石油炼制工艺学1.doc

1.蒸汽压: 在某温度下，液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态，蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压2.馏程:初馏点到终馏终点这一温度范围称为油品的沸程。3.特性因数:表示烃类和石油馏分化学性质的一个重要参数。4.粘温特性:油品粘度随温度变化的性质称为粘温特性。5.结晶点: 在油品到达浊点温度后继续冷却，出现肉眼观察到的结晶时的最高温度。6.凝固点:试样在规定条件下冷却至液面停止移动时的最高温度。7.冷滤点:在规定条件下20毫升试样开始不能通过过滤器时的最高温度。8.闪点:油品在规定条件下加热，蒸发的油蒸气与空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度9.自燃点:将油品隔绝空气加热到一定的温度后与空气接触，无需引火即可自然，发生自燃的最低温度.10.催化裂化: 是使重质馏分油或重油、渣油在催化剂存在下，在温度为460530和压力为0.10.3Mpa条件下, 经过以裂解为主的一系列化学反应, 转化成气体、汽油、柴油以及焦炭等的过程。11. 催化碳 :烃类在催化剂活性中心反应生成的焦炭12.固体流态化;细小的固体颗粒被运动着的流体携带, 使之形成象流体一样能自由流动的状态。 13. 沟流：在大型流化床中，气泡在床层中最初就没有沿整个床的截面均匀分布，而是聚集成几条沟渠，沿捷径上升，大量流体没有与粒子很好接触，使床层其他部位仍处于固定床阶段，这种气流在床层中严重短路的现象。14. 腾涌：颗粒层被气泡象推动活塞那样运动，当大气泡到达床层上部时崩裂，颗粒聚然散落，这种现象称为腾涌15.临界流化速度:，表示流化床形成的难易程度，临界流化速度越小，固粒易流化，是由固粒和流体的性质共同决定的 6.某反应器顶部标高26446mm，压力为550mmHg，底部标高16465mm，压力为635mmHg，求反应器床层密度。若反应器直径为6.4m，问床层催化剂藏量为多少?6二、思考题 1.什么是“三烯”、“三苯”、“三大合成”？三烯:乙烯,丙烯,丁二烯 三苯:苯,甲苯,二甲苯 三大合成:合成纤维,合成橡胶,合成塑料和合洗涤剂2.简述石油的一般性状。石油从外观看来是一种暗色的,从褐色以至黑色的流动和半流动的粘稠液体。石油的相对密度大约在 0.8至0.98间, 一般都小于 1.0 。石油组成相当复杂,有分子量很小的气态烃,也有分子量大1500至 2000的烃类。3.简述石油的元素组成、化学组成。（烃类组成、非烃类）（非烃类化合物：分类、危害）石油主要由 C、H 、S 、N 、O等元素组成, 其中C占8387,H占1114 。石油中还含有多种微量元素, 其中金属量元素有 钒、镍、铁、铜、钙等，非金属元素有 氯、硅、磷、砷等。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、含氮、含氧化合物以及胶质、沥青质。非烃类的危害:影响产品的质量;腐蚀设备;污染环境;污染催化剂。4.油品的粘温特性及其表示方法。油品粘温特性表示方法:(1)粘度比: V50/V100粘度比越小, 油品粘度随温度变化越小, 粘温性质越好。(2)粘度指数: 粘度指数越高,油品粘度随温度变化越小,粘温性质越好。5.油品失去流动性的原因是什么？粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品, 温度降低时粘度增加很快, 当粘度增加到某个程度时, 油品变成无定型的粘稠的玻璃状物质而失去流动性。