工业废水中衡量该废水可生化性的重要指标是（D）。
A、COD
B、BOD
C、TOD
D、BOD/COD 108、汽油的爆炸极限为（A）。
A、1～6%
B、4.3～19.0%
C、12.5～74.2%
D、10～20% 109、二氧化碳灭火器不能扑救的火灾是（C）。
A、精密仪器
B、电气设备
C、金属氧化物
D、图书档案
110、化工厂生产区登高（离地面垂直高度）（D）必须系安全带。
A、1.5m
B、2.0m
C、4.0m
D、3.0m 111、氯气泄漏后，处理空气中氯的最好方法是向空气中（B）。
A、喷洒水
B、喷洒石灰水
C、喷洒NaI溶液
D、喷洒NaOH溶液 112、某可逆放热反应，随着温度的升高，平衡常数（B）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、无关 113、间歇法制半水煤气时，（B）阶段的主要作用是排净炉上残留煤气。
A、一次上吹制气 B、空气吹净 C、下吹制气 D、二次上吹制气 114、循环气量增大，合成塔压差（A）。
A、升高 B、降低 C、不变 D、无关
115、新鲜气中惰性气体含量增加，合成塔出口氨含量（B）。A、升高 B、降低 C、不变 D、无关
116、本菲尔法脱碳时，在K2CO3溶液中加入活化剂，可使反应速度（B）。
A、减慢 B、加快 C、最大 D、最小 117、工艺流程图包含（D）。
A、方案流程图
B、物料流程图和首页图
C、管道及仪表流程图
D、以上都是 118、新鲜气中CO含量增加，合成塔催化剂层温度（B）。
A、升高 B、降低 C、不变 D、无关、119、以下哪个选项不是衡量催化剂性能优劣的指标（B）。
A、选择性
B、形状
C、使用寿命
D、活性 120、性能良好的催化剂应具有比较大的（C）。
A、表面积
B、体积
C、比表面积
D、密度 121、消耗定额是指（A）消耗的原料量和水.电.汽的量。
A．生产单位质量产品 B．生产单位体积产品 C．生产单位浓度产品 D．生产一定量的产品
122、最有效、最经济的降低噪音对人的危害的方法是（D）。
A、隔声
B、消声
C、吸声
D、个人防护
123、化工企业中压力容器泄放压力的安全装置有：安全阀与（C）等。
A、疏水阀
B、止回阀
C、防爆膜
D、节流阀 124、工业毒物进入人体的最主要途径是（A）。
A、呼吸道
B、皮肤
C、黏膜
D、消化道
125、采用灭火器扑救人身着火时，尽可能不要对着人的（D）。
A、前胸
B、后背
C、头部
D、面部 126、中温变换催化剂还原过程中的放硫现象指（C）。
A、氧化钴被还原为硫化钴
B、氧化钼被还原为硫化钼
C、硫酸根被还原为硫化氢
D、有机硫被还原为无机硫
127、我国中小型氨厂较为广泛采用的间歇式制气方法是在（A）煤气发生炉中进行。
A、固定层移动床
B、固定层加压气化
C、流化层
D、气流层 128、汽油等有机溶剂着火时不能用下列哪些物质灭火（B）。
A、砂子
B、水
C、二氧化碳
D、四氯化碳
129、我国企业卫生标准中规定硫化氢的最高允许浓度是（A）mg/m3空气。
A、10
B、20
C、30
D、40 130、化工容器应优先选用的材料是（B）。
A、碳钢
B、低合金钢
C、不锈钢
D、钛钢
131、已知反应2A(g)+B(g)→2D(g)(正反应为吸热反应)达到平衡，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（D）。
A．加压
B．升温
C．减小D的浓度
D．降温 132、下列不属于催化剂三大特性的是（D）。
A、活性
B、选择性
C、稳定性
D、溶解性
133、合成氨生产中的加压变换炉是（B）气固相固定床催化反应器。
A、单段绝热式
B、多段绝热式
C、对外换热式
D、自身换热式
134、对于使用强腐蚀性介质的化工设备，应选用耐腐蚀的不锈钢，且尽量使用（B）不锈钢。
A、含锰
B、含铬镍
C、含铅
D、含钛 135、压力容器的气密性实验应在（A）进行。
A、内外部检验及焊缝无损探伤合格后
B、耐压试验合格后 C、耐压试验进行前
D、视现场安装方便而定 136、化工管路的连接方法，常用的有（D）。
A、螺纹连接
B、法兰连接
C、轴承连接和焊接 D、ABC均可 137、国家对严重污染水环境的落后工艺和设备实行（A）。
A、限期淘汰制度
B、控制使用制度 C、加倍罚款
D、改造后使用 138、金属钠、钾失火时，需用的灭火剂是（A）。
A、砂
B、水
C、泡沫灭火器
D、液态二氧化碳灭火器 139、在固体催化剂的主要评价指标中，首先要考虑的是（A）。
A、活性、B、选择性
C、寿命 D、稳定性 140、工业生产对固体催化剂的要求有（B）。
A、使反应有较高的转化率
B、具有较好的选择性 C、提高平衡转化率 D、活性温度要高 141、催化剂所以能加快反应速率，原因在于（C）。
A、催化剂的加入使反应的平衡转化率变大
B、催化剂的加入使反应的△rGm变得更负
C、催化剂的加入，改变反应的途径，降低了反应的活化能 D、催化剂的加入使反应的反应热数值更大 142、固体催化剂的组成成分没有（D）。
A、活性组分
B、载体
C、助催化剂
D、活化能 143、容器和管道试压的目的是为了检查（B）。
A、.外形和强度
B、强度和密封性
C、容积和渗漏
D、刚度和伸缩性 144、能使氨合成催化剂形成永久中毒的物质是（C）。
A、水蒸气 B、CO C、硫化物 D、O2 145、下列不属于阻火装置的是（C）。
Ａ、单向阀 Ｂ、安全液封 Ｃ、放空管
Ｄ、阻火闸门 146、能改变可逆反应的标准平衡常数值的因素是（B）。
A.、改变反应物的浓度
B、改变温度
C、使用催化剂
D、增加总压 147、一般容器的试压，应（A）。
A、首选液压试验
B、首选气压试验
C、只有在不宜气压试验的容器才进行液压试验
D、液压、气压试验随便选择 148、空气中的氧气浓度低于（C）时，木材燃烧则停止。
A、2﹪～6﹪
B、8﹪～10﹪
C、14﹪～16﹪
D、20﹪～24﹪ 149、遇水燃烧物质的火灾不得采用（C）进行扑救。
A、干粉灭火剂
B、干沙
C、泡沫灭火剂
D、二氧化碳灭火剂 150、化工厂的燃气系统着火时，应立即关闭截门，其目的是（B）
A、消除可燃物
B、消除氧化剂
C、消除着火源
D、降低系统压力 151、气固相催化反应过程不属于扩散过程的步骤是（C）。
A、反应物分子从气相主体向固体催化剂外表面传递 B．反应物分子从固体催化剂外表面向催化剂内表面传递 C．反应物分子在催化剂表面上进行化学反应 D．反应物分子从催化剂内表面向外表面传递 152、下列关于催化剂的叙述不正确的是（D）
A、改变了反应途径
B、降低反应活化能
C、加快反应速度
D、改变反应类型 153、在合成塔负荷较轻、催化剂活性较好时惰性气体含量控制在（C）比较好。A、10%～14% B、14%～16% C、12%～20% D、18%～22% 154、化工管路中，外表面涂银白色的管道走的是(A)。
A、油类及可燃液体
B、冷冻水
C、仪表用空气
D、煤气及可燃气体 155、目前我国控制大气污染的主要任务是控制（C）的污染。
A、SO2、NOx
B、颗粒污染物、Nox
C、颗粒污染物、SO
2D、SO2、重金属铅
156、带控制点的工艺流程图构成有（A）。
A、设备、管线、仪表、阀门、图列和标题栏
B、厂房 C、设备和厂房 D、方框流程图 157、催化剂的活性取决于它的（B）。
A、硬度 B、化学本性 C、孔结构 D、使用寿命
158、化工企业生产车间作业场所的工作地点，噪声标准为（B）分贝。
A、80 B、85 C、90 D、95 159、防止人体接触带电金属外壳引起触电事故的基本有效措施是（B）。
A、采用安全电压 B、保护接地，保护接零 C、穿戴好防护用品 D、采用安全电流 160、可燃气体的燃烧速度主要取决于（A）。
A、液体蒸发速度 B、液体的温度 C、贮罐直径 D、液体中水含量 161、U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（A）。
A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 162、氢气和氮气反应生成氨是属于（C）反应。
A、分解 B、置换 C、化合 D、复分解 163、间歇法制半水煤气时，（D）阶段的主要作用是排净炉下残留煤气。
A、一次上吹制气 B、空气吹净 C、下吹制气 D、二次上吹制气 164、夏季开启氨水、硝酸等挥发性液体瓶盖前，最适宜的处理方法是（C）。
A..直接撬开
B.敲打
C.冷水冷却
D.微加热
165、把暂时中毒的催化剂经过一定方法处理后，恢复到一定活性的过程称为催化剂的（D）。
A．活化
B．燃烧
C．还原
D．再生 166、化学反应热不仅与化学反应有关，而且与（D）。
A..反应温度和压力有关
B.参加反应物质的量有关
C.物质的状态有关
D.以上三种情况有关 167、氨合成时，提高压力，对氨合成反应（A）。
A、平衡和速度都有利 B、平衡有利，速度不利 C、平衡不利，速度有利 D、平衡和反应速度都不利 168.中压废热锅炉的蒸汽压力为（C）。
A.、4.0～10 MPa
B、1.4～4.3 MPa
C、1.4～3.9 MPa
D、4.0～12Mpa 169.对气-固相反应，适宜的反应器应该是（D）。
A、反应釜
B、鼓泡塔
C、管式
D、固定床 170、图纸中的比例20:1表明（A）。
A、图形比实物大
B、图形比实物小
C、一样大
D、都不是 171.深度制冷的温度范围在（C）。
A.、173K以上
B、273K以下
C、173K以下
D、73K以下 172、一般冷冻剂具备的条件是（B）
A、沸点高 B、沸点低 C、汽化潜热小 D、蒸发压强小于大气压
173、氨合成的惰性气体是指（B）。
A、CH4和N2 B、CH4和Ar C、CH4和O2 D、H2和CH4 174、采用间歇法生产半水煤气时，（D）阶段的作用可避免气化层上移。A、吹风 B、一次上吹 C、二次上吹 D、下吹 175、可使氨合成催化剂形成永久性中毒物质的是（B）。A、H2O B、H2S C、CO D、CO2 176、工业上固体催化剂是由（C）组成的。
