西南石油大学石油炼制工程考试题.doc

20092010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：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；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；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；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： 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） 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） 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= 3750005%=18750 kg/h; （0.5分）煤油= 3750007.5%=28125 kg/h;（0.5分） 轻柴油= 3750007.5%=28125 kg/h; （1分） 重柴油= 37500010%=37500 kg/h; （1分） 塔底重油的流量=375000-18750-28125-28125-37500=262500 kg/h. （1分） (2) L3=37500030%-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=262500 kg/h （1分） V1=2625002% =5250 (kg/h)（1分） V2=18750+28125+28125+37500+5250=117750 (kg/h)（1分） 一、基本概念 1、 过汽化率； 2、 原油评价 3、 芳烃潜含量 4、 催化裂化催化剂的微反活性、平衡剂活性 5、 污染指数 6、 “一脱四注 一脱四注” 一脱四注 7、 实沸点蒸馏 8、 二、填空 1、 根据目的产品的不同，原油加工方案可以分为（ ）（ 、 ）和（ ） 三种基本类型。 2、 催化裂化工艺主要由 1 、2 和3 三部 分组成。 3、 重整催化剂的失活原因 1 重整催化剂的失活原因 、 2 、 3 和 4 4、 工业催化裂化所产生的焦炭可认为包括四类焦炭 ： 1 、 2 、3 和4 三、单项选择题 1、减压塔顶一般采用：、循环回流 2、压塔设置中段循环回流 、为了提高分馏精度 、为了减少回流热 、为了改善汽液相负荷 、分馏效果不好 、等于 、冷回流 、二级冷凝冷却 5、 塔的分馏精度出现脱空是：、分馏效果好 4、常压塔底温度：、高于进料段温度 进料段温度。 、低于进料段温度 5、为了提高减压塔拔出率：、不断提高进料温度 度 、提高塔的真空度。 、提高塔的分离精 6、润滑油型减压塔和燃料型减压塔：、气液相负荷分布是一样。、塔 的分离要求不一样。、塔板数是一样的 三、判断正确 （在正确的答案题号打“”错误的打“” ） 1、催化重整只能生产高辛烷值汽油。 2、催化重整汽油的安定性不好。 3、催化重整不能副产氢气。 4、常压塔顶一般采用塔顶冷回流。 5、常压塔侧线柴油汽提塔的作用是提高侧线产品的收率。 6、相邻组分分离精确度高则两个组分之间有重叠。 7、加热炉出口的温度小于进料段的温度。 8、减压塔采用塔顶循环回流是为了提高真空度。 9、 提升管反应器是固定床。 10、 催化裂化分馏塔脱过热段的作用是把过热油气变成饱和油气。 轻柴油的十六烷值越高越好。 催化重整只能生产高辛烷值汽油。 减压塔采用塔顶循环回流是为了提高真空度。 催化裂化分馏塔脱过热段的作用是取走回流热。 11、 12、 13、 14、 四、回答问题 1、为什么说石油蒸馏塔是复合塔？ 2、为什么石油蒸馏塔采取中段循环回流？ 3、绘图说明石油精馏塔汽液分布规律（无中段回馏、有中段回流）？ 4、为什么一般石油蒸馏塔的塔底温度比汽化段温度低？ 5、大庆原油的典型加工流程是什么（流程简图，并简单说明）？ 6、胜利原油的典型加工流程是什么（流程简图）？ 7、催化裂化催化剂的活性过高有什么不好？