2025年加氫工藝考試題(附答案)一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪項不屬于加氫工藝的主要反應(yīng)類型？（）A.加氫脫硫（HDS）B.加氫脫氮（HDN）C.加氫裂化（HCK）D.催化重整（CR）2.加氫催化劑的活性組分通常為（）。A.貴金屬（Pt、Pd）B.堿金屬（Na、K）C.過渡金屬硫化物（Ni-Mo、Co-Mo）D.稀土金屬（La、Ce）3.加氫反應(yīng)器內(nèi)的主要熱量來源是（）。A.原料預(yù)熱B.反應(yīng)放熱（如脫硫、脫氮、裂化）C.循環(huán)氫加熱D.爐管輻射熱4.加氫工藝中，氫油比（體積比）的常用范圍是（）。A.50-200B.200-500C.500-1500D.1500-30005.關(guān)于加氫裂化與加氫精制的區(qū)別，以下描述錯誤的是（）。A.加氫裂化的操作壓力更高B.加氫精制以脫除雜質(zhì)為主，加氫裂化以分子斷裂為主C.加氫裂化的反應(yīng)溫度低于加氫精制D.加氫裂化產(chǎn)品中低沸點烴類含量更高6.循環(huán)氫中硫化氫（H?S）含量過高會導(dǎo)致（）。A.催化劑活性提升B.設(shè)備腐蝕加劇C.氫分壓顯著升高D.反應(yīng)深度自動降低7.加氫裝置緊急泄壓時，通常優(yōu)先開啟（）。A.高壓分離器（HPS）頂部泄壓閥B.反應(yīng)器入口泄壓閥C.加熱爐出口泄壓閥D.循環(huán)氫壓縮機(jī)出口泄壓閥8.催化劑預(yù)硫化的目的是（）。A.去除催化劑中的水分B.使活性金屬從氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為硫化態(tài)C.提高催化劑比表面積D.降低催化劑堆密度9.加氫工藝中，空速（LHSV）的定義是（）。A.單位時間原料體積流量與催化劑體積的比值B.單位時間原料質(zhì)量流量與催化劑質(zhì)量的比值C.單位時間氫氣流量與原料流量的比值D.反應(yīng)器體積與原料體積流量的比值10.以下哪項不是加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備？（）A.熱高分（熱高壓分離器）B.冷低分（冷低壓分離器）C.胺液再生塔D.催化重整反應(yīng)器11.加氫反應(yīng)的熱力學(xué)特性為（）。A.吸熱、體積增大B.吸熱、體積減小C.放熱、體積增大D.放熱、體積減小12.新氫純度要求通常不低于（）。A.90%B.95%C.99%D.99.9%13.加氫裝置開工時，催化劑干燥的主要目的是（）。A.去除物理吸附水B.分解催化劑中的有機(jī)雜質(zhì)C.提高催化劑機(jī)械強(qiáng)度D.激活催化劑活性位點14.關(guān)于氫分壓對加氫反應(yīng)的影響，以下描述正確的是（）。A.氫分壓越高，脫硫、脫氮反應(yīng)平衡越不利B.氫分壓降低會抑制結(jié)焦反應(yīng)C.提高氫分壓可提升反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率D.氫分壓對裂化反應(yīng)無顯著影響15.加氫裝置停工時，催化劑鈍化的主要目的是（）。A.防止催化劑與空氣接觸自燃B.去除催化劑表面積碳C.恢復(fù)催化劑活性D.降低催化劑堆密度二、填空題（每空1分，共20分）1.加氫反應(yīng)器按結(jié)構(gòu)分為（）和（），工業(yè)中常用（）反應(yīng)器。2.加氫催化劑的主要組成包括（）、（）和（），其中載體通常為（）。3.加氫工藝中，反應(yīng)溫度的控制范圍一般為（）℃，過高會導(dǎo)致（），過低會導(dǎo)致（）。4.循環(huán)氫的主要作用是（）、（）和（）。5.高壓分離器（HPS）的操作壓力一般為（）MPa，溫度為（）℃，其作用是（）。6.加氫裝置的主要危險介質(zhì)包括（）、（）和（），其中（）具有強(qiáng)腐蝕性，（）具有易燃易爆性。7.催化劑失活的主要原因包括（）、（）和（）。三、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.加氫裂化反應(yīng)中，原料分子在催化劑作用下斷裂為較小分子，因此產(chǎn)物平均分子量低于原料。（）2.提高反應(yīng)壓力可以無限提升加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。（）3.催化劑預(yù)硫化時，通常使用二硫化碳（CS?）或DMDS（二甲基二硫）作為硫化劑。（）4.循環(huán)氫中甲烷（CH?）含量過高會降低氫分壓，需通過排放廢氫補(bǔ)充新氫。