A、正催化剂和负催化剂
B、主催化剂和辅催化剂 C、活性组分、助催化剂和载体
D、活性组分、稳定剂和载体 177、氨合成时，增加空速可使气体与催化剂的（B）。
A、接触时间增强，出塔气中氨含量增大 B、接触时间缩短，出塔气中氨含量降低 C、接触时间增强，出塔气中氨含量下降 D、接触时间缩短，出塔气中氨含量增大 178、变换过程如始终能按最适宜温度曲线进行则反应速度（A）。A、最大 B、最小 C、较大 D、较小
179、安全阀检验调整时，调整压力一般为操作压力的（C）倍/ A．1.0～1.1;B.;1.05～1.2;C.1.05～1.1 D.1.1～1.2 180、氨合成时，放空位置应选在（C）地方。
A、惰性气体含量最大，氨含量最大 B、惰性气体含量最小，氨含量最小 C.惰性气体含量最大，氨含量最小 D、惰性气体含量最小，氨含量最大 181、水的灭火原理中不包括（D）。
A.、窒息灭火法
B、隔离灭火法
C、冷却灭火法
D、化学抑制灭火法 182、属于工业“三废”的是（D）。
A、炉灶烟气 B、粪便下水 C、垃圾 D、废渣 183、在罐内作业的设备，经过清洗和置换后，其氧含量可达（A）。
A、18%～20% B、15%～18% C、10%～15% D、20%～25% 184、（C），可以使甲烷化反应的平衡向右移动
A、提高温度，提高压力 B、提高温度，降低压力 C、降低温度，提高压力 C、降低温度，降低压力
185、常用甲烷化催化剂是以（B）为主要成份，氧化铝为载体，氧化镁或三氧化二铬为促进剂的镍催化剂。
A、Fe2O3 B、NiO C、Mo D、Fe 186、液氮洗涤法除了能脱除CO外，还能同时脱除（D）。
A、CO2与CH4 B、H2和CO2 C、H2S与CH4 D、CH4和Ar 187、栲胶法脱硫时，溶液的PH值一般保持在（D）较合适。
A、大于10 B、小于8.5 C、大于9.2 D、8.5—9.2
二、判断题
1、由氨合成反应特点可知，提高温度、降低压力有利于氨的生成。（X）
2、燃料层中，灰渣层的作用是预热和均匀分布自炉底的气化剂，并保护炉篦不致因过热而变形。（O）
3、铁催化剂在还原前的主要成份是Fe2O3和FeO。（O）
4、歇法制半水煤气时，应先通蒸汽后通空气。（X）
5、要使平衡氨含量尽量增大，应增大混合气体中惰性气体含量。（X）
6、造气时，炉温是由吹风阶段确定的。（O）
7、铁催化剂还原后的活性组分是Fe3O4。（X）
8、ZnO法既能脱除无机硫，又能全部脱除有机硫。（X）
9、原料气中的H2S可使氨合成催化剂暂时中毒。（X）
10、CO变换反应是一个可逆、放热、气体体积增大的反应。（X）
11、吹风阶段燃层高，其阻力大，输送空气的动力消耗大。（O）
12、制气阶段燃层较高，蒸汽与碳层接触时间长，蒸汽分解率高，有利于煤气中CO2还原反应，煤气质量好。（O）
13、制气阶段，在不影响炉温时，蒸汽送入时间愈长，流量愈大，煤气产量愈多。（O）
14、间歇法制半水煤气时，采用吹风气全部放空，制气阶段给蒸汽中加入适量空气，有利于煤气中氢氨比调节和稳定燃料层温度。（O）
15、废热锅炉的炉身倾斜7°，是为了提高热交换效率，并使炉身和汽包的重心达到平衡。（O）
16、湿式氧化法脱硫只能脱除无机硫，不能回收硫磺。（X）
2＋3＋
17、传统磁铁催化剂中，当Fe/Fe等于或接近0.5时，催化剂还原后的活性最好。（O）
18、栲胶法只能脱除无机硫，同时可回收硫磺。（O）
19、活性炭法既能脱除无机硫，又能全部脱除有机硫。（O）20、原料气中CO2可使氨合成催化剂永久中毒。（X）
21、CO变换时，温度降低，压力减小，对变换反应有利。（X）
22、本菲尔法脱碳液中加入的活化剂为二乙醇胺。（O）
23、增加水蒸汽用量，可以使变换反应向生成H2和CO2方向进行，提高CO的变换率。（O）
24、变换气中CO2浓度降低，可以提高CO的变换率。（O）
25、最适宜温度随着变换率的增大而增大。（X）
26、本菲尔法脱碳属于化学吸收法脱碳。（O）
27、由于干原料气体积小于干变换气体积，因此，先压缩原料气后，再进行变换的动耗比常压变换后再压缩变换气的动耗低。（O）
28、加压变换可加快反应速度，提高催化剂的生产能力。（O）
29、催化剂温度指标的控制应以“灵敏度”为准。（X）
30、CO变换时，空速过大，气体在床层停留时间缩短，使变换率减小。（O）
31、变换过程如果始终按最适宜温度曲线进行，催化剂的生产强度最高，在相同的生产能力下所需催化剂用量最少。（O）
32、在变换炉中，第一段催化剂层温度高，其目的是为了加快反应速度，最后一段温度低，可以提高CO的变换率。（O）
33、为使变换过程尽可能在接近最适宜温度的条件下进行，工业上通常采用多段中间间接冷却式或直接冷激式的方法。（O）
34、本菲尔法脱碳液中吸收二氧化碳的成分是KVO3。（X）
35、变换时，蒸汽量增大，使催化剂床层温升减小，可以有效调节床层温度。（O）
36、造气时，对灰熔点低的燃料，为了防止结疤，吹风时间不宜过长，应适当提高上吹蒸汽加入量。（O）
37、干气与湿气的区别在于其水分含量不同。（X）
38、ZnO脱硫剂粒度越小，空隙率越大，越有利于脱硫反应进行。（O）
39、CO变换操作中，如原料气中的N2含量过高，会使炉温迅速升高，导致催化剂超温、甚至烧结。（X）
40、造气时，当炉温高于所用燃料的灰熔点时，将造气结疤。正常生产中，炉温应比灰熔点低50℃左右。（O）
41、间歇法制半水煤气时，一个工作循环的时间一般为3～5min。（X）
42、变压吸附工艺通常包括吸附、减压和升压等基本步骤。（O）
43、平衡变换率即最大变换率。（X）
44、本菲尔法脱碳液中加入活化剂改变了反应历程，加快了反应速度。（O）
45、对环境危害极大的“酸雨”中的主要成分是CO2。（X）
46、ZnO法脱硫时，原料气中的氧含量减小，硫容量降低。（X）
47、在制气阶段，燃料层较高蒸汽与燃料的接触时间缩短，不利于煤气中CO2的还原反应。
（X）
48、K2CO3水溶液吸收CO2的反应为气液相反应。（O）
49、采用中温变换其变换率比低温变换高。（X）
50、当压力增大时，CO2在聚乙二醇二甲醚中的溶解度增大。（O）60、化工企业中压力容器泄放压力的安全装置有安全阀和防爆膜。（O）
61、在给定温度下，液体具有确定的蒸气压，液体蒸气压总是随着温度的上升而减小。（X）62、气密试验的目的是检查设备、管道、法兰、焊接处是否有泄漏。（O）63、联动试车的目的是为了确认转动和待动设备是否合格好用。（X）64、ZnO法脱硫时，原料气的空速增大，硫容量降低。（O）
65、系统置换的目的是为了驱出设备内的空气，防止空气与原料气混合发生爆炸。（O）66、单体试车是为了检验生产装置连续通过物料的性能，检查运转设备、阀门及仪表是否正常好用。（X）
67、K2CO3水溶液吸收CO2的过程中，化学反应过程为整个吸收过程的控制步骤。（O）
68、反硫化现象即活性组分硫化钴、二硫化钼发生水解转化为氧化态，并放出硫化氢气体的现象。（O）
69、变换工序的主要消耗定额是蒸汽消耗量。（O）
70、脱硫系统所用的木格填料在使用前要用碱水洗的目的是除去设备中的铁锈和油污。(O)71、在ADA法脱硫液中加入EDTA是为了改善副产硫磺的颜色。（X）72、ZnO法脱硫时，原料气的汽/气比增大，硫容量降低。（O）73、氨合成时，提高压力，可提高氨净值。（O）
75、活性炭脱硫后，采用过热蒸汽法进行再生时不能副产硫磺。（X）
76、当CO变换催化剂中含有SO42-时，还原过程中会释放出H2S气体，此现象称为放硫现象。（O）
77、CO低温变换温度一定要低于该条件下气体的露点温度，以免蒸汽冷凝析水使催化剂粉化。（X）78、脱硫系统所用的木格填料要进行脱脂处理，除去木材中的树脂以免与碱液发生皂化反应产生皂沫，影响硫磺的分离。（O）79、全低变流程是指全部采用宽温区的钴钼系耐硫变换催化剂进行CO变换的工艺流程。（O）80、造气时，对固定碳含量低、灰分含量高的燃料，则应勤加煤、勤出灰。（0）81、饱和塔和热水塔液位过低时，两塔易发生气体串气现象。（O）82、ZnO法脱硫时，温度升高，平衡常数增大，对脱硫有利。（X）
83、饱和塔出口气体温度越高，气体中所含水蒸汽越多，消耗的外供蒸汽量越少。（O）84、催化剂的作用是增大平衡常数。（X）
85、吹风时间的长短主要取决于燃料的灰熔点和空气流速。（O）86、造气时，对热稳定性差的燃料应采用低炭层气化，以减少床层阻力。（O）87、间歇法制半水煤气时，上吹时间比下吹时间长。（X）88、钴钼系耐硫变换催化剂使用前不需要还原，但需要硫化。（0）
3+89、在ADA法脱硫液中加入酒石酸钾钠的主要作用是为了稳定Fe，防止生成Fe（OH）3沉淀。（X）
90、上下吹制气阶段时间以维持气化层稳定、煤气质量好及热能合理利用为原则。（O）91、所有物质的溶解度都随温度的升高而增大。（X）
92、制气阶段加入加氮空气，在进行蒸汽分解的同时也有碳的燃烧反应，这样即可缩短吹风时间，又有利于燃料层的稳定。（O）
93、本菲尔法脱碳时，提高吸收压力，可加快反应速度，提高气体的净化度。（O）94、催化剂可以缩短达到化学平衡所需的时间。（O）95、如果煤气含有大量无机硫时，应先考虑选用干法脱硫，因为干法脱无机硫优于湿法。（X）96、一氧化碳的变换是放热反应，降低温度对变换有利，因而在实际生产中采用的变换温度越低越好。（X）
97、本菲尔法脱碳液中加入的缓蚀剂一般为KVO3或V2O5。（O）98、煤气中的硫化物和氯化物使低变催化剂暂时中毒，而煤气中的水蒸汽冷凝后对催化剂的活性没有影响．（X）
99、ADA法脱硫液中NaHCO3含量过高时会影响对H2S的吸收，通常采用的方法是加热。（0）100、汽气比是指入变换炉的水蒸汽与干原料气或一氧化碳的摩尔比。增加汽气比时可提高一氧化碳的平衡变换率，从而有利于降低一氧化碳的残余量。（O）
101、按脱硫剂的物理形态把脱硫方法分干法和湿法脱硫，采用栲胶法湿法脱硫技术，该法所使用的脱硫液无毒（O）
102、从化学反应的平衡和速度两个角度来讲，高炉温对制气是有利的，但要保证炉内不能结疤，在稍低于燃料的灰熔点下操作。（O）
