石油炼制工程.docx
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石油炼制工程
思考题及参考答案
一、填空题:
（每题0.5分，总计10分.）
1．在烷烃、环烷烃、芳香烃中（烷烃）的H/C最大。
2．石油和石油产品中含氧化合物的含量很少，主要有（脂肪酸）、（环烷酸）、酯、醚和酚等；
3．精馏过程应掌握的三个平衡是指（物料平衡）、（汽液相平衡）、（热平衡）。
4．重整催化剂是一种双功能催化剂，既有（金属）功能，进行脱氢和环化等反应；又有（酸性）功能，进行异构化和加氢裂解反应。
5．在所有的重整反应中，（六元环烷烃脱氢）反应速度最快，而且能充分转化成芳烃，是重整的最基本反应，此反应为高吸热反应。
6．评定汽油安定性的指标有（实际胶质）、（诱导期）和碘值。
7．石油中微量元素的含量随着沸程的升高而增加，主要浓集在（大于500℃的渣油）中。
13.原油加工方案根据原油性质和目的产物不同，可分为（燃料型）、燃料-润滑油型和燃料-化工型三类。
14.汽油的50%馏出温度说明了其在发动机中的（加速性）。
16.在一定的压力下,将油品加热至液体内部刚刚开始汽化,也就是刚刚出现第一个汽泡时,保持的平衡温度,称为油品的（泡点）温度。
18.对于二次加工产品来说，加氢精制的作用除了脱硫、氮、氧杂原子外，还包括（二烯烃饱和），以提高油品的（安定性）；
选择题:
（每题1分，总计50分.）
1．抗爆指数是（B）
A、RON+MONB、（RON+MON）/2C、2（RON+MON）
2．润滑油基础油是按（C）定牌号.
A.温度B.比色C.粘度D.产品特性
3．油品经脱蜡后密度（A）
A.增大B.减小C.不变D.不清楚
4．蜡的牌号划分依据是熔点,一般每隔（B）℃为一个牌号.
A.1B.2C.3D.4
5．按原油的密度分类，密度（Ａ）的原油属特重质原油。
Ａ、＞966kg/mＢ、＞884mg/m
Ｃ、＞860kg/mＤ、＞1000kg/m
6．高温重油泄漏后易着火的原因是（Ｂ）。
A、燃点低B、自燃点低C、闪点低D、着火点低
7．加氢裂化催化剂载体的最重要作用是提供（A）
A、裂解活性B、加氢活性C、裂解和加氢活性D、选择性
8．下列反应中不是重整所希望发生的反应（D）
A六元环脱氢B异构化C烷烃脱氢环化D加氢裂解
9．下列物质中，可能使加氢裂化催化剂发生永久性中毒的是（ C ）。
A、氨气B、硫化氢C、重金属D、炔烃
10．加热炉燃料中硫含量越高，则（ A ）。
A、其排烟温度应控制越高
B、其排烟温度应控制越低
C、其炉膛氧含量应控制越低
D、其炉膛氧含量应控制越高
11．油浆固体含量高，而操作无异常波动，其原因是（A）。
A、沉降器旋风分离器出现故障
B、再生器旋风分离器出现故障
C、油浆泵运转不正常
D、油浆换热器出现泄漏
12．烧油加热炉点火前要确保雾化蒸汽引入，其压力应（ A ）燃料油压力。
（使用雾化蒸汽能更好的调整油气的配比,达到更好的雾化效果。
我们烧燃料油的时间很短,雾化蒸汽压力大约是8公斤以上,燃料油泵的压力在5到7公斤）
A、大于B、小于C、等于D、大于、小于都可以
13．脱蜡深度是指脱蜡后油品（B）的高低.
A.闪点B.凝固点C.密度D.粘度
14．氮气无毒,但是有（B）作用.
A.腐蚀B.窒息C.燃烧D.不清楚
15．酮苯脱蜡原料油一般要求馏程要（A）
A.窄一些B.宽一些C.无关系D.不清楚
16．酮苯原料含胶质沥青质多过滤效果会（A）.
