1、20092010学年第 2学期化工工艺与设备试卷专业班级 姓 名 学 号 开课系室 化学工程系 考试日期 2010.5.16 题 号 一 二 三 四 总分得 分阅卷人卷第 1 页 共 5 页一、 填空、选择题（每空 1 分，共 30 分）1、原油加工方案根据目的产物不同，可分为以下三类：燃料型、燃料润滑油型和化工型。2、原油常减压加工流程中，初馏塔塔顶馏出液可作为催化重整的原料以生产芳烃和高标号汽油3、原油常压蒸馏塔底通入水蒸汽的作用是 降低油气分压，使塔底重油中的轻组分气化 。提升管催化裂化装置中，提升管下部通入水蒸汽的作用是 将原料油雾化 。4、原油常减压加工流程中，减压塔汽提段直径小于主
2、体精馏段，其原因是缩短减压渣油在塔底停留时间，以免在高温下发生分解、缩合而结焦。5、催化裂化反应为 A 反应，催化剂再生反应为 B 反应。 （A. 吸热； B. 放热）6、催化裂化反应装置通常由三大部分组成：反应再生系统、分馏系统和吸收稳定系统7、裂解原料的来源主要有两个方面，一是天然气加工厂的轻烃，二是炼油厂的加工产品。8、裂解气净化需除去的三类主要物质为：酸性气体 、 水 和 炔烃 。9、将裂解气进行高压法深冷分离，必须首先将裂解气压缩到 C 个大气压。（A.1020；B.2030；C.3040）10、裂解气的深冷分离有三种分离流程：顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程。11、对纯加热
3、炉，全炉热负荷的计算式为 A 。 （A. Q=GeIl+(1-e)Il-Ii；B. Q=GeIv+(1-e)Il-Ii； C. Q=GeIi+(1-e)Iv-Il）12、 管式加热炉的气体火嘴，按燃料与空气的混合方式不同，可分为 预混式 ， 外混式 和 半预混式 。13、塔板上设置出口安定区的目的是 减少液体进入降液管时夹带的泡沫量 。14、填料的特性参数包括：比表面积、孔隙率、填料因子和堆积密度（单位堆积体积内的填料数目） 。15、对于 F1 型重阀，当阀孔动能因数为 A 时泄漏量接近 10%，故取此值作为控制泄漏量的操作负荷下限。 （A.56；B.78 ；C.912）16、板式塔的常见的溢
4、流型式有单溢流、 U 型溢流 、 双溢流 。第 2 页 共 5 页二、简答题（每题 5 分，共 25 分）1、简述原油预处理过程中脱除盐和水的原因答（1）原油中含水的危害： 给原油的输送和储存增加负担。 增加加工过程能耗。 影响蒸馏过程的正常操作。 （2 分）（2）原油中含盐的危害： 水解生成盐酸，腐蚀设备。 沉积在管壁形成盐垢，影响换热器效率和增加原油流动压降。 影响重油的二次加工。 （3 分）鉴于以上原因，原油加工前需在预处理过程中进行脱盐脱水。2、管式加热炉辐射室传热速率方程为 ，)(40)1()0(67.54tgtgcpR TTFAQ说明方程式中各符号的名称及意义。辐射室总传热速率 （
5、1 分）RQ烟气对管排的角系数；是指烟气辐射给管排的能量占烟气总能量的分率（1分） 。冷平面面积，是指管排所占据的全部面积（ ） 。 （1 分）cpA efcpLnSA总辐射交换因素，用于修正模型偏差而引入的修正系数。它与管壁及烟气F的黑度和有效反射面积等有关。 （1 分）烟气温度。 管壁温度。 （1 分）gTtT3、简述管式加热炉辐射室传热计算的罗伯伊万斯假定的主要内容。答：（1）炉膛内烟气充分混合，各处烟气组成与温度均相同且温度等于出辐射室烟气平均温度，将炽热的烟气看成一发热面。 （2 分）（2）将排管看成是一吸热面，管壁温度为管内介质平均温度加上 50。 （1 分）（3）对流给未敷设炉管
