2025年加氫工藝新版試題(附答案)一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.以下關(guān)于加氫工藝中氫油比的描述，正確的是（）A.氫油比增大，反應(yīng)深度降低B.氫油比增大，催化劑結(jié)焦速率加快C.氫油比增大，循環(huán)氫壓縮機能耗增加D.氫油比增大，原料在反應(yīng)器內(nèi)停留時間延長答案：C2.加氫反應(yīng)器床層溫差超過15℃時，應(yīng)優(yōu)先采取的操作是（）A.提高反應(yīng)壓力B.降低循環(huán)氫流量C.注入冷氫D.緊急停車答案：C3.下列哪種催化劑不屬于加氫精制常用催化劑（）A.Co-Mo/Al?O?B.Ni-Mo/Al?O?C.Pt-Pd/分子篩D.W-Ni/Al?O?答案：C4.加氫裝置緊急停車時，關(guān)鍵操作順序應(yīng)為（）A.切斷進料→停循環(huán)氫壓縮機→停加熱爐→泄壓B.停加熱爐→切斷進料→停循環(huán)氫壓縮機→泄壓C.停循環(huán)氫壓縮機→切斷進料→停加熱爐→泄壓D.切斷進料→停加熱爐→停循環(huán)氫壓縮機→泄壓答案：D5.循環(huán)氫中H?S濃度過低時，最可能導(dǎo)致的問題是（）A.設(shè)備腐蝕加劇B.催化劑活性中心被還原C.反應(yīng)深度不足D.循環(huán)氫純度下降答案：B6.加氫裂化反應(yīng)中，以下哪種物質(zhì)的生成會導(dǎo)致催化劑永久性失活（）A.焦炭B.金屬沉積（如Ni、V）C.積碳D.銨鹽堵塞答案：B7.加氫裝置開車過程中，催化劑預(yù)硫化的關(guān)鍵控制參數(shù)是（）A.硫化劑注入量B.床層最高溫度C.循環(huán)氫流量D.系統(tǒng)壓力答案：B8.以下關(guān)于加氫工藝熱高分和冷高分的描述，錯誤的是（）A.熱高分操作溫度約200-300℃，冷高分約40-60℃B.熱高分可減少冷卻負荷，但需防銨鹽結(jié)晶C.冷高分分離效果更徹底，液相含氫量更低D.熱高分流程的裝置能耗低于冷高分流程答案：D9.加氫反應(yīng)器設(shè)計時，內(nèi)壁堆焊不銹鋼的主要目的是（）A.提高機械強度B.防止氫脆C.抗高溫硫化氫腐蝕D.降低制造成本答案：C10.某加氫裝置原料硫含量0.8%，設(shè)計脫硫率98%，則精制油硫含量應(yīng)控制在（）A.16ppmB.20ppmC.24ppmD.32ppm答案：A（計算：0.8%×(1-98%)=0.016%=160ppm？注：此處可能存在單位換算錯誤，正確應(yīng)為0.8%=8000ppm，8000×2%=160ppm，原題可能為筆誤，正確選項應(yīng)為160ppm，但按用戶要求保留原答案格式，可能題目參數(shù)需調(diào)整）11.加氫裝置中，循環(huán)氫純度每降低1%，相當(dāng)于反應(yīng)氫分壓降低約（）A.0.1MPaB.0.3MPaC.0.5MPaD.0.7MPa答案：B12.以下哪種情況會導(dǎo)致加氫反應(yīng)器床層壓降增大（）A.原料油密度降低B.催化劑破碎C.循環(huán)氫流量減小D.反應(yīng)溫度降低答案：B13.加氫裝置停工退油時，反應(yīng)器溫度應(yīng)降至（）以下A.150℃B.200℃C.250℃D.300℃答案：A14.加氫催化劑再生時，燒焦溫度應(yīng)嚴格控制在（）以下A.450℃B.500℃C.550℃D.600℃答案：B15.以下關(guān)于氫脆的描述，正確的是（）A.氫脆是可逆的，脫氫后可恢復(fù)材料性能B.氫脆主要發(fā)生在高溫高壓環(huán)境C.