2025年危化品烷基化试题及答案

2025年危化品烷基化试题及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1工业上最常用的烷基化催化剂是A.无水AlCl3 B.浓H2SO4 C.HF D.固体磷酸答案：C1.2异丁烷与1丁烯在HF中烷基化，主产物辛烷值最接近A.85 B.92 C.96 D.100答案：D1.3烷基化装置紧急泄压阀动作后，最先启动的联锁是A.停循环压缩机 B.切断烯烃进料 C.注入急冷剂 D.启动泡沫灭火系统答案：B1.4按GB30000.72013，HF皮肤腐蚀类别为A.1A B.1B C.1C D.2答案：A1.5下列哪项不是烷基化油质量指标A.RON B.MON C.干点 D.闪点答案：D1.6硫酸烷基化酸烃比（体积）一般控制在A.0.5:1 B.1:1 C.1.5:1 D.2:1答案：B1.7装置大修后，HF系统首次进料前必须进行的试验是A.气密+氮气置换 B.水压试验 C.酸循环试漏 D.紧急泄放试验答案：A1.8硫酸烷基化反应器温度升高5℃，副产物硫酸酯生成速率约增加A.5% B.10% C.20% D.30%答案：C1.9烷基化油中三甲基戊烷含量越高，则A.RON↑、密度↑ B.RON↑、密度↓ C.RON↓、密度↑ D.RON↓、密度↓答案：B1.10按《危险化学品目录2022版》，异丁烷属A.易燃气体1类 B.易燃液体2类 C.高压气体 D.毒性气体答案：A1.11HF储罐液位计严禁使用材质A.蒙乃尔合金 B.碳钢 C.304L D.聚四氟乙烯答案：B1.12硫酸烷基化装置酸耗指标优秀值为A.<10kg/t B.<15kg/t C.<20kg/t D.<25kg/t答案：A1.13烷基化反应中，异丁烷/烯烃摩尔比低于6时，最先出现的异常是A.酸耗剧增 B.烷油辛烷值下降 C.烯烃聚合加剧 D.反应器飞温答案：C1.14下列哪种杂质对HF催化剂毒性最大A.水 B.甲醇 C.硫化氢 D.二氧化碳答案：A1.15硫酸烷基化废酸再生炉烟气中SO2浓度限值（mg/m3）为A.50 B.100 C.200 D.400答案：B1.16烷基化油输送管线若采用碳钢，内壁需A.内衬PTFE B.内衬橡胶 C.内衬玻璃钢 D.无需处理答案：A1.17按APIRP752，HF装置外泄隔离距离（白天）为A.0.4km B.0.8km C.1.6km D.3.2km答案：B1.18硫酸烷基化装置酸沉降罐界面测量首选A.射频导纳 B.磁致伸缩 C.差压变送器 D.浮筒答案：B1.19烷基化油铜片腐蚀试验条件为A.50℃，3h B.100℃，2h C.120℃，1h D.150℃，0.5h答案：A1.20某装置烷基化油RON96.0、MON92.5，其抗爆指数是A.94.0 B.94.25 C.94.5 D.95.0答案：B2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于烷基化工艺重大危险源的有A.HF储罐≥5t B.异丁烷球罐≥50t C.硫酸储罐≥100t D.烷基化油成品罐≥500t答案：AB2.2硫酸烷基化反应器“酸乳化”现象征兆包括A.反应温度突升 B.酸烃界面模糊 C.循环酸泵电流下降 D.烷油闪点降低答案：AB2.3可导致HF烷基化催化剂活性骤降的杂质A.水 B.氯离子 C.二烯烃 D.硫化氢答案：ABCD2.4烷基化装置安全仪表系统SIL等级通常为A.SIL1 B.SIL2 C.SIL3 D.SIL4答案：BC2.5下列哪些属于烷基化油后处理工序A.碱洗 B.水洗 C.脱异丁烷塔 D.脱轻烃塔答案：ABC2.6硫酸烷基化装置废酸组成（wt%）典型值A.H2SO48890 B.烃类24 C.水57 D.酸溶性油35答案：ABCD2.7按GB501602022，HF装置应设置的检测报警仪有A.可燃气体 B.有毒气体（HF） C.氧气 D.温度答案：AB2.8烷基化油作为调合组分优点A.RON高 B.硫含量低 C.蒸气压低 D.烯烃含量≈0答案：ABD2.9下列哪些操作可降低烷基化酸耗A.提高异丁烷/烯烃比 B.降低反应温度 C.提高酸浓度 D.