怎样控制催化剂的活性？ 催化剂的活性过高有什么不好？怎样控制催化剂的活性？ 催化剂的活性过高有什么不好 催化剂的活性 8、采用初馏塔的好处 9、常压塔顶循环回流的优缺点、中段循环回流的优缺点 常压塔顶循环回流的优缺点、 塔顶循环回流的优缺点 10、常减压蒸馏主要操作条件、催化裂化工艺的主要操作条件、 10、常减压蒸馏主要操作条件、催化裂化工艺的主要操作条件、催化重整 的主要操作条件。 的主要操作条件。 11、炼油厂的生产装置、辅助装置。 11、 炼油厂的生产装置、 辅助装置。 12、 12、原油的分类 五、论述题 1、原油常减压蒸馏三段汽化流程中设初馏塔的目的作用？ 2、实现“干式”减压蒸馏的技术措施？ 3、干式减压蒸馏比湿式减压蒸馏有什么好处？ 4、为什么减压塔底、塔顶采用缩径？ 催化裂化： 催化裂化： 1. 举例写出烃类催化裂化主要化学反应方程式。 分别写出裂化、氢转移、异构化、芳构化、 分别写出裂化、氢转移、异构化、芳构化、生焦反应 2. 为什么说催化裂化反应深度对产品分布有重要影响？ 答案： 反应同时存在平行和顺序反应， 答案：因为 FCC 反应同时存在平行和顺序反应，延长反应时间或者提高反 应温度，都能够大大提高顺序反应发生的几率，使目的产物轻油继续向生焦 应温度，都能够大大提高顺序反应发生的几率，使目的产物 轻油继续向生焦 和生成气体的方向发展，所以 和生成气体的方向发展，所以反应深度对产品分布有重要影响。 3. 根据催化裂化反应机理分析产品分布、产品特点及催化剂酸碱性。 答案：目前比较公认的反应机理是正碳离子机理，碳三、 答案：目前比较公认的反应机理是正碳离子机理，碳三、碳四是最小的正 碳离子， 还给催化剂后，本身形成烯烃，所以液化气产物中烯烃含量高； 碳离子，将 H+还给催化剂后，本身形成烯烃，所以液化气产物中烯烃含量高； 产物中碳一、碳二含量少；由于正碳离子的稳定性顺序 碳离子的稳定性顺序： 产物中碳一、碳二含量少；由于正碳离子的稳定性顺序：叔仲伯，所以产 物中异构烃含量高，导致汽油辛烷值高； 物中异构烃含量高，导致汽油辛烷值高；正碳离子是由于原料中烯烃或芳烃与 催化剂的酸中心反应形成，所以裂化催化剂呈酸性。 催化剂的酸中心反应形成，所以裂化催化剂呈酸性。 4. 分析渣油 FCC 对过程的影响原因。 答案：渣油原料特点是：分子量大、残碳高、重金属、S、N 含量高、含多 答案：渣油原料特点是：分子量大、残碳高、重金属、 、 含量高、 固反应； 环、稠环芳烃及胶质、沥青质；属汽-液-固反应；大分子难以进入分子筛微孔反 稠环芳烃及胶质、沥青质；属汽 液 固反应 应。 导致焦炭产率上升、再生器烧焦负荷增大；氢气量高、 导致焦炭产率上升、再生器烧焦负荷增大；氢气量高、压缩机中气体密度 下降，流量上升，操作不正常；轻油收率下降； 下降，流量上升，操作不正常；轻油收率下降；产品 S、N 含量高，质量不合格， 、 含量高，质量不合格， 污染环境。 污染环境。 催化重整： 催化重整： 1.写出催化重整定义 答案：以轻质正构烷及环烷烃为原料，在催化剂作用下， 答案：以轻质正构烷及环烷烃为原料，在催化剂作用下，对烃分子结构重 新排列，使之转化为异构烃及芳烃的过程。 新排列，使之转化为异构烃及芳烃的过程。 2.分析重整催化剂组成及各组成的作用 答案：金属（ 、卤素 载体上。 答案：金属（0.1-0.7%） 卤素 ） 卤素(0.4-1.0%)分散在 rAl2O3 载体上。金属活 、 分散在 性中心：脱氢；酸性活性中心：异构化、加氢裂化；双金属催化剂 铂 铼 铂 锡 性中心：脱氢；酸性活性中心：异构化、加氢裂化；双金属催化剂:铂-铼,铂-锡, 强化脱氢环化、提高催化剂热稳定性。 强化脱氢环化、提高催化剂热稳定性。 3.分析重整原料馏程要求 答案： ）以生产高辛烷值汽油为目的： （ 答案： 1）以生产高辛烷值汽油为目的：80180。80以前馏分本身辛 烷值高，无需重整；180以后馏分有结焦倾向。 烷值高，无需重整； 以后馏分有结焦倾向。 烃为目的： （2） 以生产芳烃为目的：60145。碳六沸点为 60-80；二甲苯沸点 ） 以生产芳烃为目的 120-145。 （3）同时生产汽油和芳烃：60180 ）同时生产汽油和芳烃： 4、重整反应的类型 、 计算题 1、石油蒸馏曲线的换算 、 2、提升管反应器工艺计算、反应热计算 、提升管反应器工艺计算、 3、重整总物料平衡和芳厅转化率计算 、 4、重整反应器的理论温降计算 、 5、轴向反应器计算 、第二章 思考题1. 为什么H/C原子比可以作为表征石油化学组成的一个基本参数？2. 按照馏分组成，石油可以分为哪几个馏分？各个馏分分别有什么用途？3. 石油的烃类组成有哪几种表示方法？各自的含 义是什么？4. 不同类型的石油，其烃族组成与结构族组成有何规律？5. 石油中的含硫化合物主要有哪些？它们各自有何特点？6. 石油中的含硫、含氮、含氧化合物以及微量金属元素对石油加工过程有何危害？7. 判断陆相成油与海相成油的标准是什么？陆相与海相形成的石油从组成上各自有什么特点？8. 胶质与沥青质各自的结构特征是什么？第三章 思考题1. 石油的恩氏蒸馏曲线与实沸点蒸馏曲线有何差别？2. 石油的平均沸点有哪几种表示方法？3. 石油馏分的分子量分布有何规律？4. 烃类的相对密度与其化学结构有何关系？5. 烃类分子的折射率与其化学结构之间有何关系？6. 烃类的粘度与其化学组成结构的有何关系7. 粘度与温度之间有什么关系？粘温性质的表示方法是什么？8. 表示石油及其产品低温流动性的质量指标是什么？9. 石油产品的粘温凝固与构造凝固之间有何差别？10. 石油产品的闪点、燃点以及自燃点之间有何关系？第四章 思考题1、 石油产品可以分为哪几大类？2、 简述汽油机、柴油机的工作过程，它们有什么本质区别？3、 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？4、 什么是辛烷值？其测定方法有几种？提高辛烷值的方法有那些？5、 车用汽油的主要质量指标有那些？它们的使用意义是什么？6、 反映航空汽油的抗爆性用什么指标？航空汽油的组成有那些、理想组分是什么？7、 反映航空汽油燃烧性能优劣的二项质量指标是什么？各有何实用意义？8、 为什么航空汽油的芳烃含量要加以控制？9、 什么是十六烷值？提高十六烷值的方法是什么？10、 为什么含烷烃多的馏分是轻柴油的良好组分？但为什么在柴油中又要含有适量的芳烃？11、 轻柴油的十六烷值是否越高越好？为什么？12、 为什么对轻柴油的馏程要有一定的要求？13、 汽油、轻柴油、重质燃料油、石蜡、地蜡、沥青的商品牌号分别依据哪种质量指标来划分？第五章 1、 原油分类的目的是什么？分类的方法有哪些？2、 原油评价的目的是什么？评价的类型有几种？3、 原油综合评价包括哪些内容？4、 什么是实沸点蒸馏及平衡蒸发？5、 什么是原油的性质曲线？它有什么特性？它是如何绘制的？有何用途？6、 胜利原油轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下：馏出体积，%初馏点1030507090终馏点馏出温度，239261.8271.5279.2289.1303.9314.3换算为平衡汽化数据7、什么叫特性因数分类法？ 8、什么叫石蜡基原油？ 9、什么叫中间基原油？ 10、什么叫环烷基原油？ 11、什么叫关键馏分特性分类法？第6章1、大庆原油的特性及其加工流程（1）大庆原油属于什么原油？ （2）大庆原油的一次加工产品有什么特点？ （3）大庆原油是什么石油产品的理想原料？ （4）大庆原油的典型加工流程是什么？2、胜利原油评价及其加工流程（1）胜利原油属于什么原油？ （2）胜利原油的一次加工产品有什么特点？ （3）胜利原油的典型加工流程是什么？ （4）孤岛原油有什么特点？ （5）单家寺原油有什么特点？第7章 石油蒸馏1、什么叫恩氏蒸馏、什么是恩氏蒸馏曲线？ 2、什么是实沸点蒸馏曲线？ 3、什么是平衡汽化曲线？ 4、三种曲线有什么关系、有什么特点？ 5、把表7-13中的恩氏蒸馏曲线进行换算。（1）汽油恩氏蒸馏曲线换算为常压实沸点蒸馏曲线；（2）煤油恩氏蒸馏曲线换算为常压平衡汽化曲线；（3）轻柴油恩氏蒸馏曲线换算为10mmHg下的实沸点蒸馏曲线；（4）重柴油恩氏蒸馏曲线换算为10mmHg下的平衡汽化曲线。6、为什么在蒸馏的过程要通入水蒸气？7、原油进入常压塔前经过那些预处理过程？ 8、减压塔的进料温度是多少？为什么要限制？9、为什么常压塔设汽提段、侧线设汽提塔、塔底不设重沸器？