2025年裂解(裂化)工艺复审考试题(附答案)

2025年裂解(裂化)工艺复审考试题(附答案)一、单项选择题（共20题，每题1.5分，共30分）1.以下关于烃类热裂解的描述中，正确的是（）。A.反应为吸热过程，需在高温下进行（800~900℃）B.主要产物为高沸点的柴油、润滑油C.催化剂以硅酸铝为主，需定期再生D.操作压力越高，乙烯收率越高答案：A2.某裂解装置采用石脑油（平均分子量100）为原料，进料量为100t/h，乙烯产量为30t/h，其乙烯收率为（）。A.25%B.30%C.35%D.40%答案：B（收率=乙烯产量/原料量×100%=30/100×100%=30%）3.管式裂解炉中，辐射段炉管的主要作用是（）。A.预热原料至反应温度B.提供裂解反应所需的高温环境C.回收烟气余热D.急冷裂解气防止二次反应答案：B4.催化裂化工艺中，提升管反应器的操作条件通常为（）。A.温度480~530℃，压力0.15~0.3MPaB.温度300~400℃，压力1.0~2.0MPaC.温度600~700℃，压力0.5~1.0MPaD.温度200~300℃，压力0.05~0.1MPa答案：A5.裂解炉结焦的主要原因是（）。A.原料中硫含量过高B.裂解气停留时间过长C.反应压力过低D.急冷油温度过低答案：B6.裂解气压缩工段中，设置段间冷却的主要目的是（）。A.降低气体体积，减少压缩功B.脱除裂解气中的水分C.提高压缩机效率D.防止裂解气二次反应答案：A7.以下不属于裂解工艺危险因素的是（）。A.高温下烃类的热分解与聚合B.裂解气中氢气的易燃易爆性C.催化剂再生时的高温氧化环境D.急冷油的低温腐蚀答案：D（急冷油温度较高，主要风险为高温腐蚀）8.酸性气体（H₂S、CO₂）脱除工艺中，采用MDEA（甲基二乙醇胺）溶液的主要优点是（）。A.对CO₂选择性高，能耗低B.可同时脱除H₂S和CO₂，无腐蚀性C.溶液稳定性差，需频繁更换D.适用于高浓度酸性气体，吸收容量小答案：A9.裂解炉紧急停车时，正确的操作顺序是（）。A.切断燃料→停止进料→通入稀释蒸汽→隔离系统B.停止进料→切断燃料→通入稀释蒸汽→隔离系统C.通入稀释蒸汽→停止进料→切断燃料→隔离系统D.切断燃料→通入稀释蒸汽→停止进料→隔离系统答案：B（先停进料防止炉管结焦，再切断燃料控制温度）10.催化裂化装置中，再生器的主要作用是（）。A.加热催化剂至反应温度B.烧除催化剂表面积碳，恢复活性C.储存备用催化剂D.分离反应后的油气与催化剂答案：B11.裂解工艺中，稀释蒸汽的主要作用是（）。A.降低烃分压，抑制结焦，提高乙烯收率B.增加系统压力，促进裂解反应C.冷却裂解炉管，防止超温D.脱除原料中的杂质答案：A12.某裂解炉设计热效率为92%，实际测得输入热量为10000kJ/h，输出有效热量为（）。A.9000kJ/hB.9200kJ/hC.9500kJ/hD.9800kJ/h答案：B（有效热量=输入热量×热效率=10000×92%=9200kJ/h）13.以下关于裂解炉炉管材质的描述，正确的是（）。A.辐射段炉管需耐高温、抗结焦，常用Cr25Ni35合金B.对流段炉管需耐低温腐蚀，常用Q235碳钢C.急冷锅炉炉管需耐高压，常用不锈钢304D.所有炉管材质相同，仅壁厚不同答案：A14.裂解气分离工段中，深冷分离的核心是（）。A.利用各组分沸点差异，通过精馏分离B.利用膜分离技术选择性渗透C.利用化学吸收法脱除杂质D.利用吸附剂吸附重组分答案：A15.催化裂化催化剂失活的主要原因不包括（）。A.积碳覆盖活性位点B.重金属（如Ni、V）中毒C.高温下晶体结构破坏（烧结）D.原料中硫含量过低答案：D16.裂解装置的安全联锁系统（SIS）中，触发紧急停车的关键参数不包括（）。A.炉管管壁温度超上限（＞1100℃）B.