2003– 2004 学年第一学期 石油炼制工程（二） 科目考查试题 A卷 使用班级:化本00-1、2 命题：吴世逵 审题： 审批： 班级（学生填写）: 姓名： 学号： 一、填空题（每小题2分，共40分）
1.重油轻质化的途径有二，一是 ；一是 。 2.石油焦是延迟焦化过程的主要产品之一，主要分为三种类型：
、 、 。
3.在催化裂化装置再生器中烧去的“焦炭”包括 炭、 炭和 炭。 4.催化裂化过程的主要化学反应是 、 、 、 及氢转移反应等。 5.催化裂化装置的整个工艺流程一般由四个部分组成，即 、 、 、 。 6.造成裂化催化剂重金属污染最严重的金属是 和 。 7.加氢精制过程中，含硫、含氮和含氧三种化合物脱除难度由难到易依次为: > > 。
8.加氢裂化催化剂是一种双功能催化剂，其双功能分别是 功能和 功能。 9.加氢裂化过程的反应主要有_______ 、________ 、________、_________和叠合等。 10.加氢裂化装置的腐蚀按腐蚀原因可分为 与 两类。 11.以生产芳烃为目的的重整装置包括 系统、 系统、 系统和 系统。
12.重整原料预处理的目的是 。
13.从热效应方面来看，工业生产中催化裂化反应为 反应，催化重整反应为 反应，加氢裂化过程表现为 反应。（填吸热或放热）
14.一般所说的高辛烷值汽油组分是指 等。
15.烷基化是指 与 的反应，催化剂常用 和 。 16.用渣油生产润滑油要经过 、 、 、 等工艺。
17.从糠醛—水溶液中回收糠醛用 法，而从酚水溶液中回收酚要采用吸收法，用 作吸收剂。
18.润滑油溶剂精制常用的溶剂有 、 和 。 19.电化学精制工艺流程一般有预碱洗、 、 、 、 等
步骤，其中预碱洗的目的是 。
1
20.燃料油品的调合工艺方法主要有 和 两大类。 二、多项选择填空题（每空1分，共8分）
某炼厂生产过程中可能存在的原料、中间产物和成品油的名称及代码如下：
1）原油 2）≤C2干气 3）乙烯 4）丙烯 5）丙烷 6）C3～C4 液化气 7）戊烷油 8）直馏石脑油 9）汽油（调合组分） 10）高辛烷值汽油 11）直馏汽油 12)安定性很差必须加氢精制的汽油 13）直馏煤油 14）直馏煤—柴油宽馏分 15）喷气燃料 16）液体石蜡 17）直馏柴油 18）轻柴油（调合组分） 19）安定性很差必须加氢精制的柴油 20）低凝柴油 21）重柴油 22）蜡油（馏出油） 23）常压渣油 24）减压馏分油 25）重质燃料油 26）减压渣油 27）脱沥青油 28）油浆（或澄清油）29）加氢尾油
30）加氢石脑油 31）富氢气体 32）工业氢 33）三苯（苯、甲苯、二甲苯） 34）石油沥青 35）地蜡 36）石蜡 37）蜡膏（软蜡） 38）石油焦
请按照以下各题意要求，从中选择出可能成为原料或产品的各种物料，将其代码填入空格内。例如：应用Merox法脱硫醇的原料有6） 8） 9） 13） 。
①催化裂化的原料有 ，产物有 。 ②催化重整的原料是 ，产物有 。 ③加氢裂化的原料是 ，产物有 。 ④延迟焦化的原料是 ，产物有 。 三、名词解释（每小题2分，共12分）
1.延迟焦化；2.固体流态化； 3.催化重整； 4.溶剂的选择性；5.油品精制；
6.多效蒸发。
四、简答题（每小题4分，共28分）
1.流化床的形成和转化分为哪几个阶段? 床层的压力降△P如何变化?
