2024年【裂解(裂化)工藝】考試題庫及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.石油烴類裂解的主要目的是生產(chǎn)（）。A.汽油B.柴油C.乙烯、丙烯D.潤滑油答案：C2.以下哪項不是管式裂解爐的核心組成部分？（）A.輻射段B.對流段C.急冷鍋爐D.再生器答案：D（再生器為催化裂化裝置部件）3.裂解過程中，降低烴分壓的主要手段是（）。A.提高操作壓力B.加入稀釋蒸汽C.減少原料流量D.降低反應(yīng)溫度答案：B（稀釋蒸汽可降低烴分壓，抑制二次反應(yīng)）4.催化裂化工藝中，常用的催化劑是（）。A.金屬氧化物B.分子篩（沸石）C.活性炭D.氧化鋁答案：B（分子篩是催化裂化的核心催化劑）5.裂解爐結(jié)焦的主要原因是（）。A.反應(yīng)溫度過低B.停留時間過短C.二次反應(yīng)生成的多環(huán)芳烴縮合D.原料中硫含量過高答案：C（二次反應(yīng)生成的多環(huán)芳烴易縮合結(jié)焦）6.急冷油系統(tǒng)的主要作用是（）。A.提高反應(yīng)溫度B.終止裂解反應(yīng)并回收熱量C.分離裂解氣中的重組分D.降低催化劑失活速率答案：B（急冷油通過快速降溫終止反應(yīng)，同時回收熱量）7.熱裂化與催化裂化的主要區(qū)別在于（）。A.原料不同B.反應(yīng)溫度不同C.是否使用催化劑D.產(chǎn)物中烯烴含量不同答案：C（催化裂化使用催化劑，熱裂化僅靠高溫）8.裂解過程中，乙烯收率最高的原料是（）。A.石腦油B.輕柴油C.減壓渣油D.乙烷答案：D（乙烷含碳量低，裂解乙烯收率可達(dá)80%以上）9.催化裂化裝置中，再生器的作用是（）。A.加熱原料油B.燒焦再生催化劑C.分離油氣與催化劑D.冷卻反應(yīng)產(chǎn)物答案：B（催化劑因結(jié)焦失活后，在再生器中燒焦恢復(fù)活性）10.裂解反應(yīng)的主要類型不包括（）。A.斷鏈反應(yīng)B.脫氫反應(yīng)C.聚合反應(yīng)D.異構(gòu)化反應(yīng)答案：C（聚合屬于二次反應(yīng)，非主要裂解反應(yīng)）11.以下哪項不是影響裂解深度的關(guān)鍵參數(shù)？（）A.反應(yīng)溫度B.停留時間C.原料含硫量D.烴分壓答案：C（原料含硫量主要影響設(shè)備腐蝕，非深度關(guān)鍵參數(shù)）12.催化裂化工藝中，提高反應(yīng)溫度會（）。A.降低汽油收率B.增加氣體產(chǎn)物（如丙烯）C.減少焦炭生成D.降低催化劑活性答案：B（高溫促進(jìn)二次裂化，氣體產(chǎn)物增加）13.裂解氣深冷分離的核心目的是（）。A.去除水分B.分離烯烴與烷烴C.提高裂解氣壓力D.回收稀釋蒸汽答案：B（通過深冷分離得到高純度乙烯、丙烯等）14.以下哪種原料不適用于裂解生產(chǎn)烯烴？（）A.天然氣（甲烷）B.石腦油C.減壓蠟油D.重質(zhì)燃料油答案：D（重質(zhì)燃料油含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)多，易結(jié)焦，不適宜直接裂解）15.裂解爐輻射段爐管材質(zhì)通常為（）。A.普通碳鋼B.不銹鋼（304）C.高鎳鉻合金（如HK40）D.鋁合金答案：C（高鎳鉻合金耐高溫、抗結(jié)焦）二、多項選擇題（每題3分，共30分）1.石油烴裂解的一次反應(yīng)包括（）。A.斷鏈反應(yīng)B.脫氫反應(yīng)C.