2025中石油煉油設(shè)備考試及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.常減壓蒸餾裝置中，減壓塔塔頂通常采用哪種抽真空設(shè)備？A.蒸汽噴射器B.離心式壓縮機C.往復(fù)式真空泵D.水環(huán)式真空泵答案：A解析：減壓塔需要維持高真空度（通常殘壓<10kPa），蒸汽噴射器通過高壓蒸汽噴射形成負壓，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件、適應(yīng)高溫油氣的特點，是減壓系統(tǒng)的核心設(shè)備。離心式壓縮機適用于中高壓氣體輸送，往復(fù)式真空泵易受油氣污染，水環(huán)式真空泵真空度較低，均不適用。2.催化裂化裝置中，再生器內(nèi)催化劑再生的主要反應(yīng)是？A.烴類裂解B.積炭燃燒C.異構(gòu)化D.加氫脫硫答案：B解析：催化裂化過程中，催化劑因積炭（焦炭）失去活性，再生器通過通入空氣使焦炭燃燒（主要反應(yīng)為C+O?→CO?，CO+O?→CO?），恢復(fù)催化劑活性。烴類裂解是反應(yīng)器內(nèi)的主反應(yīng)，異構(gòu)化屬于二次反應(yīng)，加氫脫硫是加氫裝置的任務(wù)。3.加氫精制反應(yīng)器內(nèi)，催化劑床層設(shè)置冷氫箱的主要目的是？A.降低反應(yīng)溫度防止超溫B.增加氫氣與原料接觸時間C.減少催化劑結(jié)焦D.平衡床層徑向溫差答案：A解析：加氫反應(yīng)（如脫硫、脫氮、烯烴飽和）均為放熱反應(yīng)，若熱量未及時移除，會導(dǎo)致床層超溫（超過設(shè)計溫度可能損壞催化劑或設(shè)備）。冷氫箱通過注入冷氫氣（未反應(yīng)的循環(huán)氫）直接吸收反應(yīng)熱，控制床層溫度在安全范圍內(nèi)。其他選項中，增加接觸時間需優(yōu)化催化劑裝填或流速，減少結(jié)焦主要依賴原料性質(zhì)和操作條件，平衡徑向溫差需設(shè)計合理的分布器。4.煉油廠常用的管殼式換熱器中，哪種結(jié)構(gòu)適用于高溫高壓且溫差大的工況？A.固定管板式B.浮頭式C.U型管式D.填料函式答案：C解析：U型管式換熱器的管束可自由膨脹（U型彎補償熱應(yīng)力），無殼程與管程的法蘭密封面，適用于高溫高壓（管程壓力可達10MPa以上）、冷熱流體溫差大（>50℃）的場景。固定管板式需設(shè)置膨脹節(jié)但承壓能力有限；浮頭式雖可補償熱應(yīng)力，但浮頭端密封復(fù)雜，高溫高壓下易泄漏；填料函式密封可靠性低，多用于低壓。5.離心泵啟動前需灌泵的主要原因是？A.防止氣縛B.提高揚程C.降低軸功率D.減少葉輪磨損答案：A解析：離心泵依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力輸送液體，若泵內(nèi)存在氣體（密度遠小于液體），葉輪旋轉(zhuǎn)無法形成足夠的真空度，液體無法被吸入（氣縛現(xiàn)象）。灌泵可排盡泵內(nèi)氣體，確保葉輪與液體充分接觸，建立有效揚程。其他選項中，揚程由葉輪設(shè)計和轉(zhuǎn)速決定，軸功率與流量相關(guān)，葉輪磨損主要與介質(zhì)腐蝕性和顆粒含量有關(guān)。二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述催化裂化裝置中提升管反應(yīng)器的工作原理及操作要點。