2025年烷基化工艺实操考试题带答案

2025年烷基化工艺实操考试题带答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.工业上硫酸法烷基化反应的主要原料是（）。A.异丁烷与乙烯B.正丁烷与丙烯C.异丁烷与丁烯D.正丁烷与异丁烯2.硫酸法烷基化反应温度通常控制在（）。A.5~10℃B.20~30℃C.40~50℃D.60~70℃3.烷基化装置中，酸烃分离器的主要作用是（）。A.分离未反应的烯烃与烷烃B.分离硫酸与烃类产物C.分离水与酸液D.分离轻组分与重组分4.氢氟酸（HF）烷基化工艺中，为防止HF挥发，系统压力通常维持在（）。A.0.1~0.3MPaB.0.5~1.0MPaC.1.5~2.0MPaD.2.5~3.0MPa5.烷基化反应中，酸烃比（体积比）的合理范围是（）。A.0.5~1:1B.1~2:1C.2~4:1D.5~6:16.烷基化装置中，紧急停车时优先切断的物料是（）。A.异丁烷B.烯烃原料C.催化剂D.循环水7.硫酸烷基化装置中，酸浓度低于（）时需更换或再生硫酸。A.85%B.90%C.93%D.98%8.烷基化产物主要成分是（）。A.高辛烷值异构烷烃B.低辛烷值正构烷烃C.烯烃D.芳烃9.氢氟酸烷基化工艺中，碱洗塔的主要作用是（）。A.中和产物中的HFB.提高产物辛烷值C.干燥产物D.分离轻组分10.烷基化反应器内搅拌器的主要作用是（）。A.提高反应温度B.促进酸烃两相混合C.降低反应压力D.减少副反应二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.影响烷基化反应转化率的主要因素包括（）。A.反应温度B.酸烃比C.原料烯烃纯度D.反应器搅拌强度2.硫酸烷基化工艺的安全风险主要有（）。A.硫酸腐蚀设备B.酸雾泄漏危害人体C.反应放热导致超温D.产物易聚合堵塞管道3.氢氟酸烷基化装置的联锁触发条件可能包括（）。A.反应器温度超过50℃B.HF浓度低于70%C.酸烃分离器液位高于90%D.碱洗塔出口HF含量＞10ppm4.烷基化装置开工前需进行的安全检查包括（）。A.设备密封性测试B.仪表联锁校验C.消防设施完好性D.催化剂装填量确认5.烷基化产物质量的关键指标有（）。A.研究法辛烷值（RON）B.硫含量C.烯烃含量D.雷德蒸汽压（RVP）三、填空题（共5题，每空2分，共20分）1.烷基化反应的本质是（）与（）在酸性催化剂作用下发生的亲电取代反应。2.硫酸烷基化装置中，再生硫酸的主要方法是（），通过（）去除硫酸中的水和杂质。3.氢氟酸烷基化工艺中，为防止HF水解腐蚀设备，原料异丁烷的水含量需控制在（）以下。4.烷基化装置紧急停车后，需对（）和（）进行隔离，防止物料互串。5.烷基化产物的主要用途是作为（）的调和组分，以提高汽油的（）。四、简答题（共3题，每题10分，共30分）1.简述硫酸烷基化与氢氟酸烷基化工艺的主要区别（从催化剂特性、反应条件、安全风险三方面回答）。2.烷基化反应器温度异常升高（如超过15℃）的可能原因及处理措施。3.烷基化装置酸烃比偏低时，对反应的影响及调整方法。五、计算分析题（共2题，第1题8分，第2题7分，共15分）1.某硫酸烷基化装置，异丁烷进料量为120t/h（纯度98%），丁烯进料量为40t/h（纯度95%），反应转化率为90%（以丁烯计），求每小时生成的烷基化油理论量（假设烷基化反应为1mol丁烯与1mol异丁烷生成1mol烷基化油，异丁烷、丁烯、烷基化油的摩尔质量分别为58g/mol、56g/mol、114g/mol）。2.某氢氟酸烷基化装置，酸烃分离器中酸相体积为8m³，烃相体积为3m³，求当前酸烃比（体积比）；若工艺要求酸烃比为3:1，需补充多少体积的HF酸（假设补充后烃相体积不变）。答案及解析一、单项选择题1.C（烷基化反应通常以异丁烷与C3~C5烯烃（如丁烯）为原料）2.A（硫酸法反应需低温抑制副反应，通常5~10℃）3.B（酸烃分离器利用密度差分离硫酸与烃类产物）4.B（HF易挥发，系统需维持0.5~1.0MPa压力防止泄漏）5.C（酸烃比过低影响反应效率，过高增加酸消耗，合理范围2~4:1）6.B（紧急停车时优先切断烯烃原料，避免继续反应放热）7.C（硫酸浓度低于93%时催化活性下降，需再生或更换）8.A（烷基化产物为高辛烷值的异构烷烃，如三甲基戊烷）9.A（碱洗塔通过NaOH溶液中和产物中残留的HF）10.B（搅拌器使酸烃两相充分混合，提高反应接触面积）二、多项选择题1.ABCD（温度、酸烃比、原料纯度、搅拌强度均影响反应效率）2.ABC（硫酸腐蚀设备、酸雾危害健康、反应放热超温均为主要风险）3.ABCD（温度、HF浓度、液位、碱洗后残留HF均可能触发联锁）4.ABCD（开工前需检查设备密封、仪表联锁、消防设施及催化剂装填）5.ACD（烷基化油作为汽油调和组分，关键指标为RON、烯烃含量、RVP）三、填空题1.异丁烷；烯烃（或丁烯）2.真空蒸馏；加热蒸发水分3.10ppm（或≤10ppm）4.原料管线；产物储罐（或关键设备间的阀门）5.高辛烷值汽油；抗爆性（或辛烷值）四、简答题1.主要区别：催化剂特性：硫酸腐蚀性强、不易挥发；HF易挥发、毒性高但催化活性更高。反应条件：硫酸法温度5~10℃、压力0.1~0.3MPa；HF法温度20~30℃、压力0.5~1.0MPa。安全风险：硫酸法主要风险为酸雾泄漏和设备腐蚀；HF法风险为HF剧毒挥发，需严格密封。2.原因及处理：可能原因：烯烃进料量过大（反应放热增加）、搅拌器故障（热量无法及时移除）、冷却系统异常（如循环水流量不足）。处理措施：立即降低烯烃进料量；检查搅拌器运行状态并切换备用设备；增大循环水流量或启动紧急冷却；若温度持续上升，触发联锁紧急停车。3.影响及调整：影响：酸烃比偏低会导致烯烃与酸接触不充分，副反应（如烯烃聚合）增加，产物辛烷值下降，同时酸易被稀释失活。调整方法：提高硫酸（或HF）进料量；降低烃类进料量；检查酸再生系统，确保再生酸浓度达标；若因酸损失过大，需补充新鲜催化剂。五、计算分析题1.解：丁烯实际参与反应的量=40t/h×95%×90%=34.2t/h=34200kg/h丁烯摩尔数=34200000g÷56g/mol≈610714.29mol理论生成烷基化油摩尔数=丁烯摩尔数=610714.29mol烷基化油质量=610714.29mol×114g/mol≈69621428.57g≈69.62t/h