2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——烴催化加氫技術(shù)在石油加工中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種反應(yīng)屬于烴類催化加氫的化學(xué)過程？(A)烷烴的裂解(B)烯烴的聚合(C)芳烴的硝化(D)烯烴的異構(gòu)化2.在烴類加氫反應(yīng)中，提供加氫所需氫氣的來源通常是？(A)原料分子自身裂解(B)空氣中的氧氣(C)特定的助劑(D)外部供應(yīng)的氫氣源（如氫氣發(fā)生器或直接供應(yīng)）3.催化劑中，通常起提供活性位點(diǎn)作用的是？(A)載體(B)助催化劑(C)活性組分(D)添加劑4.加氫精制的主要目的是去除原料中的哪些雜質(zhì)？(A)硫、氮、氧化合物及金屬雜質(zhì)(B)烯烴、炔烴及芳香烴(C)烷烴、環(huán)烷烴及雜質(zhì)(D)水分、二氧化碳及雜質(zhì)5.下列哪種催化劑通常用于加氫裂化過程，以實(shí)現(xiàn)較大的分子裂化？(A)以貴金屬（如鉑、鈀）為主體的精制催化劑(B)以非貴金屬（如鉬、鎳）為主體的多相催化劑(C)含有特殊活性金屬（如錸）的重整催化劑(D)專為加氫精制設(shè)計(jì)的酸性催化劑6.對(duì)于重質(zhì)原料的加氫處理，通常優(yōu)先考慮的工藝是？(A)加氫精制(B)加氫裂化(C)氫化脫蠟(D)芳構(gòu)化7.催化劑在加氫過程中失活的一種常見原因是？(A)活性組分燒結(jié)(B)載體發(fā)生選擇性中毒(C)助催化劑與活性組分發(fā)生化學(xué)作用(D)以上都是8.評(píng)價(jià)加氫反應(yīng)選擇性的指標(biāo)是？(A)轉(zhuǎn)化率(B)單程收率(C)目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率占總轉(zhuǎn)化率的百分比(D)反應(yīng)速率9.在加氫裂化過程中，反應(yīng)溫度的選擇通常受哪種因素主要影響？(A)原料性質(zhì)(B)產(chǎn)品要求(C)催化劑活性與選擇性(D)以上都是10.采用液相加氫工藝相比氣相加氫，其主要優(yōu)勢(shì)可能在于？(A)能處理更重的原料(B)操作壓力通常較低(C)產(chǎn)物分離相對(duì)容易(D)催化劑利用率更高二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題干橫線上）1.烴類催化加氫反應(yīng)通常在________壓力和________溫度下進(jìn)行。2.常用的加氫催化劑載體有________、______和________。3.加氫精制過程中，為了保護(hù)催化劑，通常需要限制________的加入量。4.加氫裂化可以根據(jù)原料和產(chǎn)品要求，生產(chǎn)________、______和________等產(chǎn)品。5.催化劑失活的機(jī)理主要包括________、選擇性中毒和________。6.在加氫過程中，提高反應(yīng)壓力通常有利于提高_(dá)_______和________。7.烯烴加氫的化學(xué)方程式是________。8.選擇加氫裂化催化劑時(shí)，需要綜合考慮其________、______、______和抗毒化能力。9.石油餾分中，______是加氫處理的主要對(duì)象。10.為了提高加氫反應(yīng)的效率，常常需要加入________來提高氫氣分壓。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述加氫精制和加氫裂化的主要區(qū)別。2.為什么在加氫反應(yīng)中需要使用載體？3.簡(jiǎn)述加氫反應(yīng)中可能發(fā)生的一種副反應(yīng)，并說明其不利影響。4.影響加氫催化劑活性的主要因素有哪些？四、計(jì)算題（共10分）某原料油進(jìn)行加氫裂化實(shí)驗(yàn)，在特定條件下，100克原料油加入的氫氣量為1000升（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），反應(yīng)后得到汽油、煤油和殘油（視為惰性）共80克。測(cè)得汽油產(chǎn)率為15克，煤油產(chǎn)率為25克。試計(jì)算該加氫裂化過程的轉(zhuǎn)化率（以原料油質(zhì)量計(jì)）和汽油選擇性（以轉(zhuǎn)化了的原料油質(zhì)量計(jì)）。五、論述題（共30分）以煉油廠中常見的加氫精制或加氫裂化工藝為例，論述選擇合適的催化劑和工藝條件對(duì)于實(shí)現(xiàn)預(yù)期產(chǎn)品目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益的重要性。請(qǐng)結(jié)合具體的反應(yīng)物、產(chǎn)物、催化劑組分、操作壓力、溫度等因素進(jìn)行分析。試卷答案一、選擇題1.(D)2.(D)3.(C)4.(A)5.(B)6.(B)7.(D)8.(C)9.(D)10.(A)二、填空題1.高；適宜（或高溫）2.分子篩；活性炭；氧化鋁3.氧氣（或空氣）4.汽油；煤油；蠟油（或更重的油品）5.燒結(jié)；積碳（或脫活性組分）6.轉(zhuǎn)化率；選擇性7.CnH2n+nH2→CnH2n+28.活性；選擇性；穩(wěn)定性（或壽命）9.