石大远程在线考试《近代炼油技术》

1、中国石油大学（北京）远程教育学院期 末 考 试 近代炼油技术 学习中心：_ 姓名：_ 学号：_ 关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。一、题型简答题，3题，每题20分，共60分；论述分析题，2题，共40分。二、题目简答题：（从4道题中

2、任选3题完成）1、催化裂化多产丙烯的途径有哪些？（20分）2、催化裂化汽油选择性加氢脱硫的基本原理是什么？（20分）答：催化裂化汽油中， 烯烃主要分布在轻汽油馏分中， 而含硫化合物主要分布在重汽油馏 分中。因此可以选择适宜的切割点将汽油分为轻汽油馏分和重汽油馏分。在轻汽油馏分 中，烯烃含量很高，硫含量低，且含硫化合物主要为小分子的硫醇、 二硫化物、 硫醚等， 可以通过碱洗进行脱硫处理。在重汽油馏分中，烯烃含量较低，硫含量很高，且含硫化 合物主要是噻吩类及其衍生物，可以采用加氢脱硫。将处理过的轻重汽油馏分混合在一 起，即选择性加氢脱硫的汽油馏分。3、重质油主要有哪些特点？会为后续的加工带来什么问

3、题？（20分）答：重质油主要有以下特点：沸点高，加工过程中有部分不能气化的高沸点组分；胶 质沥青质含量高； S、 N、 O 杂原子及其化合物含量高； 重金属含量高； 残炭值高， 结焦倾向大；H/C 原子比低；相对分子质量大，粘度高。重质油对加工过程的催化剂带来较大挑战，容易结焦和重金属沉积，会加速催化剂 的失活；降低后续产品的清洁度；增大加工过程的污染排放等。相应的应对措施包括：原料预处理，应对重组分和重金属含量高的问题；对产品进行后续精制；研发高性能的 催化剂；减少污染物的排放；改进工艺过程。4、两段提升管催化裂化（TSRFCC）和常规催化裂化的区别有哪些？（20分）答：两段提升管催化裂化技

4、术将传统的一段提升管改为两段， 总长度与原来相比大大缩短，反应时间大大降低，很好的将柴油馏分保留下来，提高了柴油品质；同时，不同馏分的 油品在不同的反应段反应，可以减少竞争反应，大大降低干气收率，提高目的产物的选 择性，如果配以多产丙烯催化剂的话，还能显著提高液化气中丙烯的含量，同时降低汽 油馏分中的烯烃含量。论述分析题：（1）学号尾数为奇数的，完成第5、7题；（2）学号尾数为偶数的，完成第6、8题。）5、根据催化裂化汽油降烯烃的反应原理，分析MIP降烯烃技术的基本设计思路与其特点。（20分）答：MIP技术是北京石油化工科学研究院开发的多产异构烷烃的催化裂化工艺技术。该技术在反应提升管设2个反

5、应区，以烯烃为界，生成烯烃为第1反应区，烯烃反应为第2反应区，见图1第1反应区主要作用是，烃类混合物快速彻底地裂化生成烯烃，故该区操作方式类似目前催化裂化方式，即高反应温度、短接触时间和高剂油比，该区反应苛刻度应高于目前催化裂化的反应苛刻度，这样可以达到在短时间内较重的原料油裂化生成烯烃，而烯烃不能进一步裂化，保留较大分子的烯烃，同时高反应苛刻度可以减少汽油组成中的低辛烷值组分正构烷烃和环烷烃的生成，对提高汽油辛烷值非常有利；第二反应区主要作用是，由于烯烃生成异构烷烃既有平行反应又有串联反应，且反应温度低对其生成有利，故该区操作方式不同于目的催化裂化操作方式，即低反应温度和长反应时间。这样既保

6、证烯烃的生成，又有利于生成异构烷烃或异构烷烃和芳烃。 MIP工艺有以下特点：采用新型串联提升管反应器,反应器分为2 个反应区(图2) 。图2MIP 技术2 段反应器示意图在第一反应区中,仍采用高温、短接触时间和高剂油比,满足裂化反应,裂解较重的原料油并生成较多的烯烃,保证一定的转化率,第一反应区以一次裂化反应为主,反应油气和催化剂经较短的停留时间(11. 3 s) 后进入扩径的第二反应区,在第二反应区内,通过向第一反应区出口打入急冷汽油、急冷水等冷却介质,控制较低的反应温度和较长的停留时间,同时通过将沉降器内部分待生催化剂引出至提升管第二反应区内, 提高该区藏量,降低油气和催化剂的流速及该区的

