化工工艺与设备答案

Ａ卷

2009—2010学年第2学期

《化工工艺与设备》试卷

专业班级

姓名

学号

开课系室化学工程系

考试日期 2010.5.16

题号一二三四总分得分

阅卷人

一、填空、选择题（每空1分，共30分）

1、原油加工方案根据目的产物不同，可分为以下三类：燃料型、燃料－润滑油型和化工型。

2、原油常减压加工流程中，初馏塔塔顶馏出液可作为催化重整的原料以生产芳烃和高标号汽油

3、原油常压蒸馏塔底通入水蒸汽的作用是降低油气分压，使塔底重油中的轻组分气化。提升管催化裂化装置中，提升管下部通入水蒸汽的作用是将原料油雾化。

4、原油常减压加工流程中，减压塔汽提段直径小于主体精馏段，其原因是缩短减压渣油在塔底停留时间，以免在高温下发生分解、缩合而结焦。

5、催化裂化反应为 A 反应，催化剂再生反应为 B 反应。（A. 吸热；B. 放热）

6、催化裂化反应装置通常由三大部分组成：反应－再生系统、分馏系统和吸收稳定系统

7、裂解原料的来源主要有两个方面，一是天然气加工厂的轻烃，二是炼油厂的加工产品。

8、裂解气净化需除去的三类主要物质为：酸性气体、水和炔烃。

9、将裂解气进行高压法深冷分离，必须首先将裂解气压缩到 C 个大气压。（A.10－20；B.20－30；C.30－40）

10、裂解气的深冷分离有三种分离流程：顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程。

11、对纯加热炉，全炉热负荷的计算式为 A 。（A. Q=G [eI l +(1-e)I l -I i ]；B.

Q=G [eI v +(1-e)I l -I i ]； C. Q=G [eI i +(1-e)I v -I l ]）

12、 管式加热炉的气体火嘴，按燃料与空气的混合方式不同，可分为 预混式 ，

外混式 和 半预混式 。

13、塔板上设置出口安定区的目的是 减少液体进入降液管时夹带的泡沫量 。

14、填料的特性参数包括：比表面积、孔隙率、填料因子和堆积密度（单位堆积

体积内的填料数目）。

15、对于F1型重阀，当阀孔动能因数为 A 时泄漏量接近10%，故取此值作为

控制泄漏量的操作负荷下限。（A.5－6；B.7－8；C.9－12）

16、板式塔的常见的溢流型式有单溢流、 U 型溢流 、 双溢流 。

二、简答题（每题5分，共25分）

1、简述原油预处理过程中脱除盐和水的原因

答（1）原油中含水的危害：① 给原油的输送和储存增加负担。 ② 增加加工过

程能耗。③ 影响蒸馏过程的正常操作。（2分）

（2）原油中含盐的危害：① 水解生成盐酸，腐蚀设备。② 沉积在管壁形成盐

垢，影响换热器效率和增加原油流动压降。③ 影响重油的二次加工。（3分）

鉴于以上原因，原油加工前需在预处理过程中进行脱盐脱水。

2、管式加热炉辐射室传热速率方程为)(40])100

()100[(67.544t g t g cp R T T T T F A Q -+-=φ，

说明方程式中各符号的名称及意义。

-R Q 辐射室总传热速率 （1分）

-φ烟气对管排的角系数；是指烟气辐射给管排的能量占烟气总能量的分率（1

分）。

-cp A 冷平面面积，是指管排所占据的全部面积（ef cp L nS A 1=）。（1分）

-F 总辐射交换因素，用于修正模型偏差而引入的修正系数。它与管壁及烟气的

黑度和有效反射面积等有关。（1分）

-g T 烟气温度。-t T 管壁温度。（1分）

3、简述管式加热炉辐射室传热计算的罗伯－伊万斯假定的主要内容。

答：（1）炉膛内烟气充分混合，各处烟气组成与温度均相同且温度等于出辐射室

烟气平均温度，将炽热的烟气看成一发热面。（2分）

（2）将排管看成是一吸热面，管壁温度为管内介质平均温度加上50℃。（1分）

（3）对流给未敷设炉管炉墙的热量等于其散热损失，从辐射角度将炉墙看成一全

反射面。（2分）

4、在烃类的热裂解过程种，一般应加入过热水蒸气作为稀释剂，简述其作用。

答：（1） 可有效降低烃的分压，利于裂解反应进行，增加乙烯收率。

（2） 水蒸气热容较大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管。

（3）与产物容易分离，对裂解气质量无影响，水蒸气便宜易得。

（4） 可以抑制原料中的硫对合金钢的反应管的腐蚀作用。

（5）水蒸气通过下列反应清除裂解管中的焦碳，实际上起了炉管清焦的作用。（6）水蒸汽对金属管表面起一定氧化作用，使金属表面的铁、钼成为氧化物薄膜、减少了铁和钼对烃类气体分解生碳的催化作用

(每个1分，答对以上任意5个均得满分)

5、简述板式塔的不正常操作现象中漏液的原因及危害

漏液：部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。(1分) 原因：气速较小时，气体通过阀孔的速度压头小，不足以抵消塔板上液层的重力；气体在塔板上的不均匀分布也是造成漏液的重要原因。(2分) 后果：导致气液两相在塔板上的接触时间减少，塔板效率下降，严重的漏液使塔板上不能形成液层，气液无法进行传热、传质，塔板将失去其基本功能。(2分)

三、画图题（共20分）

1、画出燃料型原油常减压装置流程图，并标明主要设备的名称（14分）

画出图10分，标出主要设备名称4分

2、画出塔板负荷性能图并标明各线的名称（6分）

1、过量液沫夹带线

2、过量漏液线

3、液泛线（淹塔线）

4、液相流量下限线

5、液相流量上限线（降液管中液体停留时间不足线）OP线：操作线(画出图给4分,标明各线名称给2分)

四、分析题（共25分）

1、下图是裂解气顺序深冷分离原则流程，请说明各设备的名称及作用，并简述流程。（共17分）

1 碱洗塔用碱洗去裂解气中的酸性气体（1分）

2 干燥器用干燥剂脱去裂解气中的水（1分）