（）5.空速增大時，原料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間縮短，反應(yīng)深度增加。（）6.冷氫（反應(yīng)器內(nèi)注入的低溫氫氣）的作用僅為降低床層溫度。（）7.胺液（如MEA、DEA）吸收硫化氫（H?S）是物理吸收過程。（）8.新氫通常補(bǔ)入循環(huán)氫壓縮機(jī)入口，以維持系統(tǒng)氫分壓。（）9.反應(yīng)器床層溫差過大（如超過50℃）可能是由于催化劑床層偏流或結(jié)焦導(dǎo)致。（）10.加氫裝置停工時，應(yīng)先停止加熱爐，再逐步降低進(jìn)料量，最后切斷原料。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述加氫精制與加氫裂化的主要區(qū)別（從目的、原料、操作條件、產(chǎn)品四個方面說明）。2.催化劑失活的常見原因有哪些？如何延緩催化劑失活？3.氫油比在加氫工藝中的作用是什么？過高或過低會帶來哪些問題？4.循環(huán)氫脫硫（脫除H?S）的必要性體現(xiàn)在哪些方面？5.加氫裝置發(fā)生緊急停車（如停電）時，應(yīng)采取哪些關(guān)鍵操作步驟？五、計算題（共10分）某加氫裝置處理量為100t/h的柴油原料（密度0.85g/cm3），催化劑裝填體積為50m3，新氫流量為12000Nm3/h，循環(huán)氫流量為80000Nm3/h（純度90%），原料硫含量為1.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），產(chǎn)品硫含量為0.005%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。假設(shè)硫全部轉(zhuǎn)化為H?S脫除，氫氣密度為0.0899kg/Nm3，硫的摩爾質(zhì)量為32g/mol，氫的摩爾質(zhì)量為2g/mol。（1）計算體積空速（LHSV，單位h?1）；（3分）（2）計算總氫油比（體積比，原料體積按20℃液態(tài)體積計，柴油20℃密度0.85g/cm3）；（3分）（3）計算理論氫耗（kg/h）。（4分）六、綜合分析題（共20分）某加氫裝置運行中，反應(yīng)器床層溫度突然從380℃快速升至420℃（設(shè)計最高溫度為410℃），且床層溫差（入口與出口）從25℃擴(kuò)大至50℃。請分析可能原因及應(yīng)采取的處理措施。參考答案一、單項選擇題1.D2.C3.B4.C5.C6.B7.A8.B9.A10.D11.D12.C13.A14.C15.A二、填空題1.固定床；沸騰床；固定床2.活性組分；載體；助劑；γ-Al?O?（γ-氧化鋁）3.300-420；催化劑結(jié)焦失活；反應(yīng)深度不足（雜質(zhì)脫除率低）4.提供反應(yīng)所需氫氣；帶走反應(yīng)熱（控制床層溫度）；抑制催化劑結(jié)焦5.8-18；150-300；分離反應(yīng)產(chǎn)物中的氣相（氫氣、輕烴）與液相（生成油）6.氫氣（H?）；硫化氫（H?S）；輕烴（如甲烷、乙烷）；H?S；H?（或輕烴）7.積碳（結(jié)焦）；金屬沉積（如Ni、V）；中毒（如砷、鈉等雜質(zhì)）三、判斷題1.√2.×（受平衡限制，壓力過高可能加劇裂化副反應(yīng)）3.√4.√5.×（停留時間縮短，反應(yīng)深度降低）6.×（還可調(diào)節(jié)床層溫度分布，避免局部過熱）7.×（化學(xué)吸收，生成硫氫化物）8.√9.√10.×（應(yīng)先切斷原料，再停加熱爐，防止催化劑超溫結(jié)焦）四、簡答題1.加氫精制與加氫裂化的區(qū)別：-目的：加氫精制以脫除硫、氮、氧等雜質(zhì)及部分芳烴飽和為主，改善產(chǎn)品質(zhì)量；加氫裂化以將大分子烴類斷裂為小分子烴類為主，提高輕質(zhì)油收率。-原料：加氫精制原料為含雜質(zhì)的油品（如直餾柴油、焦化柴油）；加氫裂化原料更重（如減壓蠟油、脫瀝青油）。-操作條件：加氫精制壓力較低（3-10MPa）、溫度300-400℃；加氫裂化壓力更高（10-20MPa）、溫度360-450℃。-產(chǎn)品：加氫精制產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)燃料油（如清潔柴油）；加氫裂化產(chǎn)品為汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油，且產(chǎn)品飽和度高、安定性好。2.