石油加工工程復(fù)習(xí)資料與試題集前言石油加工工程，作為化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科的重要分支，是連接石油地質(zhì)勘探、油田開發(fā)與石油化工產(chǎn)品應(yīng)用的關(guān)鍵紐帶。其內(nèi)容涵蓋了從原油的初步處理到各類燃料、潤滑油及化工原料的生產(chǎn)全過程，涉及物理分離、化學(xué)反應(yīng)、過程優(yōu)化與控制等多個方面。本復(fù)習(xí)資料與試題集旨在幫助學(xué)習(xí)者系統(tǒng)梳理課程核心知識，鞏固理論基礎(chǔ)，提升分析與解決實際工程問題的能力，并為應(yīng)對各類考核提供有力支持。資料的編寫力求專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)，突出重點與難點，注重理論與實踐的結(jié)合，希望能成為各位同學(xué)復(fù)習(xí)備考路上的良師益友。第一部分：核心知識點梳理一、石油及其產(chǎn)品的組成與性質(zhì)1.石油的一般性質(zhì)與元素組成：石油是一種復(fù)雜的液態(tài)混合物，主要由碳、氫兩種元素組成（占95%以上），還含有少量硫、氮、氧及微量金屬元素。其物理性質(zhì)如密度、粘度、凝點、閃點、自燃點等是評價原油及產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。2.石油的餾分組成：原油通過蒸餾可切割成不同沸程的餾分，如汽油餾分、煤油餾分、柴油餾分、潤滑油餾分及渣油等。各餾分的組成和性質(zhì)隨沸程升高而變化。3.石油的烴類組成：石油中的烴類主要包括烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。了解各類烴的結(jié)構(gòu)特點及其對油品性質(zhì)的影響（如烷烴的燃燒性能、環(huán)烷烴的安定性、芳香烴的辛烷值等）是理解石油加工過程的基礎(chǔ)。4.石油中的非烴化合物：主要包括含硫、含氮、含氧化合物以及膠狀瀝青狀物質(zhì)。這些化合物對石油加工過程及產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響，通常需要在加工過程中去除或轉(zhuǎn)化。5.石油產(chǎn)品的使用要求：不同石油產(chǎn)品（汽油、柴油、潤滑油等）有其特定的使用性能要求，如汽油的抗爆性（辛烷值）、柴油的燃燒性（十六烷值）、潤滑油的粘度和粘溫特性等。二、石油蒸餾1.蒸餾基本原理：利用混合物中各組分揮發(fā)度的差異，通過多次部分汽化和部分冷凝實現(xiàn)分離。關(guān)鍵概念包括相平衡、相對揮發(fā)度、回流比等。2.原油預(yù)處理：目的是脫除原油中的水和鹽，常用電脫鹽脫水工藝。3.常減壓蒸餾工藝流程：*常壓蒸餾：將原油分離成汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)餾分和常壓重油。*減壓蒸餾：將常壓重油在減壓條件下蒸餾，以降低其沸點，分離出減壓餾分油（作為催化裂化、加氫裂化等二次加工的原料）和減壓渣油。4.蒸餾塔的工藝特征：包括塔板數(shù)、進(jìn)料位置、回流方式（頂回流、中段回流）、汽提蒸汽的作用等。理解蒸餾塔內(nèi)氣液傳質(zhì)過程對優(yōu)化操作至關(guān)重要。5.蒸餾過程的影響因素：如進(jìn)料性質(zhì)、溫度、壓力、回流比、塔底吹汽量等對產(chǎn)品質(zhì)量和收率的影響。三、催化裂化1.催化裂化的目的與特點：將重質(zhì)餾分油轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油、柴油及液化氣等輕質(zhì)產(chǎn)品。具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品方案靈活等特點。2.催化裂化催化劑：主要是分子篩催化劑，其活性、選擇性、穩(wěn)定性及抗重金屬污染能力是影響裂化過程的關(guān)鍵。了解催化劑的組成（活性組分、載體、粘結(jié)劑）和作用。3.催化裂化主要化學(xué)反應(yīng)：*分解反應(yīng)：最重要的反應(yīng)，使大分子烴斷裂成小分子烴。*異構(gòu)化反應(yīng)：提高汽油辛烷值。*氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：影響產(chǎn)品分布和質(zhì)量。*芳構(gòu)化反應(yīng)：生成芳香烴，提高辛烷值。*縮合反應(yīng)：生成焦炭，是不利反應(yīng)。4.