西南石油大学石油炼制工程科目考试试题A卷闭卷.doc

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西南石油大学2009～2010学年石油炼制工程科目考试试题A卷（闭卷）

一、填空题（每空0.5分,共30分）

1.石油炼制工业生产、、等燃料与和

等化学工业原料，是国民经济支柱产业之一。

2.石油的主要元素组成是和。

3.石油主要由烃类和非烃类组成,其中烃有：

、、，

非烃类有：

、、、。

4.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：

、、、。

5.初馏点：

（1分）。

6.同碳数各种烃类的特性因数大小顺序为>>。

7.油品的物理意义是。

（1分）

8.同一种原油,随着沸点的升高，相对密度越来越；闪点越来越；燃点越来越；自燃点越来越。

9.表示油品粘温特性的指标是、。

10.石油馏分的热焓与、、、有关。

11.汽油馏程的10%点代表性能；50%点代表性能。

12.汽油的理想组分是;喷气燃料较理想组分是。

13.按关键馏分特性分类,大庆原油属于；胜利原油属于。

14.平衡汽化的分离精确度在三种蒸馏中是最低的，但在实际生产中往往被大量采用，这是因为。

（1分）

15.催化裂化生产流程主要由、、

以及等组成。

16循环回流包括.、及塔底循环回流。

17.催化裂化的主要反应有：

、、、

。

18.炼油厂设备腐蚀的主要原因有：

、、。

19.一脱三注是指：

、、、

。

二、概念题（每小题3分,共12分）

1.催化碳2.流态化3.碳堆积4.焓值

三、简答题（共40分）

1.比较汽油机和柴油的工作过程，并从原因及危害阐述二者爆震的异同点。

（8分）

2.为什么要对原油进行脱盐脱水？

（6分）

3.根据石油馏分的催化裂化反应特点，说明催化裂化为什么有选择性裂化和循环裂化。

（8分）

4.催化裂化装置的分馏塔有什么特点？

（6分）

5.为什么喷气燃料中要限制芳烃的含量?

（6分）

6.减压塔与常压塔比较有以下工艺特点。

（6分）

四、请绘出高低并列式提升管催化裂化反应再生系统的流程图并标出设备名称和物流名称。

（10分）

五、计算题（本题8分）

如图为某原油常压蒸馏塔。

原油处理量为375000kg/h。

原油在汽化段汽化率为30%（重）；各线油品重量收率为：

汽油5%，煤油7.5%，轻柴油7.5%，重柴油10%；塔底汽提水蒸汽为塔底重油的2%（重）。

求：

（1）、汽油、煤油、轻柴油、重柴油、塔底重油的流量。

（kg/h）（4分）

（2）、L1、L3流率（kg/h）;V1、V2流率（kg/h）。

（4分）

第六题图

2009～2010学年第一学期石油炼制工程科目考试试题A卷参考答案（闭卷）

一、填空题（每空0.5分,共30分）

1.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。

2.石油的主要元素组成是碳和氢。

3.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

4.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。

5.初馏点：

在恩氏蒸馏中，流出第一滴油品时的气相温度（1分）。

6.同碳数各种烃类的特性因数大小顺序为烷烃>环烷烃>芳烃。

7油品的物理意义是20℃的油品密度与4℃水的密度之比。

（1分）

8.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。

9.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。

10.石油馏分的热焓与温度、压力、特性因数、相对密度有关。

11.汽油馏程的10%点代表启动性能；50%点代表加速性能。

12.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。

13.按关键馏分特性分类,大庆原油属于低硫石蜡基；胜利原油属于含硫中间基。

14.平衡汽化的分离精确度在三种蒸馏中是最低的，但在实际生产中往往被大量采用，这是因为这不但可以减轻加热设备的负荷，而且也减轻或避免了油品因过热分解而引起降质和设备结焦。

（1分）

15.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系统等组成。

16循环回流包括.塔顶循环、中段循环及塔底循环回流。

17.催化裂化的主要反应有：

裂化、异构化、氢转移、生焦。

18.炼油厂设备腐蚀的主要原因有：

低温部位HCl-H2S-H2O、高温部位硫腐蚀、高温部位环烷酸腐蚀。

19.一脱三注是指：

脱盐脱水、塔顶馏出线注胺、注碱性水、注缓蚀剂

二、概念题（每小题3分,共12分）

1.催化碳

答：

催化反应生成的焦炭中的碳。

催化碳=总碳-附加碳-可汽提碳

2.什么是流态化

答：

细小的固体颗粒被运动着的流体（气体或液体）所携带使之形成象流体一样能自由流动的状态，称为固体流态化，简称流态化或流化。

3.碳堆积

答：

在再生器中，当供风不足时，使再生剂含碳量升高，从而催化剂选择性变差，导致焦炭产率增加，烧焦更不完全，形成恶性循环，使催化剂上的炭越积越多即碳堆积。

4.焓值

答：

人为地规定某个状态下的焓值为零，称该状态为基准状态，而将物系从基准状态变化到某状态时发生的焓变称为该物系在该状态下的焓值。

三、简答题（共40分）

1.答：

都具有进气、压缩、做功、排气四个工作过程。

（2分）

汽油机产生爆震是由于汽油机压缩比与燃料质量不相适应，压缩比过大,燃料太易氧化，生成过多的过氧化物，过氧化物又不易分解，使燃料自燃点过低，燃料自燃而形成多个燃烧中心，产生爆炸性燃烧，瞬间释放出巨大的能量而产生爆震现象。

