石油加工工程.doc

《石油加工工程》课程综合复习资料
一、填空：
1．石油主要有 、 、 、 、 等五种元素组成，原油中主要包括 、 和 等烃类，而不包括 。
2．经过常减压蒸馏，石油可按沸点范围依次切割为 馏分， 馏分， 馏分和 。
3．一般来说，随着沸程的升高，石油馏分的蒸汽压 ，密度 ，平均相对分子质量 ，粘度 ，闪点 ,自燃点 。（填升高或降低)
4．我国采用 和 相结合的方法对原油进行分类，按此分类法，大庆原油属于
原油，胜利原油属于 原油。
5．我国车用汽油以 来划分其商品牌号，它表示汽油的 性能，汽油的理想组分是 ;轻柴油以 来划分其商品牌号的，它表示轻柴油的 ，轻柴油的理想组分是 ；航空煤油的理想组分是 .
6．根据生产任务的不同，减压塔可分为 型和 型减压塔。
7．为了得到相同的气相产品量，平衡汽化所采用的液相温度比恩氏蒸馏 ,比实沸点蒸馏
(高或低)。
8．石油馏分的分馏精确度主要是由 、 、 决定的。
9．油品在低温下失去流动性的原因分 和 两种情况。
10．随着经济、炼油技术的发展和人们对环保要求的提高，世界对石油产品的需求量 ,汽油、柴油产品的质量将向 方向发展。
11．常温下为固态的烃类在石油中通常处于 状态，随着温度降低会 并从石油中分离出来，工业上将分离得到的固态烃称为 .
12．石油中的含硫化合物根据其化学活性可划分为 硫化物和 硫化物.
13．石油馏分的蒸汽压与 和 有关。
14．一般随着石油馏分沸程的增加,其密度 ，密度指数(API） ，闪点 ，燃点 ，自燃点 ,凝点 .（填增加或降低)
15．从工作原理上划分，汽油机属于 内燃机，而柴油机属于 内燃机,因此，柴油机要求其燃料的自燃点要 。
16．特征化参数可以反映渣油的二次加工性能,渣油的特征化参数越大，二次加工性能 。
17．恩氏蒸馏、平衡汽化和实沸点蒸馏三种分离方法分离效果的好坏顺序是： 。
18．在精馏段，沿着石油精馏塔由上而下，各层塔板上油品的平均相对分子质量逐板 ，温度逐板 ，摩尔汽化潜热逐板 (增大或减小）.
19．减压塔顶采用 设备的抽真空系统，可使塔顶真空度摆脱水温（或水的饱和蒸汽压）的限制，从而获得更高的真空度。
20．石油中的元素以 和 元素为主,原油以及直馏馏分油中一般不含 。
21．不同基属原油的相对密度的大小顺序是： .
22．汽油以 表示其牌号,93号汽油表示 ，柴油以 表示其牌号，0号柴油表示 .
