1、辽宁石油化工大学20 06 -2097 学年第 二 学期 石油炼制工程 课程标准答案适用专业班级： 化学工程与工艺 04010408 班 试题类型 ：B 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 表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力。(1 分)裂化催化剂的选择性以“汽油产率/转化率”或“焦炭产率/转化率”来表示。(1 分) 3
2、 不同性质的原油，应采用不同加工方法，以生产适当产品，使原油得到合理利用。对于新开采的原油，必须先在实验室进行一系列的分析、试验，习惯上称之为“原油评价” 。(2 分)4 小孔流出的固体颗粒在下面形成一个锥体，锥体斜面于水平面的夹角叫休止角。(2分)5 在流化床催化裂化反应装置中，催化剂不断地在反应器和再生器之间循环。但是在任何时间，两器内部各自保持有一定的催化剂量。两器内经常维持的催化剂量称为藏量。(2分)二、 填空（10 分，每空 1 分）1、烷基化、醚化、叠和、异构化2、燃料型、燃料润滑油型、燃料化工型3、活性、选择性和稳定性三、单项选择题（10 分，每题 1 分）1、A 2、C 3、A
3、 4、B 5、C 6、B 7、A 8、B 9、C 10、 C四、回答问题（40 分，每题 5 分）1、为什么说石油蒸馏塔是复合塔？答：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，需要四个精馏塔串联(2分)。但是它们之间的分离精确度并不要求很高(1分)，可以把几个塔结合成一个塔，这种塔实际上等于把几个简单精馏塔重叠起来，它的精馏段相当于原来几个2简单塔的精馏段组合而成，而其下段则相当于第一个塔的提馏段。这样的塔称为复合塔或复杂塔。(2分) 2、为什么石油蒸馏塔采取中段循环回流？答：设置中段循环回流，是出于以下两点考虑： （1）如果在塔的中部取走一部分回流热，在设计时就
4、可以采用较小的塔径(2分)，或者对某个生产中的精馏塔，采用中段循环回流后可以提高塔的生产能力。(1分)（2）石油精馏塔的回流热数量很大，如何合理回收利用是一个节约能量的重要问题。(2分)3、绘图说明石油精馏塔汽液分布规律（无中段回流）？说明：汽液分布规律答对一种得 2 分，全部答对得 5 分。4、为什么一般石油蒸馏塔的塔底温度比汽化段温度低？答：轻馏分气化所需的热量，绝大部分由液相油料本身的显热提供(1 分)，油料的温度由上而下逐板下降，塔底温度比汽化段温度低不少(2 分)。原油常、减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低 510。(2 分)5、催化裂化催化剂失活的主要原因是什么？答： （1）水热失
5、活：催化剂在高温，特别是有水蒸气存在的条件下，裂化催化剂的表面结构发生变化，比表面积减小，孔容减小，分子筛的晶体结构破坏，导致催化剂的活性选择性下降。(2分)（2）结焦失活：催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催化剂表面的活性中心，使催化剂的活性和选择性下降。 (2分)（3）毒物引起的失活：裂化催化剂的毒物主要是某些金属(铁、镍、铜、钒等重金属及钠)和碱性氮化物。(1分)36、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（
6、2分）7、绘图说明催化剂密相输送原理？答：（3 分）盛有水的U型管，右侧有加热器，使该处的水受热而汽化。 U型管的两端顶部均为大气压P0，取阀门两侧的同一高度1，2两点：阀门关闭时，两点的压强: 1点:P1 = h 水 + P0。； 2点:P2 = h1汽 + h2水 + P0比较两式 汽 水 故 P1P2 当阀门打开时，水就会场从管的左边流向管的右边。 流动时的推动力为两端的静压力差 p1 - p2 在实际流动中，同时存在流动阻力，只有推动力阻力时，流动才可以实现。在流化床反应器中催化剂就是根据这样的原理进行输送的。（2分）8、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
7、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1分。全都答对得5分。五、论述题（30 分，每题 10 分）1、原油常减压蒸馏三段汽化流程中设初馏塔的目的作用？4答：下面是可能导致采用初馏塔的因素： （1）原油的含砷量；（1分） 砷能使铂重整催化剂中毒，因此要求重整原料的含砷量不超过110 -3g / g,这个要求主要是依靠设在重整反应器之前的预加氢精制来达到。 （1分）（2）原油的轻馏分；（1分） 一般来说，当原油含汽油馏分接近或大于20%时，采用初馏塔可能是有利的。（1分） （3）原油脱
8、水效果；（1分） 原油含水过多，在换热过程中，水的汽化也会造成系统中相当可观的压力降，特别是在水蒸发时，盐分析出会附在换热器管壁和加热炉管壁上，使传热系数下降、压力降进一步增大，严重时还会堵塞管路。 （2分）（4）原油的含硫量和含盐量。（1分） 当加工含硫原油时，在温度超过160180的条件下，某些含硫化合物会分解而释出H2S，原油中的盐分则可能水解而析出HCl，造成蒸馏塔顶部、汽相馏出管线与冷凝冷却系统等低温部位的严重腐蚀。（2分）2、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
9、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 位的 CC 键上 。所形成的正碳离子进一步异构化和 断裂，这就导致催化裂化气体中的 C3、C4 含量很高。（3 分）3、实现“干式”减压蒸馏的技术措施？答：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实现干式减压蒸馏主要是采取以下的技术措施： （1（ 使用增压蒸汽喷射器以提高减压塔顶的真空度；（2分） （2（降低从汽化段至塔顶的压降； （2分）（3（降低减压炉出口至减压塔入口间的压力降； （2分）（4（设洗涤和喷淋段。（2分）
