2024年【裂解(裂化)工藝】作業(yè)考試題庫及答案一、單項選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.烴類裂解過程中，為抑制二次反應(yīng)、提高乙烯收率，關(guān)鍵控制參數(shù)是（）。A.反應(yīng)壓力B.反應(yīng)溫度C.停留時間D.原料純度答案：C（停留時間過短，原料轉(zhuǎn)化不完全；過長則二次反應(yīng)加劇，需控制在0.10.5秒）2.石腦油裂解制乙烯時，稀釋蒸汽與原料的質(zhì)量比（汽烴比）通?？刂圃冢ǎ?。A.0.10.3B.0.30.6C.0.60.9D.0.91.2答案：B（汽烴比過高會增加能耗，過低無法有效降低烴分壓，典型值0.30.6）3.裂解爐輻射段爐管的材質(zhì)通常為（）。A.普通碳鋼B.低合金鋼C.高鎳鉻合金（如HK40）D.不銹鋼304答案：C（需承受1000℃以上高溫和滲碳腐蝕，高鎳鉻合金耐高溫性能優(yōu)異）4.急冷換熱器（TLE）的主要作用是（）。A.回收熱量并快速終止裂解反應(yīng)B.分離裂解氣中的重組分C.提高裂解氣壓力D.降低裂解氣中的酸性氣體含量答案：A（裂解氣需在0.1秒內(nèi)從800℃降至350℃以下，防止二次反應(yīng)）5.裂解爐聯(lián)鎖停車的觸發(fā)條件中，不屬于安全保護(hù)的是（）。A.稀釋蒸汽流量低于低限B.燃料氣壓力高于高限C.爐管出口溫度高于高限D(zhuǎn).引風(fēng)機(jī)故障停機(jī)答案：B（燃料氣壓力過高可能導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，但聯(lián)鎖通常觸發(fā)于壓力過低或中斷）6.裂解汽油的主要成分是（）。A.C1C4烴類B.C5C12芳烴及烯烴C.C13C20環(huán)烷烴D.瀝青質(zhì)答案：B（裂解汽油是裂解副產(chǎn)物，富含苯、甲苯、二甲苯等芳烴）7.裂解過程中結(jié)焦的主要原因是（）。A.反應(yīng)溫度過低B.停留時間過短C.烴類高溫下脫氫縮合D.稀釋蒸汽量過大答案：C（烴類在高溫下發(fā)生脫氫、聚合反應(yīng)，生成焦炭附著在爐管內(nèi)壁）8.衡量裂解爐熱效率的關(guān)鍵指標(biāo)是（）。A.排煙溫度B.輻射段熱強(qiáng)度C.對流段熱負(fù)荷D.燃料氣熱值答案：A（排煙溫度越低，熱量損失越小，熱效率越高，通?？刂圃?60200℃）9.裂解氣壓縮機(jī)組三段出口壓力通?？刂圃冢ǎ?。A.0.51.0MPaB.1.02.0MPaC.2.03.0MPaD.3.04.0MPa答案：C（三段壓縮后壓力需滿足后續(xù)分離單元要求，典型值2.5MPa左右）10.裂解原料中硫含量過高的主要危害是（）。A.降低乙烯收率B.腐蝕設(shè)備及催化劑C.增加燃料氣消耗D.導(dǎo)致急冷油乳化答案：B（硫在高溫下生成H2S，腐蝕爐管和下游設(shè)備；硫還會使后續(xù)加氫催化劑中毒）11.裂解爐燒焦操作中，判斷燒焦結(jié)束的依據(jù)是（）。A.爐管出口溫度降至常溫B.煙氣中CO2濃度持續(xù)低于0.5%C.通入的空氣量達(dá)到設(shè)計值D.爐管壓降恢復(fù)至初始值答案：D（結(jié)焦會導(dǎo)致爐管壓降升高，壓降恢復(fù)說明焦炭已清除）12.裂解氣深冷分離中，脫甲烷塔的操作溫度通常為（）。A.30~50℃B.50~80℃C.80~100℃D.100~160℃答案：D（需將甲烷與乙烯、乙烷分離，操作溫度低于100℃）13.裂解工藝中，“雙烯收率”指的是（）。A.乙烯+丙烯收率B.乙烯+丁二烯收率C.丙烯+丁二烯收率D.