降低酸烃比答案：ABC2.10烷基化装置开停工阶段需重点监控A.氧含量 B.水含量 C.酸浓度 D.金属离子答案：ABC3.填空题（每空1分，共20分）3.1异丁烷与2丁烯烷基化主产物2,2,4三甲基戊烷的分子式为________。答案：C8H183.2硫酸烷基化最佳反应温度区间________℃。答案：4103.3HF烷基化装置酸再生塔顶温控制指标________℃。答案：65753.4按GB182182018，HF临界量________t。答案：53.5硫酸烷基化废酸再生炉燃烧器火焰温度约________℃。答案：100011003.6烷基化油溴指数优等品要求≤________mgBr/100g。答案：1003.7异丁烷球罐安全阀整定压力一般取设计压力的________倍。答案：1.13.8硫酸烷基化反应器停留时间约________min。答案：20303.9HF储罐气相空间氧含量报警值________%（vol）。答案：53.10烷基化油蒸气压（RVP）控制指标________kPa。答案：45603.11硫酸烷基化装置酸循环量与烯烃进料量比值（体积）约________。答案：8001000:13.12按API520，HF安全阀背压修正系数Kb一般取________。答案：0.853.13烷基化油铜片腐蚀要求≤________级。答案：13.14硫酸烷基化废酸再生炉烟气中SO3浓度应<________mg/m3。答案：503.15异丁烷纯度每提高1%，烷油RON约提高________单位。答案：0.30.43.16HF烷基化装置酸耗优秀值<________kg/t烷油。答案：0.33.17硫酸烷基化反应器搅拌器功率约________kW/m3。答案：353.18烷基化油终馏点要求≤________℃。答案：2053.19按GB500582022，HF泵房爆炸危险区域划分为________区。答案：23.20硫酸烷基化装置酸沉降罐界面控制范围________%。答案：40604.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1烷基化油烯烃含量可忽略不计，因此可直接用于国Ⅵ汽油调合。答案：√4.2HF烷基化反应温度越低，酸耗一定越小。答案：×4.3硫酸烷基化废酸再生炉烟气脱硫可采用湿法氨法工艺。答案：√4.4异丁烷与异丁烯烷基化产物辛烷值低于与1丁烯烷基化产物。答案：×4.5烷基化装置紧急泄压后可直接就地排放HF气体。答案：×4.6硫酸烷基化装置酸烃比升高会导致烷油密度下降。答案：√4.7HF储罐必须设置冷却喷淋，喷淋强度≥6L/min·m2。答案：√4.8烷基化油蒸气压主要由未反应的C4组分决定。答案：√4.9硫酸烷基化反应器搅拌失效20min内必须切断烯烃进料。答案：√4.10烷基化油溴指数越高，说明其烯烃含量越高。答案：×5.简答题（封闭型，每题5分，共20分）5.1简述硫酸烷基化反应器温度失控的主要原因及应急措施。答案：原因：冷却系统故障、烯烃进料突增、搅拌失效导致反应热积聚。应急：立即切断烯烃、加大异丁烷循环、启动紧急冷却、必要时泄压至火炬。5.2写出HF烷基化装置酸再生塔顶HF回收流程。答案：塔顶气相经冷凝器冷却至40℃，进入酸回流罐，凝液泵回流至塔顶，不凝气经HF吸收塔用循环酸洗涤，残余HF<5ppm后排至火炬。5.3说明烷基化油溴指数与烯烃含量的关系及测定原理。答案：溴指数与烯烃双键数成正比；测定：试样与过量溴化钾溴酸钾溶液反应，剩余溴用硫代硫酸钠滴定，计算消耗溴量，以mgBr/100g表示。5.4列出硫酸烷基化废酸再生炉烟气达标排放需控制的三个关键指标及限值。答案：SO2≤100mg/m3；颗粒物≤30mg/m3；SO3≤50mg/m3。6.简答题（开放型，每题10分，共20分）6.1结合某厂案例，分析烷基化装置采用“反应沉降换热”热集成后，能耗降低15%的同时，如何确保酸烃界面稳定。答案：案例：某石化1.0Mt/a硫酸烷基化装置将反应出料与进料异丁烷换热，反应温度由8℃降至5℃，减少冷冻负荷1.2MW。界面稳定措施：1.沉降罐增设在线密度计+磁致伸缩双界面仪，信号送入DCS串级控制酸烃比；2.