构造凝固：含蜡油品, 当温度逐渐下降时, 蜡逐渐结晶析出形成网状结构, 将液体油品包在其中, 使油品失去流动性。9.试简述车用汽油规格指标中为什么要控制蒸汽压及10%、50%、90%和干点温度。10%馏出温度其高低反映了汽油中轻组分的多少,用来保证具有良好的启动性。50%馏出温度大小反映汽油的平均汽化性；用来保证汽车的发动机加速性能、最大功率及爬坡能力。90%馏出温度反映了汽油中重组分含量的多少。干点（终馏点）反映了汽油中最重组分的程度。用来控制汽油的蒸发完全性及燃烧完全性。蒸气压的大小表明汽油蒸发性的高低。用来控制车用汽油不至于产生气阻。7.简述汽油发动机/柴油发动机的工作过程。进气压缩燃烧膨胀排气。8.汽油机产生爆震的原因。压缩比与汽油质量不相适应, 压缩比太大, 压力和温度过高, 形成很多过氧化物; 燃料易氧化, 过氧化物不易分解, 自燃点低; 在压缩过程中，温度接近、达到或超过汽油的自燃点。10.为什么要限制喷气燃料（航空煤油）中的芳烃含量？芳烃燃速慢、易生炭、安定性不好、水溶解度高(易吸水)，不是航煤的理想组分。6.请总结归纳：1)温度对蒸气压、相对密度、粘度、比热、蒸发潜热、热焓有何影响？TP,d,粘度，比热，热焓2) 化学组成对相对密度、粘度、凝点、闪点、自燃点、苯胺点、比热、蒸发潜热、热焓有何影响？同碳数各种烃类相对密度: 芳烃环烷烃烷烃 ；粘度：环烷烃芳烃异构烷烃正构烷烃；凝点：自燃点:烷烃环烷烃环烷烃芳烃；蒸发潜热：烷烃与环烷烃相近，芳香烃稍高；热焓：烷烃芳烃3)馏分组成对蒸气压、相对密度、粘度、凝点、闪点、自燃点、比热、蒸发潜热、热焓有何影响？ 油品越轻蒸气压越大；油品越重，密度越大；馏分越重，粘度越大；轻组分闪点和燃点低, 自燃点高；同一类烃，分子量大则苯胺点高，但变化幅度不大；烃类的质量比热随相对分子质量升高而增大；油品越重，汽化热越小；热焓：轻馏分重馏分11.评定汽油安定性的指标有哪些？诱导期：在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态所经历的时间周期。实际胶质：在规定条件下测得的发动机燃料的蒸发残留物。12.柴油的十六烷值是否越高越好？十六烷值不是越高越好.使用十六烷值过高的柴油会形成黑烟，燃料消耗增加，因为燃料的着火滞燃期太短，自然时未与空气混合均匀，使燃料燃烧不完全，部分烃类热分解成带碳粒黑烟，十六烷值过高还会减少燃料的来源。14. 试比较汽油机和柴油机工作原理的相同点和不同点，并从燃料的角度说明其产生爆震的原因及理想组分是什么。不同点：前者靠点火燃烧，后者靠自燃发火。从燃料的角度看，对汽油的要求是自燃点要高，对柴油的自燃点要低。当柴油的自燃点过高时，会造成滞燃期过长，产生爆震，这种情况发生在燃烧阶段的初期；而汽油机的爆震则是由于汽油的自燃点过低而引起的，这种情况并不发生在燃烧阶段的初期，而是出现在火焰的传播过程中。柴油的理想组成:烷烃, 环烷烃. 汽油的理想组分: 异构烷烃。15.为什么汽油机的压缩比不能设计太高，而柴油机的压缩比可以设计很高？汽油机的压缩比功率, 能耗 。压缩比发生爆震,功率,能耗.柴油机的压缩比高,柴油机压缩的是空气，压缩比设计不受燃料油性质的影响，可比汽油机高出许多。16.汽油、轻柴油的商品牌号分别依据什么划分？我国车用汽油牌号用研究法辛烷值高低划分。轻柴油牌号以凝点高低来划分17. 将大庆原油和胜利原油分类,并初步评价这两种原油所产汽油、柴油和润滑油的性质。