Q26.
尿素在工業生產上之最大難題是在於
化工 · 丙級 · 工業化學 · Q26
難易度分析
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本題要求考生能區分尿素生產過程中各項技術指標的優先級,需掌握特定化學物質對工業設備材質影響的專業知識,屬於基本概念的記憶與應用。
正確答案:③尿素生成液中之NH3、CO2 及氨基甲酸銨對裝置材料的腐蝕
③ 尿素生成液中之NH3、CO2 及氨基甲酸銨對裝置材料的腐蝕:尿素合成反應中生成的氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)溶液在高溫高壓下具有極強的腐蝕性,會對反應槽、管路及熱交換器等設備造成嚴重侵蝕,必須採用鈦合金或特殊不鏽鋼等昂貴耐蝕材料,此為尿素工業化生產的核心技術障礙。
錯誤選項解析
- ① 原料之獲得:尿素的主要原料為氨氣(NH₃)與二氧化碳(CO₂),兩者均可透過成熟的哈柏法製氨及燃燒廢氣回收等工藝大量取得,原料來源充足且非生產瓶頸。
- ② 原料氣體之淨化:原料氣體淨化雖為必要工序,但現代化工已有成熟的脫硫、脫氧及乾燥等標準化淨化流程,技術難度相對可控,並非最大難題。
- ④ 轉化率太低致產能無法大規模化:尿素合成的單程轉化率雖受化學平衡限制(約50~70%),但可透過未反應物循環回收及汽提法(St stripping process)等成熟工藝大幅提升總收率,現代尿素廠年產能可達百萬噸級,產能規模化已無技術障礙。
Learning Tip
"本題核心考點為尿素合成工藝的腐蝕問題。考生常將原料取得或轉化率誤認為主要瓶頸,實際上尿素生產的技術關鍵在於氨基甲酸銨腐蝕對設備材質的要求。實務上常採用316L不鏽鋼加氧鈍化或鈦材來解決腐蝕問題,此觀念亦常出現於化工設備選材及防腐工程相關題型中。"
學員答題分佈
①原料之獲得0%
②原料氣體之淨化0%
③尿素生成液中之NH3、CO2 及氨基甲酸銨對裝置材料的腐蝕0%
④轉化率太低致產能無法大規模化0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!