催化裂化工藝流程：典型的流化床催化裂化（FCC）包括反應(yīng)-再生系統(tǒng)（核心）、分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。理解催化劑的循環(huán)、燒焦再生過程以及能量回收（如CO鍋爐）。5.催化裂化產(chǎn)品特點：汽油辛烷值高，但烯烴含量也較高；柴油十六烷值較低；液化氣富含烯烴。四、催化重整1.催化重整的目的與產(chǎn)品：主要目的是生產(chǎn)高辛烷值汽油組分或芳香烴（苯、甲苯、二甲苯），同時副產(chǎn)氫氣。2.催化重整催化劑：主要活性組分為鉑（Pt），常制成雙金屬或多金屬催化劑（如Pt-Re），載體為氧化鋁，并含有鹵素作為酸性組分。3.催化重整主要化學(xué)反應(yīng)：*芳構(gòu)化反應(yīng)（六元環(huán)脫氫、五元環(huán)異構(gòu)脫氫）：生成芳香烴，是提高辛烷值的主要反應(yīng)。*異構(gòu)化反應(yīng)：直鏈烷烴異構(gòu)化為支鏈烷烴，提高辛烷值。*加氫裂化反應(yīng)：生成小分子烷烴，會降低液體收率。4.催化重整工藝流程：包括原料預(yù)處理（預(yù)分餾、預(yù)加氫脫硫）、重整反應(yīng)系統(tǒng)（多個串聯(lián)反應(yīng)器，中間加熱）、產(chǎn)物分離與穩(wěn)定系統(tǒng)。5.重整過程的影響因素：如反應(yīng)溫度、壓力、空速、氫油比等對反應(yīng)方向和產(chǎn)品分布的影響。五、加氫過程1.加氫過程的類型與目的：*加氫精制：脫除原料中的硫、氮、氧及金屬雜質(zhì)，并對烯烴、芳烴進(jìn)行部分加氫飽和，改善油品質(zhì)量。*加氫裂化：在氫壓和催化劑存在下，使重質(zhì)烴類發(fā)生裂化反應(yīng)，生成輕質(zhì)油，并伴有加氫反應(yīng)，產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高。2.加氫催化劑：通常由活性金屬組分（如Co-Mo、Ni-Mo、Ni-W等）、載體（如氧化鋁）和助劑組成。3.加氫主要化學(xué)反應(yīng)：加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫脫金屬、烯烴加氫飽和、芳烴加氫飽和、加氫裂化等。4.加氫裂化工藝流程特點：包括一段法、二段法、串聯(lián)法等。反應(yīng)系統(tǒng)高壓操作，需要?dú)錃庋h(huán)和補(bǔ)充。5.加氫過程的影響因素：反應(yīng)溫度、壓力、氫油比、空速等。六、延遲焦化1.延遲焦化的目的：將重質(zhì)渣油轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。是處理重質(zhì)、劣質(zhì)渣油的重要手段。2.基本原理：渣油在加熱爐中快速加熱至反應(yīng)溫度，但不立即發(fā)生裂化反應(yīng)（“延遲”），而是進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行裂化和縮合反應(yīng)，生成輕質(zhì)產(chǎn)品和焦炭。3.工藝流程：主要包括加熱爐、焦炭塔（兩個，交替操作）、分餾塔等。4.產(chǎn)品特點：汽油、柴油餾分質(zhì)量較差，需進(jìn)一步精制；焦炭是重要產(chǎn)品。七、石油產(chǎn)品精制與調(diào)和1.精制方法：包括加氫精制、溶劑精制、酸堿精制、吸附精制等，目的是去除雜質(zhì)，改善油品使用性能。2.溶劑脫蠟：降低潤滑油的凝點，獲得低凝點潤滑油基礎(chǔ)油。3.油品調(diào)和：將各種石油餾分按照一定比例混合，并加入必要的添加劑，生產(chǎn)符合規(guī)格要求的石油產(chǎn)品。是控制產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)。第三部分：復(fù)習(xí)策略與應(yīng)試技巧一、制定復(fù)習(xí)計劃根據(jù)課程大綱和個人掌握情況，合理分配復(fù)習(xí)時間，突出重點章節(jié)和薄弱環(huán)節(jié)。建議分階段進(jìn)行：基礎(chǔ)回顧、系統(tǒng)梳理、重點突破、模擬演練。二、梳理知識脈絡(luò)石油加工工程知識點多且相互關(guān)聯(lián)，建議通過繪制思維導(dǎo)圖等方式，將各個工藝過程的原理、流程、關(guān)鍵設(shè)備、影響因素、產(chǎn)品特點等串聯(lián)起來，形成完整的知識體系。例如，將催化裂化、催化重整、加氫裂化等二次加工工藝從原料、催化劑、反應(yīng)、產(chǎn)品、應(yīng)用等方面進(jìn)行對比總結(jié)。