聚合反應(yīng)D.縮合反應(yīng)E.異構(gòu)化反應(yīng)答案：AB（一次反應(yīng)為生成烯烴的主反應(yīng)，CD為二次反應(yīng)，E非主要）2.稀釋蒸汽在裂解中的作用包括（）。A.降低烴分壓，提高烯烴收率B.防止?fàn)t管結(jié)焦C.提供反應(yīng)所需熱量D.減少原料分解E.稀釋原料，避免局部過熱答案：ABE（稀釋蒸汽不直接提供熱量，主要通過爐管加熱）3.催化裂化裝置的“三器”通常指（）。A.反應(yīng)器B.再生器C.分餾塔D.沉降器E.吸收塔答案：ABD（反應(yīng)器、再生器、沉降器為核心設(shè)備）4.影響裂解選擇性（目標(biāo)產(chǎn)物收率）的因素有（）。A.反應(yīng)溫度B.停留時間C.原料組成D.烴分壓E.催化劑活性答案：ABCD（裂解為熱反應(yīng)，無催化劑，E不選）5.裂解爐結(jié)焦的危害包括（）。A.爐管傳熱效率下降B.爐管阻力增加，能耗上升C.烯烴收率降低D.爐管局部過熱，縮短壽命E.原料轉(zhuǎn)化率提高答案：ABCD（結(jié)焦會阻礙傳熱，降低轉(zhuǎn)化率）6.催化裂化催化劑的組成包括（）。A.活性組分（分子篩）B.基質(zhì)（如氧化鋁）C.粘結(jié)劑D.助催化劑（如稀土元素）E.載體（如硅膠）答案：ABCD（基質(zhì)、粘結(jié)劑、活性組分、助催化劑為主要成分）7.裂解氣預(yù)處理步驟包括（）。A.脫酸性氣體（CO?、H?S）B.脫水C.脫炔烴（如乙炔）D.脫甲烷E.脫乙烷答案：ABC（脫甲烷、乙烷屬于深冷分離階段）8.熱裂化的缺點有（）。A.汽油辛烷值低B.氣體產(chǎn)物多（浪費）C.焦炭產(chǎn)率高D.操作壓力高（能耗大）E.原料適應(yīng)性差答案：ABCD（熱裂化原料適應(yīng)性廣，E錯誤）9.裂解工藝的安全控制要點包括（）。A.裂解爐超溫聯(lián)鎖B.稀釋蒸汽中斷報警C.可燃?xì)怏w泄漏檢測D.急冷系統(tǒng)壓力控制E.催化劑再生溫度控制（僅催化裂化）答案：ABCD（E屬于催化裂化安全點）10.以下關(guān)于裂解與裂化的描述正確的是（）。A.裂解是深度裂化，目標(biāo)產(chǎn)物為烯烴B.裂化目標(biāo)產(chǎn)物為汽油、柴油C.裂解溫度（750900℃）高于裂化（450530℃）D.裂解無需催化劑，裂化（催化裂化）需催化劑E.裂解原料更重（如渣油），裂化原料較輕（如石腦油）答案：ABCD（裂解原料較輕，裂化可處理重質(zhì)原料，E錯誤）三、填空題（每題2分，共20分）1.管式裂解爐的輻射段是（）的主要區(qū)域，原料在此發(fā)生裂解反應(yīng)。答案：高溫裂解2.催化裂化工藝中，催化劑與油氣在（）內(nèi)接觸反應(yīng)，反應(yīng)后催化劑經(jīng)（）進(jìn)入再生器。答案：提升管（或反應(yīng)器）；沉降器3.裂解過程中，停留時間過短會導(dǎo)致（），過長會導(dǎo)致（）。答案：原料轉(zhuǎn)化率低；二次反應(yīng)加劇（或結(jié)焦嚴(yán)重）4.稀釋蒸汽與原料烴的質(zhì)量比稱為（），其典型范圍為（）。答案：稀釋比；0.30.6（或根據(jù)原料調(diào)整）5.催化裂化的主要反應(yīng)包括（）、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移和縮合反應(yīng)。答案：裂化（或斷鏈）6.