燃料气压力低于低限（＜0.1MPa）C.稀释蒸汽与原料比低于低限（＜0.3:1）D.急冷油流量高于高限（＞500t/h）答案：D（急冷油流量过高一般不会触发联锁，过低才会）17.以下关于裂解工艺环保要求的描述，错误的是（）。A.裂解炉烟气中SO₂排放限值为50mg/m³（标态）B.含硫污水需经汽提处理，回收H₂S后排放C.废催化剂属于一般固废，可直接填埋D.挥发性有机物（VOCs）无组织排放需控制在2mg/m³以下答案：C（废催化剂含重金属，属于危险废物）18.裂解炉点火前，必须进行的安全操作是（）。A.通入燃料气置换炉膛B.用氮气置换炉膛至O₂含量＜0.5%C.直接点燃长明灯D.启动引风机后立即投燃料答案：B（防止炉膛内残留可燃气体引发爆炸）19.某催化裂化装置再生器密相段温度控制在650~700℃，若温度持续低于600℃，可能的原因是（）。A.主风流量过大B.催化剂循环量过小C.烧焦量不足（积碳少）D.再生器压力过高答案：C（温度低通常因烧焦放热不足）20.裂解气中乙炔的脱除方法是（）。A.碱洗法B.催化加氢法（选择性加氢）C.深冷精馏法D.膜分离法答案：B二、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.烃类热裂解中，提高反应温度、缩短停留时间可抑制二次反应，提高乙烯收率。（）答案：√2.催化裂化工艺中，催化剂再生时需通入氢气还原失活的催化剂。（）答案：×（再生通入空气烧碳）3.裂解炉注硫的目的是钝化炉管表面金属，减少结焦。（）答案：√4.裂解气压缩机段间冷却后，气体体积增大，需增加压缩机功率。（）答案：×（冷却后体积减小，降低压缩功）5.催化裂化装置中，旋风分离器的作用是分离反应油气与催化剂。（）答案：√6.裂解工艺中，稀释蒸汽与原料的质量比通常为0.3~0.6:1。（）答案：√7.安全阀的起跳压力应高于设备的设计压力，以确保设备安全。（）答案：×（起跳压力应低于设计压力）8.裂解炉烟气脱硝可采用SCR（选择性催化还原）技术，将NOx还原为N₂。（）答案：√9.催化裂化装置的主风机用于提供再生器烧焦所需的氧气。（）答案：√10.裂解装置开停工过程中，必须用氮气置换系统内的空气或烃类气体，防止爆炸。（）答案：√三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述热裂解与催化裂化的主要区别。答案：①反应机理：热裂解为自由基反应，催化裂化为正碳离子反应；②操作条件：热裂解温度高（750~900℃）、无催化剂，催化裂化温度较低（480~530℃）、需催化剂；③产物分布：热裂解以乙烯、丙烯等低分子烯烃为主，催化裂化以汽油、柴油等液体燃料为主；④目的：热裂解生产化工原料（烯烃），催化裂化生产燃料。2.管式裂解炉的主要结构组成及各部分作用。答案：①辐射段：炉管置于其中，直接受火焰加热，提供裂解反应所需高温（800~900℃）；②对流段：利用烟气余热预热原料、稀释蒸汽及锅炉给水，提高热效率；③燃烧系统：包括烧嘴、燃料管道，提供热源；④急冷系统（急冷锅炉）：快速冷却裂解气（从800℃降至350℃以下），终止二次反应，同时副产高压蒸汽。3.裂解炉结焦的危害及预防措施。答案：危害：①炉管传热效率下降，燃料消耗增加；②炉管压降升高，影响物料流动；③局部过热导致炉管变形或破裂；④缩短裂解炉运行周期。预防措施：①控制适宜的裂解温度和停留时间；②注入稀释蒸汽降低烃分压；③原料预处理（脱除重金属、杂质）；④定期进行清焦（蒸汽-空气烧焦法）；⑤采用抗结焦炉管（如表面涂层）。4.催化裂化装置紧急停工的主要步骤。答案：①立即停止进料，关闭原料喷嘴；②切断燃烧油，降低再生器温度；③维持主风流量，保证催化剂流化（防止死床）；④停气压机，切断反应-再生系统与分馏塔的联系；⑤将催化剂转入炭堆罐或再生器，防止跑损；⑥系统泄压，用氮气置换可燃气体；⑦检查设备，确认无泄漏后隔离系统。