2025年石化期末考试题及答案

2025年石化期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于原油分类的描述中，正确的是（）。A.按关键馏分特性分类时，第一关键馏分是250-275℃馏分，第二关键馏分是395-425℃馏分B.含硫量＞2.0%的原油属于高硫原油，我国胜利原油属于此类C.API度越大，原油密度越大D.环烷基原油的特点是沥青质含量低，汽油馏分的辛烷值低答案：A（解析：B项胜利原油含硫量约0.8%，属含硫原油；C项API度与密度成反比；D项环烷基原油汽油馏分辛烷值高）2.催化裂化过程中，以下反应对提高汽油辛烷值贡献最大的是（）。A.分解反应B.异构化反应C.氢转移反应D.缩合反应答案：B（解析：异构化反应提供支链烃，显著提高辛烷值；分解反应主要增产小分子，氢转移提供饱和烃降低辛烷值，缩合提供焦炭）3.关于加氢精制与加氢裂化的区别，错误的是（）。A.加氢精制以脱除杂质为主，加氢裂化以裂解大分子为主B.加氢精制操作压力低于加氢裂化C.加氢精制催化剂以金属氧化物为主，加氢裂化催化剂含酸性载体D.加氢精制产物中轻油收率高于加氢裂化答案：D（解析：加氢裂化通过裂解大分子提供更多轻油，轻油收率更高）4.延迟焦化工艺中，“延迟”的核心目的是（）。A.延迟原料进入加热炉的时间B.延迟原料在加热炉内的反应，使其在焦炭塔内完成C.延迟焦炭的提供速度D.延迟油气的冷凝时间答案：B（解析：通过控制加热炉出口温度和停留时间，使原料在加热炉内仅达到反应温度但不发生明显反应，反应延迟至焦炭塔内进行，避免炉管结焦）5.常减压蒸馏装置中，减压塔采用填料塔而非常规板式塔的主要原因是（）。A.填料塔操作弹性大B.填料塔可降低气相压降，提高真空度C.填料塔投资成本低D.填料塔更易清理结焦答案：B（解析：减压塔需高真空环境，填料塔气相压降小（约0.1-0.3kPa/米），远低于板式塔（约0.7-1.5kPa/米），有利于提高真空度，减少轻组分损失）6.以下关于催化重整催化剂的描述，错误的是（）。A.双金属催化剂（如Pt-Re）比单金属催化剂（Pt/Al₂O₃）抗积炭能力更强B.催化剂中的卤素（如Cl）用于调节酸性功能C.重整催化剂的金属功能主要促进脱氢反应，酸性功能促进异构化和裂解反应D.再生后的催化剂活性可完全恢复至新鲜催化剂水平答案：D（解析：再生过程中催化剂可能发生烧结或载体结构变化，活性无法完全恢复）7.评价润滑油黏温性能的指标是（）。A.闪点B.凝点C.黏度指数D.残炭答案：C（解析：黏度指数越高，黏度随温度变化越小，黏温性能越好）8.以下哪项不是影响原油蒸馏塔分离效率的主要因素？（）A.塔板数或填料高度B.回流比C.塔顶压力D.原油的API度答案：D（解析：分离效率主要与塔内气液接触效率（塔板/填料）、回流比、操作压力相关，原油API度影响密度但非直接影响分离效率）9.煤气化制合成气的主要反应是（）。A.C+H₂O→CO+H₂B.CO+H₂O→CO₂+H₂C.CH₄+H₂O→CO+3H₂D.2C+O₂→2CO答案：A（解析：煤气化核心反应为碳与水蒸气的还原反应提供CO和H₂；B为水煤气变换反应，C为甲烷重整，D为燃烧反应）10.以下关于石油产品硫含量控制的说法，错误的是（）。A.汽油国Ⅵ标准要求硫含量≤10ppmB.加氢脱硫（HDS）对噻吩类硫的脱除难度低于硫醇类C.提高加氢脱硫反应温度可提高脱硫率，但需避免催化剂结焦D.柴油深度脱硫时，需采用更高活性的催化剂（如Ni-Mo/Al₂O₃）答案：B（解析：噻吩类硫因芳香环结构稳定，脱除难度高于硫醇、硫醚等非芳香类硫）二、填空题（每空1分，共15分）1.原油预处理的主要目的是脱除（盐）和（水），防止设备腐蚀和结垢。2.催化裂化的主要产品包括（汽油）、（柴油）、（液化气）和焦炭。3.加氢裂化过程中，双功能催化剂的“双功能”指（金属加氢-脱氢功能）和（酸性载体的异构化-裂解功能）。4.延迟焦化的主要产物有（焦炭）、（汽油）、（柴油）和焦化气体。5.