裂解氣深冷分離的關(guān)鍵步驟是（），通過低溫將烴類液化后精餾分離。答案：壓縮與制冷7.裂解爐結(jié)焦后需進(jìn)行（）操作，通常采用（）作為除焦介質(zhì)。答案：清焦；水蒸氣空氣混合物8.催化裂化裝置中，分餾塔的作用是將反應(yīng)產(chǎn)物分離為（）、柴油、回?zé)捰偷?。答案：汽油（或粗汽油?.烴分壓降低時，裂解反應(yīng)的一次反應(yīng)速率（），二次反應(yīng)速率（）。答案：提高；降低10.裂解原料的族組成常用（）表示，其中（）含量越高，乙烯收率越高。答案：PONA值（烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳烴）；烷烴（或P）四、簡答題（共30分）1.（封閉型）簡述管式裂解爐的基本結(jié)構(gòu)及各部分作用。（6分）答案：管式裂解爐主要由輻射段、對流段和燃燒系統(tǒng)組成。輻射段：設(shè)有爐管（裂解管），是高溫裂解反應(yīng)的核心區(qū)域，通過燃料燃燒提供裂解所需熱量（約70%80%）。對流段：利用輻射段排出的高溫?zé)煔忸A(yù)熱原料、稀釋蒸汽及鍋爐給水，回收熱量，提高熱效率。燃燒系統(tǒng)：包括燃燒器、燃料供應(yīng)管道等，提供輻射段所需的熱源（燃料為天然氣或燃料油）。2.（封閉型）對比熱裂化與催化裂化的工藝特點（至少4點）。（8分）答案：①反應(yīng)條件：熱裂化溫度（500700℃）、壓力（27MPa）高于催化裂化（450530℃、0.10.3MPa）。②催化劑：熱裂化無催化劑，催化裂化使用分子篩催化劑。③產(chǎn)物質(zhì)量：催化裂化汽油辛烷值（RON8090）高于熱裂化（RON5070），且氣體中烯烴含量更高。④焦炭產(chǎn)率：熱裂化焦炭產(chǎn)率（5%10%）高于催化裂化（2%5%）。⑤原料適應(yīng)性：催化裂化可處理更重的原料（如減壓蠟油），熱裂化原料較輕。3.（開放型）分析裂解爐出口溫度波動對生產(chǎn)的影響及調(diào)整措施。（8分）答案：影響：溫度過高：二次反應(yīng)加劇，結(jié)焦速率加快，烯烴收率下降，爐管壽命縮短。溫度過低：原料轉(zhuǎn)化率不足，乙烯等目標(biāo)產(chǎn)物收率降低，未反應(yīng)原料循環(huán)量增加，能耗上升。調(diào)整措施：優(yōu)化燃料供應(yīng)量（如天然氣/燃料油流量），穩(wěn)定輻射段熱負(fù)荷。檢查燃燒器工作狀態(tài)，確保燃燒均勻（避免局部過熱或過冷）。調(diào)整原料與稀釋蒸汽的流量配比，確保烴分壓穩(wěn)定（溫度波動可能由進(jìn)料量變化引起）。定期清理對流段積灰，保證熱量回收效率，避免煙氣溫度異常影響輻射段溫度。4.（開放型）催化裂化催化劑失活的主要原因有哪些？如何再生？（8分）答案：失活原因：①結(jié)焦（積炭）：反應(yīng)過程中生成的焦炭覆蓋催化劑活性中心，導(dǎo)致活性下降（主要原因）。②中毒：原料中的重金屬（如Ni、V、Fe）沉積在催化劑表面，破壞分子篩結(jié)構(gòu)；堿性氮化物吸附在酸性中心，中和酸性。③熱失活：再生器溫度過高（>750℃）導(dǎo)致分子篩骨架脫鋁，比表面積下降。再生方法：催化劑與油氣分離后進(jìn)入再生器，與空氣接觸，在650700℃下燒焦（主要反應(yīng)：C+O?→CO?，CO+O?→CO?），燒除積炭，恢復(fù)活性。再生后的催化劑返回反應(yīng)器循環(huán)使用。五、應(yīng)用題（共30分）1.