催化劑失活原因及延緩措施：-原因：①積碳（結(jié)焦）：反應(yīng)中生成的焦炭覆蓋活性位點；②金屬沉積：原料中重金屬（Ni、V等）沉積在催化劑表面；③中毒：堿性氮、砷、鈉等雜質(zhì)與活性位點結(jié)合；④燒結(jié)：高溫導(dǎo)致催化劑晶粒長大，比表面積下降。-延緩措施：①控制反應(yīng)溫度（避免超溫）；②優(yōu)化原料預(yù)處理（脫除重金屬、雜質(zhì)）；③適當(dāng)提高氫分壓（抑制結(jié)焦）；④定期注硫（維持催化劑硫化態(tài)）；⑤控制空速（避免停留時間過長加劇結(jié)焦）。3.氫油比的作用及影響：-作用：①攜帶反應(yīng)熱，防止床層超溫；②提供足夠氫氣濃度，維持氫分壓；③稀釋原料，降低反應(yīng)物濃度，抑制結(jié)焦。-過高：增加循環(huán)氫壓縮機(jī)負(fù)荷，能耗上升；可能導(dǎo)致反應(yīng)溫度難以維持（熱量被過多氫氣帶走）。-過低：氫分壓不足，反應(yīng)速率下降；熱量無法及時帶走，床層易超溫結(jié)焦；原料濃度過高，結(jié)焦加劇。4.循環(huán)氫脫硫的必要性：-防止催化劑中毒：過高的H?S會與加氫脫氮（HDN）催化劑活性位點結(jié)合（尤其對于Ni-Mo型催化劑），抑制脫氮反應(yīng)。-減少設(shè)備腐蝕：H?S與水反應(yīng)生成H?S-H?O腐蝕體系，加劇高壓設(shè)備（如換熱器、分離器）的腐蝕。-提高氫純度：脫除H?S后，循環(huán)氫中有效氫含量增加，可降低新氫補(bǔ)充量，降低能耗。5.緊急停車操作步驟：-立即切斷原料進(jìn)料（關(guān)閉進(jìn)料閥），停止注硫、注氨等助劑。-停加熱爐（關(guān)閉燃料氣/油閥），開啟爐管吹掃蒸汽（防止?fàn)t管結(jié)焦）。-啟動緊急泄壓系統(tǒng)（根據(jù)情況選擇一級或二級泄壓），將系統(tǒng)壓力降至安全范圍（如0.7MPa）。-停循環(huán)氫壓縮機(jī)，關(guān)閉出入口閥，防止氫氣倒竄；若有備用機(jī)，嘗試啟動維持循環(huán)（若停電則無法啟動）。-向反應(yīng)器、高壓系統(tǒng)通入氮氣置換（維持正壓，防止空氣進(jìn)入），降低床層溫度。-檢查各塔、容器液位，防止?jié)M罐或抽空；關(guān)閉所有調(diào)節(jié)閥，切斷動力源（電、氣）。五、計算題（1）體積空速（LHSV）：原料體積流量=質(zhì)量流量/密度=(100×103kg/h)/(0.85×103kg/m3)≈117.65m3/hLHSV=原料體積流量/催化劑體積=117.65m3/h/50m3≈2.35h?1（2）總氫油比：總氫氣體積流量=新氫流量+循環(huán)氫流量=12000+80000=92000Nm3/h原料體積（20℃液態(tài)）=117.65m3/h=117650L/h（1m3=1000L）氫油比=總氫氣體積流量/原料體積流量=92000Nm3/h/117.65m3/h≈782（體積比）（3）理論氫耗：原料中硫質(zhì)量流量=100×103kg/h×1.5%=1500kg/h產(chǎn)品中硫質(zhì)量流量=100×103kg/h×0.005%=5kg/h脫除硫質(zhì)量流量=1500-5=1495kg/h硫的物質(zhì)的量=1495×103g/32g/mol≈46718.75mol/h反應(yīng)式：S+H?→H?S，1molS消耗1molH?氫耗物質(zhì)的量=46718.75mol/h氫耗質(zhì)量=46718.75mol/h×2g/mol=93437.5g/h=93.44kg/h六、綜合分析題可能原因：1.原料性質(zhì)突變：如原料干點升高（重組分增加）、硫/氮含量突然增大，反應(yīng)放熱增加。2.催化劑活性異常：催化劑預(yù)硫化不充分（活性金屬未完全硫化）或再生后活性過高，導(dǎo)致反應(yīng)速率激增。3.冷氫系統(tǒng)故障：冷氫閥卡阻、冷氫流量不足（如循環(huán)氫壓縮機(jī)故障），無法及時帶走反應(yīng)熱。4.儀表誤報或控制失靈：溫度測點故障（顯示值偏高）、進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥失控（實際進(jìn)料量高于設(shè)定值）。5.反應(yīng)熱計算偏差：原料中烯烴含量過高（未檢測到），烯烴加氫放熱遠(yuǎn)大于脫硫/脫氮放熱。處理措施：1.立即增大冷氫注入量（檢查冷氫閥開度，若卡阻則手動調(diào)節(jié)），降低反應(yīng)器入口溫度（如降低加熱爐出口溫度）。2.降低進(jìn)料量（若進(jìn)料調(diào)節(jié)閥可控），減少反應(yīng)物料量以降低總放熱量；若進(jìn)料量無法調(diào)