石油炼制工艺学试题1答案

辽宁石油化工大学 20 06 ---2007 学年第 二 学期 《 石油炼制工程Ⅰ 》课程参考（MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713884248652_1）答案 适用专业班级： 化学工程与工艺 0401－0408 斑 试题类型 ：A 制作人： 李会鹏 赵德智 一、 基本概念（10 分，每题 2 分） 1 为了使常压塔精馏段最低一个侧线以下的几层塔板（在进料段之上）上有一定的液相回流以 保证最低侧线产品的质量，原料油进塔后的汽化率应比塔上部各种产品的总收率略高一些，高出 的部分称为过汽化量。过汽化量占进料的百分数称为过汽化率。（2分） 2 气体线速度uf与催化剂线速度us之比则称为滑落系数。（2分） 3 单程转化率：是指总进料（包括新鲜原料和回炼油）一次通过反应器的转化率。（2分） 4 不依赖注入水蒸汽以降低油汽分压的减压蒸馏方式称为干式减压蒸馏。（2分） 5 催化裂化过程中所产生的碳，主要来源于烯烃和芳烃。（2分） 催化碳 = 总炭量 － 可汽提炭 － 附加炭 二、 填空（10 分，每空 1 分） 1、原油的一般性质、常规评价和综合评价。 2、活性、选择性、稳定性和密度。 3、反应再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。 三、单项选择题（10 分，每题 1分） 1、B 2、C 3、A 4、C 5、B 6、B 7、A 8、C 9、C 10、 C 四、回答问题（40 分，每题 5 分） 1、什么是原油的综合评价？ 答：综合评价：在原油的一般性质和常规评价基础上，还包括直馏产品的产率和性质。也可以确定 重油或渣油的可加工性能。(1分) 概括起来包括四部分内容： (1) 原油的一般性状；(1分) (2) 原油的馏分组成和馏分的物理性质；(1分) (3) 各馏分的化学组成；(1分) (4) 各种石油产品的潜含量及其使用性能。(1 分) 2、我国大庆原油及其直馏产品的特点？ 答：大庆原油特点：含蜡量高，凝点高，硫含量低，金属含量低，正庚烷沥青质含量低，属于典 型的低硫石蜡基原油。（2分） 直馏产品的特点： (1) 直馏汽油的ON低，应通过催化重整提高ON。 (2) 航煤密度较小、结晶点高,只能符合2号航煤规格。 (3) 直馏柴油的CN高，但凝点也高。 (4) 煤、柴油馏分含烷烃多,是制取乙烯的良好裂解原料。 (5)润滑油馏分的粘温性能好，适合生产润滑油。 (6)减压渣油可以掺入减压馏分油作为催化裂化原料，也可以经丙烷脱沥青及精制生产残渣润滑 油,但难以生产高质量的沥青产品。（3分） 说明：直馏产品特点答对 3个以上即可得 3分。 3、石油蒸馏塔底吹过热水蒸汽的目的是什么？ 答：常压塔汽化段中未汽化的油料流向塔底，这部分油料中还含有相当多的<350℃轻馏分。因 此，在进料段以下也要有汽提段（2分），在塔底吹入过热水蒸汽以降低油气分压，有利于轻组分 的汽化，使其中的轻馏分汽化后返回精馏段，以达到提高常压塔拔出率和减轻减压塔负荷的目的（3 分）。 4、绘图说明石油精馏塔汽—液分布规律（无中段回流）？ 答： 5、催化裂化的主要化学反应有那些？并说明对汽油质量有利的反应。 答：主要化学反应：裂化反应、氢转移反应、芳构化反应、异构化反应、缩合反应（3 分） 对汽油质量有利的反应：裂化反应、氢转移反应、芳构化反应、异构化反应（2分） 2 6、催化裂化反应过程的 7 个步骤是什么? 答：①原料分子自主气流中向催化剂扩散； ②接近催化剂的原料分子向微孔内表面扩散； ③靠近催化刑表面的原料分子被催化剂吸附； ④被吸附的分子在催化剂的作用下进行化学反应； ⑤生成的产品分子从催化剂上脱附下来； ⑥脱附下来的产品分子从微孔内向外扩散； ⑦产品分子从催化剂外表面再扩散到主气流中。（5分） 说明：7个步骤全部答对5分，答对四到六个步骤为4分。 7、影响催化裂化反应速度的主要因素有那些？ 