换热器采用多管程设计，压降<30kPa，避免流量波动；3.设置低流量联锁，当异丁烷循环量<80%额定值时自动开大反飞动线，保证沉降罐线速度0.81.0m/s；4.开工阶段预填充酸至50%液位，建立稳定乳化层后再引烯烃；5.每月标定界面仪并比对人工尺，误差>2%即校准。运行三年，酸烃界面波动<±3%，烷油RON维持96±0.2，能耗降低15%。6.2讨论在“双碳”背景下，HF烷基化装置如何通过流程优化与设备升级实现碳减排10%以上，并评估技术经济可行性。答案：减排路径：1.反应热升级利用，将原空冷器改为余热发电ORC机组，输出电功率800kW，年减排CO24200t；2.压缩机透平由背压式改为凝汽式，蒸汽消耗下降0.35t/t烷油，年减排5500t；3.采用高效换热板束，冷冻电耗降5%；4.酸再生塔顶低温热用于预热锅炉给水，减少燃料气200Nm3/h；5.引入AI优化系统，实时调整异丁烷/烯烃比，酸耗降0.1kg/t，间接减少酸再生燃料。合计年减排1.2万t，占装置碳排10.5%。投资：ORC1800万元，透平改造1200万元，换热器600万元，AI系统300万元，合计3900万元。年节省外购电+蒸汽+燃料折合费用2600万元，投资回收期1.5年，NPV（8%）1.1亿元，IRR28%，技术经济可行。7.计算题（共30分）7.1（10分）某硫酸烷基化装置进料异丁烷60t/h，1丁烯15t/h，异丁烷/烯烃摩尔比6.5，反应单耗硫酸0.8kg/t烷油，烷油收率按烯烃质量1.75倍计算。求：(1)每小时烷油产量；(2)每小时硫酸消耗量；(3)若酸烃体积比1:1，酸密度1.84t/m3，求酸循环体积流量（m3/h）。答案：(1)烷油=15×1.75=26.25t/h(2)硫酸=26.25×0.8=21kg/h=0.021t/h(3)异丁烷体积=60/0.58=103.4m3/h（异丁烷密度0.58t/m3）酸体积=103.4m3/h答：26.25t/h；0.021t/h；103.4m3/h。7.2（10分）HF烷基化反应器飞温，需紧急注入急冷异丁烷降温。已知反应器总热容C=3.2MJ/℃，目标降温ΔT=15℃，急冷异丁烷汽化潜热330kJ/kg，液相比热2.2kJ/(kg·℃)，入口温度10℃，反应器内温度10℃，忽略显热，求需注入急冷异丁烷质量。答案：需移除热量Q=CΔT=3.2×15=48MJ=48000kJ汽化量m=Q/r=48000/330≈145.5kg答：145.5kg。7.3（10分）某厂烷基化油RON目标96.0，现有原料异丁烷纯度90%，1丁烯纯度99%，历史回归公式：RON=92.5+0.35X0.12Y，其中X为异丁烷纯度（%），Y为反应温度（℃）。若反应温度控制在5℃，求需将异丁烷纯度提高到多少才能达标。答案：96.0=92.5+0.35X0.12×50.35X=96.092.5+0.6=4.1X=4.1/0.35≈11.7192.5+0.35×11.710.6≈96.0需提高到90+11.71≈101.71%不可行，说明需同时降低温度。设温度降至T：96.0=92.5+0.35×900.12T0.12T=92.5+31.596=28T=28/0.12≈233℃（不合理）结论：需提高异丁烷纯度至95%并降温至2℃：RON=92.5+0.35×950.12×2=92.5+33.250.24=125.51（公式适用范围超限）实际经验：纯度95%、温度2℃，RON可达96.2。答：异丁烷纯度≥95%，反应温度≤2℃。8.综合分析题（20分）背景：某沿海炼化企业1.2Mt/aHF烷基化装置距居民区1.2km，区域地震烈度8度，年运行8400h。2024年装置开展HAZOP，发现：1.HF储罐液位计曾出现漂移，最大误差8%；2.循环异丁烷压缩机透平入口滤网压差高报警频繁；3.酸再生塔顶冷却器海水侧存在泥沙沉积，夏季出口温度较设计高4℃。问题：(1)采用LOPA方法，以“HF储罐全表面破裂”为场景，给出初始事件、独立保护层及剩余风险频率（给定初始频率1×104/年，罐区围堰、泄漏检测、紧急隔离阀均为IPL，PFD分别为1×102、1×101、1×101）。(2)提出针对滤网压差