乙烯+異戊二烯收率答案：A（乙烯和丙烯是裂解的主要目標(biāo)產(chǎn)物，雙烯收率是核心指標(biāo)）14.急冷油塔塔底溫度過高的主要風(fēng)險是（）。A.急冷油汽化導(dǎo)致塔內(nèi)壓力波動B.急冷油結(jié)焦堵塞塔底管線C.裂解氣冷卻效果下降D.稀釋蒸汽帶液答案：B（急冷油溫度超過350℃時易發(fā)生熱分解，生成焦炭堵塞設(shè)備）15.裂解爐點(diǎn)火前必須進(jìn)行的操作是（）。A.通入燃料氣置換空氣B.用氮?dú)庵脫Q爐膛內(nèi)可燃?xì)怏wC.啟動引風(fēng)機(jī)建立爐膛負(fù)壓D.全開燒嘴蝶閥答案：C（需先建立50~100Pa的爐膛負(fù)壓，防止燃料氣泄漏爆炸）二、多項選擇題（共10題，每題3分，共30分）1.影響烴類裂解深度的主要因素包括（）。A.反應(yīng)溫度B.停留時間C.原料組成D.稀釋蒸汽量答案：ABCD（溫度越高、停留時間越長、原料含鏈烷烴越多、稀釋蒸汽量越大，裂解深度越深）2.裂解爐輻射段爐管結(jié)焦的表征現(xiàn)象有（）。A.爐管表面出現(xiàn)局部紅熱（熱點(diǎn)）B.燃料氣消耗量增加C.爐管出口溫度（COT）上升D.裂解氣中甲烷含量降低答案：ABC（結(jié)焦導(dǎo)致傳熱效率下降，需增加燃料維持COT；爐管局部過熱發(fā)紅；甲烷作為裂解產(chǎn)物，含量可能因二次反應(yīng)增加）3.裂解氣壓縮機(jī)組設(shè)置段間冷卻的目的是（）。A.降低氣體體積，減少壓縮功B.冷凝分離重組分（如汽油、水）C.防止高溫下烯烴聚合結(jié)焦D.提高壓縮效率答案：ABCD（段間冷卻可降低氣體溫度和體積，減少能耗；分離液體防止機(jī)組損壞；避免高溫聚合）4.裂解工藝中，稀釋蒸汽的作用包括（）。A.降低烴分壓，促進(jìn)一次反應(yīng)（斷鏈、脫氫）B.防止?fàn)t管結(jié)焦（蒸汽與焦炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)）C.作為熱載體，均勻傳遞熱量D.抑制二次反應(yīng)（聚合、縮合）答案：ABD（稀釋蒸汽不直接作為熱載體，熱量主要來自燃料燃燒）5.裂解爐聯(lián)鎖停車后，需立即執(zhí)行的操作有（）。A.關(guān)閉燃料氣總閥B.維持稀釋蒸汽通入（防止?fàn)t管結(jié)焦）C.停止原料進(jìn)料D.全開爐管出口放空閥答案：ABC（放空閥需根據(jù)情況調(diào)整，避免爐管內(nèi)壓力過低吸入空氣）6.裂解汽油加氫的目的是（）。A.脫除硫、氮等雜質(zhì)B.飽和烯烴（防止聚合結(jié)焦）C.提高芳烴含量D.降低膠質(zhì)含量答案：ABD（加氫可將烯烴轉(zhuǎn)化為烷烴，減少后續(xù)加工中的聚合風(fēng)險；脫除雜質(zhì)；但芳烴含量由原料決定，加氫不直接提高）7.急冷系統(tǒng)運(yùn)行異常的常見表現(xiàn)有（）。A.急冷油粘度持續(xù)上升B.急冷水pH值低于7（酸性）C.裂解氣出口溫度高于設(shè)計值D.急冷塔壓差降低答案：ABC（急冷油粘度上升說明結(jié)焦或重組分積累；急冷水pH低可能因酸性氣體（如H2S、CO2）溶解；裂解氣出口溫度高說明冷卻效果差；塔壓差升高才是異常）8.裂解原料優(yōu)化的方向包括（）。A.增加正構(gòu)烷烴含量（如石腦油）B.降低芳烴含量（如加氫尾油）C.提高環(huán)烷烴比例（如輕柴油）D.使用乙烷、丙烷等輕烴答案：ABD（正構(gòu)烷烴裂解乙烯收率最高；芳烴難裂解且易結(jié)焦；輕烴（乙烷、丙烷）裂解乙烯收率可達(dá)80%以上）9.裂解爐燒焦操作的安全注意事項包括（）。A.