103、间歇式移动床煤气发生炉中，煤气化后的灰渣没有任何作用，因而，灰渣区越薄越好。（X）
104、生产现场管理要做到“三防护”，即自我防护、设备防护、环境防护。（O）105、环境危害极大的“酸雨”中的主要成分是CO2。（X）106、燃烧的三要素是指可燃物、助燃物与点火源。（O）
107、限制火灾爆炸事故蔓延的措施是分区隔离、配置消防器材和设置安全阻火装置（O）108、本菲尔法脱碳液再生后溶液的转化度接近于0或再生度愈接近于1，证明溶液中KHCO3含量愈少，溶液再生愈完全。（O）
109、氧气呼吸器是一种与外界隔离自供再生式呼吸器，适用于缺氧及任何种类，任何浓度的有毒气体环境。但禁止用于油类、高温、明火的作业场所。（O）
110、本菲尔法二段吸收二段再生流程中，脱碳液的再生采用的是气提法。（X）111、当温度降低时，CO2在聚乙二醇二甲醚中的溶解度减小。（X）。
112、某一反应，当加入催化剂后，不但能加快反应速度，而且可以改变反应系统的始末状态。（X）
113、活化能是使普通分子变为活化分子所需的最低能量，且活化能越低，反应速度越大。（O）
114、化工生产中的公用工程是指供水、供电、供气和供热等。（O）115、CO变换反应属于气—液相催化反应。（X）
116、本菲尔法二段吸收二段再生流程中，采用了等温吸收和等温再生，节省了再生过程的能量消耗。（O）117、化工工艺图包括工艺流程图、设备布置图和管路布置图。（O）118、已知进变换炉的半水煤气体积为2400m3（标），半水煤气中CO含量为30%，变换率为89%，则出变换炉的变换气体积为3041 m3（标）。（O）119、暂时中毒对催化剂的活性不会有任何影响。（X）
120、催化剂的使用寿命主要由催化剂的活性曲线的稳定期决定。（O）
121、用本菲尔法吸收溶液中的CO2时，转化度越大，溶液中的Na2CO3浓度越高，吸收速度越快。（X）
122、噪声对人体中枢神经系统的影响是大脑皮层兴奋，抑制平衡失调。（O）123、可燃气体与空气混合遇着火源即会发生爆炸。（X）124、变压吸附法脱碳时，专用的吸附剂为硅胶和活性炭。（O）
124、在造气工段，废热锅炉的主要作用是回收吹风气及上吹煤气的显热，并副产蒸汽。（O）125、已知进变换炉的半水煤气中CO含量为28%，变换气中CO含量为2%，则变换率为81%。（X）
126、本菲尔法脱碳在开车前系统进行水洗的目的是除去固体杂质。（O）127、CO变换中，平衡变换率越高，变换气中残余的CO量越高。（X）
128、化学平衡常数表示反应达到平衡时，生成物与反应物之间的数量关系，是衡量化学反应进行完全程度的标志。（O）
129、催化剂层温度的变化可以根据“热点”来判断。（X）130、生产能力是指生产装置每年生产的产品量。（O）
131、化工生产中常用空速表示催化剂的生产能力。空速越大，单位时间、单位体积催化剂处理的原料气量就越大，所以空速越大越好。（X）
132、铁催化剂在使用前要进行还原，使用后不须进行钝化可直接卸出。（X）133、本菲尔法脱碳在开车前系统进行碱洗的目的是除去油污。（O）
134、化工工艺是根据技术上先进、经济上合理的原则来研究各种原材料、半成品和成品的加工方法及过程的科学。（O）
135、CO变换过程既是原料气的净化过程又是原料气制造的继续。（O）136、催化剂的组成中，主要组分就是含量最大的成分。（X）137、无论是暂时中毒后的再生还是高温积炭后的再生，均不会引起固体催化剂结构的损伤，活性也不会下降。（X）
138、液氮洗涤法脱除原料气中少量的一氧化碳是基于各组分的沸点不同这一特性进行的。（O）
139、催化剂在反应器内升温还原时，必须控制好升温速度、活化温度与活化时间，活化温度不得高于催化剂活性温度上限。（O）
140、甲烷化炉催化剂层温度是通过调节甲烷化炉进口温度来控制的。（O）141、下吹制气阶段主要是为二次上吹制气提供热量。（X）150、温度降低，压力升高，平衡氨含量提高。（O）151、我国安全生产方针是“安全第一，预防为主”。（O）152、空气吹净时，制得的吹风气可以直接放空。（X）
153、制气阶段，炉温高煤气中的CO和H2含量高，煤气质量好。（O）154、造气时，炉温一般指的是还原层的温度。（X）
155、铁铬系催化剂属于中变催化剂，铜锌系催化剂属于低变催化剂。（O）156、制气阶段，给蒸汽中加入适量空气的目的是为了提高炉温。（X）
157、铁催化剂在还原时，提高氢气浓度，降低水蒸汽含量，对还原反应有利。（O）158、化工过程主要是由化学反应过程和单元操作过程组成。（O）159、铁催化剂的钝化即将已还原的催化剂与空气接触之前进行缓慢氧化，使催化剂表面形成一层Fe3O4保护膜。（X）
160、氨净值是指合成塔出入口氨含量之差。（O）161、中变铁铬系催化剂的活性组分为Fe3O4。（O）162、氨合成时，提高操作压力，原料气压缩功减小。（X）163、化工污染的特点之一是污染后恢复困难。（O）164、二次上吹制气的主要作用是将炉底残留的半水煤气排净，为送空气创造安全条件。（O）165、氨合成时，氨产率是随着压力的升高而上升的。（O）166、平衡氨含量为最大氨含量。（X）
167、在一定的空速下，合成压力越高，出口氨含量越高。（O）168、一定条件下，具有最高氨产率的温度为氨合成的最适宜温度。（O）
169、脱硫系统在开车前常用惰性气体进行置换，至系统内氧含量小于0.5%为止。（O）170、由于惰性气体既不参与反应，也不毒害催化剂，所以对氨合成无影响。（X）
171、化学工艺是根据化学的原理和规律，采用化学和物理的措施而将原料转化为产品的方法和过程。（O）
172、为了降低系统中惰性气体含量，在氨分离之后设有气体放空管，可以定期排放少量循环气。（）
173、吹风阶段将吹风气全部放空，制气阶段通入蒸汽可制得半水煤气。（X）
174、原料气中水蒸气含量增加，不利于甲烷化反应进行，并影响催化剂的活性，所以原料气中的水蒸气含量越少越好。（O）175、氨合成时，操作压力越高，氨净值越高。（O）
176、当固体燃料的粒度较小，热稳定性较好时，应采用较高的燃料层。（X）177、工业生产过程中，常用于加热的物料是中压饱和水蒸汽。（O）178、当煤气炉炉温低时，煤气中的CH4、O2和CO2含量就低。（X）
179、化工生产过程是指从原料出发，完成某一化工产品生产的全过程，其核心是工艺过程。（O）
180、有害物质的发生源应布置在工作地点机械通风和自然通风的后面。（X）
181、氨合成时，惰性气体的放空位置应选择在惰性气体含量高而氨含量最小的地方。（O）182、原料消耗定额的高低，说明生产水平的高低和操作技术的好坏。（O）183、液氮洗涤过程可看作是恒温恒压过程。（O）184、采用加压变换，可使压缩机的动力消耗增加。（X）
185、液氮洗涤时，为了把原料气中的CO完全清除，需将原料气温度降到CO沸点以下。（O）186、CO变换时，压力增大，平衡变换率增加。（X）
187、惰性气体的存在会降低氢氮气的分压，对化学平衡和反应速度都是不利的。（O）188、CO中变催化剂在使用前必须还原，使用后卸出之前不需要钝化。（X）189、增大汽气比，即增加水蒸汽用量，可以提高CO的变换率。（O）
190、在给定温度下，液体具有确定的蒸气压，液体蒸气压总是随着温度的上升而减小。（X）191、氨合成时，提高操作压力，循环气的压缩功增大。（X）
192、造气时，所谓“三高一短”操作是指“高炉温、高风速、高炭层和短循环”。（O）193、氨合成反应过程属于气—固相非催化反应过程。（X）194、氨合成时，提高操作压力，原料气的压缩功增大。（O）
195、氨合成流程中设置循环压缩机的目的是为了补偿系统的压力损失。（O）196、化工企业生产车间作业场所的工作地点，噪声标准为90分贝。（X）197、对于气—固相反应，适宜的反应器应该是裂解炉。（X）198、在其他条件一定时，增加空间速度能提高催化剂生产强度。（O）199、生产能力是指生产装置每年生产的产品量。如：30万吨/年合成氨装置指的是生产能力。（O）
200、氨合成时，提高操作压力，有利于氨的分离，冷冻功减少。（O）
三、简答题
1、合成氨的主要生产工序，各工序的作用和任务？
2、合成气的制取方法有哪些？
3、少量 CO、CO2、O2 的脱除方法有哪些？
4、天然气水蒸气转化过程需要供热？供热形式是什么？一段转化炉有哪些型式？
6、写出一氧化碳变换的反应？影响该反应的平衡和速度的因素有哪些？为什么该反应存在最佳反应温度？最佳反应温度与哪些参数有关？
7、从热力学、动力学两方面谈反应条件对变换过程的影响？
8、温度对反应速率的影响如何？为何变换过程采用分段？变换炉段间降温方式和介质有哪些？
9、为何脱硫？如何脱硫？天然气为原料的厂和煤焦为原料的厂，脱硫工序安排的流程顺序为什么不同？
10、为何脱碳？如何脱碳？
11、采用甲烷化的先决条件是什么？其操作温度的高低决定于什么？
12、气化炉的关键部件是什么？起何作用？如何实现？
13、间歇式制取半水煤气过程中，一个工作循环要分为几个阶段？
14、在氨合成工艺流程中，排放气为什么在循环压缩机前，而氨冷则在循环压缩机之后？
15、氨合成流程中先分离氨与后分离氨为什么都可采用？各自特点如何？简述轴向和径向冷激式合成塔的特点。
16、附图为以天然气为原料的日产千吨的大型合成氨厂的转化工段流程图。请参考此流程图回答下列问题：
（1）1#设备的作用是什么？（2）2#设备的作用是什么？
（3）此工艺为何要设置二段转化？
（4）为何要向二段转化器中引入经预热至450℃左右的空气？
（5）此工艺的压力为何选3MPa？
17、附图为大型合成氨厂采用的工艺流程。请参考此流程图回答下列问题：
（1）为何采用二段压缩？
（2）13#合成塔是何种形式的合成塔？
（3）惰性气体含量对平衡氨浓度有何影响？（4）温度对合成氨有何影响？
（5）简述此工艺中能量是如何充分合理利用的。
第二篇：合成氨工艺简介
合成氨工艺控制方案总结
一 合成氨工艺简介
中小型氮肥厂是以煤为主要原料，采用固定层间歇气化法制造合成氨原料气。从原料气的制备、净化到氨的合成，经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。工艺流程简图如下所示：
