2025年【裂解(裂化)工藝】試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.關于烴類裂解與裂化的核心差異，正確的表述是：A.裂解以生產(chǎn)輕質燃料為主，裂化以生產(chǎn)烯烴為主B.裂解反應溫度低于裂化C.裂解通常需催化劑，裂化多為熱反應D.裂解的主要產(chǎn)物是乙烯、丙烯，裂化側重汽油、柴油答案：D解析：裂解（高溫熱反應）目標產(chǎn)物為低級烯烴（乙烯、丙烯），裂化（需催化劑或中溫）主要生產(chǎn)輕質燃料油（汽油、柴油）。2.影響烴類裂解深度的關鍵參數(shù)中，最優(yōu)先控制的是：A.原料含硫量B.反應壓力C.停留時間D.爐管出口溫度答案：D解析：爐管出口溫度（COT）直接決定裂解反應的進行程度，溫度過高易結焦，過低則轉化率不足。3.裂解工藝中，急冷系統(tǒng)的主要作用是：A.提高原料預熱效率B.終止裂解反應并回收熱量C.去除裂解氣中的酸性氣體D.降低壓縮機入口壓力答案：B解析：急冷通過快速降溫（0.01-0.1秒內）終止二次反應，同時回收高溫熱量產(chǎn)生蒸汽。4.以下哪種原料更適合作為蒸汽裂解的優(yōu)質進料？A.減壓渣油（沸點＞500℃）B.石腦油（沸點30-220℃）C.重柴油（沸點200-360℃）D.催化裂化油漿答案：B解析：石腦油（輕質餾分）氫含量高、雜質少，裂解烯烴收率顯著高于重質原料。5.裂解爐管結焦的直接后果是：A.爐管傳熱效率下降B.原料轉化率提高C.急冷介質用量減少D.裂解氣中氫氣含量降低答案：A解析：焦層附著在爐管內壁，阻礙熱量傳遞，導致爐管外壁溫度升高（可能超溫損壞），同時增加流動阻力。6.裂解工藝中，加入稀釋蒸汽的主要目的是：A.提高反應壓力B.降低烴分壓，抑制結焦C.增加原料中的氫含量D.減少烯烴聚合反應答案：B解析：稀釋蒸汽降低烴類分壓，促進一次反應（斷鏈），抑制二次反應（聚合結焦），同時提供熱量。7.裂解氣壓縮系統(tǒng)采用多段壓縮的主要原因是：A.減少壓縮功消耗B.提高氣體純度C.降低設備投資成本D.便于中間冷卻除水答案：A解析：多段壓縮（中間冷卻）可降低氣體溫度，減少壓縮功（等溫壓縮最省功），同時去除冷凝水，防止設備腐蝕。8.裂解爐運行中，若燃料氣壓力突然下降，應優(yōu)先采取的操作是：A.增加稀釋蒸汽量B.降低進料量C.切斷燃料氣閥門D.啟動緊急停車程序答案：B解析：燃料氣壓力下降會導致爐溫降低，需同步減少進料量以維持裂解深度，避免未反應原料進入后續(xù)系統(tǒng)。9.以下哪項不是裂解工藝的安全控制重點？A.爐管出口溫度聯(lián)鎖B.稀釋蒸汽流量低低聯(lián)鎖C.急冷油液位高高聯(lián)鎖D.循環(huán)水pH值監(jiān)測答案：D解析：循環(huán)水pH值主要影響設備腐蝕，非直接安全聯(lián)鎖參數(shù)；爐溫、蒸汽流量（防止爐管結焦）、急冷油液位（防止?jié)M罐泄漏）是核心安全控制項。10.裂解產(chǎn)物中，乙烯收率最高的原料是：A.乙烷B.石腦油C.柴油D.減壓蠟油答案：A解析：乙烷（低碳烷烴）裂解乙烯收率可達80%以上，顯著高于其他重質原料。11.裂解爐熱效率計算時，不包含的熱量是：A.原料預熱吸收的熱量B.煙氣排放帶走的熱量C.