10、如何判断分馏精确度？ 11、如何确定分馏的切割点？12、常压塔的汽相负荷是怎么样变化的？ 13、常压塔的液相负荷是怎么样变化的？ 14、什么是塔顶二级冷凝冷却？ 15、什么是中段回流？它的作用是什么？ 16、常压塔的操作压力是怎样确定的？ 17、常压炉出口温度为什么有一定的限制？ 18、原油为什么要进行减压蒸馏？ 19、减压塔的工艺特征有那些？ 20、为什么减压塔底、塔顶采用缩径？ 21、为什么减压塔的底座较高？ 22、润滑油型减压塔有什么工艺特征？ 23、燃料型减压塔有什么工艺特征？24、抽真空系统的作用是什么？ 25、减压塔采用水蒸气汽提的不利因素有哪些？ 26、干式减压比湿式减压有什么好处？27、催化裂化分馏塔有那些工艺特点？为什么要求分馏塔底不能高于3700C？28、原油蒸馏为什么要换热？ 29、什么叫低温位热源？ 30、低温热源利用的困难是什么？第8章 热转化1. 为什么要对石油进行二次加工？2. 石油二次加工的主要工艺过程有哪些？3. 不同的烃类热转化反应有什么差别？4. 烃类的热解反应主要遵循何种反应历程？每种反应历程的主要反应是什么？5. 烃类单独存在与烃类混合物热解的反应动力学特征是什么？6. 简述高温裂解原料、主要目的、主要操作条件以及目的产物的主要用途。7. 原料的馏分组成与化学组成对高温裂解产物有何影响，并说明高温裂解原料的理想组分是什么？8. 反应温度、反应时间与反应压力对高温裂解的反应产物分布有何影响？9. 简述减粘裂化主要目的、主要操作条件、原料以及主要目的产物及其用途。10. 渣油的减粘裂化反应与高温裂解反应有何不同？11. 在渣油减粘裂化过程渣油中，其饱和分、芳香分、胶质与沥青质是如何变化的？并进一步阐述渣油胶体体系在反应过程中的变化规律。12. 简述反应温度、反应时间以及反应压力对减粘裂化反应产物分布的影响。13. 延迟焦化的主要目的及其产物是什么？其产物性质有何特点？14. 延迟焦化工艺与减粘裂化工艺的反应特点有什么不同？15. 简述原料性质、反应温度、反应压力、循环比对延迟焦化产物分布及其性质的影响。16. 渣油的四组分对生成石油焦炭的贡献分别是怎样的？17. 简述石油焦炭的形成过程 。第9章 催化裂化1. 简述催化裂化工艺技术的发展历程，催化裂化与热裂化技术相比具有哪些特点？2. 提升管催化裂化工艺流程中包括哪几个部分？每个部分的主要作用是什么？3. 简述催化裂化工艺过程的主要原料及其目的产物。4. 催化裂化遵循的反应历程是什么？为什么5. 正碳离子的反应包括哪几类，分别举例说明之。6. 各族烃类在催化裂化催化剂的作用下，主要发生哪些反应，产物分别是什么？7. FCC与RFCC在催化剂上的反应有何差别，主要经历哪些步骤？8. 不同的烃类在催化剂的本征反应能力与在其表面的吸附能力有什么差别？9. 沸石分子筛催化剂的化学组成、类型及每种类型的晶体结构。10. 催化裂化催化剂具有哪些性能？每种性能具有什么特点？11. 催化裂化催化剂的助剂主要有哪几种，各有何种作用？12. 原料的烃类组成、含氮、硫以及金属化合物对催化裂化反应有何影响？13. 装置的操作条件如反应温度、时间、压力以及剂油比对催化裂化反应有何影响？14. RFCC的原料、产物组成、操作条件、催化剂类型与FCC相比有何特点？第10章 催化重整1. 催化重整的原料及其目的产物是什么？2. 催化重整工艺可分为哪几种类型？每种工艺流程的主要包括哪几个部分？3. 催化重整的主反应与副反应分别是什么？它们各自对产物的辛烷值有何贡献？4. 催化重整催化剂的主要有哪两种特性？为什么要求有这样的特性？5. 在催化重整催化剂活性中心发生的反应分别是什么？6. 重整催化剂第一金属组分与第二金属组分分别是什么？它们之间有什么关系？为什么要添加第二金属组分？7. 载体在重整催化剂中起什么作用？其主要类型是什么？有什么特性？8. 为什么要用卤素对载体进行改性？9. 是什么原因导致催化重整催化剂失活？致使催化剂永久性中毒和暂时性中毒的物质有哪些？10. 简述催化重整催化剂的再生过程。11. 烃类组成对催化重整反应有何影响？如何表征催化重整原料的化学组成？12. 反应条件是如何影响催化重整反应的？第11章 催化加氢1. 