该装置主要的控制回路有：（1）洗涤塔液位；
（2）洗涤气流量；（3）合成塔触媒温度；（4）中置锅炉液位；（5）中置锅炉压力；（6）冷凝塔液位；（7）分离器液位；（8）蒸发器液位。
其中触媒温度控制可采用全系数法自适应控制，其他回路采用PID控制。
二 主要控制方案
（一）造气工段控制
工艺简介：
固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时间里具体分为五个阶段；(1)吹风阶段约37s；(2)上吹阶段约39s；(3)下吹阶段约56s；(4)二上吹阶段约12s；(5)吹净阶段约6s.l、吹风阶段
此阶段是为了提高炉温为制气作准备的。这一阶段时间的长短决定炉温的高低，时间过长，炉温过高；时间过短，炉温偏低并且都影响发气量，炉温主要由这一阶段控制。般工艺要求此阶段的操作时间约为整个循环周期的18％左右。
2、上吹加氮制气阶段
在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调节 H2/N2的主要手段。但是为了保证造气炉的安全该段时间最多不超过整个循环周期的26％。
3、上吹制气阶段
该阶段与上吹加氯制气总时间为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐渐下降，为了保证炉况和提高发气量，在此阶段蒸汽的流量最好能得以控制。
4、下吹制气阶段
为了充分地利用炉顶部高温、提高发气量，下吹制气也是很重要的一个阶段。这段时间 约占整个循环的40％左右。
5、二次上吹阶段
为了确保生产安全，造气炉再度进行吹风升温之前，须把下吹制气时留在炉底及下部管 道中的半水煤气吹净以防不测，故进行第二次上映。这段时间约占7％左右。
6、吹净阶段
这段时间主要是回收上行煤气管线及设备内的半水煤气。约占整个循环的3％。该阶段是由吹风管路送风，该段时间的长短直接影响H2/N2.该控制系统是一个较复杂的时变、间歇、非线性、大滞后控制系统。故将该系统设计为串级控制。
造气炉的工作方式分为开车、停车、正常造气、升温和制惰等五种方式。每台造气炉需要控制15个电磁阀，为了防止多台炉同时进入吹风阶段而引起争风抢汽观象，各台炉之间必须进行吹风排队顺序控制。
控制方案：
1、造气工段H2/N2控制方案
造气工段是通过加减氮操作来进行氢氮比控制的，而加减氮操作又是通过调节上下吹加氮时间和吹风回收时间来实现的，因此，该控制系统最终得到的控制量要转化为上下吹加氮时间或吹风回收时间。本系统的氢氮比控制采用调节吹风回收时间来实现。
在合成氨生产过程中，影响氢氮比的主要干扰来源是造气、脱硫两个环节，这部分仅有较小的滞后，所以对脱硫制氢采用PID闭环控制和较高的采样频率，这是控制的内环。然后将造气脱硫与变换、脱碳、精炼及合成组成一个广义外环，采用预测控制进行控制，这是控制的外环。可选作控制量的参数有：脱硫氢、变换氢、补充氢和循环氢，这四个氢值之间的波动有一个时间差，脱硫氢到变换氢大约有5min，变换氢到补充氢大约有15min,再由补充氢到循环氢又有20min，而且补充氢与循环氢之间存在积分关系，补充氢中氢氮比的微小变化就会造成循环氢中氢的增加与减小，即稳定的补充氢并不能保证循环氢的稳定。而循环氢是生产过程最终阶段的信号，所以采用循环氢作为主调节参数，并选择脱硫氢作为副调参数，以克服循环氢巨大的滞后。
2、H2/N2调节方法
采用改变加氮空气量的方法调节H2/N2，在上吹和下吹阶段设置用／否加氮软手动开关决定是否启用加氮空气，同时采用上／下加氮调节阀来改变加氮空气量，其次可以通过调整 吹净时间的方法来调整H2／N2，同时还采用打吹净软开关确定在吹风阶段是否提前关闭烟囱阀，以辅助调节H2/N2.（三）CO变换工段控制
工艺简介：工艺流程图如下：
中温变换护的正常操作应该是将各段催化剂的温度控制在适宜的范围内，以充分发挥催化剂的活性。同时用最低的蒸汽消耗实现最高的CO变换率。影响中变炉催化剂床层温度变化的因素很多，如蒸汽的加入量、蒸汽的温度、进入催化剂前反应气体的温度、反应气体的组成以及生产负荷等。
该工段主要的控制系统主要有：中变炉入口温度定值控制，入中变护蒸汽流量定值控制，入中变沪中段蒸汽流量定值控制，中变炉下段温度控制等。（1）中变炉人口温度定值控制系统
该系统是通过控制中变炉的入口温度来稳定上段催化剂的温度。选中变炉人口气体的温度作为被控变量，操作变量为中温换热器的半水煤气副线流量。
其主要干扰因素有：半水煤气流量，半水煤气温度，蒸汽流量，蒸汽温度，变换气温度等。
在这个系统中，中变炉人口温度是根据生产要求由人工设定，当受到干扰使该温度偏离没定值时，通过改变中温换热器副线流量来维持其入口温度的稳定。
（2）入炉蒸汽流量定值控制
控制流程图如下：
被控变量和操作变量均为与煤气混合的蒸汽流量。其主要干扰因素是蒸汽的温度和蒸汽管网的压力。求由人工设定，通过改变蒸汽流量调节阀的开度来维持蒸汽流量的稳定。当生产负荷变动或其它干扰因索引起中变炉上段催化剂温度发生变化而需要改变入炉的蒸汽量时，只能通过人工调整系统的设定值来实现，可见该系统不能自动跟踪生产负荷，亦不能按照上段催化剂温度的变化来自动控制所需的蒸汽量。
（3）
中变炉中段蒸汽流量定值控制
（六）氨合成工段控制
在合成氨生产中，合成塔人塔气体的氢气与氮气的比例是工艺上一个极为重要的控制指标。氢氯比合格率对于全厂生产系统的稳定、提高产量和降低原料及能源消耗起着重要作用，氢氮比的过高或过低，都会直接影响合成效率，导致合成系统超压放空，使合成氨产量减少，消耗增加。但合成氨氢氮比对象是一个纯滞后和容积滞后大，无自衡能力和时变的工艺过程，所以氢氮比控制是氨合成工段的主要控制对象。
方案一：
采用变比控制方案，对负荷变化和加氮空气量进行预测控制其工作框图如下：
原料气中各有效成分分析合成总的含H2量作为主物料信号，乘上一个比值系数K,就作为空气调节阀的输入信号，驱动调节阀以得到所需要的与总含H2成比例的N2量。如果由于某种因素使H2/N2比值偏离给定值，就通过调节器GC输出信号修正比值系数K,使H2/N2比回到给定值上来。对于空气流量的干扰，设置一个副环，构成串级控制，对空气的测量，采用压力和温度的补偿。
方案2 预测加PID控制方案
上述方案由两个回路组成：内回路是由造气到脱磕和可调控制器组成的线性反馈回 路；外回路由变换到精炼和通推参数估计器及校正器组成。
方案3 预测＋PID串级控制方案
氢氮比通过改变二段炉的空气量来调节，针对被控对象的特点，本文采用多步MAC 预测控制算法、PID算法及前馈调节相结合的控制规律构成氢氮比前馈中级控制系统。系统结构方块图如下所示：
由于负荷（原料气流量）变化是系统可测不可控的干扰，为此，采用前馈调节系统，以便及时克服负荷波动的干扰。由于空气流量波动大，必须采用闭环控制，空气流量调节回路采用YS－80单回路调节器实现。
由于系统滞后时间长，为了能及时克服转化、变化工段的干扰，引入变换氢副调回路，此回路纯滞后时间短，可采用PID调节；主被控对象氢氮比系统纯滞后时间长，惯性大，干扰多，因此主控器采用MAC预测控制
（八）精馏塔控制方案
工艺简介：
合成氨厂氨精馏塔是氨回收单元，以水为溶剂，吸收氨合成回路的放空气和液氨贮槽放空气中的氨，然后利用外部供热使氨水溶液解吸，水作为吸收剂循环使用。其工艺流程图如下：
由于本精馏工段受多种干扰因素如进料量、进料温度、冷凝器冷却水温度、环境温度变化等的影响，而且难以直接测量产品浓度作为被调参数，故选用间接参数温度、压力作为被调参数。
控制方案： 1．压力控制
针对压力设置了一套压力分程调节系统，由PRC-10001检测塔内压力，分别控制塔顶排出的情气量和塔顶冷却器的回水量。其调节过程为：
当PRC-10001测量值增加时，其输出值若在100%~50%内，则情气阀PV—10001A全关(F.C)，冷却水阀PV-10001B(F．0)逐渐开大，直至全开，以充分冷凝气体中的氨；若输出值小于50％，则PV—10001B全 开，PV—1000lA逐渐开大，从而使塔内压力降低，反之亦然。以此达到塔内压力恒定。
2、温度控制
由于成品氨的质量与温度有直接关系，液氨流量直接影响着温度，为保证精馏塔温度，设置一套以惰馏塔温度TICAH—10004和液氨流量FIC—10006组成的串级系统。其中流星为副参数，克服影响氨水流量波动的各种扰动因素；以温度为主参数，保证精馏塔温度，其工艺控制流程图如下：
首先，手动调整F—10006输出值，使得T—10004满足工艺要求。然后，调整T—10004的给定值等于测量值，调整F—10006的设定值等于测量值。在此过程中，要保证T—10004输出值等于F—10006，设定值。随后将由手动投入自动，等稳定后投入串级。系统稳定后将T—10004由手动投入自动。
至此，完成了串级调节系统的投运。
在投运过程中，一定要注意T—10004输出值等于F—10006设定值，投运之前，主、副回路均应置于手动状态。
第三篇：合成氨工艺指标
4.工艺控制指标
(1)脱硫工序
铁锰脱硫出口： S≤5ppm 氧化锌出口硫含量： ≤0.1ppm 加氢量 ： 2~5% 进口温度TIC-111： 380±5℃ 氧化锌出口温度： ≤360℃ 进脱硫系统压力： ≤4.1 MPa(2)转化工序
水碳比：
3.2~3.5 一段炉进口压力：≤3.82 MPa 对流段出口烟压：-2000 Pa 炉膛负压：
-100 Pa 工艺空气盘管温度：≤615℃ 原料天然气盘管NO.4：≤400℃
燃料天然气预热盘管：≤200℃ 一段炉阻力： ≤0.35 MPa 二段炉出口温度：
≤997℃ 二段炉出口甲烷：
≤0.5% 脱氧槽液位： 80%以上 中压汽包液位： 1/3～2/3 锅炉给水O2含量： ≤0.007ppm(3)变换工序
高变进口温度： TIC-157 370±5℃高变出口CO： ≤3 % 高变汽包蒸汽压力： ≤2.5 MPa 低变出口温度： ≤228℃(4)脱碳工序（碳酸钾溶液）
吸收嗒入气温度： 81℃±5℃ 吸收塔进贫液温度：70℃±5℃ 再生气温度： ＜40℃ 吸收塔压差： ＜45KPa 一段炉出口甲烷：
≤12.84% 燃料气压力PI-811： ≤0.35 MPa 排烟温度：