爐體表面散熱損失D.稀釋蒸汽的潛熱答案：D解析：稀釋蒸汽由外部提供（如廢熱鍋爐），其潛熱不計入裂解爐自身熱效率計算。12.裂解氣脫酸性氣體（H?S、CO?）常用的溶劑是：A.氫氧化鈉溶液B.乙醇胺溶液C.濃硫酸D.活性氧化鋁答案：B解析：乙醇胺（如MEA、DEA）可選擇性吸收酸性氣體，再生后循環(huán)使用，優(yōu)于強腐蝕性的NaOH。13.裂解爐管材質選擇的關鍵因素是：A.耐酸性腐蝕B.高溫強度與抗結焦性C.低溫韌性D.加工成型難度答案：B解析：爐管需在800-1000℃高溫下承受內壓，同時抵抗結焦和滲碳，常用高鎳鉻合金（如HK-40、HP-40）。14.裂解工藝中，“停留時間”指的是：A.原料從進入爐管到離開爐管的時間B.原料在輻射段的反應時間C.原料在對流段的預熱時間D.裂解氣從急冷到壓縮的時間答案：A解析：停留時間是原料在整個爐管（對流段+輻射段）內的總反應時間，直接影響裂解深度。15.以下哪種情況會導致裂解氣中炔烴含量增加？A.爐管出口溫度過高B.稀釋蒸汽量過大C.原料氫含量過高D.停留時間過短答案：A解析：高溫下易發(fā)生脫氫反應，生成乙炔等炔烴（二次反應產(chǎn)物）。16.裂解裝置停工檢修時，爐管燒焦的主要目的是：A.去除爐管內積碳，恢復傳熱效率B.檢測爐管壁厚C.更換損壞的燃燒器D.清理對流段積灰答案：A解析：燒焦（通入蒸汽-空氣）是清除爐管內結焦最有效的方法，恢復傳熱和流通能力。17.裂解氣干燥常用的吸附劑是：A.硅膠B.活性炭C.分子篩D.活性白土答案：C解析：分子篩（如3A、4A）對水的吸附能力強，且可在高溫下再生，適合深度干燥（露點＜-70℃）。18.裂解爐運行中，若某根爐管外壁溫度明顯高于其他爐管，最可能的原因是：A.該爐管結焦嚴重B.燃料氣分配不均C.稀釋蒸汽量過大D.原料中含雜質答案：A解析：結焦導致爐管內壁傳熱受阻，外壁需更高溫度才能維持反應，表現(xiàn)為局部超溫。19.關于裂解工藝的環(huán)保要求，錯誤的是：A.煙氣中NOx排放需≤100mg/m3B.含油污水需經(jīng)隔油、氣浮處理C.廢催化劑可直接填埋D.火炬燃燒需控制二噁英生成答案：C解析：廢催化劑（含重金屬）屬于危險廢物，需委托有資質單位處理，不可直接填埋。20.裂解裝置緊急停車時，首先執(zhí)行的操作是：A.切斷燃料氣供應B.停止原料進料C.啟動急冷系統(tǒng)D.打開火炬放空答案：B解析：停止進料可避免未反應原料進入后續(xù)系統(tǒng)（如壓縮機），降低安全風險。二、判斷題（每題1分，共10分）1.烴類裂解是吸熱反應，需持續(xù)供熱；裂化是放熱反應，可自熱維持。（×）解析：裂解、裂化均為吸熱反應，需外部供熱。2.提高裂解反應壓力可促進一次反應，抑制二次反應。（×）解析：降低壓力（通過稀釋蒸汽）可促進一次反應（斷鏈），高壓易導致聚合結焦。3.裂解爐對流段的主要作用是預熱原料和稀釋蒸汽，回收煙氣熱量。（√）4.急冷油系統(tǒng)溫度過高會導致急冷油聚合，增加系統(tǒng)粘度。（√）5.裂解氣中的水分會導致低溫分離系統(tǒng)凍堵，需深度干燥。（√）6.裂解爐燒焦時，需先通入空氣再通入蒸汽，避免爆炸。（×）解析：應先通蒸汽（置換爐管內烴類），再逐步引入空氣，防止烴類-空氣混合物爆炸。7.