目前炼厂的加氢过程主要有哪几种类型？它们各自的主要目的是什么？2. 在我国大力发展催化加氢过程有什么特殊的意义？3. 加氢脱硫与加氢脱氮反应的主要特点是什么？分别举例说明之。4. 分别阐述加氢脱硫与加氢脱氮反应热力学的特点。5. 分别阐述加氢脱流与加氢脱氮反应动力学的特点。6. 分别说明加氢脱氧、加氢脱金属以及不饱和烃的加氢的主要特点。7. 加氢精制催化剂的主要活性组分和载体分别是什么，各自有什么作用？8. 加氢精制与加氢裂化催化剂为什么要预硫化？常用什么样的硫化剂？硫化条件对于催化剂的预硫化有何影响？9. 加氢精制催化剂为什么会失活？失活后的催化剂如何处理？10. 反应压力、温度以及空速和氢油比对加氢精制的反应有何影响？11. 加氢精制催化剂与加氢裂化催化剂有什么差别？12. 加氢裂化工艺流程可分为哪几个部分，每个部分有什么作用？13. 加氢裂化过程的产物有什么特点？14. 加氢裂化的反应类型与加氢精制的反应有何异同点？15. 加氢裂化原料、反应条件对加氢裂化反应过程有什么影响？16. 润滑油的加氢处理与加氢补充精制有什么差别？17. 柴油与润滑油临氢降凝有什么意义？18. 与馏分油加氢裂化相比，渣油加氢工艺有什么特点？19. 目前已经或正在开发的重油加氢工艺有哪几种类型？它们各自有什么特点？20. 目前炼油厂加氢过程的氢气主要来源有哪几种途径？21. 简述烃类水蒸汽转化法制取氢气的原理及其主要影响因素。22. 如何提高水蒸汽转化气中的氢气纯度？第12章 高辛烷值汽油组分的制取1. 目前提高汽油辛烷值的主要手段有哪些？每种手段各自有何优缺点？2. 我国车用汽油的构成与美国相比有什么特点，高辛烷值汽油调和组分的生产在我国有什么特殊意义？3. 催化烷基化与催化醚化的产物为什么可以作为高辛烷值汽油调和组分？4. 催化烷基化的主要反应有哪些？它们遵循何种反应历程？5. 催化烷基化的副反应有哪些，对于烷基化产物质量分别有何影响？6. 原料组成对催化烷基化反应有何影响？7. 催化烷基化可分为哪几种类型，各自在工艺流程上有什么特点？8. 影响硫酸烷基化的主要因素有哪些？分别说明之。9. MTBE的合成原理是什么？采用的是哪种类型的催化剂，遵循何种反应机理？用反应式表示之。10. 催化异构化的主要目的、所采用的原料以及常用的催化剂分别是什么？11. 催化异构化、催化烷基化以及催化醚化的催化剂各自有什么特点？12. 反应条件对催化醚化和催化异构化反应各自有什么影响？13. 催化叠合分为哪几种类型，其主要目的是什么？第二章 1. 我国主要油区原油的相对密度在 0.850.95 之间， 凝点及蜡含量 较高，庚烷沥青质含量较低，属偏重的常规原油。 2. 石油的组成主要的元素是碳和氢，占 96%99%，其中碳占 83% 87%， 氢占 11%14%。 其余的硫、 氧和微量元素总含量不超过 1% 氮、 4%。 3. C16 以上的正构烷烃以及某些大相对分子质量的异构烷烃、环烷 烃、芳烃，一般多以溶解状态存在于石油中，当温度降低时就会有一 部分结晶析出，称之为蜡。按其结晶形状及来源不同，蜡又分为石蜡 和微晶蜡。石蜡是从柴油及减压馏分油中分离出来的，晶形较大并呈 板状;微晶蜡从减压渣油中分离出来的，晶形呈细微状，也称地蜡。 4. 环烷烃在石油馏分中的含量一般随馏分沸点的升高而增多，但在 沸点较高的润滑油馏分中，由于芳烃含量的增多，环烷烃含量逐渐减 少。 （有些多环芳烃具有荧光效果） 。 5. 石油中的非烃化合物？ 答： （1）含硫化合物 （2）含氮化合物 （3）含氧化合物 （4） 胶状-沥青状物质 沥青状物质是结构复杂、组成不明的高分子化合物的复杂混合 物。 一般把石油中不溶于低分子（C5C7）正构烷烃，但溶于热苯的 物质称为沥青质。 胶质主要是稠环类结构如芳环、芳环-环烷环及芳环-环烷环-杂 环结构。 6. 减压渣油石原油中沸点最高、平均相对分子质量最大、杂原子含 量最多和结构最为复杂的部分。 7. 在一定温度下，液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力称为饱 和蒸汽压，简称蒸汽压。 纯烃的饱和蒸汽压是温度函数，随温度的升高而增大。同一温度 下，不同烃类具有不同的蒸汽压。 8. 