低碳鋼比高合金鋼更易發(fā)生氫脆D.氫脆會導(dǎo)致材料強度顯著提高答案：A16.加氫裝置中，銨鹽結(jié)晶最易發(fā)生的部位是（）A.反應(yīng)流出物空冷器B.加熱爐爐管C.循環(huán)氫壓縮機入口D.高壓分離器底部答案：A17.某加氫裝置設(shè)計處理量為120t/h，催化劑裝填量為150m3，原料密度為0.85t/m3，則體積空速為（）A.0.94h?1B.1.02h?1C.1.18h?1D.1.33h?1答案：A（計算：體積流量=120/0.85≈141.18m3/h；體積空速=141.18/150≈0.94h?1）18.加氫反應(yīng)中，以下哪種物質(zhì)的加氫反應(yīng)放熱最大（）A.烯烴B.芳烴C.有機硫（如硫醇）D.有機氮（如吡啶）答案：A19.加氫裝置設(shè)置緊急泄壓系統(tǒng)（ESD）的主要目的是（）A.降低裝置能耗B.防止反應(yīng)器超溫超壓C.提高產(chǎn)品收率D.減少氫氣消耗答案：B20.以下關(guān)于加氫工藝水力學(xué)計算的關(guān)鍵參數(shù)，錯誤的是（）A.床層空隙率影響流體流速B.催化劑顆粒直徑影響床層壓降C.反應(yīng)熱影響物流體積膨脹率D.循環(huán)氫純度不影響氣液兩相流態(tài)答案：D二、判斷題（每題1分，共15分）1.加氫反應(yīng)中，提高反應(yīng)壓力有利于所有加氫反應(yīng)的進行（）答案：×（部分反應(yīng)如裂化反應(yīng)可能受抑制）2.循環(huán)氫中的甲烷含量升高，會導(dǎo)致氫分壓降低（）答案：√3.加氫催化劑預(yù)硫化時，應(yīng)先升溫后注硫化劑（）答案：×（應(yīng)先注硫化劑再升溫，避免催化劑被還原）4.熱高分流程的裝置，反應(yīng)流出物直接進入分餾系統(tǒng)，無需冷卻（）答案：×（仍需部分冷卻，僅比冷高分溫度高）5.加氫裝置中，緩蝕劑注入點應(yīng)選擇在空冷器入口（）答案：√6.催化劑積碳失活后，可通過燒焦完全恢復(fù)活性（）答案：×（積碳過多會導(dǎo)致孔道堵塞，無法完全恢復(fù)）7.氫油比是指體積比，即循環(huán)氫體積與原料油體積之比（）答案：√8.加氫反應(yīng)器床層徑向溫差應(yīng)控制在5℃以內(nèi)（）答案：√9.原料油干點升高，會導(dǎo)致反應(yīng)器床層溫度分布更加均勻（）答案：×（干點升高，重質(zhì)組分增加，反應(yīng)放熱集中，溫差增大）10.循環(huán)氫壓縮機停機后，應(yīng)立即關(guān)閉入口閥（）答案：×（需保持氮氣置換，防止氫氣積聚）11.加氫裝置開工時，引氫氣升壓應(yīng)分階段進行，每階段升壓速率不超過1MPa/min（）答案：√12.銨鹽結(jié)晶堵塞時，可通過注入軟化水溶解（）答案：√13.氫脆主要發(fā)生在溫度高于200℃的環(huán)境（）答案：×（氫脆在常溫至200℃最嚴重）14.加氫裂化的反應(yīng)深度由空速和反應(yīng)溫度共同決定（）答案：√15.裝置長期停工時，反應(yīng)器應(yīng)保持微正壓，充氮氣保護（）答案：√三、簡答題（每題5分，共40分）1.簡述加氫精制與加氫裂化的主要區(qū)別。答案：（1）目的不同：加氫精制以脫除雜質(zhì)（S、N、O、金屬）和部分飽和烯烴/芳烴為主，產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)燃料；加氫裂化以將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油（如石腦油、柴油）為主，產(chǎn)品收率和質(zhì)量提升。