催化裂化（FCC）與蒸汽裂解的主要區(qū)別在于是否使用催化劑。（×）解析：核心區(qū)別是目標產(chǎn)物（FCC為燃料油，裂解為烯烴）及反應條件（裂解溫度更高）。8.裂解原料的BMCI值（芳烴指數(shù)）越低，越適合作為優(yōu)質進料。（√）解析：BMCI越低，原料鏈烷烴含量越高，裂解烯烴收率越高。9.裂解爐運行中，輻射段爐管表面溫度應低于設計值，防止材質劣化。（√）10.裂解裝置的“三廢”主要包括煙氣、含油污水和廢催化劑，需分類處理。（√）三、簡答題（每題5分，共50分）1.簡述烴類裂解的主要反應類型及產(chǎn)物分布規(guī)律。答：主要反應包括一次反應（斷鏈反應生成烯烴、脫氫反應生成二烯烴）和二次反應（烯烴聚合、環(huán)化、縮合生成芳烴、焦）。產(chǎn)物分布規(guī)律：低碳烷烴（如乙烷）裂解主要生成乙烯；含支鏈烷烴裂解丙烯收率較高；環(huán)烷烴裂解生成單環(huán)芳烴和烯烴；芳烴難裂解，易結焦。2.列出影響裂解爐運行周期的主要因素及應對措施。答：主要因素：（1）爐管結焦速率（原料雜質、停留時間、溫度）；（2）爐管材質耐高溫/滲碳能力；（3）燃燒器運行穩(wěn)定性（燃料氣雜質導致堵塞）。應對措施：選擇低BMCI值原料，控制COT在設計范圍，優(yōu)化停留時間；采用抗結焦爐管（如表面涂層）；定期清理燃燒器，使用凈化燃料氣。3.解釋“稀釋蒸汽比”的定義及其對裂解反應的影響。答：稀釋蒸汽比指單位時間內稀釋蒸汽與原料烴的質量比（kg蒸汽/kg烴）。影響：（1）降低烴分壓，促進一次反應，抑制二次反應（結焦）；（2）提供部分熱量，穩(wěn)定爐溫；（3）蒸汽比過高會增加能耗，過低則結焦加劇。通常石腦油裂解蒸汽比為0.3-0.6。4.裂解氣壓縮系統(tǒng)為何需要設置段間冷卻？答：（1）降低氣體溫度，減少壓縮功（等溫壓縮更節(jié)能）；（2）冷凝去除氣體中的水分和重烴，防止水合物形成（低溫分離系統(tǒng)凍堵）；（3）減少壓縮機葉輪結焦（高溫易導致烯烴聚合）；（4）降低氣體體積流量，減小壓縮機尺寸。5.簡述裂解爐緊急停車的觸發(fā)條件及主要操作步驟。答：觸發(fā)條件：（1）爐管出口溫度（COT）超高高限；（2）稀釋蒸汽流量低低聯(lián)鎖；（3）原料進料中斷；（4）燃料氣壓力低低；（5）設備泄漏（如爐管破裂）。操作步驟：（1）立即停止原料進料；（2）切斷燃料氣供應；（3）維持稀釋蒸汽流量（防止爐管結焦）；（4）啟動急冷系統(tǒng)，降低裂解氣溫度；（5）打開火炬放空，防止系統(tǒng)超壓；（6）確認所有聯(lián)鎖動作執(zhí)行，排查故障原因。6.分析裂解爐輻射段爐管結焦的微觀機理及宏觀表征。答：微觀機理：高溫下烴類發(fā)生脫氫、聚合反應，生成稠環(huán)芳烴及碳自由基，最終在爐管內壁沉積形成焦層。宏觀表征：（1）爐管外壁溫度（TMT）升高（傳熱受阻）；（2）爐管進出口壓差增大（流動阻力增加）；（3）裂解氣中氫氣含量上升（二次反應加?。?；（4）乙烯收率下降（一次反應受抑制）。7.列出裂解工藝中廢熱回收的主要途徑及對應的能量利用形式。