石油馏分是一个沸点连续的多组分混合物，没有恒定的沸点，只 有一个沸腾温度范围。 在外压一定时， 石油馏分的沸点范围称为沸程。 从初溜点到终溜点这一温度范围，叫做馏程。 9. 分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别; 芳烃环烷烃烷烃 烯烃的稍大于烷烃的；正构烷烃、正构-烯烃和正烷基环己烷，其 1 相对密度随碳原子数的增多而增大。正烷基苯则不然，他们的相对密 度随碳原子数的增大而减小，这是由于烷基侧链碳原子数增多，苯环 在分子结构中所占的比重下降所致。 10.当流体在外力作用下流动时，相邻两层流体分子间存在的内摩擦 力将阻滞流体的流动，这种特性称为流体的黏性，衡量粘性大小的物 理量称为黏度。 当分子质量相近时，具有环状结构烃类的黏度大于链状结构，而 烃类分子中的环数越多黏度越大；环数相同时，侧链越长黏度越大。 油品黏度随温度变化的性质称为黏温特性。 11.含蜡量少的油品，当温度降低时黏度迅速增加，最后因黏度过高 而失去流动性，这种情况称为黏温凝固。 12.对含蜡较多的油品，当温度逐渐降低时，蜡就逐渐结晶析出，蜡 晶体互相连接成网状骨架，将液体状态的油品包在其中，使油品失去 流动性，这种情况称为构造凝固。 13.浊点：试油在规定的实验条件下冷却，开始出现微石蜡结晶或冰 晶而使油品变浑浊时的最高温度。 结晶点：在油品到达浊点温度后继续冷却，出现肉眼观察到结晶 时的最高温度。 冰点：试油在规定的试验条件下冷却下出现结晶后，再使其升温 至所形成的晶体消失时的最低温度。 浊点、结晶点、冰点是汽油、煤油、喷气燃料等轻质油品的质量 指标之一。 凝点:油品在规定的试验条件下冷却到液面不移动时的最高温 度。 倾点：油品在规定的试验条件下冷却，能够流动的最低温度。倾 点也称为油品的流动极限。 冷滤点：油品在规定的试验条件下冷却，在 1min 内开始不能通 过 363 目过滤网 20mL 时的最高温度。 凝点和倾点是评定原油、柴油、润滑油、重油等油品低温流动性 能的指标。 课后习题 1. 石油中有哪些烃类化合物?他们在石油中分布情况如何？ 答：石油中烃类主要是烷烃、环烷烃和芳香烃以及分子中兼有这三类 2 烃类结构的混合烃构成。 烷烃随石油馏分沸点升高，石油中正构烷烃和异构烷烃含量逐渐减 少；环烷烃随石油馏分沸点升高，石油中含量先增加后减少；芳香烃 随石油馏分沸点升高，含量增加，主要集中在减压渣油中。 2. 与国外原油相比，我国原油性质主要有哪些特征？ 答：我国原油性质：相对密度（d4）大于 0.86 属较重原油凝点 及蜡含量都较高含硫量较低含氮量偏高庚烷沥青质含量较低 3. 汽油，煤油，柴油的沸程（馏程）范围是多少?他们的烃类组成如 何？ 答：汽油馏分的沸程范围是从初馏点至 200(180)，同类组成： C5C10 正构烷烃，单环及少量双环烷烃，单、环芳烃 煤、柴油的沸程范围是 200(180)到 350，烃类组成;C10C20 左右正构烷烃，单环、双环及多环环烷烃，单环双环芳香烃。 4. 有 A.B 两种润滑油，他们的特性因数相同，且油品 A 的 V20 与 B 的 V50 相同，比较这两种油品的平均沸点，相对密度，平均相对分子质量 及蒸汽压。 答：平均沸点 BA;相对密度 BA;平均相对分子质量 BA;蒸汽压 AB 第三章 1.汽油按用途分类：车用汽油；航空汽油；洗涤汽油；起动汽油。 2. 汽油机的工作过程：进气；压缩；燃烧膨胀；排气。 3. 根据发动机的工作特点，对汽油的使用要求主要有： 答：在所有的工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气； 燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象； 储存安定性好，生成胶质的倾向小； 对发动机没有腐蚀作用； 排出的污染少。 汽油蒸发性能由其馏程和饱和蒸汽压指标来评定。 4. 发生爆震的根本原因：汽油组分容易氧化、自燃点低而发生自燃 产生多个火焰中心。 链越长越易氧化，抗爆性越差；支链越短越多、异构程度越高氧化 性越差，抗爆性越好。 3 5. 汽油在常温和液相条件下的抗氧化的能力称为汽油的氧化安定 性。 汽油安定性的表示方法：实际胶质诱导期 6. 