控制燒焦空氣量，避免爐管超溫（<800℃）B.燒焦前需用蒸汽置換爐管內(nèi)可燃?xì)怏wC.監(jiān)測煙氣中O2濃度（需保持2%5%）D.燒焦結(jié)束后立即通入原料恢復(fù)生產(chǎn)答案：ABC（燒焦后需用氮?dú)饣蛘羝鋮s至300℃以下，再通入原料，避免高溫下原料裂解結(jié)焦）10.裂解裝置節(jié)能降耗的措施有（）。A.提高裂解爐熱效率（降低排煙溫度）B.優(yōu)化汽烴比（降低稀釋蒸汽用量）C.回收急冷油、急冷水的余熱（發(fā)電或預(yù)熱原料）D.采用新型高效爐管（如毫秒爐）縮短停留時間答案：ABCD（均為實(shí)際生產(chǎn)中常用的節(jié)能手段）三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.烴類裂解的一次反應(yīng)主要包括__________和__________（斷鏈反應(yīng)、脫氫反應(yīng)）。2.裂解爐輻射段爐管出口溫度（COT）的典型控制范圍是__________℃（800900）。3.石腦油裂解時，乙烯收率通常為__________%（2535）。4.急冷油塔的主要作用是__________（回收裂解氣熱量并分離重質(zhì)餾分）。5.裂解氣壓縮機(jī)組通常采用__________（離心式壓縮機(jī)），因其流量大、效率高。6.裂解過程中，二次反應(yīng)的主要產(chǎn)物是__________（焦炭、芳烴、炔烴）。7.裂解原料的族組成常用PONA值表示，其中“O”代表__________（烯烴）。8.裂解爐燒焦時，使用的介質(zhì)是__________（空氣+蒸汽），通過氧化反應(yīng)去除焦炭。9.裂解氣深冷分離的關(guān)鍵是利用各組分的__________差異（沸點(diǎn)），通過精餾實(shí)現(xiàn)分離。10.裂解裝置的主要安全風(fēng)險包括__________（火災(zāi)、爆炸、高溫燙傷、有毒氣體泄漏）。四、簡答題（共5題，第13題每題6分，第45題每題8分，共34分）1.簡述裂解爐“三門一板”的操作內(nèi)容及目的。答案：三門指燃料氣油門（或燃料氣閥）、霧化蒸汽閥、空氣閥；一板指煙道擋板。操作目的是通過調(diào)節(jié)燃料量、霧化蒸汽量（確保燃料充分燃燒）、空氣量（控制過?？諝庀禂?shù)，一般1.051.15）及煙道擋板（維持爐膛負(fù)壓50~100Pa），實(shí)現(xiàn)燃燒效率最大化，避免爐管局部過熱或燃燒不充分（冒黑煙）。2.列舉裂解急冷系統(tǒng)的主要設(shè)備，并說明其功能。答案：主要設(shè)備包括急冷換熱器（TLE）、急冷油塔、急冷水塔。TLE：將裂解氣從800℃快速冷卻至350℃以下，終止二次反應(yīng)，同時副產(chǎn)高壓蒸汽（1012MPa）。急冷油塔：用急冷油（200300℃）進(jìn)一步冷卻裂解氣至100150℃，分離出重質(zhì)燃料油（裂解燃料油，C9+）。急冷水塔：用急冷水（3050℃）將裂解氣冷卻至40℃左右，分離出裂解汽油（C5C8）和水，同時回收熱量用于預(yù)熱鍋爐給水。3.分析裂解爐出口溫度（COT）波動的可能原因及調(diào)整措施。答案：可能原因：燃料氣壓力/流量波動（如燃料氣壓縮機(jī)故障、管網(wǎng)壓力變化）；原料流量/組成變化（原料泵故障、原料切換）；爐管結(jié)焦（傳熱效率下降，局部過熱）；燃燒空氣量波動（引風(fēng)機(jī)/鼓風(fēng)機(jī)故障）。