5.裂解工艺中酸性气体（H₂S、CO₂）的脱除方法及原理。答案：①胺法（化学吸收）：采用MDEA（甲基二乙醇胺）或DEA（二乙醇胺）溶液，与H₂S、CO₂发生可逆反应（如：2RNH₂+H₂S→(RNH₃)₂S），吸收后的溶液经加热再生，释放酸性气体；②碱洗法（化学吸收）：用NaOH溶液吸收酸性气体（如：2NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O），适用于低浓度酸性气体；③物理吸收法（如低温甲醇洗）：利用甲醇在低温下对酸性气体的高溶解度进行吸收，再生时减压释放。四、计算题（共2题，每题8分，共16分）1.某乙烯裂解装置以乙烷（C₂H₆）为原料，进料量为10000kg/h，裂解后得到乙烯（C₂H₄）5600kg/h、甲烷（CH₄）1200kg/h、氢气（H₂）200kg/h，其余为未反应的乙烷。计算：（1）乙烷的转化率；（2）乙烯的选择性（选择性=生成乙烯的乙烷量/反应的乙烷总量×100%）。（原子量：C=12，H=1）答案：（1）乙烷摩尔质量=30kg/kmol，进料乙烷物质的量=10000/30≈333.33kmol/h。反应的乙烷量=进料量-未反应量。未反应量=总产物量中乙烷的质量=10000-(5600+1200+200)=3000kg/h，物质的量=3000/30=100kmol/h。反应的乙烷量=333.33-100=233.33kmol/h。转化率=反应的乙烷量/进料乙烷量×100%=233.33/333.33×100%≈70%。（2）生成乙烯的乙烷量：乙烯摩尔质量=28kg/kmol，乙烯物质的量=5600/28=200kmol/h。由反应C₂H₆→C₂H₄+H₂，1mol乙烷生成1mol乙烯，故生成200kmol乙烯需200kmol乙烷。选择性=200/233.33×100%≈85.7%。2.某裂解炉辐射段炉管为φ120mm×10mm（外径×壁厚），长度为15m，物料流速为15m/s（标准状态），计算裂解气在炉管内的停留时间（忽略炉管热膨胀，π取3.14）。答案：炉管内径=外径-2×壁厚=120-2×10=100mm=0.1m。炉管横截面积=π×(内径/2)²=3.14×(0.05)²=0.00785m²。炉管体积=横截面积×长度=0.00785×15=0.11775m³。物料体积流量=流速×横截面积=15×0.00785=0.11775m³/s。停留时间=炉管体积/体积流量=0.11775/0.11775=1s。五、案例分析题（共1题，14分）背景：某石化企业60万吨/年乙烯装置，裂解炉（型号SRT-Ⅳ）在运行过程中，DCS显示辐射段炉管管壁温度（TIC-101）从1080℃快速升至1150℃（设计上限为1120℃），同时燃料气流量（FIC-102）由3000Nm³/h增至3500Nm³/h，裂解气出口温度（TIC-103）由840℃降至820℃。问题：（1）分析炉管超温的可能原因；（2）简述应采取的应急处理措施；（3）若处理不当可能导致的后果。答案：（1）可能原因：①炉管结焦严重，传热效率下降，燃料气流量增加但热量无法有效传递至物料，导致炉管局部过热；②进料量突然降低（如原料泵故障），物料在炉管内停留时间延长，反应放热增加，同时带走的热量减少；③稀释蒸汽流量降低（如蒸汽管网压力波动），烃分压升高，结焦加剧，炉管热阻增大；④燃料气组成变化（如热值升高），相同流量下提供的热量增加；⑤炉管热电偶故障（假超温），但结合燃料气流量和裂解气出口温度下降，实际超温可能性大。（2）应急处理措施：①立即降低燃料气流量（FIC-102），控制炉管温度不超过1120