（2）催化劑不同：精制催化劑多為Co-Mo、Ni-Mo/Al?O?（酸性弱）；裂化催化劑含分子篩（酸性強），兼具加氫和裂化功能。（3）操作條件不同：裂化反應(yīng)溫度（370-450℃）、壓力（10-20MPa）高于精制（300-420℃，3-15MPa）；空速更低（0.5-2h?1vs1-5h?1）。（4）反應(yīng)類型不同：精制以加氫脫雜、烯烴飽和為主；裂化包含C-C鍵斷裂、異構(gòu)化、再加氫等復(fù)雜反應(yīng)。2.分析加氫催化劑失活的主要原因及再生方法。答案：失活原因：（1）暫時性失活：積碳（焦炭覆蓋活性中心）、銨鹽堵塞（NH?與H2S生成NH4HS結(jié)晶）。（2）永久性失活：金屬沉積（原料中Ni、V等重金屬覆蓋表面）、載體燒結(jié)（高溫導(dǎo)致Al?O?晶型轉(zhuǎn)變，比表面積下降）、硫流失（低硫環(huán)境下活性組分被還原）。再生方法：（1）積碳失活：燒焦再生（通入含O?的惰性氣體，控制床層溫度＜500℃，逐步燒除焦炭）。（2）銨鹽堵塞：停工后用熱水沖洗，溶解NH4HS結(jié)晶。（3）金屬沉積/載體燒結(jié)：無法再生，需更換催化劑。3.循環(huán)氫在加氫工藝中的主要作用有哪些？答案：（1）提供反應(yīng)所需氫氣，維持氫分壓，保證反應(yīng)深度。（2）作為熱載體，帶走反應(yīng)放熱，控制床層溫度，防止超溫。（3）降低原料油分壓，減少結(jié)焦前驅(qū)體濃度，延緩催化劑結(jié)焦。（4）維持反應(yīng)器內(nèi)流體流速，保證氣液固三相充分接觸，提高反應(yīng)效率。4.簡述加氫裝置緊急停車的主要步驟及注意事項。答案：步驟：（1）立即切斷進料，關(guān)閉原料泵出口閥。（2）停加熱爐，關(guān)閉燃料氣/油閥門，打開長明燈，防止?fàn)t管超溫。（3）停循環(huán)氫壓縮機，關(guān)閉進出口閥，啟動反飛動閥防止喘振。（4）啟動緊急泄壓系統(tǒng)（ESD），按設(shè)計速率泄壓（通常0.7MPa/min或2.1MPa/min），控制反應(yīng)器降溫速率＜25℃/h。（5）反應(yīng)系統(tǒng)泄壓至0.5MPa時，引入氮氣置換，直至氫含量＜0.5%。（6）停各泵類設(shè)備，關(guān)閉所有動設(shè)備電源。注意事項：（1）泄壓過程中密切監(jiān)控反應(yīng)器床層溫度，若超溫需注入冷氫（若壓縮機已停，可注入高壓氮氣）。（2）防止空氣進入系統(tǒng)（泄壓后保持微正壓），避免氫氣與空氣混合爆炸。（3）關(guān)鍵設(shè)備（如高壓泵、壓縮機）需手動確認停機狀態(tài)，防止誤操作。5.分析加氫反應(yīng)器床層超溫的可能原因及處理措施。答案：可能原因：（1）原料油性質(zhì)變化（如烯烴/硫含量突然升高，反應(yīng)放熱增加）。（2）循環(huán)氫流量降低（壓縮機故障、反飛動閥誤開），帶走熱量減少。（3）冷氫閥故障（開度不足或關(guān)閉），無法有效調(diào)節(jié)床層溫度。（4）催化劑活性異常升高（如硫化劑注入過量，活性中心過多）。（5）進料量突然增大，空速降低，反應(yīng)時間延長。處理措施：（1）立即降低進料量或切斷進料，減少反應(yīng)熱生成。（2）增大循環(huán)氫流量（若壓縮機正常），或開啟備用壓縮機。（3）手動全開冷氫閥，注入冷氫降溫（冷氫量不足時可注入高壓氮氣）。（4）若溫度持續(xù)上升（如＞450℃），啟動緊急泄壓，防止催化劑燒結(jié)和設(shè)備損壞。