常减压蒸馏中，初馏塔的作用是分离（轻汽油）和（水分），减少常压塔负荷。6.催化重整的主要目的是生产（高辛烷值汽油组分）和（芳烃）。7.润滑油生产过程中，溶剂精制的目的是脱除（多环短侧链芳烃）和（胶质），改善黏温性能和抗氧化性。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述催化裂化与催化重整的主要区别（从原料、目的、反应类型三方面）。答案：①原料：催化裂化原料为重质馏分油（如减压馏分油），催化重整原料为低辛烷值直馏汽油（石脑油）；②目的：催化裂化以生产汽油、液化气为主，提高轻质油收率；催化重整以生产高辛烷值汽油或芳烃（苯、甲苯、二甲苯）为主；③反应类型：催化裂化主要发生分解、异构化、氢转移、缩合反应；催化重整主要发生脱氢、环化、异构化反应（如环烷烃脱氢提供芳烃，烷烃异构化提高辛烷值）。2.分析延迟焦化工艺中“循环比”对产物分布的影响。答案：循环比指焦化装置中循环油（未转化的重馏分）与新鲜原料的质量比。①低循环比（如0.1-0.3）：减少循环油量，提高装置处理量，增加汽油、柴油等轻质油收率，但焦炭收率可能上升（因原料一次通过转化率高，未转化的重组分少，缩合提供焦炭的前驱物更多）；②高循环比（如0.5-1.0）：增加循环油回炼，延长原料在系统内的停留时间，促进二次裂解，降低焦炭收率，但装置处理量下降，能耗增加。实际生产中需根据原料性质（如残炭值）和产品需求优化循环比。3.说明加氢精制过程中“氢油比”的定义及控制原则。答案：氢油比指体积流量下氢气与原料油的比值（标准状态下）。控制原则：①氢油比过高：增加压缩机能耗，且可能导致轻组分过度汽化，降低反应效率；②氢油比过低：无法及时带走反应热（放热反应），导致床层超温，同时氢气分压不足，脱硫、脱氮效率下降，催化剂易积炭失活。实际操作中，氢油比需根据原料性质（如硫含量、氮含量）、反应温度和催化剂活性调整，通常范围为300-1000（体积比）。4.对比常减压蒸馏与催化裂化的热量来源差异，并说明原因。答案：①常减压蒸馏热量主要来自加热炉（如常压炉、减压炉），通过燃料燃烧提供热量，使原油汽化分馏；②催化裂化热量主要来自再生器烧焦放热（约占总热量的80%-90%），催化剂因积炭失活后在再生器中烧炭再生，释放大量热量，通过待生剂和再生剂的循环将热量带入反应器，维持反应所需温度（约480-530℃）。原因：催化裂化为吸热反应（主要是分解反应），但原料预热和反应所需热量远小于再生烧焦释放的热量，需通过取热设施（如外取热器）调节热量平衡；而常减压蒸馏为物理分馏过程，无化学反应热，需外部供热。5.简述石油产品脱硫的必要性及主要工艺方法。答案：必要性：①硫燃烧提供SOx，污染环境并导致酸雨；②硫会使汽车尾气催化剂中毒，降低净化效率；③硫含量高的油品腐蚀设备（如储罐、管道）。主要工艺方法：①加氢脱硫（HDS）：在氢气和催化剂（如Co-Mo/Al₂O₃）作用下，硫化合物与H₂反应提供H₂S脱除，适用于汽油、柴油等轻质油；②氧化脱硫（ODS）：通过氧化剂（如H₂O₂）将硫化合物氧化为砜类，再通过萃取或吸附脱除，适用于深度脱硫（如超低硫柴油）；③吸附脱硫（ADS）：利用吸附剂（如分子筛）选择性吸附硫化合物，操作条件温和，适用于低硫含量油品的精制。四、计算题（每题10分，共20分）1.某催化裂化装置处理量为100t/h，原料油密度为880kg/m³，反应后得到干气（C1-C2）5t/h、液化气（C3-C4）18t/h、汽油（C5-200℃）45t/h、柴油（200-350℃）20t/h、油浆（＞350℃）8t/h、焦炭4t/h。计算：（1）轻质油收率（汽油+柴油）；（2）总液收（液化气+汽油+柴油）；（3）转化率（以原料中＞350℃组分转化为＜350℃组分为基准，假设原料中＞350℃组分为70%）。