調(diào)整措施：穩(wěn)定燃料氣壓力（投用壓力調(diào)節(jié)閥）；控制原料流量（投用流量PID控制）；監(jiān)測爐管表面溫度（紅外測溫），若結(jié)焦嚴(yán)重則安排燒焦；檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整空氣閥開度維持過?？諝庀禂?shù)穩(wěn)定。4.某裂解裝置使用乙烷為原料，進(jìn)料量100t/h，乙烯產(chǎn)量48t/h，丙烯產(chǎn)量5t/h，計算雙烯收率及乙烷轉(zhuǎn)化率（假設(shè)乙烷完全轉(zhuǎn)化為乙烯、氫氣和少量甲烷，忽略其他副產(chǎn)物）。答案：雙烯收率=（乙烯產(chǎn)量+丙烯產(chǎn)量）/原料量×100%=（48+5）/100×100%=53%。乙烷轉(zhuǎn)化率=（反應(yīng)的乙烷量）/進(jìn)料乙烷量×100%。乙烷裂解主反應(yīng)：C2H6→C2H4+H2，1mol乙烷生成1mol乙烯。乙烯摩爾量=48×10^6g/28g/mol≈1.714×10^6mol，對應(yīng)反應(yīng)的乙烷量=1.714×10^6mol×30g/mol≈51.428t/h。轉(zhuǎn)化率=51.428/100×100%≈51.43%（注：實(shí)際生產(chǎn)中乙烷轉(zhuǎn)化率通常>95%，此處為簡化計算假設(shè)）。5.某裂解裝置急冷油塔塔底液位持續(xù)下降，分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：急冷油外送量過大（外送泵出口閥開度大或自動閥故障）；急冷油塔進(jìn)料（裂解氣）中重組分減少（原料變輕或裂解深度降低，C9+產(chǎn)量減少）；急冷油塔底管線泄漏；急冷油乳化（水含量過高，油水分層差，實(shí)際液位虛高）。處理措施：檢查外送泵出口流量，手動調(diào)節(jié)至設(shè)計值（或切換至手動控制）；分析裂解氣組成，若原料變輕需調(diào)整裂解深度（提高COT或延長停留時間）；檢查塔底管線、法蘭是否有泄漏，必要時停車修補(bǔ)；檢測急冷油含水量（正常<1%），若過高則通過分水槽脫水，或加入破乳劑。五、綜合應(yīng)用題（共1題，16分）某石化企業(yè)30萬噸/年乙烯裝置（石腦油裂解）運(yùn)行中，DCS顯示裂解爐F101輻射段爐管表面溫度局部達(dá)到1100℃（正常850950℃），同時燃料氣流量較正常增加15%，但爐管出口溫度（COT）僅820℃（設(shè)計850℃）。請分析故障原因，提出處理方案，并說明后續(xù)預(yù)防措施。答案：故障原因分析：1.爐管局部結(jié)焦：結(jié)焦層導(dǎo)熱系數(shù)低（焦炭約1W/(m·K)，爐管材質(zhì)約20W/(m·K)），導(dǎo)致結(jié)焦部位傳熱受阻，燃料燃燒熱量無法有效傳遞給管內(nèi)物料，爐管表面因熱量積聚而超溫（1100℃）；同時，管內(nèi)物料吸熱不足，COT低于設(shè)計值。2.燃燒不均勻：個別燒嘴燃燒異常（如霧化蒸汽量不足、燃料氣分配不均），導(dǎo)致局部熱負(fù)荷過高，爐管局部過熱。3.爐管內(nèi)物料偏流：爐管變形或結(jié)焦導(dǎo)致物料流動阻力不均，部分爐管內(nèi)物料流量減少，吸熱減少，表面溫度升高。處理方案：1.緊急調(diào)整燃燒：降低結(jié)焦區(qū)域?qū)?yīng)燒嘴的燃料氣流量，增加鄰近燒嘴的空氣量，改善燃燒均勻性；2.臨時降低裂解深度：適當(dāng)降低COT設(shè)定值（至800820℃），減少二次反應(yīng)，延緩結(jié)焦加??；3.安排停爐燒焦：通過蒸汽空氣燒焦法清除爐管內(nèi)焦炭（步驟：停原料→通蒸汽置換→逐步通入空氣（O2<5%）→監(jiān)測煙氣CO2