答案：提升管反應(yīng)器是催化裂化的核心反應(yīng)設(shè)備，采用氣固并流上行的輸送床形式，工作原理為：預(yù)熱后的原料油（200-300℃）與高溫再生催化劑（650-700℃）在提升管底部混合，催化劑提供反應(yīng)所需熱量并作為載體，原料油在催化劑活性中心發(fā)生裂解、異構(gòu)化等反應(yīng)（反應(yīng)時間約1-4秒），生成的油氣與待生催化劑經(jīng)頂部快速分離器分離，油氣進入分餾系統(tǒng)，催化劑進入再生器燒焦再生。操作要點包括：①控制劑油比（一般5-8），確保足夠熱量和反應(yīng)活性；②反應(yīng)溫度（480-530℃）是關(guān)鍵參數(shù)，溫度過高導(dǎo)致過度裂解（干氣增加），過低則轉(zhuǎn)化率不足；③原料油霧化效果（通過高效噴嘴實現(xiàn)，霧化粒徑<100μm）直接影響反應(yīng)效率；④提升管線速（10-18m/s）需避免催化劑堆積（線速過低）或過度磨損（線速過高）；⑤終止劑（如粗汽油、水）注入位置需精準(zhǔn)，抑制過度反應(yīng)。2.常減壓蒸餾裝置中，減壓塔為何采用填料塔而非板式塔？答案：減壓塔的核心任務(wù)是在高真空下分離高沸點餾分（如潤滑油基礎(chǔ)油、減壓渣油），采用填料塔的主要原因包括：①降低壓力降：填料塔的氣體流動阻力遠小于板式塔（一般填料塔每米壓降約0.1-0.3kPa，板式塔每塊塔板壓降約0.5-1.5kPa），可有效維持塔頂高真空度（殘壓<10kPa），避免塔底溫度過高（防止油品裂解結(jié)焦）；②提高分離效率：新型規(guī)整填料（如金屬絲網(wǎng)波紋填料）比表面積大（250-700m2/m3），氣液接觸更充分，分離精度優(yōu)于傳統(tǒng)浮閥塔板；③減少滯留量：填料塔內(nèi)液體持液量?。s為板式塔的1/5-1/3），可降低高溫下油品結(jié)焦風(fēng)險；④適應(yīng)大處理量：填料塔的空塔氣速更高（比板式塔高30%-50%），可滿足現(xiàn)代煉油廠的大型化需求。3.加氫反應(yīng)器運行中，床層壓差升高的常見原因及處理措施。答案：床層壓差升高（正常運行壓差<0.3MPa，異常時可達0.5MPa以上）的常見原因包括：①催化劑結(jié)焦：原料油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，或反應(yīng)溫度過高導(dǎo)致二次反應(yīng)加劇，焦炭沉積在催化劑顆粒間；②催化劑破碎：裝填時受力不均、高溫?zé)釕?yīng)力或原料中固體顆粒（如鐵屑、鹽類）沖刷，導(dǎo)致催化劑粉化；③銨鹽堵塞：原料中含氮、氯化合物反應(yīng)生成NH4Cl、NH4HS等鹽類（尤其在反應(yīng)溫度低于其露點時，約180-220℃），結(jié)晶沉積在床層頂部；④分配器堵塞：進料分布器或冷氫箱噴嘴被固體顆?；蚓酆衔锒氯?，導(dǎo)致局部流速過高，加劇床層不均勻壓降。處理措施：①優(yōu)化原料性質(zhì)：控制原料中殘?zhí)浚?lt;6%）、金屬（Ni+V<10μg/g）、硫氮含量（S<2%，N<0.2%）；②調(diào)整操作參數(shù)：降低反應(yīng)溫度（避免超溫結(jié)焦）、提高氫油比（增加沖洗能力）；③注水洗鹽：當(dāng)壓差因銨鹽堵塞時，注入軟化水溶解鹽類（需控制注水量防止催化劑失活）；④停工撇頭：若壓差持續(xù)升高影響生產(chǎn)，停工后卸除頂部結(jié)焦/破碎的催化劑（約10%-20%床層），補充新鮮催化劑；⑤檢查內(nèi)構(gòu)件：停工期間清理分布器、冷氫箱，確保氣液均勻分布。