≤170℃ 混合气盘管出口温度：≤610℃ 过热蒸汽盘管NO.3： ≤360℃
原料天然气盘管NO.7：≤295℃ 一段炉出口温度： ≤801℃ 二段炉阻力：
≤92 KPa 二段炉水夹套温度：
≤100℃ 中压汽包蒸汽压力：
≤4.2 MPa 脱氧槽压力： ≤20KPa
锅炉给水PH值： 8.8～9.3 二段炉出口甲烷 ≤ 0.5% 高变出口温度： ≤436℃
高变汽包液位： 1/3~2/3 低变进口温度TIC-220 ：200±5℃低变出口CO： ≤0.3 % 吸收塔出气温度： 70℃±5℃ 吸收塔进半贫液温度： 112℃±5℃ 再生塔出口贫液温度： 120℃±5℃ 再生塔压差： ＜20KPa
再生塔出再生气压力： ＜75KPa 低变废锅蒸汽压力 ： 0.40~0.50MPa 吸收塔出二氧化碳含量： ≤0.1% 再生气纯度： ≥98.5 % 汽提塔出口水中电导率： ≤10μs/cm 吸收塔液位： 1/2~2/3 闪蒸槽液位： 1/2~2/3 低水分液位： 1/3~2/3 低变废锅液位： 1/3~2/3 净水分液位： 1/3~2/3 铁离子含量： ＜100ppm 汽提塔液位： 1/2~2/3 再生塔中部液位： 1/3~2/3 贫液流量： ≤ 96 t / h 总碱度： 25~30% 半贫液再生度： 1.35~1.45 DEA V5+/V4+： ≥0.5 甲烷化工序
甲烷化进口温度： 310℃±5℃ 甲水分出口温度： ＜40℃ 甲水分液位： ≤10 %
再生塔上部液位： ≥30 % 再生塔下部液位： 1/2~2/3 半贫液流量： ≤ 778 t / h 贫液再生度： 1.15~1.25 ： 2~3% 总矾： 0.7~1.0%(以KVO3)甲烷化床层温度： ≤350℃ 甲烷化出口CO+CO2：≤10ppm(5)
第四篇：布朗合成氨工艺操作
原料气的压缩和脱硫
原料气以35℃，7.8barg进入界区。原料气先经过分离器和过滤器，然后进入原料气压缩机（C-4），原料气经过两端压缩、冷却和分离，最终出口压力为36.5barg。一部分原料气从压缩机的段间抽出作为燃气透平的燃料。脱碳系统来的高压闪蒸气与原料气在压缩机的一段入口混合。
原料气的脱硫分两步完成，先与合成回路来的少量循环氢混合加热到370℃，然后通过一个钴钼加氢反应器（V-5）将有机硫转化为H2S。原料气中所有的H2S在钴钼加氢反应器下游的氧化锌脱硫槽（V-6A/B）中脱除。
离开脱硫槽的原料气中硫含量的期待值小于0.2ppmv。
一段转化
脱硫后的原料气按水蒸汽与碳的比为2.7与蒸汽混合。原料与蒸气的混合气先用高温变换炉出口气预热到415℃，再在一段转化炉对流段进一步加热到550℃，然后进入一段转化炉的催化管，在镍催化剂的作用下，原料气与蒸汽反应生成氢气和碳氧化物。一段转化炉出口气的温度为695℃，压力为30barg，并含有大约30%（mol）未转化的甲烷（干基）。该出口气送至二段转化炉的顶部。
向二段炉提供空气的工艺空气压缩机由燃气透平驱动，538℃的燃气透平排出气用作一段转化炉的燃烧空气。离开一段炉辐射段的热烟道气用来将125barg蒸汽过热到520℃，并预热原料气、一段转化炉入口气、二段转化炉工艺空气和锅炉给水。
二段转化
压缩工艺空气在一段转化炉对流段预热后进入二段转化炉。在二段转化炉的上部，空气中的氧与一段转化炉出口气反应生成碳氧化物和水。
然后该气体混合物气向下通过镍转化催化剂床层。在此，上述氧化反应所放出的热量将更多的甲烷转化为氢和碳氧化物。二段转化炉出口气中甲烷含量约为1.66%（干基），出口气温度为869℃。
二段转化炉出口气在一台能同时产生125barg蒸汽的强制循环废热锅炉中冷却到388℃送往变换。
变换
冷却后的二段炉出口气通过两个并联的高温变换炉触媒床，在此一氧化碳与蒸汽反应生成二氧化碳和氢，大约有67%的一氧化碳被转化。高变炉出口气中一氧化碳的含量约为3.6%（干基）。该气体相继与一段炉入口气及锅炉给水换热，而被冷却到204℃。
然后该气再经过两个并联的低温变换炉触媒床层，在此，残余的大部分一氧化碳转化为二氧化碳。从而使低温变换炉出口气中，残余一氧化碳的含量降为0.38%（干基）。然后该低温变换炉出口气被送到CO2脱除系统。
二氧化碳脱除
低变炉出口气相继经过四个串联的热交换器，冷却到75℃。
工艺气中冷凝下来的水在分离罐V-8中除去并送到工艺冷凝液汽提塔。冷却后的工艺气以75℃进入CO2吸收塔（T-1/T-2），在此工艺气用MEDA溶液洗涤，MEDA溶液进入吸收塔的顶部，气体在第一吸收塔中用半贫液洗涤，大部分CO2被吸收，然后在第二吸收塔（T-2）中用再生后的冷的贫液洗涤，将离开第二吸收塔（T-2）气体中的CO2含量可降到800ppmv。
第一吸收塔（T-1）底出来的富液，先通过一个水力透平回收能量，回收的能量用来驱动一台半贫液循环泵。然后富液被进入吸收塔的原料气预热后进入第一解析塔（T-3）。在此大部分溶解的氢气闪蒸出来，从而可使在第二解析塔(T-4)中所回收的CO2纯度达到99.70%（体积）。闪蒸气在废液洗涤器（T-9）中被少量半贫液洗涤，冷的MDEA溶液返回第一解析塔，放空气返回到原料气压缩机的一段回收氢气。
MDEA 溶液在第二解吸塔（T-4）顶部减压到0.5barg被来自贫液汽提塔顶部的蒸汽汽提。
甲烷化
从CO2吸收塔顶部出来的气体，与甲烷化出口气换热而被预热到316℃（如需要也可在甲烷化炉的开工加热炉内用125barg饱和蒸汽加热），然后该气体进入甲烷化炉，甲烷化炉出口气中残余的碳氧化物低于10ppmv（干基）。
干燥
甲烷化炉出口气首先与甲烷化炉入口气换热，冷却到93℃，然后再用冷却水冷却到37℃，最后用氨冷到4.4℃，这是为了将工艺气中绝大部分的水冷凝下来，以备干燥的工艺气。
深冷净化
干燥器出口气在深冷净化器中与净化合成气及净化装置废气换热，冷却到-129℃然后流经一个透平膨胀机，以除去能量，从而产生深冷净化所需要的冷冻量。膨胀机出口气经过换热进一步冷却，并部分冷凝使其温度降至-175℃，然后进入净化器精馏塔。膨胀机放出的能量，随控制精馏塔底部液位的需要而变化。从精馏塔底部来的液体在精馏塔顶冷凝器壳侧减压使其部分汽化，这样就使精馏塔塔顶流出的物冷却，并使精馏塔产生回流。
精馏塔塔顶冷凝器顶部的净化合成气同净化器入口气换热，而被加热到2.2℃。氢氮比为3:1.净化后的合成气仅残留有0.2%的氩。
压缩
净化合成气在一个三段式压缩机内压缩。循环气在第三段最后一级叶轮前加入到合成气中，该混合气离开压缩机时的压力为151barg。混合气经预热后直接进入氨合成塔。
氨合成
从合成气压缩机来的原料气和循环气先在合成塔进/出口气换热器（E-40A/B）中与第三合成塔出口气换热，使温度从72℃预热到306℃，然后再在E-41中与第一合成塔出口气换热，使温度从306℃加热到380℃，第一合成塔入口气含有大约3.6%的氨。
第一合成塔出口气含有大约11.9%的氨，通过与第一合成塔入口气换热并在废热锅炉中产生125barg蒸汽，其温度冷却到380℃，从第二合成塔出口气中回收的热量产生125barg蒸汽，从第三合成塔出口气回收的热量产生125barg蒸汽并预热第一合成塔的入口气。第一合成塔和第二合成塔出口气中氨浓度分别为17%和21%，第三合成塔出口气进一步用冷却水、循环气和两极氨冷冷却到4.2℃。
在水冷器中，冷凝温度约为50℃时，氨开始冷凝。液氨产品在第一按分离器中回收，并在液氨减压罐中减压到约为36barg，再在液氨收集槽中进一步减压到14barg。第一氨分离器出来的循环气用来冷却合成塔出口气，然后返回到合成气压缩机循环段入口。
进入合成气压缩机的新鲜合成气中惰性气体总含量仅有约0.2%（mol），几乎全是氢气。
冷冻
合成塔出口其中的氨通过17℃和1.6℃两级氨冷，使气氨冷凝，从低位氨冷器出来的气氨进入冰机的第二段。出高位氨冷器的气氨进到冰机的中段，冰机也压缩甲烷化炉出口氨冷器的氨及界区外氨贮存罐闪蒸的气氨。气氨最终被压缩到14.5barg，该压缩后的气氨在用水冷却的氨冷却器冷凝后送到氨收集槽的热氨区。
在氨收集槽中，少量的不凝气通过一个填料段，用来自液氨减压罐4.2℃的液氨洗涤，然后这股不凝气用喷射器抽出并与合成回路的驰放气混合。氨收集槽中冷的液氨用作高位和低位氨冷器及甲烷化炉出口氨冷器的介质。
氨产品
产品氨由氨收集槽抽出，经液氨产品泵送到尿素装置。从氨贮罐来的经升压的少量气氨经C-3压缩、冷凝、冷却后返回到氨贮罐，以维持氨贮罐的液位。
第五篇：毕业论文《合成氨工艺设计》
摘要
氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。
关键字 合成氨 农业 化学肥料 意义
目录