2.与常规的馏分油催化裂化相比，掺炼减压渣油的重油催化裂化在原料性质上有何特点？这些特
点可能导致什么后果？ 3.重整催化剂失活的原因有哪些？
4.在催化重整过程中，为什么要采用多个反应器串联操作？每个反应器内所装入的催化剂的品种和数量是否相同？反应物料通过每个反应器后产生的温降是否相同？如果你认为是不同的，请说明原因。
5.催化重整的芳构化反应有些什么特点? 6.简述溶剂脱蜡中溶剂苯和丙酮的作用。 7.简述溶剂脱沥青过程在炼油工业中的作用。
2
五、计算题 (共12分)
1.试计算某提升管反应器中油气的停留时间。(6分 )
提升管尺寸：上段直径1m, 长度22m, 下段直径0.9m, 长度10m。 上段入口处油气流率为5.25m3/s, 出口处油气流率为8.12m3/s ； 下段入口处油气流率为2.61m3/s, 出口处油气流率为5.25m3/s。
2.催化裂化装置的一个再生器。已知：稀相段顶部压力为0.18MPa，稀相段高10m，直径8.0m, 密度为30kg/m3; 密相段高6m，直径为6.0m，密度为300kg/m3; 求：⑴密相床底部压力为多少MPa？ (3分)
⑵催化剂总藏量为多少吨？ (3分)
2003– 2004 学年第一学期 石油炼制工程（二）科目考查试题 A卷 参考答案
使用班级: 化本00-1、2 命题： 吴世逵 一、填空题（每小题2分，共40分）
1．加氢；脱碳。2．海绵状焦；蜂窝状焦；针状焦。3．催化炭；附加炭；可汽提炭。4．裂化；芳构化；异构化；缩合。5．反应再生系统；分馏系统；吸收稳定系统；烟气能量回收系统。6．镍；钒。7．含氮化合物；含氧化合物；含硫化合物。8．加氢；裂化、异构化。9．加氢；裂化；异构化；缩合。10．氢腐蚀；硫化氢腐蚀。11．原料预处理系统；重整系统；芳烃抽提系统；芳烃分离系统。12．切取要求的馏分，脱除对催化剂有害的水分和杂质。13．吸热；吸热；放热。14．烷基化汽油、异构化汽油、叠合汽油及甲基叔丁基醚。15．烷烃；烯烃；硫酸；氢氟酸。16．脱沥青；精制；脱蜡；补充精制；调合。17．双塔回收法；润滑油原料。18．糠醛；苯酚；N-甲基吡咯烷酮。19．酸洗；水洗；碱洗；水洗；脱除H2S。20．罐式调合；管道调合。 二、多项选择填空题（每空1分，共8分）
①催化裂化的原料有 22) 23) 24) 26) 27) 29) ，产物有 2) 6) 9) 18) 21) 28) 。 ②催化重整的原料是 11) ，产物有 10) 31) 33) 。 ③加氢裂化的原料是 8) 14) 22) 24) 27) 32) 37) ，产物有 6) 10) 15) 20) 29) 30) 。 ④延迟焦化的原料是 1) 23) 26) 28) 34) ，产物有 2) 12) 19) 22) 38) 。 三、名词解释（每小题2分，共12分）
1.延迟焦化: 减压渣油、裂化渣油等重质油以很高的流速在高热强度的条件下以强烈湍流状态通过加热炉炉管，在短时间内通过渣油的临界裂解温度范围，达到焦化反应温度，并迅速离开加热炉管，进入焦炭塔的反应空间，使裂化缩合等反应延迟到焦炭塔内进行，其产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。
2.固体流态化: 细小的固体颗粒被运动着的流体携带着一起运动，具有流体流动的性质和状态。
3
3.催化重整: 催化重整是以汽油为原料，在催化剂的作用和氢气存在下，生产高辛烷值汽油或苯、甲苯、二甲苯等石油化工原料的工艺过程。
4.溶剂的选择性: 溶剂对原料中某些组分的溶解度大而对某些其它组分的溶解度较小的性能。 5.油品精制: 将油品中含有的含硫、含氮、含氧化合物、胶质、某些不饱和烃和芳烃等杂质或不理想组分除去，以改善油品质量的加工过程，称为油品精制。
6.多效蒸发: 是指经过多段，每段在不同的压力下完成的蒸发过程，高压段的冷凝热作为低压段的热源，其实质是重复利用蒸发潜热，达到节能的目的。 四、简答题（每小题4分，共28分）
1.流化床的形成和转化分为哪几个阶段? 床层的压力降△P如何变化?