A.变差B.变好C.无效果D.不变
17．石油蒸馏常用的蒸馏方法有（B）。
A恩氏蒸馏、实沸点蒸馏、萃取精馏
B实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、平衡汽化
C水蒸气蒸馏、萃取精馏
D恒沸精馏、萃取精馏、分子精馏
43.加氢裂化预处理反应属于（D）反应。
A、气、液二相B、液、固二相
C、气、固二相D、气、液、固三相
44.塔顶压力下降，油品汽化量增大，塔顶及侧线产品（A）。
A、变重B、变轻C、不变D、改变
判断题:
（将判断结果填入括号中。
正确的填“√”，错误的填“×”。
每题0.5分，总计10分.）
1．（×）烟气中SO3越少，则烟气的露点温度越高。
2．（√）渣油在焦炭塔内发生的一系列反应，总的表现为吸热反应。
3．（√）脱蜡油凝固点与脱蜡过滤温度之差，称为脱蜡温差。
4．（√）塔分馏效果的好与差，要看上、下线两相邻组分是否“脱空”和“重叠”，“脱空”代表分馏效果好。
反之分馏效果差。
5．（√）在石油蒸馏常用的方法中，分离精确度以实沸点最好，平衡汽化最差。
6．（√）气体的粘度随温度的升高而增大。
7．（√）为了保证石油蒸馏塔的拔出率和各线产品的收率，进料在汽化段必需有足够的过汽化率。
8．（√）催化剂不能改变化学平衡。
9．（×）石油中的非碱性氮化物性质很稳定，不易被氧化和聚合，从而导致二次加工油品颜色变深和产生沉淀。
10．（√）甲苯为非极性溶剂，对油与蜡都有很好的溶解能力，
11．（×）加氢裂化反应是催化重整过程的主反应。
12．（√）精馏塔塔顶冷回流是以显热和潜热两种形式取走塔内剩余的热量。
简答题:
（共6题，总计20分.）
1．简述回流的作用？
（4分）
答:
（1）提供塔内的液相回流或汽相回流
（1），使汽，液两相在塔盘上充分接触（0.5），达到传质传热的目的（0.5）。
（2）取走塔内剩余的热量
（1），维持全塔热平衡（0.5），以利于控制产品质量（0.5）。
论述题:
（10分）
大庆原油和胜利原油分别属于什么类型的原油？
请比较这两种原油的组成和加工特点。
答：
大庆原油是低硫石蜡基
（1）原油，主要特点是含蜡量高（0.5）。
凝点高、沥青质含量低、重金属含量低（0.5）、硫含量低（0.5），直馏汽油馏分辛烷值低（0.5），航煤冰点高、柴油十六烷值高（0.5）、减压馏分可做催化和润滑油料（0.5），减渣可以做重油催化裂化料（0.5），属于燃料－润滑油加工方案（0.5）。
胜利原油是含硫中间基
（1）原油，硫含量高（0.5）。
直馏汽油辛烷值稍高（0.5），芳烃潜含量高是重整的良好原料（0.5）、柴油馏分十六烷值较低（0.5），减压馏分油不适合生产润滑油（0.5），可做催化裂化原料（0.5），减渣可做延迟焦化或减粘裂化原料（0.5）等，属于燃料型加工方案（0.5）。
8．概念题（延迟焦化：
焦化反应不在加热炉中而延迟到焦炭塔中去进行。
）
9．焦化：
是以渣油为原料、在高温（500℃~550℃）下进行深度热裂化反应的一种热加工过程。
包括延迟焦化、流化焦化、灵活焦化等多种工艺过程
10．焦化蜡油：
一般是指350℃~500℃的焦化馏出油，也称焦化瓦斯油（CGO）。
11．渣油：
是多种烃类化合物组成的极为复杂的混合物，其组分的热反应行为自然遵循各族烃类的热反应规律。
12．热加工过程主要有热裂化、减粘裂化、焦炭化等。
13．（简答题）烃类在热（400~550℃）的作用下主要发生哪两类反应？
答：
一类是裂解反应，它是吸热反应；另一类是缩合反应，它是放热反应。
至于异构化反应，则在不使用催化剂的条件下一般是很少发生的。
14．在延迟焦化装置中为什么要2个焦炭塔？
答：
焦炭塔为周期操作，当一个塔内的焦炭聚结到一定高度时，进行切换，通过四通阀将原料切换进另一个焦炭塔。
即需要有两组（2台或4台）焦炭塔进行轮换操作，一组焦炭塔为生焦过程；另一组为除焦过程。
15．常用的焦化原料油有哪下几种？
答：
减压渣油，有时也可使用常压重油。
减粘裂化渣油。
溶剂脱沥青装置的脱油沥青。
热裂化焦油、催化裂化澄清油和裂解渣油。
炼厂的废渣（例如烷基化的酸溶性油、污水处理的废渣等）。
煤焦油沥青。
16．催化加氢：
催化加氢是在氢气存在下对石油馏分进行催化加工过程的通称。
17．加氢处理：