7、反应温度,以抑制二次裂化反应,促进氢转移反应和异构化反应,使汽油中的烯烃含量降低,异构烷烃和芳烃含量增加,从而达到新的汽油质量标准。特点：（1）MIP 工艺是降低汽油烯烃的有效工艺，汽油烯烃体积分数可以降低到 30%（荧光 法）以下，完全可以满足市场汽油质量升级的要求。（2）MIP 工艺可强化重油裂解能力，提高液化气收率，总液收优于 FCC 工艺。（3）MIP 工艺对提高环烷基原油的汽油辛烷值操作条件还需进一步探索。(4) 根据不同的生产方案，采用不同的操作条件，即能维持较高的柴油收率，也能保证 高的汽油辛烷值；可增产液化气中的丙烯含量；说明 MIP 工艺具有较大的的操作弹性。6、延迟焦化、催

8、化裂化、加氢转化和溶剂脱沥青是重质油加工的重要工艺过程，请结合所学知识，对比分析上述4种工艺过程的特点。（20分）答：延迟焦化一种热裂化工艺。其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。所用装置可进行循环操作，即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油，且在装置中停留时间较长。其主要特点是延迟焦化可处理残碳和金属含量很高的劣质原料，提高轻质油的收率和脱碳效率；有操作连续化、处理量大、灵活性强、脱碳效率高、投资和操作费用低的优点。但低价值产品焦炭产率高，液体产品性质差。催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。在高温和催化剂的作用下使重

9、质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。主要反应有分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合、生焦等。与热裂化相比，其轻质油产率高，汽油辛烷值高，柴油安定性较好，并副产富含烯烃的液化气。近几年来分子筛裂化催化剂采用硅溶胶或铝溶胶等粘结剂，把分子筛、高岭土粘结在一起，制成高密度、高强度的新一代半合成分子筛催化剂，所用分子筛除稀土-y型分子筛外，还有超稳氢-y型分子筛等。反应改在管式反应器中进行，称为提升管催化裂化。加氢转化工艺技术的特点反应放热量大，单床层温升高；控制相对较的精制油氮含量高；催化剂积碳失活速度高于常规加裂，可以通过提高反应温度和反应压力两种方式延长装置运行周期；运行初期采用缓

10、和的操作条件，减少催化剂性能损失，保证长周期运行溶剂脱沥青是指用萃取的方法从原油蒸馏所得的减压渣油（或常压渣油）中除去胶质和沥青，在制取脱沥青油的同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。在减压蒸馏的条件下，石蜡基或中间基原油中一些高粘度润滑油组分，由于沸点很高不能气化而残留在减渣油中，利用它们与胶质和沥青在溶剂中的溶解度差别而进行分离。常用的溶剂为丙烷、丁烷、戊烷、己烷或丙烷与丁烷的混合物。用萃取的方法，从原油蒸馏所得的减压渣油（有时也从常压渣油）中，除去胶质和沥青，以制取脱沥青油同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。脱沥青油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制（或白土精制）制取高粘度润滑油基

11、础油（残渣润滑油）；也可作为催化裂化和加氢裂化的原料。7、伴随人们环保意识的逐步提升，世界各国车用燃料的质量标准不断升级。炼油企业车用汽柴油调和组分的生产工艺不同，所得汽柴油组分的性质也不同。结合我国车用汽油与柴油的国IV质量标准，阐述车用汽油与柴油的主要调和组分及其特点，并分析相应的处理措施。（20分）提示：重点参考“第2章 原油加工方案及流程”与“第3章 清洁油品生产”。答：1、汽油调和组分的介绍：通常成品汽油由催化裂化汽油、重整汽油、烷基化油、直馏汽油、加氢汽油、热加工汽油、MTBE 等调合而成。根据产品规格要求，可选取不同组分。 常用汽油调和组分的特点：催化裂化汽油：烯烃含量高、硫含量

12、高、辛烷值在 90 左右。重整汽油：芳烃、苯含量高，辛烷值高，在 100 左右。烷基化汽油：辛烷值较高，在 93-95 左右，敏感性小。具有理想的挥发性和清洁的 燃烧性。MTBE：辛烷值很高。具有良好的抗用性能和较好的化学稳定性。 2.我国的柴油由催化裂化柴油和直馏柴油两种，加氢裂化柴油，热加工柴油比例较少。我国柴油组分的性质： 原油直馏柴油催化裂化柴油结论馏分/十六烷指凝点/ 数进料十六烷指数凝点/1.直馏柴油燃烧能好，但凝点高，不适合低凝点柴油的生产。 并限制柴油干点提高和增产柴油的手段。2.催化柴油凝点与 直馏柴油相当；十六烷指数比直柴低，需与直柴调合后可出厂。大庆200-320200-

