2024年【裂解(裂化)工藝】考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題，40分）1.以下關(guān)于烴類熱裂解與催化裂化的本質(zhì)區(qū)別，正確的是（）A.熱裂解需催化劑，催化裂化無(wú)需催化劑B.熱裂解溫度更高（750900℃），催化裂化溫度較低（450550℃）C.熱裂解主要產(chǎn)物為汽油，催化裂化主要產(chǎn)物為乙烯、丙烯D.熱裂解壓力更高，催化裂化壓力更低答案：B2.工業(yè)上最常用的裂解原料是（）A.石腦油（輕油）B.減壓渣油C.柴油D.潤(rùn)滑油答案：A3.乙烷裂解制乙烯時(shí)，主要副反應(yīng)是（）A.脫氫生成乙炔B.聚合生成芳烴C.縮合生成焦炭D.異構(gòu)化生成丙烷答案：A4.管式裂解爐中，急冷鍋爐的核心作用是（）A.回收煙氣余熱B.快速降低裂解氣溫度（<300℃）以終止二次反應(yīng)C.提高裂解氣壓力D.分離裂解產(chǎn)物中的重組分答案：B5.加氫裂化工藝中，常用的雙功能催化劑組分為（）A.金屬氧化物（酸性）+分子篩（加氫）B.分子篩（酸性）+金屬硫化物（加氫）C.氧化鋁（酸性）+貴金屬（加氫）D.硅膠（酸性）+鎳鉬合金（加氫）答案：B6.延遲焦化工藝中，焦炭塔的操作溫度范圍是（）A.300400℃B.450500℃C.550600℃D.650700℃答案：B7.衡量裂解深度的關(guān)鍵指標(biāo)是（）A.原料轉(zhuǎn)化率B.乙烯收率C.裂解氣中氫含量D.甲烷與乙烷的摩爾比答案：B8.裂解爐管材質(zhì)通常選用（）A.20號(hào)鋼（碳鋼）B.1Cr18Ni9Ti（不銹鋼）C.HK40（高鉻鎳合金）D.Q235（普通碳素鋼）答案：C9.以下不屬于裂解氣預(yù)處理步驟的是（）A.酸性氣體脫除（脫H?S、CO?）B.脫水（分子篩干燥）C.脫炔（催化加氫）D.分離乙烯與丙烯答案：D10.催化裂化裝置中，再生器的主要功能是（）A.加熱原料油B.燒焦恢復(fù)催化劑活性C.分離油氣與催化劑D.提升反應(yīng)壓力答案：B11.熱裂解反應(yīng)的自由基鏈反應(yīng)步驟不包括（）A.鏈引發(fā)B.鏈增長(zhǎng)C.鏈終止D.鏈轉(zhuǎn)移答案：D（注：自由基反應(yīng)包括引發(fā)、增長(zhǎng)、終止，鏈轉(zhuǎn)移屬于離子型反應(yīng)步驟）12.加氫裂化工藝中，氫分壓的典型范圍是（）A.13MPaB.510MPaC.1220MPaD.2530MPa答案：C13.以下裂解爐類型中，屬于毫秒爐的是（）A.SRTⅢ型（短停留時(shí)間爐）B.USC型（超選擇性裂解爐）C.MTL型（毫秒裂解爐）D.Pyrocrack型（德國(guó)魯奇爐）答案：C14.裂解過(guò)程中，結(jié)焦的主要原因是（）A.原料含硫量過(guò)高B.停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，二次反應(yīng)生成多環(huán)芳烴并縮合C.反應(yīng)壓力過(guò)低D.催化劑活性過(guò)高答案：B15.催化裂化的主要反應(yīng)類型不包括（）A.分解反應(yīng)B.異構(gòu)化反應(yīng)C.縮合反應(yīng)D.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)答案：C（縮合反應(yīng)是熱裂解的副反應(yīng)，催化裂化以分解、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移為主）16.乙烯裝置中，冷箱的作用是（）A.脫除裂解氣中的水分B.