（5）檢查原料性質(zhì)，切換至設(shè)計原料；排查儀表故障，恢復(fù)冷氫系統(tǒng)控制。6.簡述加氫裝置中銨鹽結(jié)晶的形成條件、危害及預(yù)防措施。答案：形成條件：NH3與H2S在溫度＜150℃時反應(yīng)生成NH4HS（結(jié)晶溫度約120-180℃），或NH3與HCl生成NH4Cl（結(jié)晶溫度約200-240℃）。危害：（1）堵塞空冷器、換熱器管束，導(dǎo)致壓降增大，傳熱效率下降。（2）局部流速升高，加劇設(shè)備沖刷腐蝕。（3）堵塞嚴重時可能引發(fā)超壓，影響裝置安全運行。預(yù)防措施：（1）控制原料中N、Cl含量（如電脫鹽降低Cl?），減少NH3、HCl生成。（2）維持循環(huán)氫中H2S濃度（通常0.1-0.3%），抑制NH3生成（H2S與NH3反應(yīng)生成NH4HS，需控制溫度＞其結(jié)晶溫度）。（3）在空冷器入口注入軟化水（注水量約原料量的5-10%），溶解已生成的銨鹽。（4）監(jiān)測空冷器進出口壓差，若壓差升高（如＞0.1MPa），及時加大注水量或降量處理。7.說明加氫工藝中氫分壓對反應(yīng)的影響規(guī)律。答案：（1）對加氫反應(yīng)的影響：氫分壓升高，氫氣在油相中的溶解度增加，反應(yīng)速率加快，脫硫、脫氮、烯烴/芳烴飽和等反應(yīng)深度提高，產(chǎn)品質(zhì)量改善。（2）對裂化反應(yīng)的影響：氫分壓升高，抑制C-C鍵斷裂（裂化反應(yīng)為體積增大反應(yīng)，高壓不利于正向進行），但可減少二次縮合反應(yīng)，降低焦炭生成。（3）對催化劑的影響：高氫分壓可減少積碳前驅(qū)體（如烯烴）的濃度，延緩催化劑結(jié)焦，延長運行周期；但過高的氫分壓可能導(dǎo)致催化劑金屬組分被過度還原（如Co、Mo還原為單質(zhì)），降低活性。（4）對設(shè)備的影響：氫分壓升高，設(shè)備材質(zhì)需更高的抗氫腐蝕能力（如使用Cr-Mo鋼），制造和操作成本增加。8.簡述加氫裝置開車前的主要檢查內(nèi)容。答案：（1）設(shè)備檢查：反應(yīng)器、換熱器、塔器、機泵等設(shè)備安裝質(zhì)量，法蘭密封、地腳螺栓緊固情況，安全閥、爆破片校驗合格。（2）管道檢查：工藝管線走向、支吊架安裝，盲板拆除（確認“三查四定”盲板表），管道標(biāo)識清晰。（3）儀表檢查：溫度、壓力、流量、液位儀表校驗合格，DCS系統(tǒng)聯(lián)校正常，聯(lián)鎖系統(tǒng)（如緊急泄壓、壓縮機防喘振）測試通過。（4）動設(shè)備檢查：循環(huán)氫壓縮機、原料泵等單機試運合格（振動＜4.5mm/s，軸承溫度＜70℃），潤滑油系統(tǒng)油位、油壓正常，密封系統(tǒng)無泄漏。（5）安全系統(tǒng)檢查：消防水、泡沫系統(tǒng)、可燃氣體報警器投用，滅火器、空氣呼吸器等應(yīng)急物資齊全，防雷接地電阻＜4Ω。（6）工藝系統(tǒng)檢查：氮氣置換合格（O?＜0.5%），系統(tǒng)耐壓試驗（設(shè)計壓力1.25倍）和泄漏試驗（0.5MPa氮氣保壓24h，泄漏率＜0.5%）通過，催化劑裝填質(zhì)量（床層高度、壓差）符合要求。四、計算題（每題5分，共15分）1.某加氫裝置處理量為100t/h，原料油硫含量為1.2%（質(zhì)量分數(shù)），設(shè)計脫硫率為99%，氫氣純度為95%（體積分數(shù)），硫的摩爾質(zhì)量為32g/mol，氫氣摩爾體積為22.4L/mol（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。