化学工艺学(刘晓勤)复习题4

《化学工艺学》复习题

第五章石油炼制

1、石油炼制：采用物理化学方法将原油（液态石油）加工成为各种燃料油、润滑油、溶剂、石蜡、沥青、石油焦等石油产品并提供石油化工所需的基本原料，如炼厂气、石脑油、芳烃等。

2、石油炼制的加工方法：一次加工、二次加工、三次加工过程。

3、石油炼制的一次加工：原油经处理后，采用常压蒸馏、减压蒸馏的方法，将原油分成几个不同沸点范围的馏分，其产品分为轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油和重油（渣油）。

4、石油炼制的二次加工：利用催化裂化、加氢裂化、热裂化、减黏裂化、延迟焦化、催化重整、加氢精制等方法将重质馏分油和渣油再加工成轻质油，提高轻油收率及油品质量，增加油品品种。

5、石油炼制的三次加工：利用石油烃烷基化、异构化及烯烃叠合将二次加工生产的各种气体进一步加工以生产高辛烷值汽油调和组分和各种化学品等。

6、根据主要产品的类型，炼油厂可分为四类：

（1）燃料型炼油厂；（2）燃料—润滑油型炼油厂；（3）燃料—化工型炼油厂；（4）燃料—润滑油—化工型炼油厂。

7、原油常压蒸馏时，利用不同抽出侧线，可将原油分割成拔顶气馏分（C4及C4以下轻质烃）、直馏汽油、航空煤油、煤油、轻质油（沸点250-300℃）等。

8、原油减压蒸馏时，减压塔顶可分离出柴油或燃料油等。

9、简述原油常减压蒸馏工艺流程。

石油经预热至200~240℃后，入初馏塔。轻汽油和水蒸气由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水和未凝气体，得轻汽油（即石脑油），未凝气体称为“原油拔顶气”，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。

初馏塔底油料，加热炉加热至360~370℃，进入常压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油，并冠以“直馏”，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。

将常压塔釜重油在加热炉中加热至380~400℃后，进入减压蒸馏塔。减压塔侧线和常压塔三、四线油，总称为“常减压馏分油”——用作炼油厂的催化裂

化等装置的原料。

10、简述原油常减压蒸馏工艺操作条件。

（1）操作压力

常压塔塔顶压力主要由塔顶冷凝系统压力决定。塔顶汽油馏分蒸汽40℃左右冷凝，压力一般在140~170kPa，塔内压力由下而上逐渐降低。减压塔塔顶压力为2~8kPa，进料汽化段在9~15 kPa。

（2）操作温度

加热炉出口温度应保证不发生显著的热裂解反应。常压加热炉：生产航空煤油时，360~365℃；一般产品时，370℃；减压加热炉：生产润滑油型，400℃；生产燃料型，410℃。

（3）回流比

回流量大小应满足：①取走全部剩余热量，使全塔进出热量平衡；②回流量大于最小回流量，塔板上的汽、液负荷处于适宜操作范围，保证操作稳定。

11、原油常减压蒸馏设备主要有蒸馏塔、加热炉，此外还有换热器、油泵和抽真空设备等。

12、原油常减压蒸馏加热炉大多采用管式加热炉，该炉有什么特点？

特点：炉内安装一定数量的耐高温金属管，被加热的油连续通入炉管内，炉膛内燃料燃烧产生高温火焰和烟气，通过辐射和对流的方式将热量传给炉管内的油品。根据加热炉的外形及炉内管子的排列方式，可分为圆筒炉、卧管立式炉和立管箱式炉等。

13、原油的裂化工艺分为：热裂化、催化裂化及加氢裂化。

14、什么是热裂化？有什么特点？

热裂化是在热作用下将重质燃料油（bp350～550℃）裂化为C原子数较少的轻质油的过程。

特点：热裂化汽油和柴油的质量差，辛烷值较低（～50），安定性不好，有恶臭，装置开工周期短，现已被催化裂化取代。

15、什么是催化裂化？有什么特点？

催化裂化装置以重质馏分为原料，在催化剂的作用下使其加热裂解，生产出汽油、柴油、液化气和干气。

特点：（1）催化裂化有催化剂存在，反应选择性好，轻质油收率高，汽油安定性好，辛烷值高。（2）催化裂化过程在催化剂表面仍有结焦，所以催化剂使用一段时间后必须再生。（3）再生反应为放热反应，而裂化反应为吸热反应，反应装置必须处理好这一矛盾。

16、什么是催化加氢裂化？有什么特点？

催化加氢裂化是指在催化剂存在及高氢压下，加热重质油使其发生各类加氢和裂化反应，转变成航空煤油、柴油、汽油（或重整原料）和气体等产品的加工过程。

加氢裂化是催化裂化技术的改进。本法的特点：（1）生产灵活性大；（2）产品收率高，质量好；（3）没有焦炭沉积，不需要再生催化剂，可采用固定床反应器；（4）总的过程是放热，反应器中需冷却；（5）加氢裂化所得的汽油辛烷值低，须经重整将它的辛烷值提高。因需高压和消耗大量的氢，操作费用比催化裂化高。工业上，加氢裂化只作为催化裂化的一个补充，而不能代替催化裂化。

17、催化加氢裂化催化剂具有加氢活性与裂化活性的双功能。

18、催化裂化反应用催化剂主要有两大类：无定形硅酸铝和结晶型硅铝酸盐(分子筛型)。

19、催化裂化流程一般包括原料油催化裂化、催化剂再生和产物分离三部分。

20、叙述催化裂化工艺流程。

新原料油与回炼油混合，在加热炉预热至300~400℃后进入提升管反应器下部，经喷嘴雾化后在提升管内与来自再生器的高温催化剂接触(600～750℃)，迅速汽化并发生裂化反应。反应温度为500℃左右，压力为0.2MPa(表压)左右。反应产物经沉降器、旋风分离器除去催化剂后进入分馏塔。沉降器内经裂化反应结炭的催化剂逐渐落入沉降器下部的汽提段，其底部通入过热水蒸气进行蒸汽汽提，回收吸附在待再生催化剂的油气组分。随后待生催化剂由待生斜管连续流入再生器。主风机向再生器内鼓入空气，使催化剂床处于流化状态，燃去催化剂表面积炭，使催化剂含碳量由l％降至0.2％，恢复催化剂活性。再生温度为600～750℃。再生后的催化剂落入溢流管，经再生斜管流入提升管反应器底部循环使用。再生烟气经再生器顶部旋风分离器分离出来夹带的催化剂排入大气。向系统内定期或不定期地补充新鲜催化剂。