压燃式发动机产生爆震是由于燃料自燃点高,燃料不易氧化,过氧化物生成量不足,迟迟不能自燃（滞燃期太长）,以至喷入的燃料积聚过多,自燃一开始,这些燃料同时燃烧,巨大能量瞬间释放出来,大大超过正常燃烧压力,引起爆震。

（4分）

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。

（2分）

2.答：

①增加能量消耗水的汽化潜热很大（2255kJ/kg），若水与原油一起发生相变时，必然要消耗大量的燃料和冷却水；②干扰蒸馏塔的平稳操作水的分子量比油小得多，水汽化后使塔内气相负荷增大，含水量的波动必然会打乱塔内的正常操作，轻则影响产品分离质量，重则因水的“爆沸”而造成冲塔事故；③腐蚀设备氯化物，尤其是氯化钙和氯化镁，在加热并有水存在时，可发生水解反应放出HCl，后者在有液相水存在时即成盐酸，造成蒸馏塔项部低温部位的腐蚀；④影响二次加工原料的质量原油中所含的盐类在蒸馏之后会集中于减压渣油中，会使二次加工的催化剂中毒。

3.答：

石油馏分的催化裂化反应有两方面的特点。

（一）各种烃类之间的竞争吸附和对反应的阻滞作用（4分）

各种烃类在催化剂表面的吸附能力大致为：

稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链的单环芳烃>环烷烃>烷烃。

在同一族烃类中，大分子的吸附能力比小分子的强。

而各种烃类的化学反应速率快慢顺序大致为：

烯烃>大分子单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃及环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃。

稠环芳烃，它的吸附能力强而化学反应速率却最低。

催化裂化回炼油和油浆，其中含有较多的稠环芳烃不仅难裂化还易生焦，所以须选择合适的反应条件，如缩短反应时间以减少生焦，或温度低、反应时间长一些以提高裂化深度，这就是选择性催化裂化的原理。

（二）复杂的平行-顺序反应（4分）

实际生产中应适当控制二次反应。

当生产中要求更多的原料转化成产品，以获取较高的轻质油收率时，则应限制原料转化率不要太高，使原料在一次反应后即将反应产物分馏。

然后把反应产物中与原料馏程相近的中间馏分（回炼油）再送回反应器重新进行裂化。

这种操作方式称为循环裂化。

4.答：

催化裂化装置的分馏塔的特点是：

①进料是带有催化剂粉尘的过热油气，因此，分馏塔底设有脱过热段，用经过冷却到280℃左右的循环油浆与反应油气经过人字挡板逆流接触，它的作用一方面洗掉反应油气中携带的催化剂，避免堵塞塔盘，另一方面回收反应油气的过剩热量，使油气由过热状态变为饱和状态以进行分馏。

（2分）

②全塔的剩余热量大而且产品的分离精确度要求比较容易满足。

因此一般设有多个循环回流：

塔顶循环回流、一至两个中段循环回流、油浆循环回流。

（2分）

③尽量减小分馏系统压降，提高富气压缩机的入口压力。

（2分）

为减少塔板压降，一般采用舌型塔板。

为稳定塔板压降，回流控制产品质量时，采用了固定流量，利用三通阀调节回流油温度的控制方法，避免回流量波动对压降的影响。

为减少塔顶油气管线和冷凝冷却器的压降，塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。

5.答：

（1）油品中芳烃特别是双环芳烃含量增高，喷气燃料燃烧不完全，生成的炭粒增多，火燃的明亮度显著增大，使燃料室接受辐射而超温，故生成积炭的倾向显著增大。

（3分）

（2）不同烃类的结晶点相差悬殊，相对分子质量较大的正构烷烃及某些芳香烃的结晶点较高，而环烷烃和烯烃的结晶点则较低；在同族烃中，结晶点大多随其相对分子质量的增大而升高。

燃料中含有的水分在低温下形成冰晶，也会造成过滤器堵塞、供油不畅等问题。

在相同温度下，芳香烃特别是苯对水的溶解度最高。

因而从降低燃料对水的溶解度的角度来看，也需要限制芳香烃的含量。

（3分）

6.答：

（1）分离精确度要求不高,组分间相对挥发度大;塔板数少（1分）；

（2）汽化段压力低,水蒸汽多,汽体流量大,塔径大（1分）;（3）减压渣油温度高,相对密度大,易结焦（1分）;（4）减压下蒸馏,液体表面易起泡沫（1分）;（5）塔顶不出产品（1分）；（6）回流热大部分由中段回流取出（1分）。

四、请绘出高低并列式提升管催化裂化反应再生系统的流程图并标出设备名称和物流名称。

（10分）

画出流程5分，标出设备名称和物流名称5分。

五、计算题（本题8分）

解:

（1）汽油=375000×5%=18750kg/h;（0.5分）煤油=375000×7.5%=28125kg/h;（0.5分）

轻柴油=375000×7.5%=28125kg/h;（1分）

重柴油=375000×10%=37500kg/h;（1分）

塔底重油的流量=375000-18750-28125-28125-37500=262500kg/h.（1分）

（2）L3=375000×30%-18750-28125-28125-37500=0kg/h;（1分）

因为L3=0kg/h，所以L2=0kg/h；L1=L2+塔底重油的流量=262500kg/h（1分）

V1=262500×2%=5250（kg/h）（1分）

V2=18750+28125+28125+37500+5250=117750（kg/h）（1分）

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