利用深冷分離（100℃以下）實(shí)現(xiàn)組分分離C.降低裂解爐排煙溫度D.儲(chǔ)存液態(tài)乙烯產(chǎn)品答案：B17.以下關(guān)于裂解原料族組成（PONA值）的描述，錯(cuò)誤的是（）A.P（烷烴）含量越高，乙烯收率越高B.O（烯烴）含量高會(huì)增加結(jié)焦傾向C.N（環(huán)烷烴）含量高，乙烯收率較低但丙烯收率較高D.A（芳烴）含量高，裂解易生成焦炭答案：C（環(huán)烷烴裂解乙烯收率低于烷烴，但丙烯收率不一定更高）18.延遲焦化的“延遲”是指（）A.原料油在加熱爐中快速升溫，延遲在焦炭塔中發(fā)生生焦反應(yīng)B.焦炭塔切換操作的時(shí)間延遲C.加熱爐出口溫度延遲達(dá)到設(shè)定值D.油氣在分餾塔中的分離延遲答案：A19.裂解爐輻射段的熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的比例約為（）A.20%30%B.40%50%C.60%70%D.80%90%答案：D20.以下關(guān)于裂解氣壓縮的描述，錯(cuò)誤的是（）A.采用多段壓縮（35段）以避免溫度過(guò)高B.段間設(shè)置冷卻器以降低氣體溫度C.壓縮后的裂解氣壓力通常為34MPaD.壓縮目的是提高分離效率，無(wú)需考慮設(shè)備材質(zhì)答案：D（壓縮需考慮材質(zhì)耐高壓和腐蝕）二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題，30分）1.影響烴類裂解反應(yīng)的主要因素包括（）A.反應(yīng)溫度B.停留時(shí)間C.烴分壓（稀釋蒸汽量）D.原料組成答案：ABCD2.管式裂解爐的主要組成部分包括（）A.輻射段（爐管、燃燒器）B.對(duì)流段（預(yù)熱原料、蒸汽）C.急冷系統(tǒng)（急冷鍋爐、急冷油/水塔）D.再生器（燒焦恢復(fù)催化劑）答案：ABC（再生器屬于催化裂化裝置）3.加氫裂化工藝的優(yōu)點(diǎn)包括（）A.原料適應(yīng)性廣（可處理高硫、高氮原料）B.產(chǎn)品質(zhì)量好（低硫、低芳烴、高辛烷值）C.操作壓力低，設(shè)備投資少D.液體收率高（接近100%）答案：ABD（加氫裂化操作壓力高）4.裂解氣中酸性氣體（H?S、CO?）的脫除方法有（）A.乙醇胺法（化學(xué)吸收）B.氫氧化鈉溶液洗滌（化學(xué)吸收）C.分子篩吸附（物理吸附）D.膜分離法答案：AB（分子篩主要用于脫水，膜分離工業(yè)應(yīng)用較少）5.催化裂化裝置的“三器”指（）A.反應(yīng)器B.再生器C.分餾塔D.沉降器答案：ABD（沉降器用于分離油氣與催化劑）6.裂解爐結(jié)焦的判斷依據(jù)包括（）A.爐管表面溫度（管壁溫）升高B.裂解爐入口壓力下降C.乙烯收率下降D.急冷鍋爐出口溫度升高答案：ACD（結(jié)焦會(huì)導(dǎo)致?tīng)t管阻力增大，入口壓力上升）7.以下屬于二次裂解反應(yīng)的是（）A.乙烷脫氫生成乙烯B.乙烯聚合生成丁二烯C.丁二烯環(huán)化生成芳烴D.正庚烷分解為丙烯和丁烯答案：BC（一次反應(yīng)為原料分解為小分子烯烴，二次反應(yīng)為烯烴進(jìn)一步反應(yīng)）8.延遲焦化的主要產(chǎn)品包括（）A.干氣（C?C?）B.液化石油氣（C?C?）C.汽油、柴油D.石油焦答案：ABCD9.裂解過(guò)程中加入稀釋蒸汽的作用有（）A.降低烴分壓，抑制二次反應(yīng)（聚合、縮合）B.提供反應(yīng)所需熱量（蒸汽熱容大）C.減少爐管結(jié)焦（蒸汽與焦炭反應(yīng)：C+H?O→CO+H?）D.提高裂解氣壓力，便于壓縮答案：ABC（稀釋蒸汽降低分壓，不提高壓力）10.