答：（1）急冷鍋爐：回收裂解氣高溫熱量，產(chǎn)生高壓蒸汽（用于驅動壓縮機汽輪機）；（2）對流段預熱：利用煙氣熱量預熱原料、稀釋蒸汽及燃燒空氣（降低燃料消耗）；（3）急冷油/急冷水系統(tǒng)：回收中低溫熱量，用于發(fā)生低壓蒸汽或預熱其他介質（如除鹽水）；（4）廢熱鍋爐排污閃蒸：回收排污水熱量，產(chǎn)生低壓蒸汽。8.簡述裂解氣脫炔的常用方法及原理。答：常用方法為催化加氫脫炔（選擇性加氫）。原理：在鈀基催化劑（如Pd/Al?O?）作用下，裂解氣中的乙炔、丙炔等炔烴與氫氣發(fā)生選擇性加氫反應，生成烯烴（如乙炔→乙烯），避免過度加氫生成烷烴。反應條件：溫度50-120℃，壓力1.0-3.0MPa，氫炔比（摩爾比）1.0-1.5。9.分析原料含硫量對裂解工藝的影響及預處理措施。答：影響：（1）硫會導致裂解爐管滲碳（加速結焦）；（2）硫進入裂解氣會毒化后續(xù)加氫催化劑（如脫炔催化劑）；（3）煙氣中SOx排放污染環(huán)境。預處理措施：（1）原料加氫脫硫（如石腦油通過加氫精制，硫含量降至＜1ppm）；（2）使用低硫燃料氣（如天然氣替代燃料油）；（3）煙氣脫硫（如濕法脫硫，用石灰石-石膏法去除SOx）。10.對比管式裂解爐與蓄熱式裂解爐的優(yōu)缺點。答：管式裂解爐：優(yōu)點是連續(xù)運行、操作穩(wěn)定、產(chǎn)物收率高；缺點是爐管易結焦，需定期燒焦（運行周期2-6個月），投資較高。蓄熱式裂解爐：優(yōu)點是熱效率高（利用蓄熱體回收煙氣熱量）、無爐管結焦問題；缺點是間歇操作（切換蓄熱室），產(chǎn)物收率較低（停留時間難控制），適用于小規(guī)模裝置。四、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某廠乙烯裝置裂解爐運行中，DCS顯示爐管出口溫度（COT）從820℃快速升至850℃，同時爐管外壁溫度（TMT）局部達到1100℃（設計上限1050℃），裂解氣中甲烷含量由12%升至18%，乙烯收率下降。試分析可能原因、危害及處理措施。答：可能原因：（1）原料進料量突然減少（如進料泵故障），導致停留時間延長，二次反應加劇；（2）燃料氣流量異常增大（燃燒器閥門卡澀），爐溫失控；（3）爐管局部結焦（結焦段傳熱差，外壁超溫），未結焦段反應過度；（4）COT儀表故障（假高報），實際溫度正常。危害：（1）爐管超溫導致材質蠕變（長期超溫會破裂）；（2）二次反應加劇，結焦速率加快，縮短運行周期；（3）乙烯收率下降，裝置經(jīng)濟性降低；（4）甲烷含量升高（過度裂解），增加分離系統(tǒng)負荷。處理措施：（1）立即檢查原料進料流量（確認泵、調節(jié)閥狀態(tài)），若進料量低，手動降低燃料氣流量；（2）切換COT儀表至備用測點，確認溫度真實性；（3）若爐管局部超溫，適當提高稀釋蒸汽流量（降低烴分壓，抑制結焦）；（4）若調整后溫度仍上升，啟動緊急停車程序（停止進料、切斷燃料），防止爐管損壞；（5）停車后檢查爐管結焦情況，必要時進行燒焦作業(yè)。案例2：某裂解裝置開車過程中，急冷油系統(tǒng)出現(xiàn)粘度快速上升（從20mPa·s升至80mPa·s），導致急冷油泵電流增大、流量下降，急冷塔塔底液位持續(xù)上漲。試分析原因及解決措施。答：原因分析：（1）急冷油溫度過高（＞250℃），導致其中的雙烯烴、芳烴聚合生成大分子物質（膠質、瀝青質）；（2）裂解氣