答：流化床形成和转化为三个阶段：当流体速度较低时为固定床阶段，此时床层压力降与流速成正比；当流体速度大于某一数值（临界流化速度）而小于某一数值（带出速度）时，固体微粒便流化起来，此为流化阶段，床层压力降与流体速度无关而基本保持不变。当流体速度大于某一数值（带出速度）时，固体微粒便被流体带出床层，此为带出阶段，床层压力降随流体速度增大而下降。 2.与常规的馏分油催化裂化相比，掺炼减压渣油的重油催化裂化在原料性质上有何特点？这些特
点可能导致什么后果？
答：①胶质沥青质含量高，导致催化裂化过程中焦炭产率大幅增加，使烧焦负荷增大，同时为维
持热平衡，取热负荷也相应增大；
②渣油中金属含量及含硫、含氮化合物等杂质的含量远高于馏分油，这些杂质会会使催化剂失活或中毒。
3.重整催化剂失活的原因有哪些？
答：造成重整催化剂失活的原因有催化剂积炭、金属凝聚、催化剂中毒和水氯不平衡等。 4.在催化重整过程中，为什么要采用多个反应器串联操作？每个反应器内所装入的催化剂的品种和数量是否相同？反应物料通过每个反应器后产生的温降是否相同？如果你认为是不同的，请说明原因。
答: 因为重整反应是一个强吸热反应，反应过程需提供大量的热量，当采用绝热固定床反应器时，为保证维持较高的反应温度，常采用多个反应器串联、中间加热的形式。
每个反应器内装填催化剂的品种可以相同，也可不同，装入量比例可用1.5∶3.5∶5或1∶1.5∶2.5∶5。反应物料通过每个反应器后产生的温降不相同。由于第一反应器主要进行的是六员环烷烃芳构化反应, 反应速度最快, 装入少量催化剂即可，又因为是一个强吸热反应,反应大量进行，故温度降最大；第二反应器主要进行的是五员环烷烃异构化和芳构化反应, 反应速度较慢, 需装入较多催化剂， 由于异构化是热效应小的放热反应, 所以是一个比六员环烷烃稍小的强吸热反应, 温度降较大；第三反应器主要进行的是烷烃环化、芳构化以及加氢裂化应, 反应速度最慢，需大量催化剂，前两个反应是强吸热反应, 后一个反应是较强的放热反应, 温度降最小, 甚至温度升高。
4
5.催化重整的芳构化反应有些什么特点?