摘要.............................................................................................................................1 正文.................................................................................................................................3 一.前言............................................................................................................................3 1.1 物理性质：.........................................................................................................3 1.2化学性质.............................................................................................................3 二.合成氨工业产品的用途................................................................................................3 2.1氨气用途：..........................................................................................................3 2.2氨水用途.............................................................................................................3 三.合成氨的生产工艺.......................................................................................................4 ３．１原料气制备.....................................................................................................4 ３．１．１ 一氧化碳变换过程..........................................................................4 ３．１．２脱硫脱碳过程...................................................................................4 ３．１．３气体精制过程...................................................................................5 ３．１．４氨合成..............................................................................................5 ３．２合成氨的催化机理..........................................................................................5 ３．３催化剂的中毒.................................................................................................6 四．影响合成氨的因素：.................................................................................................6 ４.１温度对氨合成反应的影响..................................................................................6 ４.２压力对氨合成反应的影响..................................................................................7 ４.３空速对氨合成反应的影响..................................................................................7 ４.４氢氮比对氨合成反应的影响.............................................................................7 五．研究现状...................................................................................................................8 六.发展趋势.....................................................................................................................8 七.研究合成氨的意义:......................................................................................................9 ７.１、施用化肥之必然.............................................................................................9 ７.２.使用化肥的作用...............................................................................................9 ７．２．１提高粮食产量...................................................................................9 ７．２．２提高土壤肥力.................................................................................10 ７．２．３发挥良种潜力.................................................................................10 ７．２．４补偿耕地不足..................................................................................11 ７．２．５增加有机肥量..................................................................................11 ７．２．６发展绿色资源..................................................................................11 ７．３、化肥与生物能增值......................................................................................11 致谢...............................................................................................................................13 参考文献........................................................................................................................14
正文
一.前言
1.1 物理性质：
无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃。沸点-33.35℃。自燃点651.11℃。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。1.2化学性质
蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火,难以点燃而危险性较低;但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。
不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
二.合成氨工业产品的用途
2.1氨气用途：
a：工业上用氨气来通过氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工原料。b：制造化肥。2.2氨水用途：
a.氨水是实验室重要的试剂
b.军事上作为一种碱性消毒剂，用于消毒沙林类毒剂。常用的是10%浓度的稀氨水（密度0.960），冬季使用浓度则为20%。c.无机工业用于制选各种铁盐。
d.毛纺、丝绸、印染等工业用于洗涤羊毛、呢绒、坯布，溶解和调整酸碱度，并作为助染剂等。
e.有机工业用作胺化剂，生产热固性酚醛树脂的催化剂。
f.医药上用稀氨水对呼吸和循环起反射性刺激，医治晕倒和昏厥，并作皮肤刺激药和消毒药。
g.也用作洗涤剂、中和剂、生物碱浸出剂。还用于制药工业，纱罩业，晒图等。
三.合成氨的生产工艺
３．１原料气制备
将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
净化，对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
３．１．１ 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
３．１．２脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。
３．１．３气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下： CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
３．１．４氨合成
将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下： N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol ３．２合成氨的催化机理