23．我国原油的特点是密度 ，凝点 ，轻组分含量 ，硫含量 。
24．目前国内在设计蒸馏装置换热流程时，应尽可能提高原油的 温度,充分回收余热，提高装置的热回收率。
二、判断题：
1．对同一种原油,随其馏分沸程升高，烃类、非烃类及微量金属的含量将逐渐升高. ( )
2．粘度大的油品，其粘温性能好。 ( )
3．常压塔底通入过热水蒸气是为了降低塔底油温,减少裂化结焦。 （ )
4．规定汽油的50％ 馏出温度是为了保证汽油使用过程中的平均蒸发性能。 ( ）
5．石油馏分的蒸气压与温度和气化率有关。 ( ）
6．特性因数大的油品，芳香烃类的含量较高。 ( ）
7．石油精馏塔塔顶至塔底的温度是逐渐升高的。 （ ）
8．石油中的环烷酸在250～400℃ 馏分中的含量最高。 （ )
9．不同原油所得的相同沸点范围的石油馏分，特性因数的大小可反映其组成差别。 （ )
10．油水混合物共同加热时，油先气化而水后气化。 （ ）
11．中间馏分是指沸点范围介于350~500℃ 的石油馏分。 （ ）
12．航空煤油的理想组分是体积热值较大的芳香烃。 ( )
13．为了保证一定的分馏精确度，石油精馏塔的塔板上都必须有内回流。 ( )
14．按照我国的原油分类方法分类，大庆原油属于低硫石蜡基原油。 （ )
15．分子量大小相近的烷烃、环烷烃和芳香烃，粘度最高的是烷烃。 （ )
16．规定汽油的10% 馏出温度是为了保证汽油使用过程中的平均蒸发性能。 （ ）
17．石油中的环烷酸在 〉500℃ 馏分中的含量最高。 ( ）
18．油品的蒸气压越低，则其燃点低。 （ )
三、名词解释：
1．直馏馏分：
2．凝点：
3．特性因数:
4．闪点：
5．油品的粘温性质：
6．原油评价：
四、简答题：
1．石油常压精馏塔为何设汽提塔，而燃料型减压塔却不需要？
2．描述石油馏分烃类组成的方法有哪些?各有什么特点？
3．通过本课程的学习,你认为我国原油与国外原油相比较有哪些特点？
4．规定汽油的10%、50％、90％ 点的馏出温度，是为了保证汽油哪些方面的性质？
5．大庆原油和胜利原油的主要特点有哪些?从加工利用角度，分析两种原油合理的加工方向有什么不同？
6．试从燃料燃烧角度,分析汽油机、柴油机产生爆震的原因。要提高发动机抗爆震性能，对燃料的组成各有什么要求？
7．精馏过程的必要条件是什么？一个完整的精馏塔应有几部分组成？
8．原油评价的目的是什么？评价的类型有哪些？
9．汽油机和柴油机的一个工作过程有哪几个冲程组成?汽油机和柴油机的工作过程有哪些不同?
10．除了塔顶冷回流外，石油精馏塔还可采用那些回流方式？在什么情况下设塔顶循环回流？
11．在哪几种情况下，常减压装置需要设初馏塔？
五、计算题：
1．已知某原油(d420=0.8604)，常压汽化数据如下：
汽化率,％(v） 10 30 50 70 90
温度，℃ 210 260 330 391 450
其它性质：焦点温度=500℃,焦点压力=4.0MPa
（1)请做出P-T-e相图；
（2）将此原油送入常压精馏塔，塔内汽化段的压力为0。16 MPa （绝)，塔底通入过热水蒸气的量为进塔原油量的1。5 ％ (W），若要求原油在汽化段的汽化率为60 ％ (体)，问汽化段温度为多少？
已知汽化部分：M=200，d420=0。8260
2．已知某原油切割得到 〉500 ℃ 渣油的100 ℃ 粘度为150 cSt， 400～500 ℃ 蜡油的100℃ 粘度为8。0 cSt。现将这两种油调合成符合200号燃料油规格要求的产品，已知200号燃料油100℃ 恩氏粘度范围在5.5～9。5 oE之间，试预测应以什么比例进行调配？
《石油加工工程Ⅰ》课程综合复习资料参考答案
一、填空题：
1．碳，氢,硫，氧，氮，烷烃，环烷烃，芳香烃
2．汽油,煤柴油,减压蜡油，减压渣油
3．降低，升高,增大，增大，升高，降低
4．硫含量，关键馏分特性分类法，低硫石蜡基，含硫中间基
5．研究法辛烷值，抗爆性能，高度分支的异构烷烃，凝点，低温流动性，带一到两个烷基侧链的异构烷烃,异构烷烃或环烷烃
6．燃料型，润滑油型
7．低，低
8．回流比，塔板数，组分之间分离的难易程度
9．粘温凝固，构造凝固
10．增加，清洁化
11．溶解，结晶，蜡
12．活性,非活性
13．温度，气化率
14．增大，减小，增大,增大，减小，降低
15．点燃式,压燃式，低
16．好
17．实沸点蒸馏 〉 恩氏蒸馏 〉 平衡气化
18．增大，升高，增大
19．增压喷射器
20．碳，氢，不饱和烃
21．环烷基〉中间基〉石蜡基
22．研究法辛烷值，其研究法辛烷值不低于93，凝点，其凝点不高于0℃
23．大，高,少，低
24．换热终了
二、判断题:
1．×
2．×
3．×
4．√
5．√
6．×
7．×
8．√
9．√
10．×
11．×
12．×
13．×
14．√
15．×
16．×
17．×
18．×
三、名词解释:
1．直馏馏分：原油经过直接蒸馏以后得到的馏分，它一般保留了石油的本来组成面目。
2．凝点：凝点就是指油品在一定条件下刚刚失去流动性时的温度。
3．特性因数：特性因数K是表征石油馏分烃类组成的一种特性数据。其定义式为：
4．闪点：油品在常压下油气混合气相当于爆炸下限或上限时的油品温度，是表征油品使用安全性能的指标。
5．油品的粘温性质:油品的粘度随温度变化的性质，油品的粘度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性质好。
6．原油评价：就是通过各种实验、分析，取得对原油性质的全面的认识。原油评价按其目的不用，大体可分为三个层次,即原油的一般性质、常规评价和综合评价.