指在加氢反应过程中，只有≤10%的原料油分子变小的加氢技术。
18．加氢裂化：
指在加氢反应过程中，原料油分子中有10%以上变小的加氢技术。
19．加氢精制：
指在氢和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。
20．加氢脱氧反应：
含氧化合物通过氢解反应生成相应的烃类及水。
21．氢油比：
单位时间里进入反应器的气体流量与原料油量的比值。
22．加氢精制的目的和优点。
答：
⑴加氢精制的目的在于脱除油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，从而改善油品的使用性能。
⑵加氢精制的优点是，原料油的范围宽，产品灵活性大，液体产品收率高（＞100％（体）），产品质量好。
而且与其它产生废渣的化学精制方法相比还有利于保护环境和改善工人劳动条件。
因此无论是加工高硫原油还是加工低硫原油的炼厂，都广泛采用这种方法来改善油品的质量。
23．加氢过程的化学反应
答：
化学反应有加氢脱硫、加氢脱氧、加氢脱氮、加氢脱金属、不饱和烃的加氢饱和。
24．与其他石油二次加工产品比较，加氢裂化产品的特点。
答；
（1）加氢裂化的液体产率高；
（2）加氢裂化的气体产率很低；
（3）加氢裂化产品的饱和度高，烯烃极少，非烃含量也很低，故产品的安定性好。
柴油的十六烷值高，胶质低；
（4）原料适合作为裂解制乙烯的原料；
（5）加氢裂化过程异构能力很强，无论加工何种原料，产品中的异构烃都较多。
（6）通过催化剂和工艺的改变可大幅度调整加氢裂化产品的产率分布。
25．馏分越重，加氢脱氮越困难的原因？
答：
①馏分越重，含氮量越多；②馏分越重，其氮化物的分子结构就越复杂，空间位阻效应越强，环化合物也增多。
26．加氢裂化中的循环氢的作用有那些？
答：
①提供反应所需氢气；②抑制生焦，保护催化剂；③起热载体作用，带走反应过程放出的热量，维持反应床层温度；④起稀释作用，使原料沿反应床层分布均匀。
27．加氢裂化过程的化学反应：
答：
反应包括烷烃与烯烃的加氢裂化反应、环烷烃的加氢裂化反应、芳烃的加氢裂化反应。
28．催化剂失活的原因？
答：
①重质原料中的重金属元素会沉积在催化剂上，堵塞其微孔，促使加氢精制催化剂永久性失活；
②加氢精制催化剂在运转过程中产生的积炭，积炭占有活性中心，使其暂时失活；
③水蒸气占有微孔中心，让催化剂活性降低。
29．加氢精制的影响因素？
答：
①反应压力。
氢气浓度都增大，其反应速度也随之加快。
②反应温度。
加氢是强放热反应，过高的反应温度会降低液体收率以及催化剂因积炭而过快失活。
③空速。
降低空速、有利于提高产品质量。
但是过低的空速会使反应时间过长而降低液体产物的收率，氢耗也会随之增大，生产的效率低下。
④氢油比。
较高的氢油比有利于提高加氢反应速率。
但是从另一方面来看，氢油比增大意味着反应物分压降低和反应物与催化剂的实际接触时间缩短，这又是对加氢反应是不利的。
30．催化重整：
是以汽油为原料，在催化剂的作用和氢气存在下，生产高辛烷值汽油或苯、甲苯、二甲苯等石油化工原料的工艺过程，即是指在催化剂的作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。
31．重整：
烃类分子在一定条件下发生化学反应重新排列成新的分子结构。
32．氢油比：
氢油比即循环氢流量与原料油流量之比。
33．水-氯平衡:
水氯—平衡：
由生产过程中，催化剂上氯含量会发生变化，为了保持重整催化剂的脱氢功能和酸性功能应有良好的配合，而采取注氯注水等方法来保证最适宜的催化剂含氯量。
34．催化重整的化学反应
答：
1）芳构化反应：
（1）六元环烷脱氢
（2）五元环烷异构脱氢（3）烷烃环化脱氢
2）异构化反应
3）加氢裂化反应
4）氢解反应
5）积炭反应（叠合和缩合）
35．重整催化剂的失活的原因
答:
1）催化剂表面积炭
2）长时间处于高温下引起铂晶粒聚集使分散度减小
3）中毒。
一是永久性中毒：
砷、铅、铜、铁、汞、钠等；二是暂时性中毒：
硫、氮等
4）水氯不平衡，卤素流失。
36．影响重整转化率的因素？
答：
影响因素有以下：
催化剂的组成与活性；原料的性质及组成；反应压力；氢油比；空速；环境控制与氯水平衡；催化剂积炭程度等等。
37．简述催化重整在石油加工中的作用?