答：①六员环烷烃脱氢芳构化反应速度最快，五员环烷烃异构化脱氢芳构化反应速度较慢, 烷烃环化脱氢芳构化反应速度最慢。
②是一个碳原子数不变的反应。 ③是一个体积增大的反应。 ④是一个强吸热反应。
6.简述溶剂脱蜡中溶剂苯和丙酮的作用。
答：脱蜡溶剂中的酮类选择性好，对油溶解度较小，而对蜡不溶，是蜡的沉淀剂，溶剂含酮多则脱蜡温差小，过滤快，但溶解能力差，酮过多时甚至会产生油剂分层现象；烃类选择性差，溶解能力大，溶剂含烃类多时脱蜡温差大，过滤慢。 7.简述溶剂脱沥青过程在炼油工业中的作用。
答：溶剂脱沥青过程在重油加工中占有重要的地位，由减压渣油生产高粘度的润滑油，在进行精制之前必须先除去其中的胶质沥青质；溶剂脱沥青过程还可为催化裂化、加氢裂化、焦化等过程提供原料；溶剂脱沥青还可副产质量良好的沥青产品。 五、计算题 (共12分)
1. 解：⑴ 上段反应器体积VR,上=0.785×1.0×22=17.27 m. V
上,平
2
3
＝(8.12-5.25)/ln(8.12/5.25) ＝6.58 m/s
3
上段反应器停留时间τ1＝17.27÷6.58＝2.52 s ⑵下段反应器体积VR,下=0.785×0.9×10=6.36 m. V
下,平
2
3
＝(5.25-2.61)/ln(5.25/2.61) ＝3.78 m/s
3
下段反应器停留时间τ2＝6.36÷3.78＝1.68 s ⑶停留时间 τ＝2.52 +1.68 =4.20 s.
2. 解：⑴P=0.18＋30×9.81×10×10＋300×6×9.81×10 ＝0.201 MPa. ⑵W=10×0.785×8×30×10＋6×0.785×6×300×10 =15.072 + 50.868=65.940吨。
2003– 2004 学年第一学期 石油炼制工程（二） 科目考查试题 B卷 一、填空题（每小题2分，共40分）
1.热加工过程的主要反应是 反应和 反应。 2.热加工过程主要有热裂化、 、 等。
3.催化裂化中催化碳是指 。 4.催化裂化反应机理是 机理，而热裂化反应是 机理。 5.催化裂化过程的主要化学反应是 、 、 、 及缩合反应等。
5
2
-3
2
-4
-6
-6
6.石油馏分催化裂化反应有两大特点：一个是 ， 另一个是 。 7.加氢精制过程中，含硫、含氮和含氧三种化合物脱除难度由难到易依次为: > > 。
8.重整催化剂是一种双功能催化剂，具有 功能和 功能。 9.加氢精制催化剂预硫化的目的是 。 10.加氢裂化反应主要有 、 、 、 和叠合等反应。 11.加氢裂化装置的腐蚀按腐蚀原因可分为 与 两类。 12.造成重整催化剂失活的原因有 、 、
_________ 和 。
13.重整原料芳烃潜含量是指 。
14.从热效应方面来看，工业生产中催化裂化反应为 反应，催化重整反应为 反应，加氢裂化过程表现为 反应。（填吸热或放热）
15.一般所说的高辛烷值汽油组分是指 等。 16．用馏分油生产润滑油要经过 、 、 、 等工艺。 17.润滑油溶剂精制常用的溶剂有 、 和 。 18.油品脱蜡的方法有 、 、 、 、 和 等。
19.油品精制常用的精制方法有 、 、 、 等。 20.燃料油品的调合工艺方法主要有 和 两大类。 二、下图是酮苯脱蜡工艺示意图, 试标出图中各标号设备或物料的名称。（9分）
三、名词解释（每小题2分，共12分）
6
1 液 氨 气 氨 3 脱蜡原料 2 4 6 溶剂 7 5 8 9 附图 酮苯脱蜡工艺示意图 1.固体流态化 2.临界流化速度 3.催化剂的活性 4.催化重整5.芳烃转化率
6.加氢裂化
四、简答题（每小题4分，共24分） 1.试比较热裂化、催化裂化产品的特点。
2.催化裂化装置由哪几系统组成？各个系统的作用是什么?