加氫裂化催化劑失活的主要原因有（）A.積炭覆蓋活性位點(diǎn)B.金屬（如Ni、V）沉積C.硫、氮中毒（暫時(shí)失活）D.高溫導(dǎo)致催化劑燒結(jié)答案：ABCD三、填空題（每空1分，共20空，20分）1.烴類熱裂解的主要目的產(chǎn)物是______，催化裂化的主要目的產(chǎn)物是______。答案：乙烯（或低碳烯烴）；汽油（或輕質(zhì)燃料油）2.管式裂解爐中，輻射段爐管的排列方式通常為_(kāi)_____（選填“單程”“雙程”或“多程”），以實(shí)現(xiàn)______停留時(shí)間（選填“長(zhǎng)”或“短”）。答案：多程；短3.加氫裂化工藝中，原料油需先經(jīng)______（設(shè)備）脫除金屬雜質(zhì)，再進(jìn)入反應(yīng)器與______（物質(zhì)）接觸反應(yīng)。答案：預(yù)處理反應(yīng)器（或保護(hù)反應(yīng)器）；氫氣4.裂解氣深冷分離的關(guān)鍵步驟是______，其原理是利用各組分的______差異實(shí)現(xiàn)分離。答案：精餾（或低溫精餾）；沸點(diǎn)5.催化裂化催化劑的主要活性組分是______，其作用是提供______（選填“酸性位點(diǎn)”或“加氫位點(diǎn)”）。答案：分子篩（如Y型分子篩）；酸性位點(diǎn)6.延遲焦化過(guò)程中，原料油在______（設(shè)備）中被加熱至______℃左右，然后進(jìn)入焦炭塔發(fā)生生焦反應(yīng)。答案：加熱爐；5007.裂解爐的熱效率通常為_(kāi)_____%（范圍），提高熱效率的主要措施是回收______（部位）的余熱。答案：8595；對(duì)流段（或排煙）8.裂解反應(yīng)的自由基鏈引發(fā)步驟是______（選填“吸熱”或“放熱”）過(guò)程，鏈增長(zhǎng)步驟______（選填“吸熱”或“放熱”）。答案：吸熱；放熱9.加氫裂化的反應(yīng)類型包括______、______和異構(gòu)化反應(yīng)（至少填兩種）。答案：加氫分解（或氫解）；加氫飽和（或芳烴加氫）10.裂解爐管結(jié)焦后，需通過(guò)______（方法）清焦，其原理是______（化學(xué)反應(yīng)式）。答案：蒸汽空氣燒焦法；C+O?→CO?、C+H?O→CO+H?四、簡(jiǎn)答題（共3題，20分）1.（6分）簡(jiǎn)述“高溫短停留時(shí)間”對(duì)裂解反應(yīng)的影響（從一次反應(yīng)與二次反應(yīng)角度分析）。答案：①高溫促進(jìn)一次反應(yīng)（烴分解為低碳烯烴）的進(jìn)行，因?yàn)橐淮畏磻?yīng)活化能較高（約293335kJ/mol），高溫下反應(yīng)速率顯著提升；②短停留時(shí)間可減少二次反應(yīng)（烯烴進(jìn)一步聚合、環(huán)化、縮合）的發(fā)生，因?yàn)槎畏磻?yīng)活化能較低（約125209kJ/mol），需較長(zhǎng)時(shí)間積累；③綜合效果：提高乙烯等目標(biāo)產(chǎn)物的收率，降低焦炭和芳烴的生成量。2.（7分）對(duì)比熱裂解與催化裂化的工藝特點(diǎn)（從原料、催化劑、溫度、主要產(chǎn)物、壓力五方面）。答案：|對(duì)比項(xiàng)|熱裂解|催化裂化||||||原料|輕質(zhì)烴（石腦油、輕柴油）|重質(zhì)油（減壓蠟油、渣油）||催化劑|無(wú)需催化劑|需酸性催化劑（分子篩）||溫度|750900℃（高溫）|450550℃（中溫）||主要產(chǎn)物|乙烯、丙烯（低碳烯烴）|汽油、柴油（輕質(zhì)燃料油）||壓力|低壓（0.10.3MPa）|常壓或微正壓（0.150.3MPa）|3.