13、350230-33068.567.067.2-15-5-6减压蜡油减压渣油40-4227-29-512-8-10胜利180-350230-350240-40056.256.557.0-12-10-10减压蜡油32-36-2 -8辽河180-400200-350230-30053.452.050.2-5-10-18减压蜡油28-32-2 -8沙特油180-36552.4-19减压渣油27-51.汽油调和方法： 以国标油为主。90#汽油调93#，97# 93#调97# 90#+石脑油+抗爆剂调90#，93# 93#+石脑油+抗爆剂93# 以非标油为主 石脑油（20-60)%+混合芳烃(5-25)%

14、（重）+(不大于 14%）+90#（0-20%)+C5 (5-15)%+ 抗爆剂 轻烃(或轻石脑油）（20-60）%+混合芳烃（20-40）%（轻）+MTBE（不大于 14%）+C5 （5-15）%+抗爆剂 第一种调油方案，是基于部分调油商会加入 90#汽油为原料，因此此时的混合芳烃可 以用相对偏重的，对于品质要求不是很高，而第二种调油方案是不加汽油为原料的，此时对 于混合芳烃的要求会偏高，要求密度轻、硫含量低，且大多会用比石脑油质量更好的轻烃、轻石脑油或者抽余油。两种调油方法各有利弊，大多调油商视原料行情而定。 2.柴油调和方法： 长三角：煤油 10%+催化柴油 20%+国标柴油 70% 珠

15、三角：煤油 10%+一线油 20%+国标柴油 70% 环渤海湾：煤油 10%+一线油 20%+国标柴油 70% 以市场上流通最广的原料搀兑比例计算，国标柴油至少占原料的 70%以上，而催化柴 油约 20%， 而煤油最多 10%。 按照目前市场上原料的价格计算， 长三角调和柴油成本为 8000 元/吨，虽然较当地国标市场价格相差 100 元/吨，但是调和商易仍鲜少操作。 另外，业内人士表示，由于煤油作为原料，主要起降低凝点的作用，因此在搀兑的时候， 如果不是温度要求很高，基本可以不添加煤油。另外，由C9的价格目前很高，调和商目前很少添加 C9进去，等价格低到调和商可以接受的水平，估计添加C9的可

16、能性就增加了。8、世界原油呈现出重质化与劣质化的趋势，而市场对车用燃料的需求越来越大，车用燃料的质量标准也越来越高，如何将重质油高效转化为市场急需的清洁燃料是炼油企业追求的目标。对于重质油的加工，往往需要采用组合加工工艺，以获得较高的轻油收率和较大的经济效益。请根据所学知识，设计两种轻油收率高且柴汽比较高的重质油组合加工方案，画出简单的组合方案图，并分析所设计方案的特点。（20分）提示：重点参考 “第4.3 重质油加工工艺的选择及组合加工工艺”与 “第4.2 重质油加工工艺技术”。答：方案一，重油加氢-催化裂化，组合方案图如下：渣油加氢-催化裂化组合工艺是将劣质渣油经过加氢处理后，生产部分轻质

17、油品，加氢后的渣油作为重油催化裂化的原料，催化裂化装置生产的油浆作为渣油加氢的进料。原料：渣油加氢工艺可以处理高硫、中等金属含量的渣油，重金属含量小于200 ppm，残炭小于12%；加氢的深度以满足重油催化裂化进料要求为限。加氢深度不宜过深，以降低氢耗、延长催化剂寿命。渣油加氢转化率通常在30%50%，加氢处理的脱硫率达90%，加氢后残炭可低于6%，重金属含量可降低到催化裂化催化剂允许的水平，加氢渣油可直接作为催化裂化的原料。催化裂化油浆富含芳香烃，可以有效提高渣油中胶质和沥青质的溶解性，从而提高渣油转化率。组合工艺的轻油收率高达60%以上，液收80%以上加氢处理得到的汽柴油馏分的硫含量低，柴油的十六烷值较高（接近50），但汽油的辛烷值较低（接近60）。催化裂化柴油的十六烷值低、柴油产率低。该组合工艺属于环境友好工艺，虽然一次性投资较高，但可避免其他工艺所带来的二次环境污染该组合工艺投资和操作费用较高，但其轻油收率也高，经济效益较好。方案二：重油加氢-延迟焦化-加氢/催化裂化，组合方案图如下： 劣质渣油首先经过浅度加氢处理降低硫含量，然后进行减压蒸馏得到加氢后的瓦斯油和渣油。加氢后的渣油作为延迟焦化的原料，减压蜡油和焦化蜡油作为催化裂化或者加氢裂化的原料。该组合工艺属于环境友好工艺，虽然一次性投资较高，但可生产低硫石油焦，销路好且用途广泛，避免了劣质渣油直接焦化生