3.催化裂化装置中双动滑阀起什么作用? 再生器的分布板(管)起什么作用? 4.加氢裂化中的循环氢有什么作用? 5.简述催化重整在石油加工中的作用? 6.催化重整的芳构化反应有些什么特点? 五、计算题 (共15分)
1.某再生器床层线速为1.3m/s, 床层密度为120Kg/m,催化剂骨架密度和颗粒密度分别为ρ(骨)=1800Kg/m, ρ(颗)=1200Kg/m，计算颗粒孔隙率和床层空隙率。（4分）
2.某反应器汽提段顶部标高为9934mm, 压力为840mmHg, 反应器汽提段底部标高为6962mm, 压力为935mmHg。求此段床层密度。（4分）
3.试计算某提升管反应器中油气的停留时间。(7分 )
提升管尺寸: 上段直径1m, 长度25m, 下段直径0.8m, 长度10m。 上段入口处油气流率为5.75m3/s, 出口处油气流率为8.41m3/s ； 下段入口处油气流率为2.84m3/s, 出口处油气流率为5.75m3/s。
2003– 2004 学年第一学期 石油炼制工程（二）科目考查试题 B卷 参考答案 使用班级: 化本00-1、2 命题： 吴世逵 一、填空题（每小题2分，共40分）
1．裂解；缩合。 2．减粘裂化；焦炭化。 3．催化炭；附加炭；可汽提炭。 4．正碳离子反应；自由基反应。 5．裂化；芳构化；异构化；氢转移。 6．是一个复杂的平行顺序反应；烃类的竞争吸附对反应有阻滞作用。
7．含氮化合物；含氧化合物；含硫化合物。 8．加氢脱氢；裂化、异构化。 9．将活性较低的金属氧化态转化为活性较高的硫化态。
10．加氢；裂化；异构化；缩合。 11．氢腐蚀；硫化氢腐蚀。 12．表面积炭；金属凝聚；催化剂中毒；水氯不平衡。
13．重整原料中的环烷烃全部转化为芳烃加上原料中已有的芳烃的总和。 14．吸热；吸热；放热。
15．烷基化汽油、异构化汽油、叠合汽油及甲基叔丁基醚。
16．精制；脱蜡；补充精制；调合。 17．糠醛；苯酚；N-甲基吡咯烷酮。 18．冷榨脱蜡；吸附脱蜡；尿素脱蜡；细菌脱蜡；溶剂脱蜡；催化脱蜡。
19．酸碱精制；溶剂精制；吸附精制；加氢精制。 20．罐式调合；管道调合。 二、填图题（每空1分，共9分）
1．冷冻系统； 2．结晶系统； 3．安全气系统；4．过滤系统； 5．回收系统； 6．滤
7
3
3
3
液；7．蜡液； 8．脱蜡油； 9．含油蜡。（或6．蜡液；7．滤液； 8．含油蜡； 9．脱蜡油。）
三、名词解释（每小题2分，共12分）
1.固体流态化:细小的固体颗粒被运动着的流体携带着一起运动，具有流体流动的性质和状态。 2.临界流化速度：指能够维持流化状态所需的最小操作速度。
3.催化剂的活性：催化剂的活性就是催化剂能加快化学反应速度的能力。
4.催化重整: 催化重整是以汽油为原料，在催化剂的作用和氢气存在下，生产高辛烷值汽油或苯、甲苯、二甲苯等石油化工原料的工艺过程。
5.芳烃转化率: 又称重整转化率，是芳烃产率与芳烃潜含量的比值。
6.加氢裂化: 加氢裂化是在一定氢压、较高温度和催化剂的作用下，重质油品发生以加氢裂化为主的一系列化学反应，转化为优质轻质油品的加工工艺过程。 四、简答题（每小题4分，共24分） 1.试比较热裂化、催化裂化产品的特点。
答：热裂化气体中含较多的C1、C2烃类，较少的C3、C4烃类，而催化裂化气体中含较少的C1、C2烃类，较多的C3、C4烃类，且其中含大量的烯烃；热裂化汽油、柴油中含较多烯烃如α-烯烃和二烯烃，安定性极差，一般需加氢精制，而催化裂化汽油的饱和度较高，含较多的异构烃，辛烷值较高，安定性较好，催化裂化柴油的安定性也较热裂化柴油要好。 2.催化裂化装置由哪几系统组成？各个系统的作用是什么?