4.加熱爐運行中，如何通過調(diào)整燃燒器優(yōu)化熱效率？答案：加熱爐熱效率（目標(biāo)92%-94%）的關(guān)鍵影響因素是排煙溫度和過剩空氣系數(shù)，調(diào)整燃燒器的具體步驟如下：①控制過?？諝庀禂?shù)（α）：通過煙氣分析（O?含量3%-5%，CO<50ppm）調(diào)整風(fēng)門開度。α過小（O?<2%）導(dǎo)致不完全燃燒（CO升高，熱損失增加）；α過大（O?>6%）則排煙熱損失增大（每增加1%O?，熱效率下降0.5%-0.7%）。②優(yōu)化燃料與空氣混合：調(diào)節(jié)燃燒器的一次風(fēng)（燃料預(yù)混風(fēng)）和二次風(fēng)（補充風(fēng)）比例，確保燃料（氣體/液體）與空氣充分混合（氣體燃料需控制流速20-30m/s，液體燃料需霧化粒徑<100μm），避免局部高溫（減少NOx生成）和低溫區(qū)（避免燃燒不完全）。③調(diào)整火焰形狀：火焰應(yīng)明亮均勻，不貼爐管（防止局部過熱結(jié)焦）、不冒黑煙（不完全燃燒）。油燃燒器需檢查霧化蒸汽壓力（0.3-0.5MPa），氣燃燒器需調(diào)節(jié)火嘴旋流強度（旋流片角度25°-45°）。④降低排煙溫度：通過吹灰器（蒸汽或聲波）定期清理對流段爐管積灰（積灰熱阻是金屬管壁的100倍以上），保持排煙溫度在160-180℃（設(shè)計值），避免過低（低于煙氣露點130-150℃時，硫酸露點腐蝕加劇）。三、案例分析題（每題15分，共30分）案例1：某煉油廠催化裂化裝置運行中，反應(yīng)溫度突然從500℃降至470℃，同時再生器密相溫度從680℃升至720℃，請分析可能原因及處理措施。答案：可能原因分析：①原料油中斷或流量驟降：原料泵故障、管線堵塞或調(diào)節(jié)閥失靈，導(dǎo)致進入提升管的原料量減少，催化劑攜帶的熱量無法被原料汽化吸收，再生器因待生劑含炭量增加（原料反應(yīng)少，催化劑積炭少），燒焦量減少？不，此處需修正：原料減少→反應(yīng)吸熱減少→提升管出口溫度下降；同時，原料減少→催化劑與原料接觸減少→待生劑上的焦炭量減少（因為原料裂解產(chǎn)生的焦炭少），再生器燒焦量減少→再生溫度應(yīng)下降？但案例中再生溫度升高，說明邏輯矛盾，需重新推導(dǎo)。正確邏輯鏈：反應(yīng)溫度（提升管出口溫度）由原料預(yù)熱溫度、催化劑溫度（再生劑溫度）、劑油比（催化劑循環(huán)量/原料量）決定。反應(yīng)溫度下降、再生溫度上升，可能原因為：①催化劑循環(huán)量增加：雙動滑閥（控制再生劑進入提升管的閥門）故障全開，催化劑循環(huán)量增大（劑油比升高），原料吸熱（汽化+反應(yīng)熱）不變的情況下，催化劑帶入的熱量增加，但為何反應(yīng)溫度下降？需考慮催化劑溫度是否降低？不，再生器溫度上升，說明再生劑溫度升高（再生器密相溫度720℃高于正常680℃），再生劑溫度升高應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)溫度上升，但案例中反應(yīng)溫度下降，矛盾。修正可能原因：②原料油預(yù)熱溫度下降：原料油換熱器泄漏或加熱爐故障，原料入提升管溫度降低（如從280℃降至250℃），需要更多熱量汽化，導(dǎo)致反應(yīng)溫度下降；同時，再生器因待生劑含炭量增加（原料預(yù)熱溫度低，裂解反應(yīng)不充分，未轉(zhuǎn)化的重組分附著在催化劑上形成更多焦炭），燒焦量增加，再生溫度上升。