热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为： xFe + N2→FexN FexN +〔H〕吸→FexNH FexNH +〔H〕吸→FexNH2 FexNH2 ＋〔H〕吸FexNH3xFe+NH3 在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。
３．３催化剂的中毒
催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为：由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的成熟期。接着，催化剂活性在一段时间里保持稳定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。
催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如，对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。
四．影响合成氨的因素：
４.１温度对氨合成反应的影响
氨合成反应是一个可逆放热反应。当反应温度升高时，平衡向着氨的分解方向移动；温度降低反应向着氨的生成方向移动。因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高，应该采取较低的反应温度。
但是从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应的速度加快，这是因为温度升高分子的运动加快，分子间碰撞的机率增加，同时又使化合时分子克服
[1]阻力的能力加大，从而增加分子有效结合的机率。
总之，温度低时，反应有利于向合成氨的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；提高温度不利于向氨的合成方向移动，但反应速度可以增加。在实际生产中反应温度的选择主要决定于氨合成催化剂的性能。４.２压力对氨合成反应的影响
氨的合成反应是一个分子的氮与三个分子的氢结合生成两个分子的氨，即氨合成反应是分子数目减少、体积缩小的反应，提高压力，可使反应向着生成氨的方向进行。对于氨合成反应来说，提高压力就是提高反应气体的浓度，从而增加反应分子间碰撞的机会，加快了反应的速率。
总之，增加压力对氨的合成反应是有利的，既能增大平衡转化率，又能加快反应速率。但压力也不宜过高，否则，不仅增加动力的消耗，而且对设备和材料的要求也较高。根据我国具体情况，目前在小型合成氨厂，设计压力一般为31.4MPa[2]。
４.３空速对氨合成反应的影响
气体与催化剂接触时间的长短，通常用空速来表示。它的物理意义是：在标准状况下，单位时间内在1m3的催化剂上所通过的气体体积。其单位为m3(标)气体/（m3催化剂·h）,或简写为h-1。在一定的合成条件下，空速增加，气体与催化剂接触时间减少，出合成塔气体氨含量降低。
例如：在29.4MPa、475℃下反应，空速由10000h-1增加到20000h-
1、40000h-1,出塔气体氨含量由25%降至21.5%、16.2%。这看来对生产不利，但由于空速的提高，单位时间内通过催化剂的气体增加，则氨的实际产量增加。在一定条件下，空速由10000h-1 增加到20000h-
1、30000h-
1、40000h-1，催化剂生产能力由1950kgNH3/(h·m3)增加到3340、4280、5040 kgNH3/(h·m3)。
由此看出，增加空间速度可以提高氨的产量。但由于空间速度的增加，每生产一吨氨所需的循环气量，输送气体所需克服的阻力等都要增大，因而消耗的能量也随之加大。尤其是空间速度过大，从合成塔出来的气体带出的热量增多，会使催化剂床层的温度难以控制，并使循环气中氨不易冷凝。在小型合成氨中，一般将空速控制在15000-25000 h-1。４.４氢氮比对氨合成反应的影响
一个根据平衡移动原理，如果改变平衡体系的浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动[3]。氨合成反应的进行，是按H2/N2=3：1的比例消耗的，因此提高氢气、氮气的分压，维持H2/N2=3：1可以提高平衡氨含量。从氨合成反应速度可知，在非平衡的状态下，适当增加氮的分压对催化剂吸附氮的速度有利，因为氮的活性吸附是氨合成反应过程的控制步骤。在一般的生产条件下，氨产率只能达到平衡值的50%～70%，因此，在生产中应适当提高氮的比例，一般控制循环气中氢氮比在2.2～2.8之间较为适宜。
五．研究现状
解放前中国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而2009年达到7021.9万吨，成为世界上产量最高的国家。中国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。中国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。
化学模拟生物固氮的重要研究课题之一，是固氮酶活性中心结构的研究。固氮酶由铁蛋白和钼铁蛋白这两种含过渡金属的蛋白质组合而成[4]。铁蛋白主要起着电子传递输送的作用，而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合N2或其他反应物（底物）分子，并进行反应的活性中心所在之处。关于活性中心的结构有多种看法，目前尚无定论。从各种底物结合物活化和还原加氢试验来看，含双钼核的活性中心较为合理。中国有两个研究组于1973—1974年间，不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型，能较好地解释固氮酶的一系列性能，但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化。
国际上有关的研究成果认为，温和条件下的固氮作用一般包含以下三个环节：
①络合过程。它是用某些过渡金属的有机络合物去络合N2，使它的化学键削弱；
②还原过程。它是用化学还原剂或其他还原方法输送电子给被络合的N2，来拆开N2中的N—N键；
③加氢过程。它是提供H+来和负价的N结合，生成NH3。
化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是，N2络合了但基本上没有活化，或络合活化了，但活化得很不够。所以，稳定的双氮基络合物一般在温和条件下通过化学还原剂的作用只能析出N2，从不稳定的双氮络合物还原制出的NH3的量相当微少。因此迫切需要从理论上深入分析，以便找出突破的途径。
固氮酶的生物化学和化学模拟工作已取得一定的进展，这必将有力地推动络合催化的研究，特别是对寻找催化效率高的合成氨催化剂，将是一个有力的促进。
六.发展趋势
①原料路线的变化方向。从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后,从煤制氨路线重新受到重视,但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20世纪末,世界大多数合成氨厂仍将以气体 燃料为主要原料。②节能和降耗。合成氨成本中能源费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。现在已提出以天然气为原料的节能型合成氨新流程多种，每吨液氨的设计能耗可降低到约29.3GJ。③与其他产品联合生产。合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵的原料。如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。中国开发的用氨水脱除二氧化碳直接制碳酸氢铵新工艺，以及中国、意大利等国开发的变换气气提法联合生产尿素工艺，都有明显的优点。
七.研究合成氨的意义:
７.１、施用化肥之必然
生产和使用化肥，是农业生产和科学研究发展到一定阶段的必然产物。农业生产的不同历史阶段，有不同的主要肥源。20世纪初，由于大规模合成氨方法的问世，化肥工业获得迅速发展，并已成为发达国家传统的工业基础之一。当今一座年产30万吨合成氨或50万吨尿素的化肥厂，一年能生产的氮素，大约相当于种植80万公顷豆科绿肥或饲养3000万头猪的猪厩肥所能提供的氮素。更为重要的是，化肥作为一种新肥源，突破了农业（废）副产品还田和农业物质自然（有机）循环的局限。它可以完全不依赖于土地及作物本身，不受气候和其他自然条件的影响，采用现代工业生产的方法，大量提供作物必需的养分，从而在现代农业中大放异彩。农业发展的统计结果认为，粮食产量主要与这些化学指数（单位面积N+P2O5+K2O施用量）呈密切相关。人口密度高的国家，化学化发展越快，化学化指数越高。-这已为一个多世纪来不同国家的农业现代化实践所证明，那些耕地潜力有限的国家，如西欧各国和日本，农业现代都从增施化肥起步。即在一个时期内，主要以化肥形式对农业增加投入，以提高作物单产为首要目标，进而实现农业机械化。从20世纪70年代以后，发展中国家如中国、印度和一些亚洲国家，其化肥使用水平提高很快，这也是其农业生产快速发展的主要原因。
７.２.使用化肥的作用
７．２．１提高粮食产量