答：催化裂化装臵一般由反应—再生系统、分馏系统、吸收稳定系统及烟气能量回收系统四大部分组成。其中反应—再生系统的任务是进行原料的反应转化及催化剂的烧焦再生过程；分馏系统是将反应产物分离得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油及油浆；吸收稳定系统的作用是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油进一步分离得到干气、液化气和稳定汽油；烟气能量回收系统的任务是回收再生烟气的动能、压力能及化学能。
3.催化裂化装置中双动滑阀起什么作用? 再生器的分布板(管)起什么作用?
答：催化裂化装臵中双动滑阀的作用是控制反应器与再生器的压差，维持两器压力平衡。再生器分布板（管）的作用是使烧焦用主风沿再生器床层分布均匀，保证良好的流化状态。 4.加氢裂化中的循环氢有什么作用?
答：加氢裂化中的循环氢的作用是：①提供加氢反应所需的氢气；②抑制生焦，保护催化剂；③起热载体作用，带走反应过程放出的热量，维持反应床层温度；④起稀释作用，使原料沿反应床层分布均匀。
5.简述催化重整在石油加工中的作用?
答：催化重整过程可生产大量的高辛烷值汽油组分，是提高汽油辛烷值的最有效手段；催化重整过程可生产大量的苯、甲苯、二甲苯等基本化工原料；催化重整过程副产大量的高纯度氢气，为加氢过程提供廉价的氢气来源。目前，催化重整过程已在炼油工业中占有重要的地位。 6.催化重整的芳构化反应有些什么特点?
答：①六员环烷烃脱氢芳构化反应速度最快，五员环烷烃异构化脱氢芳构化反应速度较慢, 烷烃环化脱氢芳构化反应速度最慢。②是一个碳原子数不变的反应。③是一个体积增大的反应。 ④是一个强吸热反应。 五、计算题 (共15分)
1.某再生器床层线速为1.3m/s, 床层密度为120Kg/m，催化剂骨架密度和颗粒密度分别为 ρ(骨)=1800Kg/m, ρ(颗)=1200Kg/m，计算颗粒孔隙率和床层空隙率。（4分）
8
3
3
3
解：G孔＝V孔/V颗＝1－ρ(颗)/ ρ(骨)＝1－1200÷1800＝0.333 E空＝V空/ V床＝1－ρ(床)/ ρ(颗)＝1－120÷1200＝0.9 。
2.某反应器汽提段顶部标高为9934mm, 压力为840mmHg, 反应器汽提段底部标高为6962mm, 压力为935mmHg。求此段床层密度。（4分） 解：由⊿P＝ρg⊿h, ρ(床)=
p(935?840)?760?1013253
kg/m ??434.4g?h9.81?(9934?6962)?10?3或 ρ(床)=
(935?840)?13.6?1033
?434.7 kg/m
(9934?6962)3.试计算某提升管反应器中油气的停留时间。(7分 )
提升管尺寸: 上段直径1m, 长度25m, 下段直径0.8m, 长度10m。 上段入口处油气流率为5.75m3/s, 出口处油气流率为8.41m3/s ； 下段入口处油气流率为2.84m3/s, 出口处油气流率为5.75m3/s。 解：⑴ 上段反应器体积VR,上=0.785×1.0×25=19.625 m. V
上,平
2
3
＝(8.41-5.75)/ln(8.41/5.75) ＝7.00 m/s
2
3
3
上段反应器停留时间τ1＝19.625÷7.00＝2.80 s
⑵下段反应器体积VR,下=0.785×0.8×10=5.024 m. V
下,平
3
＝(5.75-2.84)/ln(5.75/2.84) ＝4.13 m/s
下段反应器停留时间τ2＝5.024÷4.13＝1.22s
⑶停留时间 τ＝2.80 +1.22 =4.02 s.
9