（計算題）某裂解裝置使用石腦油（平均分子式C?H??）為原料，進(jìn)料量為1000kg/h，反應(yīng)后得到乙烯280kg/h、丙烯120kg/h、其他產(chǎn)物（甲烷、丁二烯等）200kg/h，未反應(yīng)原料100kg/h。計算：（1）原料轉(zhuǎn)化率；（2）乙烯收率（以質(zhì)量計）。（10分）（注：C原子量12，H原子量1）答案：（1）原料轉(zhuǎn)化率=（進(jìn)料量未反應(yīng)量）/進(jìn)料量×100%=（1000100）/1000×100%=90%。（2）乙烯收率=乙烯產(chǎn)量/原料中可轉(zhuǎn)化為乙烯的碳?xì)淇偭俊?00%。石腦油摩爾質(zhì)量=6×12+14×1=86g/mol，1000kg=1000000g，物質(zhì)的量=1000000/86≈11627.9mol。每個C?H??分子含6個C原子，總C原子物質(zhì)的量=11627.9×6≈69767.4mol。乙烯（C?H?）摩爾質(zhì)量=28g/mol，280kg=280000g，物質(zhì)的量=280000/28=10000mol，含C原子物質(zhì)的量=10000×2=20000mol。乙烯收率=（20000/69767.4）×100%≈28.7%（或直接用質(zhì)量收率=280/1000×100%=28%，需明確題意要求，此處按碳轉(zhuǎn)化率計算更準(zhǔn)確）。2.（分析題）某裂解裝置急冷油系統(tǒng)效率下降，表現(xiàn)為急冷后裂解氣溫度升高（正常40℃，現(xiàn)為60℃）。請分析可能原因及解決措施。（10分）答案：可能原因：①急冷油換熱器結(jié)垢：裂解氣中的重組分（如裂解汽油、燃料油）在換熱器管壁沉積，降低傳熱效率。②急冷油循環(huán)量不足：泵故障、管路堵塞或閥門開度不夠，導(dǎo)致油量減少，無法有效降溫。③急冷油溫度過高：急冷油冷卻器（如空冷器、水冷器）故障，或循環(huán)水/空氣流量不足，導(dǎo)致急冷油自身溫度升高。④裂解氣流量突然增大：原料量增加或裂解深度提高，導(dǎo)致裂解氣負(fù)荷超過急冷系統(tǒng)設(shè)計能力。解決措施：①清洗換熱器（化學(xué)清洗或機械除垢），恢復(fù)傳熱效率。②檢查急冷油泵及管路，清理堵塞物，調(diào)整閥門開度，確保循環(huán)量達(dá)標(biāo)。③排查急冷油冷卻器，修復(fù)故障（如清理管束、增加循環(huán)水流量），降低急冷油溫度。④若因裂解氣流量增大，需降低裂解爐負(fù)荷或優(yōu)化裂解深度，使急冷系統(tǒng)負(fù)荷回到設(shè)計范圍。3.（綜合題）某催化裂化裝置原料為減壓蠟油（密度0.92g/cm3，含硫0.8%），近期出現(xiàn)汽油收率下降、焦炭產(chǎn)率上升的現(xiàn)象。請結(jié)合工藝參數(shù)和原料性質(zhì)分析可能原因，并提出調(diào)整建議。（10分）答案：可能原因：①反應(yīng)溫度偏低：低溫下裂化反應(yīng)速率降低，汽油生成量減少，而縮合反應(yīng)（生成焦炭）相對增強。②催化劑活性下降：催化劑結(jié)焦嚴(yán)重（再生器燒焦不徹底）或重金屬污染（原料中Ni、V含量高），導(dǎo)致活性中心減少。③原料性質(zhì)變差：減壓蠟油變重（平均碳數(shù)增加）、芳烴含量升高（難裂化），或含硫、氮化合物增多（中和催化劑酸性）。④劑油比過低：催化劑與原料接觸比