三、重點難點突破*理解記憶：對于基本概念、原理和工藝流程，要在理解的基礎(chǔ)上記憶，避免死記硬背。例如，理解催化裂化中為什么會發(fā)生那些化學(xué)反應(yīng)，以及這些反應(yīng)如何影響產(chǎn)品分布。*關(guān)注影響因素：各類單元操作和反應(yīng)過程，其影響因素（溫度、壓力、流量、原料性質(zhì)等）是理解操作條件選擇和工藝優(yōu)化的關(guān)鍵。*結(jié)合實際應(yīng)用：思考所學(xué)工藝在實際煉油廠中的作用和地位，以及如何根據(jù)市場需求調(diào)整生產(chǎn)方案。四、真題與習(xí)題演練*真題演練：通過做歷年考試真題，可以熟悉題型、了解命題規(guī)律和側(cè)重點，檢驗復(fù)習(xí)效果。*習(xí)題練習(xí)：針對各章節(jié)知識點進(jìn)行習(xí)題練習(xí)，鞏固所學(xué)知識，提高解題能力。特別是計算題，要注意公式的正確應(yīng)用和單位換算。*分析錯題：對于做錯的題目，要認(rèn)真分析原因，查漏補(bǔ)缺，避免再犯。五、規(guī)范答題*概念題：回答準(zhǔn)確、簡潔，突出關(guān)鍵詞。*簡答題：條理清晰，要點明確，必要時可結(jié)合圖示（如工藝流程簡圖）輔助說明。*計算題：步驟完整，公式正確，數(shù)據(jù)代入準(zhǔn)確，單位清晰，結(jié)果合理。*論述題：觀點明確，論據(jù)充分，邏輯嚴(yán)密，可適當(dāng)展開論述。第四部分：典型試題分析與模擬一、概念題（名詞解釋/簡答題）1.什么是辛烷值？提高汽油辛烷值的方法有哪些？*參考答案思路：辛烷值定義（與標(biāo)準(zhǔn)燃料比較），意義（衡量抗爆性）。提高方法：催化重整、烷基化、異構(gòu)化、添加抗爆劑（如MTBE，但需注意環(huán)保要求）。2.簡述催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)的主要設(shè)備和各自作用。*參考答案思路：反應(yīng)器（提升管反應(yīng)器為主，進(jìn)行裂化反應(yīng)）、再生器（燒掉催化劑上的焦炭，恢復(fù)活性）、沉降器/分離器（分離油氣和催化劑）、待生斜管/立管、再生斜管/立管（輸送催化劑）、主風(fēng)機(jī)（提供燒焦氧氣）、煙機(jī)（回收能量）等。二、分析論述題1.試比較催化裂化和加氫裂化工藝在原料、催化劑、主要反應(yīng)、產(chǎn)品特點及應(yīng)用方面的異同。*參考答案思路：分別從原料適應(yīng)性（輕重、優(yōu)劣）、催化劑類型（分子篩vs金屬硫化物）、主要反應(yīng)（裂化、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移vs裂化、加氫飽和）、產(chǎn)品質(zhì)量（烯烴含量、硫氮含量、辛烷值/十六烷值）、氫耗、操作壓力、目的產(chǎn)品等方面進(jìn)行對比分析。三、計算題1.某常減壓蒸餾裝置，原油處理量為Q噸/小時，已知常壓塔塔頂汽油產(chǎn)率為a%（質(zhì)量），煤油產(chǎn)率為b%（質(zhì)量），柴油產(chǎn)率為c%（質(zhì)量）。試計算該裝置每小時生產(chǎn)汽油、煤油、柴油的量各為多少噸？若汽油的密度為dkg/m3，則每小時汽油的體積產(chǎn)量為多少立方米？*參考答案思路：明確產(chǎn)率定義（產(chǎn)品質(zhì)量/原料質(zhì)量×100%）。汽油量=Q×a%，以此類推。體積產(chǎn)量=質(zhì)量產(chǎn)量/密度（注意單位換算，噸=1000kg）。*(注：此處僅為題型示例，實際計算題會涉及更復(fù)雜的如物料平衡、轉(zhuǎn)化率、選擇性、回流比等計算，需結(jié)合具體公式和工藝參數(shù)。)*四、模擬試題（部分節(jié)選）（一）填空題1.石油中的元素組成主要是（）和（）。2.催化裂化過程中，最重要的化學(xué)反應(yīng)是（），最主要的不利反應(yīng)是（）。（二）選擇題1.下列哪個過程不是為了生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油？（）A.催化裂化B.催化重整C.延遲焦化D.溶劑脫蠟（三）簡答題1.簡述常減壓蒸餾中，中段回流的作用。2.什么是催化劑的活性和選擇性？（四）計算題1.某催化裂化裝置，原料處理量為100噸/小時，原料密度為900kg/m3。反應(yīng)生成干氣5噸/小時，液化氣15噸/小時，汽油40噸/小時，柴油25噸/小時，焦炭8噸/小時，損失2噸/小時。試計算：（1）總轉(zhuǎn)化率；（2）汽油收