答：
其生产目的是为了生产高辛烷值汽油和生产轻质芳烃（C6~C8）；其的产品主要有高辛烷值汽油、生产轻质芳烃（C6~C8）和大量的副产品氢气。
38．汽油的理想组分、喷气燃料较理想组分、柴油理想组分、润滑油的理想组分。
答：
汽油的理想组分是异构烷烃;喷气燃料较理想组分是环烷烃；柴油的理想组分是正构烷烃；润滑油的理想组分是分支比较多的异构烷烃；少环长侧链的环烷烃，少环长侧链的芳烃。
1．传统的老三套工艺。
答：
①溶剂精制除去各种润滑油馏分中的非理想组分
②溶剂脱蜡以除去高凝点组分，降低其凝点
③白土或加氢补充精制
2．用渣油生产润滑油要经过什么工艺。
答：
脱沥青；精制；脱蜡；补充精制；调合等。
3．溶剂脱沥青过程在炼油工业中的作用
答：
1）由渣油生产高粘度指数的重质润滑油。
2）由渣油生产轻质燃料油。
3）生产沥青。
4．用馏分油生产润滑油要经过什么工艺？
5．答：
精制；脱蜡；补充精制；调合。
6．溶剂脱蜡的目的及溶剂的作用？
答：
脱蜡的目的：
解决油品的低温流动性问题。
溶剂的作用：
①稀释作用：
降低油品粘度，利于结晶长大；
②选择性溶解：
油溶于溶剂而蜡极少溶解，利于油蜡分离
7．脱蜡温差的概念?
答：
脱蜡温差：
脱蜡温度与脱蜡油凝点之差
8．白土补充精制的目的和原理？
目的：
除去溶剂精制，脱蜡后残留在润滑油中的微量溶剂、水份、硫化物，氮化物、无机酸、有机酸（环烷酸、磺酸）、胶质、沥青质等有害组分，改善油品的颜色和安定性。
原理：
依据白土的活性表面有选择地吸附油中的极性物质（如胶质、沥青质等酸性物质），而对油品中的理想组份则不吸附，从而达到除去油中不理想物质的目的。
填空题（每空0.5分,共30分）
9．石油炼制工业生产（汽油）、（煤油）（柴油）等燃料与（三烯）和（三苯）等化学工业原料，是国民经济支柱产业之一。
10．石油的主要元素组成是（碳）和（氢）。
11．石油主要由烃类和非烃类组成,其中烃有：
（烷烃）、（环烷烃）、（芳烃），非烃类有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状沥青状物质。
12．石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来的危害有：
（腐蚀设备）、（影响产品质量）、（污染环境）、（使催化剂中毒）。
13．初馏点：
在恩氏蒸馏中，（流出第一滴油品时的气相温度）。
14．同碳数各种烃类的特性因数大小顺序为（烷烃）>（环烷烃）>（芳烃）。
15．油品
的物理意义是（20℃）的油品密度与（4℃）水的密度之比。
16．同一种原油,随着沸点的升高，相对密度越来越（大）；闪点越来越（高）；燃点越来越（高）；自燃点越来越（低）。
17．表示油品粘温特性的指标是（粘度指数）、（粘度比）；油品粘温越好，粘度指数（越高）。
18．石油馏分的热焓与（温度）、（压力）、（特性因数）、相对密度有关。
19．汽油馏程的10%点代表（启动）性能；50%点代表（加速）性能。
20．催化裂化生产流程主要由（反应再生系统）、（分馏系统）、（稳定吸收系统）以及烟气能量回收系统等组成。
21．汽油机和柴油机虽然产生的爆震原因不一样，但产生的危害是一样的。
即（爆震会损坏气缸部件，缩短发动机寿命，燃料燃烧不完全，增加油耗量，发动机效率降低）。
特性因数
K=1.216T1/3/d15.615.6
催化裂化
原料在催化剂存在之下，在500℃和2－4MPa的条件下，发生裂化等一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的工艺过程。
加氢裂化
是指各种大分子烃类在一定氢压、较高温度和适宜催化剂的作用下，产生以加氢和裂化为主的一系列平行顺序反应，转化成优质轻质油品的加工工艺过程，是重要而灵活的石油深度加工工艺。
判断题（5分）
1、石油馏分的沸程就是其平均沸点。
（×）
2、石油馏分的比重指数大，表明其密度小。