四、简答题：
1．石油常压精馏塔为何设汽提塔,而燃料型减压塔却不需要？
答:①常压精馏塔是一个复合塔，各产品之间只有精馏段而没有提馏段,各侧线产品之中必然会含有相当数量的轻组分,这样不仅影响本侧线产品的质量，而且降低了较轻馏分的产率。因此，通常在常压精馏塔的外部设汽提塔，向汽提塔内通入少量的过热水蒸气以降低塔内油气分压,使混入产品中的较轻馏分汽化而返回常压塔.
②燃料型减压塔的侧线产品对闪点没有要求，因而可以不设侧线汽提塔。
2．描述石油馏分烃类组成的方法有哪些？各有什么特点？
答：描述石油烃类组成主要有三种表示方法：单体烃组成、族组成和结构族组成，这三种方法各有其适用对象和局限性。
单体烃组成可用于精确的描述石油馏分中的每一种烃类的存在与否及其含量，但其只能应用于对轻质石油馏分的分析与描述；族组成可用于描述石油馏分中不同族烃类的组成及含量，但不能准确地描述不同烃类的含量及组成，且对于部分结构组成比较复杂的烃类无法进行族的划分;结构族组成是将整个石油馏分(即各种烃分子的混合物）视为一个平均分子,把该平均分子看作是由烷基侧链、环烷环和芳香环三种结构单元组成，其平均分子的结构可用CA％、CN％、CP％、RT、RN、RA六个结构参数表示，但结构族组成表示法仅适于确定高沸点馏分和渣油中上述三种结构单元的含量，并未考虑其结合方式。因此，石油馏分组成不管有多么复杂，都可以用结构族组成表示法描述其大致结构。
3．通过本课程的学习,你认为我国原油与国外原油相比较有哪些特点?
答：① 相对密度（d420）〉 0.86,属较重原油；
② 凝点 (CP） 高，含蜡量高；
③ 含硫量较低
④ 含氮量偏高，大部分原油N > 0.3%.
4．规定汽油的10%、50%、90％ 点的馏出温度，是为了保证汽油哪些方面的性质？
答:① 规定汽油的10％ 点的馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性;
② 规定汽油50% 点的馏出温度是为了保证汽油馏分的组成分布均匀性,使发动机具有良好的加速性和平稳性,保证其最大功率和爬坡能力；
③ 90% 点的馏出温度表示汽油在气缸中蒸发的完全程度.