答：(1)催化剂活性对反应速度的影响（1分） (2)温度对反应速度的影响（1分） (3)原料性质对反应速度的影响（1分） (4)反应压力对反应速度的影响（1分） 说明：每答对一个 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 1分。全都答对得 5分。 8、绘图说明催化裂化催化剂固定床、流化床和稀相输送的床层压降与气速的关系？ 答： （5分） 说明：画对三个趋势中的一个得一分，全部画对才能得 5分。 四、论述题（30 分，每题 10 分） 1、原油蒸馏塔的工艺特征？ 答：（1）复合塔 （1分） 原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品，需要 3 4 四个精馏塔串联。但是它们之间的分离精确度并不要求很高，可以把几个塔结合成一个塔。 （1分） （2）汽提塔和汽提段 （1分） 对石油精馏塔、提馏段的底部常常不设再沸器，只需向底部吹入过热水蒸汽以降低塔内 油汽分压，使混入产品中的较轻馏分汽化而返回常压塔。这样做既可达到分裂要求，而且也 很简便。这与精馏塔的提馏段在本质上有所不同，故经常不叫提馏段而称为汽提段。（1分） 常压塔汽化段中未汽化的油料流向塔底，这部分油料中还含有相当多的<350 °C轻馏 分。因此，在进料段以下也要有汽提段，在塔底吹入过热水蒸汽以使其中的轻馏分汽化后返 回精馏段，以达到提高常压塔拔出率和减轻减压塔负荷的目的。（1分） （3）全塔热平衡（1分） 原油进塔进料要有适量的过汽化度使进料段上最低一个测线下几层塔板上有足够的液 相回流以保证最低侧线产品的质量，过汽化度一般为2～4%。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。（1分） （4）恒摩尔（分子）回流的假定不成立（1分） 在二元和多元精馏塔的设计计算中作出了恒分子回流的假设，即在塔内的汽、液相的摩 尔流量不随塔高而变化。这个近似假设对原油常压精馏塔是完全不适用的。（1分） 这是因为： （1）原油是复杂混合物，各组分的摩尔汽化潜热可以相差很远； （2）各 组分的沸点相差几百度； （3）塔顶、塔底温差很大，常压塔可达 250°C。（1分） 2、重油催化裂化存在的技术困难？ 答：（1）焦炭产率高（1分） 原因是：a. 重油的H/C比较低，含稠环芳烃多，胶质沥青质含量高 b. 原料在反应器中只能部分汽化，有相当一部分不能汽化,以液相吸附在催化 剂上； c. 重金属污染催化剂。（1分） 引起一系列的问题，主要有： a. 再生器烧焦负荷大 b. 焦炭产率过高，会大大破坏装置的热平衡 c. 装置能耗增大。（1分） （2）金属污染催化剂 （1分） 钠：具有碱性；与钒形成共熔体 镍：脱氢催化剂 5 钒：脱氢作用；破坏催化剂的基体 （1分） 金属污染催化剂的后果： a.焦炭产率高，轻油收率下降； b.氢气产率上升，干气密度下降； c.产品中含S、N量高 （1分） （3）产品质量差：安定性和腐蚀性。（1分） （4）减压渣油的沸点高，有相当大的一部分难于汽化。（1分） （5）催化剂孔径为0.8～1.0nm，渣油大分子难于进入催化剂的微孔。（1分） （6）污染环境。（1分） 3、根据催化裂化反应机理，说明催化裂化产品特点？ 答：正碳离子学说被公认为是解释催化裂化反应机理的比较好的一种学说 （1分） 所谓正碳离子是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子。（1分） 正碳离子学说解释了催化裂化反应中的许多现象（3分） （1）裂化气中C1、C2少而C3、C4多 （2）裂化产物中异构烃多 （3）异构烷烃、烯烃、环烷烃、带侧链的芳烃的反应速度高 正碳离子可以发生氢或烷基转移的异构化反应，趋于成为更加稳定的正碳离子。碳骨架结 构的异构化是催化裂化特有的反应，这导致催化裂化产物中异构烷烃的含量较多，有利于 汽油辛烷值的提高。（2分） 正碳离子能够裂解生成烯烃以及含碳数较少的正碳离子，这种断裂发生在正电荷所在碳的 β位的 C－C 键上 。所形成的正碳离子进一步异构化和β断裂，这就导致催化裂化气体中 的 C3、C4 含量很高。（3分）