《石油炼制工程》 考试题 1 答案 一、名词解释 (10 分) 1、 特性因数 K= 1.216T1/3 / d15.615.6 2、平衡汽化 进料以某种方式被加热至部分汽化,经过减压设施,在一个容器(如闪蒸 罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等)的空间内,于一定的温度和压力下,气、液两 相速即分离,得到相应的气相和液相产物,此过程称为闪蒸。 3、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。 4、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。 5、干式减压蒸馏 不依赖注入水蒸气以降低油汽分压的减压蒸馏方式称为干式减压蒸馏 二、填空(10 分) 1、烷烃、环烷烃、芳香烃 2、增大,增大,降低,增大 3、燃料型、燃料-润滑油型、燃料—化工型 4、反应—再生系统、分馏系统、吸收—稳定系统 5、加氢活性、裂化活性、主金属、助催化剂、酸性担体、加氢、裂化 三、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。 ) (× 四、选择题(10 分) 1 1、C;2、B;3、B;4、C ;5、C;6、C;7、A、C;8、B、A 五、 简答题(36 分) 1、石油中的硫化物对石油加工有什么影响? 答:设备腐蚀、催化剂中毒、影响石油产品质量、污染环境 2、汽油的抗爆性与组成有什么关系? (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? 写出加氢裂化催化剂预硫化 有关反应式。 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 六、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,重整原料中的含砷量要 2 求不超过 1× -3μg/g,这个主要是依靠设在重整反应器之前的预加氢精制达到。 10 如果进入重整装置的原料的含砷量超过 200× -3μg/g,则要进行预脱砷。 10 (2) 脱除原油中的轻馏分的含量, 含轻馏分较多的原油会增加换热器和管路的 阻力, 如果原油经换热至一定的温度以后先进入初馏塔, 分出部分的轻汽油馏分, 然后再继续换热和加热后进入常压塔,则可以显著地降低系统的阻力。 (3)原油中脱水,原油中含水过多,在换热的过程中,水的汽化也会造成系统 中可观的压力降, 特别是在水蒸发时, 盐会析出吸附在换热器和加热炉的管壁上, 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, 加工含硫原油时, 在温度超过 160~180℃ 时,某些含硫化合物会分解而释放出 H2S,原油中的盐分则可能析出 HCl,造成蒸 馏塔顶部、汽相馏出线与冷凝冷却系统等低温部位的严重的腐蚀。设置初馏塔可 使大部分腐蚀转移到初馏塔系统,从而减轻常压塔顶系统的腐蚀。 2、根据催化裂化反应机理,说明催化裂化产品分布和产品特点? 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 所谓正碳离子是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子。 正碳离子学说解释了催化裂化反应中的许多现象 (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。 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、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 3 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。 七、计算题(5 分) 已知某油品的恩氏蒸馏数据如下: 馏出体积分数,% 温度(℃) 0 34 10 54 30 84 50 108 70 135 90 182 100 202 试计算其体积平均沸点及恩氏蒸馏曲线的斜率。 答:tv = ( t10 + t30 + t50+ t70+ t90)/5 = (54+84+108+135+182)/5=112.6 ℃ S = (t90--- t10)/(90-10)=(182-54)/80=1.6 ℃/% 4