(1)大庆原油属低硫石蜡基原油.主要特点是含蜡量高、凝点高、沥青质含量低、重金属含量低、硫含量低。直馏汽油馏分含量较少，辛烷值低:;直馏柴油的十六烷值高。350500馏分是生产润滑油的良好原料。减压渣油沥青质和胶质少而蜡含量较高，难以生产高质量沥青产品，可生产残渣润滑油。(2)胜利原油属于含硫中间基原油。主要特点是密度较大、含硫较多、胶质沥青质含量较多。直馏汽油馏分含量较少，辛烷值高。直馏柴油的柴油指数较高、凝点不高。减压馏分油生产润滑油不够理想。减压渣油不宜生产润滑油，可生产沥青产品18.原油评价的内容有几种类型石油加工原油评价、油田原油评价、商品原油评价原油含盐、含水的危害有哪些？增加能量消耗干扰蒸馏塔的平稳操作腐蚀设备 影响二次加工原料的质量 精馏过程的实质是什么？是不平衡的气液两相，经热交换，气相多次部分冷凝与液相多次部分汽化相结合的过程，使气相中轻组分和液相中重组分都得到提浓，最后达到预期的分离效果。19. 为了使精馏过程能够进行，必须具备什么条件？前提;(1)温度梯度;(2)浓度梯度;条件;(1)塔内必须有塔板或填料，提供汽液相充分接触的场所。(2)塔内提供气、液相回流，保证精馏过程传热、传质。22.回流的作用是什么？提供塔板上的液相回流, 造成汽液两相充分接触, 达到传质、 传热的目的;取出塔内多余的热量, 维持全塔热平衡, 利于控制产品质量。23.什么是“一脱三注”？画出“一脱三注”的位置图。(1).原油电脱盐脱水(2).塔顶馏出线注氨(3).塔顶馏出线注缓蚀剂(4).塔顶馏出线注碱性水24.试简述开设初馏塔的好处。（我国主要原油的轻组分含量并不高，为什么有的常减压蒸馏装置还要设置初馏塔？）(1)降低管路阻力, 原油泵出口压降下降; (2)平稳主常压塔操作;(3)减轻主常压塔的设备腐蚀(H2O, H2S, HCl.在初馏塔蒸出);(4)减轻常压塔、常压炉负荷(减压塔、减压炉负荷没有减轻)。(5)得到含砷量低的重整原料(200PPb) 缺点: 流程复杂, 投资增加, 操作费增加。25.试简述开设中段循环回流的优缺点。优点：使塔内气液相负荷沿塔高分布均匀。缺点：中段循环回流上方塔板上的回流比相应降低，使塔板效率下降，中段循环回流的出入口见要增设换热塔板使塔板数和塔高增大；使工艺流程变复杂。26.试写出催化裂化的主要原料和产品?原料：馏分油（直馏减压馏分油，焦化蜡油）和渣油（减压渣油，脱沥青油，常压渣油）产品：气体（H2、H2S和C1C4等组分）、液体（汽油，柴油，重柴油(回炼油) 油浆） 和焦炭27.简述催化裂化的化学反应的种类。A分解反应、B异构化反应：分子量不变只改变分子结构称异构化反应. (1)骨架异构;(2)双键位移异(3)几何异构构;C.氢转移反应：某烃分子上的氢脱下加到另一烯烃分子上使之饱和的反应称为氢转移反应.D芳构化反应E.叠合反应：烯烃与烯烃合成大分子烯烃, 最终生焦炭.F烷基化反应28.催化裂化装置由哪几系统组成？各个系统的作用是什么? 反应-再生系统;再生器主要作用:烧去待生剂上的焦炭以恢复催化剂活性，同时提供反应所需热量。分馏系统,作用将反应产物分离为: 富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油、油浆。吸收-稳定系统:作用：将富气分离为干气、液化气, 将粗汽油稳定为稳定汽油.再生烟气能量回收系统:高温烟气经高效三级旋风分离器分出其中催化剂, 使粉尘含量降到0.2g/m3以下.29.催化裂化分馏塔的工艺特点是什么？分馏塔下部有脱过热段。进料是带有催化剂粉未的460以上的过热油气; 塔下部设脱过热段, 达到洗涤催化剂粉未和脱过热的作用.