（7分）分析加氫裂化工藝中“氫分壓”對(duì)反應(yīng)的影響（從催化劑壽命、產(chǎn)物質(zhì)量、副反應(yīng)三方面）。答案：①催化劑壽命：高氫分壓可抑制積炭生成（氫氣與中間產(chǎn)物反應(yīng)，減少多環(huán)芳烴縮合），延長(zhǎng)催化劑失活周期；②產(chǎn)物質(zhì)量：高氫分壓促進(jìn)加氫飽和反應(yīng)（如芳烴加氫生成環(huán)烷烴），降低產(chǎn)物硫、氮含量，提高產(chǎn)品安定性；③副反應(yīng)：低氫分壓時(shí)，裂化反應(yīng)占主導(dǎo)，可能導(dǎo)致過(guò)度分解（生成干氣）；高氫分壓時(shí)，加氫反應(yīng)增強(qiáng)，液體收率提高，但能耗增加。五、計(jì)算題（共2題，20分）1.（10分）某乙烯裝置以乙烷為原料進(jìn)行裂解，進(jìn)料量為10000kg/h，乙烷轉(zhuǎn)化率為65%，乙烯選擇性為80%（選擇性=生成乙烯的乙烷量/轉(zhuǎn)化的乙烷量）。計(jì)算：（1）乙烯的生成量（kg/h）；（2）未反應(yīng)的乙烷量（kg/h）。（原子量：C=12，H=1）答案：（1）乙烷（C?H?）摩爾質(zhì)量=30g/mol，進(jìn)料摩爾量=10000×1000g/30g/mol≈333333.3mol/h轉(zhuǎn)化的乙烷量=333333.3mol/h×65%≈216666.7mol/h生成乙烯的乙烷量=216666.7mol/h×80%≈173333.3mol/h乙烯（C?H?）摩爾質(zhì)量=28g/mol，乙烯生成量=173333.3mol/h×28g/mol≈4853333g/h=4853.3kg/h（2）未反應(yīng)的乙烷量=進(jìn)料量×(1轉(zhuǎn)化率)=10000kg/h×(165%)=3500kg/h2.（10分）某裂解爐輻射段爐管內(nèi)物料流量為5000kg/h（平均比熱容2.5kJ/(kg·℃)），入口溫度為550℃，出口溫度為820℃。若燃料燃燒提供的熱量中85%用于物料升溫，計(jì)算燃料的熱負(fù)荷（單位：MJ/h）。答案：物料升溫所需熱量Q=流量×比熱容×溫差=5000kg/h×2.5kJ/(kg·℃)×(820550)℃=5000×2.5×270=3,375,000kJ/h=3375MJ/h燃料熱負(fù)荷=Q/熱效率=3375MJ/h/85%≈3970.6MJ/h六、綜合分析題（共1題，20分）某石化企業(yè)乙烯裝置裂解爐運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)以下異常現(xiàn)象：爐管管壁溫度（T101）從正常680℃升至720℃，裂解爐入口壓力（P101）從0.2MPa升至0.25MPa，乙烯收率從30%降至27%。結(jié)合裂解工藝知識(shí)，分析可能原因及應(yīng)對(duì)措施。答案：可能原因分析：（1）爐管結(jié)焦：結(jié)焦導(dǎo)致?tīng)t管內(nèi)表面積炭，熱阻增大，物料吸熱減少，需提高燃料量維持出口溫度，導(dǎo)致管壁溫度升高；同時(shí)結(jié)焦使?fàn)t管流通截面積減小，物料流動(dòng)阻力增大，入口壓力上升；結(jié)焦還會(huì)促進(jìn)二次反應(yīng)（如烯烴聚合），降低乙烯收率。（2）原料性質(zhì)變化：若原料中芳烴（A）或環(huán)烷烴（N）含量增加，裂解時(shí)更易結(jié)焦，且一次反應(yīng)乙烯收率降低。（3）操作參數(shù)波動(dòng)：如稀釋蒸汽量減少（烴