柴油机内燃料的燃烧过程：滞燃期急燃期缓燃期后燃期 滞燃期是指从喷油开始到混合气开始着火之间的一段时间。 这个 时期极短，只有 13ms。在这一时期的前段，柴油喷入汽缸后进行 雾化、受热、蒸发、扩散以及与空气混合而形成可燃混合气等一系列 燃烧前的物理过程。所以，这段时间又称为物理延迟。在这一时期的 后段，燃料受热后开始进行燃烧前的氧化链反应，生成过氧化物，过 氧化物达到一定浓度便自燃着火，这就是化学延迟。 7. 喷气发动机对燃料的要求：良好的燃烧性能适当的蒸发性 较高的热值和密度良好的安定性良好的低温性无腐蚀性良 好的洁净性较小的起电性和着火危险性适当的润滑性。 喷气燃料燃烧性能指标有热值、密度、烟点、辉光值、萘系芳烃 含量。 8. 溶油剂是对某些物质起溶解、洗涤、萃取作用的轻质石油产品。 课后习题 1.什么叫十六烷值？提高十六烷值的方法是什么？轻柴油的十六烷 值是否越高越好？ 答：十六烷值就是柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。 提高十六烷值的方法是加氢精制柴油，使烯烃转化为环烷烃；减 少烃类的异构化和环数。 轻柴油的十六烷值并不是越高越好。 使用十六烷值高的柴油会形 成黑烟，燃烧消耗反而增加，这是因为燃料的着火滞燃期太短，自燃 时还未与空气混合均匀，是燃料燃烧不完全，部分烃类因热分解而形 成带碳粒的黑烟。另外，十六烷值太高，还会减少燃料的来源。 2.汽油机、柴油机产生爆震的原因是什么？ 答：汽油机的汽油组分易氧化，自燃点低于混合气压缩合温度时，可 能发生自燃而产生爆震。 柴油机的爆震石油于十六烷值过低或进气量较少使自燃点过高而 引起滞燃期的过长而引起的。 3.汽油、轻柴油、重质燃料油、石蜡、地蜡、沥青的商品牌号分别依 4 据哪种质量指标来划分的？ 答：汽油 研究法辛烷值（RON） 轻柴油 凝点 重质燃料油 运动粘度 石蜡 按熔点划分 地蜡 按产品颜色分 沥青 针入度 第四章 1. 特性因数分类：石蜡基原油K12.1 中间基原油K=11.512.1 环烷基原油K=10.511.5 2. 原油工业分类：按原油的相对密度按原油的硫含量按原油 的氮含量按原油的蜡含量按原油的含胶质 第五章 1. 液体混合物加热并部分汽化后，气液两相一直密切接触，达到一 定程度时，气液两相才一次分离，此分离过程称为平衡汽化，又称一 次汽化。 2. 液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度到达混合 物的泡点温度时，液体即开始汽化，生成微量蒸汽。生成的蒸汽当即 被引出并冷凝冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成蒸汽并 被引出。这种蒸馏方式称为简单蒸馏（渐次汽化） 。 3. 原油含盐含水的危害：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。 4. 原油脱盐脱水原理：原油中的盐大部分能溶于水，为了能脱除悬 浮在原油中的盐细粒， 在脱盐脱水之前向原油中注入一定量不含盐的 清水，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴聚 集成较大水滴，借重力从油中分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称 为电化学脱盐脱水过程。 5 5. 影响脱盐脱水的因素：温度压力注水量及注水的水质破 乳剂和脱金属剂电场梯度。 6. 根据生产任务不同，减压塔可分为润滑油型和燃料型两种。 7. 减压塔的一般工艺特征：降低从汽化段到塔顶的流动压降。 降低塔顶油气馏出管线的流动压降。 减压塔塔底汽提蒸汽用量比常 压塔大 降低转油线压降 缩短渣油在减压塔内的停留时间。 8. 冷凝器是采用间接的管壳式冷凝管，故通常称为简介冷凝式二级 抽真空系统。它的作用在于使可凝的水蒸汽和油气冷凝而排出，从而 减轻喷射器的负荷。 9.汽提蒸汽一般都是用温度为 400450的过热水蒸汽，用过热水 蒸汽的主要原因是防止冷凝水带入塔内。 