（√）
3、原油蒸馏塔塔顶回流量可以在较大范围内任意改变。
（×）
4、催化裂化反应过程中，随着反应时间的延长，汽油产率一直增加。
（×）
5、催化重整的目的只是生产芳烃。
（×）
简答题
1、汽油的抗爆性与组成有什么关系？
答：
（1）对于同族烃类，其辛烷值随相对分子量的增大而降低。
（2）当相对分子量相近时，各族烃类抗爆性优劣的顺序为：
芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃。
3、什么是催化裂化的特有反应？
它对产品质量有何影响？
答：
氢转移反应。
氢转移反应的结果是一方面某些烯烃转化成烷烃，另一方面，给出氢的化合物转化成为多烯烃及芳烃或缩合程度更高的分子，直至形成焦炭。
氢转移反应造成催化裂化汽油饱和度较高的主要原因。
4、简答原油常压塔的工艺特征。
答：
（1）原油蒸馏塔是复合塔；
（2）设有汽提塔和汽提段；（3）全塔热平衡，热量基本上全靠进料带入，回流比是由全塔热平衡决定的，调节余地很小；（4）恒摩尔（分子）回流的假定不成立。
5、加氢裂化催化剂在使用前为什么要预硫化?
答：
加氢裂化催化剂的金属组分在制备时一般均以氧化物的形式存在，而这些活性金属组分只有呈硫化物的形态，才有较高的活性。
因此在装催化剂后，开工之前必须对加氢裂化催化剂进行预硫化处理，以提高其活性并延长其寿命。
6、加氢精制的工艺流程有几部分组成？
答：
固定床加氢反应系统；循环氢系统；生成油换热、冷却、分离系统；生成油注水系统。
论述题（24分）
1、原油蒸馏为什么设置初馏塔？
答：
（1）脱除原油中的砷，砷可以使重整催化剂中毒。
（2）脱除原油中的轻馏分的含量，可以显著地降低系统的阻力。
（3）脱原油中的水，原油中含水过多，使传热系数下降、压力进一步增大，严重时会堵塞管路。
（4）降低原油中的含硫量和含盐量，从而减轻常压塔顶系统的腐蚀。
3、催化剂、反应温度和压力对催化重整过程中提高汽油辛烷值和芳烃产率的影响。
答：
在催化重整中，反应压力和温度是非常重要的影响因素，催化剂的活性高，反应速度加快，转化率提高，环烷烃的脱氢和烷烃的环化脱氢反应转化率提高。
选择性好芳烃的转化率高。
反应压力高不利于提高放芳烃的平衡转化率，相反加氢裂化反应速度提高，裂化反应产物多，芳烃产率降低。
反应温度提高反应速度加快，芳烃的平衡转化率提高。
4、原油含盐含水的危害。
答：
（1）增加设备的负荷，增加动力、热能和冷却水等的消耗。
（2）影响常减压蒸馏的正常操作。
（3）形成盐垢，降低传热效率腐蚀设备，缩短开工周期。
（4）毒害催化剂、影响二次加工原料质量及产品质量
5、原油电脱盐的工序包括。
答：
（1）脱盐前水洗。
（2）沉淀。
（3）破乳。
6、原油电脱盐加热和加水的目的。
答：
通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚结，增大水滴直径；同时ρW-ρO增大，有利于水滴沉降。
适当增加原油含水量，可减弱乳化剂的作用，有利于水滴的聚集，从而提高脱盐率。
7、沿精馏塔高度建立了两个梯度的意义。
答：
（1）自塔底至塔顶逐级下降的温度梯度；
（2）气、液相中轻组分自塔底至塔顶浓度梯度逐级增大的；
这是精馏过程得以进行的必要条件。
8、催化裂化工艺特点。
答：
①产品收率高，汽油质量好。
②催化裂化可提供大量化工原料。
③柴油性质差。
渣油需加氢精制处理。
④产品方案灵活。
⑤原料选择范围比较宽。
8、为什么说延迟焦化装置是炼厂的“垃圾桶”。
答：
延迟焦化装置目前已能处理包括直馏（减粘、加氢裂化）渣油、裂解焦油和循环油、焦油砂、沥青、脱沥青焦油、澄清油、以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油（泥）等60余种原料。
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