6、炉墙的热量等于其散热损失，从辐射角度将炉墙看成一全反射面。 （2 分）4、在烃类的热裂解过程种，一般应加入过热水蒸气作为稀释剂，简述其作用。答：（1） 可有效降低烃的分压，利于裂解反应进行，增加乙烯收率。（2） 水蒸气热容较大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管。（3）与产物容易分离，对裂解气质量无影响，水蒸气便宜易得。（4） 可以抑制原料中的硫对合金钢的反应管的腐蚀作用。（5）水蒸气通过下列反应清除裂解管中的焦碳，实际上起了炉管清焦的作用。第 3 页 共 5 页（6）水蒸汽对金属管表面起一定氧化作用，使金属表面的铁、钼成为氧化物薄膜、减少了铁和钼对烃类气体分解生碳的催化作用 (每
7、个 1 分，答对以上任意 5 个均得满分)5、简述板式塔的不正常操作现象中漏液的原因及危害漏液：部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。(1 分)原因：气速较小时，气体通过阀孔的速度压头小，不足以抵消塔板上液层的重力；气体在塔板上的不均匀分布也是造成漏液的重要原因。 (2 分)后果：导致气液两相在塔板上的接触时间减少，塔板效率下降，严重的漏液使塔板上不能形成液层，气液无法进行传热、传质，塔板将失去其基本功能。 (2 分)三、画图题（共 20 分）1、画出燃料型原油常减压装置流程图，并标明主要设备的名称 （14 分）画出图 10 分，标出主要设备名称 4 分2、画出塔板负荷性
8、能图并标明各线的名称（6 分）1、过量液沫夹带线 2、过量漏液线 3、液泛线（淹塔线） 4、液相流量下限线 5、液相流量上限线（降液管中液体停留时间不足线） OP 线：操作第 4 页 共 5 页线 (画出图给 4 分,标明各线名称给 2分)四、分析题（共 25 分）1、下图是裂解气顺序深冷分离原则流程，请说明各设备的名称及作用，并简述流程。 （共 17 分）1 碱洗塔 用碱洗去裂解气中的酸性气体（1 分）2 干燥器 用干燥剂脱去裂解气中的水（1 分）3 脱甲烷塔 将甲烷和 C1 以上组分分开（1 分）4 脱乙烷塔 将 C2 和 C2 以上组分分开（1 分）5 乙烯塔 将乙烯与乙烷分开（1 分）
9、6 脱丙烷塔 将 C3 和 C3 以上组分分开（1 分）7 脱丁烷塔 将 C4 和 C4 以上组分分开（1 分）8 丙烯塔 将丙烯与丙烷分开（1 分）9 冷箱 将低温设备集中在一起防止散冷（1 分）10 加氢脱炔反应器 将裂解气中的炔通过加氢方法脱去（1 分）11 绿油塔 除去裂解气中的绿油（1 分）12 、 段压缩 压缩裂解气（1 分）13 、段压缩 继续压缩裂解气（1 分）流程叙述：裂解气经过三段压缩后，进入碱洗塔碱洗脱去酸性气体，然后再经两第 5 页 共 5 页段压缩进干燥塔脱水，之后进脱甲烷塔并在冷箱的作用下将甲烷、氢气和碳二以上组分分开，塔底馏分进脱乙烷塔，塔顶出碳二，塔底出碳三及以
10、上馏分，碳二加氢脱炔及脱绿油后进入乙烯塔得到乙烯和乙烷，塔底馏分进入脱丙烷塔，塔顶出碳三馏分，塔底出碳四及以上馏分，碳三馏分加氢脱炔及脱绿油后进入丙烯塔得到丙烯和丙烷，碳四及以上馏分进入脱丁烷塔将碳四和碳五组分分开。 （4 分）2、试由加热炉全炉热效率的定义式出发，分析影响全炉热效率的主要因素，并提出提高全炉热效率的方法。(8 分)答：全炉热效率的定义式为 lLllQq21对没有预热的加热炉，空气与燃料带进的显热很小，一般可以忽略(q 1/Ql 取为 0)。散热损失 qL/Ql 一般由经验选定:对立式炉和圆筒炉约为 0.020.05，烟气带出的热量 q2/Ql 与过剩空气系数和烟气出对流室温度有关，由上式可以看出，在保证燃料完全燃烧和炉墙保温正常的情况下，加热炉热效率的高低，关键取决于排出烟气的温度和流量。 （3 分）排烟温度越低， 越高。但排烟温度不能任意降低，一般设计时，将排烟温度控制在 400左右。烟气流量 WG =B(1+L0+), 由此式可知，减少烟气流量，通常只能通过降低 才能达到, 降低 必须选用合适的火嘴，以保证燃料能充分燃烧。 （2 分）由全炉热效率的定义及影响因素可知，提高加热炉热效率的方法有以下几种方法：降低烟气带走的热量、尽可能降低散热损失、提高空气入炉温度。 （3 分）