5．大庆原油和胜利原油的主要特点有哪些？从加工利用角度，分析两种原油合理的加工方向有什么不同？
答：大庆原油的特点：含蜡量高，凝点高,硫含量低，特性因数12.5～12.6,属于低硫石蜡基原油.大庆减压渣油中胶质、沥青质含量低，不能直接生产沥青产品。大庆原油的加工方案采用燃料-润滑油型加工方案最为理想，或者采用燃料-润滑油—化工型方案。原油评价数据表明，大庆原油是生产优质润滑油和各种蜡的良好原料。
胜利原油的特点：胶质含量高 (23％），密度较大 (0。9005)，含蜡量较高的含硫原油，属于含硫中间基原油。胜利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料—化工型加工方案比较理想。在加工胜利原油时应充分考虑含硫的问题，如腐蚀、环保、产品质量、催化剂中毒等。
6．试从燃料燃烧角度,分析汽油机、柴油机产生爆震的原因。要提高发动机抗爆震性能,对燃料的组成各有什么要求？
答：由于汽油机和柴油机的工作原理不同，造成两者产生爆震的原因亦有所不同。汽油机的爆震是由于汽油自燃点低，在火焰未到达前发生区域自燃，同时形成多个燃烧中心;柴油机的爆震是由于柴油自燃点过高,使得滞燃期长，燃料积累过多造成的.
因此,汽油机要求使用自燃点高的燃料,如高度分支的异构烷烃、芳香烃等；而柴油机要求使用自燃点较低的燃料，如正构烷烃、少分支的异构烷烃等。
7．精馏过程的必要条件是什么？一个完整的精馏塔应由几部分组成？
答:精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立及接触设施的存在是精馏过程得以进行的必要条件.一个完整的精馏塔通常包括精馏段、提馏段和进料段。
8．原油评价的目的是什么？评价的类型有哪些？
答:原油评价的主要目的是对原油进行性质分析，以制定合理的加工方案,对原油进行综合利用。原油评价按其目的不同可分为四种类型:性质分析，简单评价，基本评价，综合评价.
9．汽油机和柴油机的一个工作过程由哪几个冲程组成？汽油机和柴油机的工作过程有哪些不同?
答:汽油机和柴油机的工作过程都有四个冲程：进气、压缩、燃烧膨胀和排气冲程。
不同之处有两点：① 柴油机压缩的只是空气，压缩比可以更大；② 汽油机由电火花点燃→点燃式发动机,柴油机是自燃→压燃式发动机。
10．除了塔顶冷回流外，石油精馏塔还可采用哪些回流方式？在什么情况下设塔顶循环回流?答：(1） 除了塔顶冷回流，石油精馏塔还有塔顶油气的二级冷凝冷却、塔顶循环回流和中段循环回流等回流方式。
(2） 石油精馏塔在以下情况时常设有塔顶循环回流：① 塔顶回流热较大，考虑回收这部分热量以降低能耗；② 塔顶馏出物含有较多的不凝气;③ 要求尽量降低塔顶馏出物线及冷凝冷却系统的流动压降，以保证塔顶压力不致过高 （如催化裂化分馏塔)，或保证塔内有尽可能高的真空度(如减压蒸馏塔)。
11．在哪几种情况下，常减压装置需要设初馏塔?
答:常减压装置是否采用初馏塔,应根据具体条件对有关因素进行综合分析后决定，其中原油性质是主要因素。可能导致采用初馏塔的因素有:① 原油的含砷量过高;② 原油的轻馏分含量较多；③ 原油的脱水效果较差;④ 原油的含硫量和含盐量较高等。
五、计算题：
1．解：
（1)P-T-e相图见坐标图中的标注（参见第四版教材P201图6-21）。
（2)NS/NO = PS/PO = (P—PO)/PO
NS/NO = (0。8604×V×1。5％/18) / (0。8260×V×60%/200） = 0。2893
(P—PO）/PO = （0.16-PO）/PO = 0.2893
解得：PO = 0.124 MPa
查P—T-e相图，得汽化段的温度为373 ℃。
2．解：
在油品混合粘度图（见第四版教材P74图3-5）的两个坐标上分别找出］粘度为150 cSt和8.0 cSt的两点,在两点之间作直线。然后再在坐标上分别找出5。5 oE和9.5 oE的两点,作水平线，分别与上述直线交于两点，在两点上再作垂直线,与横坐标交于两点,分别读出两点的数值。
可知，要想达到200号燃料油的要求，渣油的调和比例大约在64—81 %之间，或蜡油的调和比例大约在19-36 ％。
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