③終止劑注入量過大：終止劑（如粗汽油）用于抑制過度反應(yīng)，若注入量超設(shè)計值（正常3-5t/h，誤開至10t/h），其汽化吸熱導(dǎo)致反應(yīng)溫度驟降；同時，終止劑中的重組分可能附著在催化劑上，增加待生劑焦炭量，再生燒焦放熱增加，再生溫度上升。④主風(fēng)流量增加：再生器主風(fēng)（空氣）量突然增大（如主風(fēng)機轉(zhuǎn)速提高），燒焦反應(yīng)速率加快（O?充足），再生溫度上升；但主風(fēng)增加不直接影響反應(yīng)溫度，需結(jié)合其他因素。處理措施：①立即檢查原料油流量、溫度：確認原料泵出口壓力（正常1.5-2.0MPa）、原料預(yù)熱爐出口溫度（設(shè)計280-300℃），若因換熱器泄漏，切換備用換熱器；若加熱爐故障，降低處理量并聯(lián)系維修。②檢查終止劑流量：關(guān)閉或調(diào)小終止劑閥門，恢復(fù)至設(shè)計流量（3-5t/h），觀察反應(yīng)溫度變化。③監(jiān)測催化劑循環(huán)量：通過雙動滑閥開度（正常30%-50%）和再生斜管密度（正常500-700kg/m3）判斷，若滑閥故障，切手動控制并聯(lián)系儀表維修。④調(diào)整主風(fēng)流量：若再生溫度超730℃（催化劑熱崩溫度），適當(dāng)降低主風(fēng)流量（維持O?含量2%-4%），防止催化劑失活。⑤采樣分析待生劑定炭：若定炭高于0.8%（正常0.3%-0.5%），說明焦炭生成量過大，需降低反應(yīng)溫度或調(diào)整原料性質(zhì)。案例2：某加氫精制裝置停工檢修時，發(fā)現(xiàn)高壓換熱器管程（原料油+氫氣）與殼程（反應(yīng)產(chǎn)物）之間的密封墊片嚴重腐蝕，分析腐蝕原因及預(yù)防措施。答案：腐蝕原因分析：①介質(zhì)腐蝕性：管程介質(zhì)為原料油（含硫0.5%-3%、氮0.1%-0.5%）與氫氣（分壓3-10MPa），在高溫（200-300℃）下，H?S與NH3反應(yīng)生成NH4HS（易溶于水，形成酸性溶液pH=5-6），對碳鋼墊片產(chǎn)生均勻腐蝕；同時，H?滲透到金屬內(nèi)部（氫脆），降低材料韌性。②密封面間隙腐蝕：墊片與法蘭密封面存在微小間隙（<0.1mm），介質(zhì)滯留形成濃差電池（間隙內(nèi)H+、S2-濃度高于外部），導(dǎo)致局部點蝕或縫隙腐蝕。③溫度波動影響：裝置開停工或負荷調(diào)整時，溫度變化（如從350℃降至50℃）導(dǎo)致墊片材料（一般為316L不銹鋼或柔性石墨復(fù)合墊）熱脹冷縮，密封面應(yīng)力松弛，間隙增大，加速腐蝕介質(zhì)侵入。④墊片選型不當(dāng)：若選用普通碳鋼墊片（非耐硫材質(zhì)）或石墨墊未經(jīng)過硫化處理（抗H?S性能差），在含硫環(huán)境中易腐蝕失效。預(yù)防措施：①優(yōu)化墊片材質(zhì)：選用022Cr17Ni12Mo2（316L）不銹鋼金屬纏繞墊（含鉬提高耐點蝕性）或經(jīng)過表面滲鋁處理的墊片（形成Al?O?保護膜，抗H?S腐蝕）；柔性石墨墊需添加緩蝕劑（如鋅粉）并硫化處理。②控制介質(zhì)腐蝕性：原料油預(yù)脫硫（通過預(yù)加氫裝置將S<500μg/g），反應(yīng)產(chǎn)物空冷前注入軟化水（注水量為