产品容易分离；全塔过剩热多。设四个循环回流。塔顶冷回流只作备用手段, 主要靠顶循环回流取走热量, 原因:a、油气中含有较多的不凝气, 影响传热和增加塔顶至气压机的压力降;b、顶循环回流温度较高, 传热温差较大.尽量减小分馏塔系统压降，提高气压机入口压力。30.说明旋风分离器气固分离的原理。入口线速20m/s左右, 气流高速旋转使所夹带的催化剂颗粒产生离心力, 甩向器壁而与气体分开.31.双动滑阀起什么作用?控制再生器压力或再生器与反应器的压差，以保持两器平衡。32.从馏分油催化裂化平行顺序反应方面简述反应深度对汽油产率的影响。汽油的产率在开始一段时间内增大，但经过一最高点后则下降，因为达到一定的反应深度后，再加深反应，汽油就进一步分解成更轻馏分（气体）的速率高于汽油的生成速率。33.写出催化裂化的“两器”，“三机”，“两阀”的名称。两器：再生器，反应器。三机：主风机，压气机，烟气轮机。两阀：单动滑阀，双动滑阀。34.催化剂最大颗粒的带出速度约为0.59m/s, 而某催化裂化再生器密相流化床的气体线速度为1.2m/s, 试解释为什么还能维持正常操作?聚式流化的颗粒不是单个运动，面是成团运动；气体大部分是以气泡形式通过，粒子相中气体速度并不高；带出的粒子在稀相段重力沉降和旋风分离又回到密相床层。 35.与常规的馏分油催化裂化相比，掺炼减压渣油的重油催化裂化在原料性质上有何特点？这些特点可能导致什么后果？应采取哪些相应的措施加以解决？原料油特点: S、O、N化合物含量高，粘度大，密度大,沸点高，残炭值高，重金属含量高渣油催化裂化特点焦炭产率高.再生器烧焦负荷很大；装置热量过剩。金属污染催化剂严重. 干气、氢气产率增大；催化剂耗量大。产品含硫含氮量高措施:选择适合渣油催化裂化的催化剂采用合理的操作条件和相应的技术措施加强原料油的雾化和气化；增加提升管水蒸汽用量；高温短接触时间反应；反应产物与催化剂快速分离；排油浆；再生器取热。一次反应后即将产物分馏。然后把反应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，所以催化裂化有循环裂化。36.根据石油馏份催化裂化的反应特点说明催化裂化为什么有选择性裂化和循环裂化？芳香基原料油、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，所以选择合适的反应合适的反应条件，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，这是选择性裂化的原理。催化裂化有二次反应，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，应限制原料转化率不要太高，使原料在37.操作温度如何影响催化裂化的产品质量和产品分布？当提高反应温度时，由于分解反应（产生烯烃）和芳构化反应的反应的反应速率常数比氢转移反应的大，因而前两类反应的速率提高得快，于是汽油的烯烃和芳烃含量有所增加，烷烃含量降低，汽油的辛烷值提高，柴油的十六烷值降低，残炭值和汽、柴油的胶质含量增加。38.重油轻质化的途径?催化裂化41.为什么催化裂化气体中C3、C4多, 而热裂化气体中C1、C2多?由于正碳离子分解时不生成比C3、C4更小的正弹离子，因此催化裂化气中含C1、C2小；13.为何不能将柴油兑入汽油中作车用汽油使用？同时也不能将汽油兑在轻柴油中使用？42. 试比较热裂化、催化裂化产品的特点三、作图题 1.绘出燃料润滑油型炼厂常减压蒸馏装置的工艺原则流程图，