重質(zhì)油（或重質(zhì)餾分油）10.助催化劑（或分子篩）三、簡(jiǎn)答題1.答：加氫精制主要目的是脫除原料中的硫、氮、氧、金屬等雜質(zhì)，產(chǎn)品為清潔油品，反應(yīng)深度較淺；加氫裂化則是在加氫精制基礎(chǔ)上，利用催化劑的裂化功能，將較大的烴分子裂化成較小分子，生產(chǎn)汽油、煤油等產(chǎn)品，反應(yīng)深度較深。2.答：加氫催化劑通常由活性組分、助催化劑和載體組成。載體主要作用是增加活性組分表面積，提高催化劑的比表面積和分散度，承載活性組分，防止其流失，并可能影響活性組分的電子性質(zhì)，提高催化活性。常用的載體有分子篩、活性炭、氧化鋁等。3.答：例如，烯烴在加氫過程中可能發(fā)生過度加氫生成烷烴。這會(huì)降低目標(biāo)產(chǎn)物（如烯烴或芳烴）的選擇性，降低產(chǎn)率，增加氫氣消耗。4.答：影響加氫催化劑活性的主要因素包括：活性組分本身的性質(zhì)（種類、分散度、化學(xué)狀態(tài)）；助催化劑的作用；載體的性質(zhì)；反應(yīng)溫度、壓力、氫油比、空速等操作條件；原料油的性質(zhì)（如雜質(zhì)含量、分子大小）。四、計(jì)算題解：1.計(jì)算原料油轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率=(初始原料油質(zhì)量-反應(yīng)后殘油質(zhì)量)/初始原料油質(zhì)量轉(zhuǎn)化率=(100g-20g)/100g=80g/100g=0.80=80%2.計(jì)算汽油選擇性：目標(biāo)產(chǎn)物（汽油）產(chǎn)率=15g轉(zhuǎn)化了的原料油質(zhì)量=初始原料油質(zhì)量×轉(zhuǎn)化率=100g×80%=80g汽油選擇性=(目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化了的原料油質(zhì)量)×100%汽油選擇性=(15g/80g)×100%=0.1875×100%=18.75%答：該加氫裂化過程的轉(zhuǎn)化率為80%，汽油選擇性為18.75%。五、論述題答：選擇合適的加氫催化劑和工藝條件對(duì)于加氫精制或加氫裂化工藝至關(guān)重要，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：催化劑選擇的重要性：1.活性：催化劑的活性決定了原料轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)品的速率和程度。高活性催化劑可以縮短反應(yīng)時(shí)間，提高裝置處理能力，降低能耗。例如，在加氫裂化中，選擇活性高的催化劑可以處理更重的原料，提高轉(zhuǎn)化率。2.選擇性：催化劑的選擇性決定了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率，并影響副反應(yīng)的發(fā)生。例如，在加氫精制中，選擇高選擇性的催化劑可以有效脫除硫、氮、氧化合物，同時(shí)盡量減少對(duì)烯烴、芳烴的加氫，保證產(chǎn)品收率和質(zhì)量。在加氫裂化中，選擇合適的選擇性的催化劑（如通過調(diào)節(jié)活性組分和載體的比例）可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)不同餾分產(chǎn)品的目標(biāo)，如側(cè)重生產(chǎn)汽油或柴油。3.穩(wěn)定性與壽命：催化劑在長(zhǎng)期運(yùn)行中需要保持穩(wěn)定的活性和選擇性?？篃Y(jié)、抗積碳和抗中毒能力是評(píng)價(jià)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。選擇穩(wěn)定性好的催化劑可以延長(zhǎng)換催化劑周期，降低操作成本和維護(hù)費(fèi)用。例如，分子篩催化劑通常具有良好的穩(wěn)定性，但需注意其在高溫高壓下的穩(wěn)定性。4.抗毒化能力：原料中常含有使催化劑失活的雜質(zhì)（毒物），如金屬、硫、氮化合物等。選擇具有良好抗毒化能力的催化劑，可以保證在含有毒物的原料下仍能保持較高的活性和選擇性，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。例如，加氫裂化催化劑通常需要具備較強(qiáng)的抗金屬毒化能力。工藝條件設(shè)置的重要性：1.溫度：溫度直接影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡。適宜的溫度可以提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)在合理的時(shí)間內(nèi)完成。但溫度過高可能導(dǎo)致副反應(yīng)增加（如過度加氫、積碳），降低選擇性；溫度過低則反應(yīng)速率慢，處理能力低。例如，加氫裂化溫度需要高于簡(jiǎn)單加氫精制，以提供足夠的能量使大分子裂化。2.壓力：壓力主要影響氣相反應(yīng)物的分壓和反應(yīng)平衡。提高壓力有利于提高氫氣分壓，增加溶解度，促進(jìn)氣相反應(yīng)，對(duì)加氫反應(yīng)有利。同時(shí)，壓力也影響設(shè)備的投資和操作成本。例如，加氫裂化通常在比加氫精制更高的壓力下進(jìn)行。3.氫油比（或空速）：氫油比影響反應(yīng)物在催化劑表面的