据联合国粮食组织（FAO）统计，在1950-1970的20年中，世界粮食总产增加近1倍，其中因谷物播种面积增加10600万公顷，所增加的产量占22％；由于单位面积产量提高所增加的产量占78％。而在各项增产因素中，西方及日本科学家一致认为，增加化肥要起到40％-65％的作用。据全国化肥试验网1981-1983年在29个省（区）18种作物上完成的6000个田间试验结果，其中对粮食作物（水稻、小麦、玉米），每千克化肥养分平均可增产粮食9.4kg（每千克N、P2O5和K2O分别增产10.8、7.3和3.4kg，其投入比例为1：0.4：0.1（加数平均）。进入20世纪90年后，由于化肥平均施用量的提高和肥效报酬递减等原因，氮、磷养分的增产作用有所降低，钾素养分的增产效果有所提高。按1986-1995年部分试验资料统计，平均肥效降低约20％，即每千克化肥养分平均可增产粮食7.5kg。这与鲁如坤（1998）据FAO在世界不同地区的试验结果相似。由于近半个世纪以来，在世界不同地区不同作物上的肥效试验结果颇为一致，故世界各国对化肥增产作用的评价也基本相同。大致而言，化肥在粮食增产中的作用，包括当季肥效和后效，可占到50％左右。据张世贤统计（1996），我国从1952-1995年，粮食产量与化肥投入量同步增长，密切相关。20世纪末，我国年生产粮食约5亿吨，年投入化肥约4200万吨。化肥中如按75％投放于粮食作物，并按我国近期千克化肥养分平均增产粮食7.5kg计，则由化肥增产的粮食每年为2.363亿吨，占年粮食总产的47.3％。
７．２．２提高土壤肥力
国内外10年以上的长期肥效试验结果证明，连续的、系统的施用化肥都将对土壤肥力产生积极的影响。什么是土壤肥力？笔者认为，土壤肥力可以明确地认为就是“土壤生产力”。威廉斯对土壤肥力基本描述“土壤能同时地，最大限度地满足作物对水分和养分需求的能力。”化肥如何影响土壤肥力？每年每季投入农田的化肥，一方面直接提高土壤的供肥水平。供应作物的养分；另一方面，在当季作物收获后，将有相当比例养分残留于土壤（N约30％，P约70％，K约40％），尽管其残留部分（如N）可能会经由不同途径继续损失，但其大部分仍留在土壤中，或被土壤吸持，或参与土壤有机质和微生物体的组成，进而均可被第2季、第2年以及往后种植的作物持续利用。这就是易被人们忽视的化肥后效。连续多年合理施用化肥，土壤有效养分持续增加，作物单产不断提高的一个重要证据，对一个地区不同阶段的同一种作物，在当季不施肥条件下，其单产呈现不断增加的趋势。这是土壤肥力（土壤生产力）持续提高的标志。可以认为，所谓培肥土壤或提高土壤肥力，说到底是提高土壤在无肥条件下的生产力，而连续和系统的施用化肥和有机肥，则是提高土壤肥力或生产力的最有效的方式。正确认识化肥对土壤肥力的影响的一个核心问题，就是化肥是否会单向消耗土壤有机质，使土壤有机质含量不断下降甚至消耗殆尽？土壤有机质是由土壤生产的有机物，以不同方式（根茬、秸秆或有机废弃物等）残留和归还土壤并长期积累的。作物产量越高，单位面积收获的农产品越多，自然残留和归还土壤的有机物也越多。当化肥施入土后被土壤微生物利用可转化为微生物体，也可直接参与土壤中有机物的降解和有机中间产物的再合成（如形成腐殖物质），也都能增加土壤有机质含量和促进有机物的代谢更新。另一方面，以多种方式施用和归还农田的有机废弃物（秸秆、有机肥等）也是补偿和增加土壤有机质的重要途径。增施化肥恰恰是通过作物生产以提高有机物的生产总量，增加根茬留量和有机物还田量的最基本手段。国外连续数十年至百年的长期试验结果表明，在化肥区的作物产量略高于有机肥区，无肥区产量仅为化肥或有机肥区35％-40％的水平，连续施用NPK的化肥区，其保持的土壤有机碳含量虽比有机肥区明显为少，但仍比无肥区高。英国、前苏联、丹麦、日本等7国平均经连续47年的长期试验结果为：无肥区、化肥区和有机肥区土壤有机碳的含量为1.12％（100％）；1.27％（114％）和1.75（156％）。由中国农科院土肥所主持，在我国不同轮作区完成的连续10年的肥效定位试验，获得相似结果。
７．２．３发挥良种潜力
现代作物育种的一个基本目标是培育能吸收和利用更多肥料养分的作物新种，以增加产量，改善品质。因此，高产品种可以认为是对肥料具有高效益的品种。例如，以德国和印度各自的小麦良种与地方种相比，每100kg产量所吸收的养分量基本相同，但良种的单位面积养分吸收量是地方种的2.0-2.8倍，单产是地方种的2.14-2.73倍。小麦育种专家 N.E.Borlaug一再强调，肥料对于以品种改良为突破口的“绿色革命”具有决定性意义。我国杂交稻的推广也与肥料投入量密切相关。据湖南农科院土肥所报告（1980），常规种晚稻随施肥量增加其单产增加不明显，而杂交晚稻（威优6号）则随施肥杂交晚稻较常规晚稻多吸收N21-54kg，P2O51.5-15kg、K2O19.5-67.5kg。因此，肥料投入水平成为良种良法栽培的一项核心措施。
７．２．４补偿耕地不足
对农业增施化肥，实质上与扩大耕地面积的效果相似。例如，按我国近几年化肥平均肥效，每吨养分增产粮食7.5t计，若每公顷耕地的平均粮食单产也是7.5t，则每增施化肥养分1t，即相当于扩大耕地面积1hm2。因此，那些人多地少的国家，无一不是借助增加投肥量一谋求提高作物单产，弥补其耕地的不足。日本、荷兰通过增加化肥投入量，使其耕地面积相对增加60-227％。
７．２．５增加有机肥量
化肥投入量的增加，与作物产量的提高和畜牧业的发展有关。统计表明，德国从1850-1965年的115年间，化肥从无到有，直至平均使用量增至300kg/hm2,随着粮食产量和畜牧业发展，施用于农田的有机肥也从1.8-2.0t/hm2增加到8-9t/hm2，增长达4.5倍。我国从1965-1990年，投入农田的化肥量增加14.7倍，有机肥实际投入量则增加1倍，而以秸秆和根茬等形式增加的有机质总量则更多。由此可见，农牧产品的生物循环必然将相当数量的化肥养分保存在有机肥中。有机肥成为化肥养分能不断再利用的载体。因此，充分利用有机肥源，不仅可发挥有机肥的多种肥田作用，也是充分发挥化肥作用，使化肥养分持续再利用的重要途径。
７．２．６发展绿色资源
化肥作为一种基本肥源，是发展经济作物、森林和草原等绿色资源的重要物质基础。据统计，我国在较充足的施用化肥，实现连年粮食丰收，人民温饱的条件下，经济作物也获得大幅度发展。1995年前的10年中，糖料、油料、橡胶、茶叶等作物增加50％-80％，瓜，菜增150％-170％，水果增加250％，极大地丰富了我国城乡市场和增进了农产品的出口能力。粮食和多种农副产品的丰足，也促进了退耕还林、还草的大面积实施和城乡的大规模绿化，为在宏观上治理水土流失，保护和改善生态环境提供了可靠的基础。我国有1.42亿公顷森林（FAO，1990）长期在雨养的自然条件下生长，如能有重点地施用肥料（尤其对那些次生林），即可加速成材和扩展覆盖率；我国有3.18亿公顷草原（FAO，1990），长期缺水少肥，载蓄率极低，有的每公顷年产肉量不到15kg，如能对有一定水源的草原适量施肥，可较快地提高生草量和载蓄率。一些发达国家，因其有相当数量化肥用于林业和草地，用于发展多种经济作物和实施城乡大规模绿化。使其农牧产品丰富，而且因其能充分开发和利用绿色资源而使其能保持优美的生态环境。
７．３、化肥与生物能增值
农作物生产的本质，就是利用绿色植物所含叶绿素的光合作用，将太阳能转化为作物贮藏的物能，进而将贮藏生物能的农产品供人类和动物利用。由于适量施用化肥，作物生长旺盛，叶面积扩展快，叶绿素含量高，单位时间内光合作用产物和转化贮藏的太阳能就多。随着化肥施用，作物产量及贮藏的生物能也将不断增值。据笔者计算，1964-1975年11年间，上海郊区化肥施用量（N）从115kg/hm2增加到287kg/hm2，相应的粮食产量由7.2t/hm2提高到10.1t/hm2，秸秆也随之增加，而每公顷农田收获得生物能总量也由278.8GJ（100％）提高到300.6GJ（140％）。美国20世纪70年代以玉米计算的资料表明，每投入4.1868KJ化学形式的矿物能，可从玉米籽粒中回收6-8倍即25.4-33.5KJ的生物能，其能量的投入产出比为1：6-8。如果计算化肥的连续后效，化肥增值生物能的效益将更高。由此可见，平衡和合理地施用化肥，实质上是一种利用矿物能以转化和增值生物能的有效手段，是发展现代农业的基本途径。因此，不同的肥源发展阶段，具有不同的农业物质与能量的循环方式，具有不断发展的循环量。很明显，在有机农业阶段，作物的单产主要受制于耕地土壤的自然肥力和有机物和还田量。因而，每年粪肥、绿肥等有机肥的使用量就是特别重要。当有机肥量不足时，只能采用轮休或轮作豆科植物，赖以恢复和保持地力。而当发展到无机-有机农业阶段，随着化肥投入农田量的增加，有机肥供肥（养分）作物将不断为化肥所代替，作物产量不断提高，农业物质循环量迅速增大，直至相对稳定在较高的循环量水平，即在一定的作物品种、气候及水利等生产条件下能达到的较高水平。无机-有机物质及其中能量的不断循环，也使化肥和有机肥的作用得到统一。这两种肥料都须通过土壤而为作物利用，都能促进作物增产，并随物质和能量的循环，相互发生形态的转化。前一年施入的化肥，增产了粮食（籽粒和秸秆），通过人和畜禽的利用，产生的有机废弃物（粪便、垫料等），将有相当部分变成下一年的有机肥。因此，施用化肥既是当季作物的直接肥源和增产手段，又可为下一季作物增加有机肥源。这也是我国农民通俗的称之为“无机”换“有机”的途径，或另一种形式的“肥（化肥）多粮多——粮多猪多——猪多肥（有机肥）多”的良性循环。由此可见，有机肥和化肥虽然形态不一，各具特点，但都是农业物质和能量循环中两种本肥料形态。在循环过程中对立而统一，殊途而同归，共同促进农作物的持续增产和土壤的不断提高。总之，化肥与世界上任何其他事物一样，也决不是完美无缺的。它同样具有值得人们充分重视的另一个侧面。大量连续地施用化肥，特别是在不平衡与不合理施用的状况下，化肥的一些负面影响或副作用，会日益显现出来。如对水体的富营养化，增加环境中硝态氮含量；对某些土壤物理性质（如结构性）的影响；对若干蔬菜、水果的口感质影响等，都是现实存在地问题。由此需要促进人们对平衡施肥概念的认识和发展，对有废弃物再循环和还田的高度重视，以及力求全面提高化肥在经济、社会和生态方面的综合效益。
致谢
参考文献
[1] 姜圣阶主编.《合成氨工艺学》第二卷，石油化学工业出版社，1996 [2] 赵玉祥.《合成氨工艺》.北京.化学工业出版社，1985 [3] 郭凯、唐小恒、周绪美编，《合成氨反应机理》，化学工业出版社，2005 [4] 陈华癸．土壤微生物学．北京：高等教育出版社，1997
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