侧线产品汽提的目的主要是 驱除其中的低沸点组分，从而提高产品的闪点和改善分馏精确度；常 压塔底汽提主要是为了降低塔底重油中 350以前馏分的含量以提高 直馏轻质油品的收率，同时也减轻了减压塔的负荷，减压塔底汽提的 目地则是降低汽化段的油气分压， 从而在所能达到的最高温度和真空 度之下尽量提高减压塔的拔出率。 课后习题 1.什么叫一次汽化，渐次汽化?一次汽化、渐次汽化各有何优缺点？ 它们有何区别和联系? 答： 液体混合物加热并部分汽化后气液两相一直密切接触达到一定程 度时气液两相才一次分离， 此分离过程称为平衡汽化， 又称一次汽化。 液体混合物在蒸馏釜中被加热在一定压力下， 当温度达到混合物 的泡点温度时液体及开始汽化，生成微量蒸汽，生成的蒸汽当即被引 出并经冷凝冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成汽，这种 蒸馏方法为渐次蒸馏。 一次汽化可使混合物得到一定程度的分离， 气相产物中含有较多 的低沸点轻组分，而液相产物中含有较多的高沸点重组分，目的是在 平衡状态下所有的组分都是同时存在于气液两相中， 而两相中的每个 组分都处于平衡状态，因此这种分离是比较粗略的。 与一次汽化相比渐次蒸馏所剩下的残液是与最后一个轻组分含 量不高的微量蒸汽相平衡的液相， 而一次汽化所剩的残液则是与全部 气相处于平衡状态，因此渐次蒸馏的分离效果要优于一次汽化，但渐 次蒸馏是一种间歇过程而且分离程度不高，一般只在实验使用。 6 2.在三种蒸馏方法的温度馏出体积曲线图上为什么实沸点蒸馏的初 馏点最低，而终馏点最高？恩氏蒸馏为何介于二者之间？ 答：实沸点蒸馏是精馏过程，精馏塔顶的气相馏出温度与蒸馏釜中的 液相温度，必然会有一定的温差，这个温差在原油实沸点蒸馏可达数 十度之多，恩氏蒸馏基本上是渐次汽化过程，但由于瓶颈闪蒸产生少 量回流， 多少有一些精馏作用而造成气相馏出温度与液相温度之间有 几度几十度的温差。 3. 简述水蒸汽汽提在原油蒸馏中的作用。 答： 汽提塔底部吹入少量过热水蒸汽以降低侧线产品的油气分压使混 入产品中的较轻馏分汽化而返回常压塔。 4. 何谓“过汽化度”？它有何作用，其一般取值范围是多少？ 答：在实际操作中，为了使常压塔精馏的断最低一个侧线以下的几层 塔板上有足够的液相回流以保证最低侧线产品的质量， 原料油进塔后 的气化率比塔上部各产品的总吸收率略高一些， 高出的部分称为过汽 化度，常压塔的过汽化度一般为 2%到 4%，过汽化度可减轻加热炉负 荷可减少油料裂化。 5. 原油蒸馏中为何会出现全塔剩余热？通过哪些方法实现全塔热平 衡？ 答：全塔剩余热来自于高温位热源经过多次换热，温度逐渐降低， 最终变成低温位热源和来自于从塔内馏出的轻质油。 可通过下列方 法实现全塔热平衡： 选用适宜的工艺流程， 采用先进的换热网络技术， 更新换热设备，用高效换热器传热效果。 6. 比较干式减压蒸馏，湿式减压蒸馏的优缺点？ 答：润滑油型减压塔在塔釜吹入过热蒸汽气凝，对侧线馏出油边设置 汽提塔，为湿式减压蒸馏，对塔底不吹过热蒸汽，侧线油也设汽提塔 的燃料型减压塔，塔内无水蒸汽而称为干式减压蒸馏。 干式减压蒸馏相对于湿式减压蒸馏塔的优点： 降低能耗和减少含 油污水量；缺点：失去了水蒸汽降低油气分压的作用；对减少减压渣 油仲伯。 4. 石油馏分的催化裂化反应有两方面的特点： （1）各种烃类之间的 竞争吸附和对反应的阻滞作用 （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 8 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。 （2）复杂的平行-顺序反应（石油馏分的催化裂化同时朝 几个方向进行反应，这种反应称为平行反应，生成的反应产物又可以 继续进行反应，这种反应称为顺序反应。因此石油馏分的催化裂化反 应是一个复杂的平行-顺序反应。 5. NaY 型分子筛为基础制备出的用于催化裂化的分子筛有 HY、REY、 USY、REHY 等。 6. 载体的作用:提供足够的表面和孔道，使分子筛分散的更好，并 利于油气扩散。载体自身提供一定的活性，使大分子能进行一次裂 化。在离子交换时，分子筛中的钠不可能完全被置换掉，而钠的存 在会影响分子筛的稳定性。载体不仅可以容纳分子筛未除去的钠，从 而提