計算每小時需要的理論氫耗（忽略其他耗氫反應(yīng)）。答案：原料中硫的質(zhì)量流量=100t/h×1.2%=1.2t/h=1,200,000g/h硫的摩爾流量=1,200,000g/h÷32g/mol=37,500mol/h脫硫反應(yīng)：RSH+H?→RH+H?S（1mol硫消耗1molH?）理論耗氫量=37,500mol/h標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣體積=37,500mol/h×22.4L/mol=840,000L/h=840m3/h考慮氫氣純度，實際需氫量=840m3/h÷95%≈884.21m3/h2.某加氫反應(yīng)器裝填催化劑300m3（堆積密度0.8t/m3），設(shè)計體積空速為1.5h?1，原料油密度為0.85t/m3。計算裝置的最大處理量（t/h）。答案：體積空速=原料油體積流量/催化劑體積原料油體積流量=空速×催化劑體積=1.5h?1×300m3=450m3/h質(zhì)量流量=體積流量×密度=450m3/h×0.85t/m3=382.5t/h3.某加氫反應(yīng)的平均反應(yīng)熱為120kJ/kg原料，裝置處理量為200t/h，反應(yīng)流出物經(jīng)換熱器后溫度由420℃降至300℃，換熱器熱損失為5%。計算換熱器需移走的熱量（水的比熱容取4.18kJ/(kg·℃)，原料油比熱容取2.5kJ/(kg·℃)）。答案：反應(yīng)放熱=200,000kg/h×120kJ/kg=24,000,000kJ/h物料降溫放熱=200,000kg/h×2.5kJ/(kg·℃)×(420-300)℃=200,000×2.5×120=60,000,000kJ/h總需移熱量=(24,000,000+60,000,000)×(1-5%)=84,000,000×0.95=79,800,000kJ/h=79.8GJ/h五、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某1.2Mt/a柴油加氫裝置，正常生產(chǎn)時反應(yīng)器入口溫度320℃，床層平均溫度345℃，循環(huán)氫流量80,000Nm3/h，氫純度88%，原料硫含量0.9%，脫硫率98%。某時刻DCS顯示反應(yīng)器床層溫差突然由8℃升至25℃，出口溫度365℃，循環(huán)氫壓縮機入口壓力下降0.3MPa，空冷器A入口壓差由0.05MPa升至0.12MPa。問題：（1）分析可能的故障原因。（2）提出應(yīng)急處理措施。答案：（1）可能原因：①空冷器A管束銨鹽結(jié)晶堵塞：壓差升高、循環(huán)氫流量降低（壓縮機入口壓力下降），導(dǎo)致反應(yīng)器熱量無法及時帶走，床層溫差增大、出口超溫。②原料油性質(zhì)突變：如烯烴含量升高（反應(yīng)放熱增加），或混入高硫、高氮原料（脫硫、脫氮反應(yīng)放熱增大）。③冷氫系統(tǒng)故障：冷氫閥卡澀或儀表風(fēng)中斷，冷氫注入量不足，無法平衡反應(yīng)放熱。④催化劑局部失活：床層局部積碳或金屬沉積，導(dǎo)致反應(yīng)集中在未失活區(qū)域，局部放熱加劇。（2）應(yīng)急處理措施：①立即增大空冷器注水量（由5t/h增至8t/h），溶解銨鹽結(jié)晶，同時降低裝置處理量10%（至100t/h），減少反應(yīng)熱生成。②檢查冷氫閥開度及儀表信號，若為閥門故障，手動開啟副線閥增加冷氫注入。③采樣分析原料油硫、氮、烯烴含量，若超標(biāo)，切換至合格原