答案：（1）轻质油收率=（汽油+柴油）/原料处理量×100%=（45+20）/100×100%=65%（2）总液收=（液化气+汽油+柴油）/原料处理量×100%=（18+45+20）/100×100%=83%（3）原料中＞350℃组分量=100t/h×70%=70t/h转化为＜350℃的量=原料中＞350℃量油浆量=70-8=62t/h转化率=62/70×100%≈88.57%2.某常减压蒸馏装置常压塔塔顶温度为110℃，塔顶压力为105kPa（绝压），塔顶油气组成为：C5（摩尔分数15%）、C6（25%）、C7（30%）、C8（30%）。已知各组分在110℃下的饱和蒸气压（kPa）：C5=500，C6=200，C7=80，C8=30。计算塔顶油气的实际气相分压是否满足全凝条件（全凝条件：各组分分压之和≥系统压力）。答案：各组分分压=摩尔分数×饱和蒸气压C5分压=0.15×500=75kPaC6分压=0.25×200=50kPaC7分压=0.30×80=24kPaC8分压=0.30×30=9kPa总分压=75+50+24+9=158kPa＞105kPa因此，塔顶油气在110℃、105kPa下可全凝。五、综合分析题（25分）某炼厂计划加工一批高硫（含硫3.2%）、高残炭（8.5%）的中东原油，现有装置包括常减压蒸馏、催化裂化、加氢精制（处理柴油）、延迟焦化。请结合各装置工艺特点，提出加工该原油的优化方案，并分析可能面临的挑战及应对措施。答案：优化方案：（1）常减压蒸馏：①增加电脱盐效率（如提高电场强度、添加破乳剂），确保脱后原油盐含量＜3mg/L，防止高硫原油中的HCl腐蚀设备；②设置初馏塔分离轻汽油和水分，减少常压塔负荷；③减压塔采用高效填料（如新型结构化填料）降低压降，提高真空度，尽可能拔出更多减压馏分油（VGO），减少减压渣油（VR）产量（因VR硫含量和残炭更高）。（2）催化裂化：①原料调整为高硫VGO（需控制残炭＜6%，否则易结焦），若VGO残炭过高，需先经加氢处理降低残炭和硫含量；②采用抗硫、抗重金属污染的催化剂（如含稀土Y型分子筛的催化剂），提高活性稳定性；③增加再生器取热能力（如增设外取热器），因高硫原料生焦量增加（残炭高），再生烧焦放热更多，需避免床层超温。（3）延迟焦化：①以减压渣油（VR）为原料（因VR硫、残炭极高，无法直接催化裂化），通过焦化反应将VR转化为焦炭、汽油、柴油和焦化气体；②优化循环比（建议0.2-0.4），平衡轻质油收率和焦炭质量（高硫焦炭可用于火力发电或造气，但需考虑环保限制）；③焦化汽油、柴油含硫量高（＞5000ppm），需全部进入加氢精制装置深度脱硫（硫含量≤10ppm）。（4）加氢精制：①扩能改造，增加处理量（因焦化汽油、柴油需全部加氢）；②更换为高活性催化剂（如Ni-Mo/Al₂O₃或W-Ni/Al₂O₃），提高脱硫、脱氮效率；③提高操作压力（从4-6MPa提升至8-10MPa），增加氢气分压，促进深度脱硫（尤其是噻吩类硫）；④增设循环氢脱硫设施（胺液吸收H₂S），维持循环氢纯度＞90%，避免H₂S抑制脱硫反应。面临的挑战及应对措施：（1）设备腐蚀：高硫原油加工过程中，H₂S、HCl等腐蚀性介质易导致常减压塔顶（低温HCl-H₂S-H₂O腐蚀）、催化裂化分馏塔（高温硫腐蚀）、加氢装置反应器（H₂S-H₂腐蚀）等部位腐蚀。应对措施：①常减压塔顶注缓蚀剂（如有机胺）、注氨水调节pH至6-8；②催化裂化设备采用316L不锈钢或渗铝钢；③加氢装置反应器内壁堆焊不锈钢（如309L+347L），提高抗氢脆和硫化物应力腐蚀能力。（2）催化剂失活：高硫原料导致催化裂化催化剂重金属污染（如Ni、V沉积）、加氢精制催化剂硫中毒（虽HDS催化剂耐硫，但过高H₂S分压会抑制反应）。应对措施：①催化裂化原料预处理（如加氢脱金属）；②定期卸出部分催化剂并补充新鲜剂，维持活性；③加氢装置控制循环氢中H₂S浓度＜1000ppm（通过胺液吸收）。（3）环保压力：高硫原油加工产生大量SOx（来自催化裂化再生烟气、加热炉燃烧）、含硫污水（如电脱盐废水、加氢装置含硫污水）。应对措施：①催化裂化再生烟气增设SCR脱硝+湿法脱硫（如石灰石-石膏法），SOx排放≤50mg/m³；②含硫污水经汽提塔回收H₂S（提供硫磺），污水COD≤