1、2009 2010學年第2學期化工工藝與設備試卷專業班級姓 名學 號開課系室化學工程系考試日期 2010.5.16題號一二三四總分得分閱卷人一、填空、選擇題(每空1分，共30分)1、原油加工方案根據目的產物不同，可分為以下三類：燃料型、燃料-潤滑油型和化工型。2、原油常減壓加工流程中，初儲塔塔頂儲出液可作為催化重整的原料以生產芳州和高標號汽油3、原油常壓蒸儲塔底通入水蒸汽的作用是降低油氣分壓，使塔底重油中的輕組分氣化。提升管催化裂化裝置中,提升管下部通入水蒸汽的作用是將原料油霧化 。4、原油常減壓加工流程中，減壓塔汽提段直徑小于主體精儲段，其原因是縮短減壓渣油在塔 底停留時間，以免在高溫下發生

2、分解、縮合而結焦。5、催化裂化反應為 上_反應，催化劑再生反應為B 反應。(A.吸熱；B.放熱)6、催化裂化反應裝置通常由三大部分組成：反應-再生系統、分儲系統和吸收穩定系統7、裂解原料的來源主要有兩個方面，一是天然氣加工廠的輕名,二是煉油廠的加工產品。8、裂解氣凈化需除去的三類主要物質為：酸性氣體 、 水和 烘峰。9、將裂解氣進行高壓法深冷分離，必須首先將裂解氣壓縮到C 個大氣壓。(A.10-20;B.20-30; C.30-40)10、裂解氣的深冷分離有三種分離流程：順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。11、對純加熱爐，全爐熱負荷的計算式為 A 。(A. Q=GeIi+(1-e)I

3、i-I i ； B. Q=GeI v+(1-e)I i-I i ； C. Q=qeh+(1-e)I v-I i)12、管式加熱爐的氣體火嘴，按燃料與空氣的混合方式不同，可分為 預混式，外混式 和平預混式。13、塔板上設置出口安定區的目的是減少液體進入降液管時夾帶的泡沫量。14、填料的特性參數包括：比表面積、孔隙率、填料因子和堆積密度(單位堆積體積內的填 料數目)。15、對于F1型重閥，當閥孔動能因數為A時泄漏量接近10%故取此值作為控制泄漏量的操作負荷下限。(A.5 6; B.7-8; C.9-12)16、板式塔的常見的溢流型式有單溢流、U型溢流 、 雙溢流 。二、簡答題(每題5分，共25分)

4、1、簡述原油預處理過程中脫除鹽和水的原因答(1)原油中含水的危害：給原油的輸送和儲存增加負擔。增加加工過程能耗。影響蒸儲過程的正常操作。(2分)(2)原油中含鹽的危害： 水解生成鹽酸，腐蝕設備。沉積在管壁形成鹽垢，影響換熱器效率和增加原油流動壓降。影響重油的二次加工。(3分)鑒于以上原因，原油加工前需在預處理過程中進行脫鹽脫水。2、管式加熱爐輻射室傳熱速率方程為QR = 5 67()4.(L)4+40(T -Tt)，說明方程Acd F100100g tcp式中各符號的名稱及意義。Qr 輻射室總傳熱速率 （1分）* -煙氣對管排的角系數；是指煙氣輻射給管排的能量占煙氣總能量的分率（1分）。Acp

5、 -冷平面面積，是指管排所占據的全部面積（Acp = n&Lef）。（1分）F -總輻射交換因素，用于修正模型偏差而引入的修正系數。它與管壁及煙氣的黑度和有 效反射面積等有關。（1分）Tg -煙氣溫度。Tt-管壁溫度。（1分）3、簡述管式加熱爐輻射室傳熱計算的羅伯-伊萬斯假定的主要內容。答：（1）爐膛內煙氣充分混合，各處煙氣組成與溫度均相同且溫度等于出輻射室煙氣平均溫度，將熾熱的煙氣看成一發熱面。（2分）（2）將排管看成是一吸熱面，管壁溫度為管內介質平均溫度加上50C。（1分）（3）對流給未敷設爐管爐墻的熱量等于其散熱損失，從輻射角度將爐墻看成一全反射面。（2分）4、在姓類的熱裂解過程種，一般

6、應加入過熱水蒸氣作為稀釋劑，簡述其作用。答：（1）可有效降低姓的分壓，利于裂解反應進行，增加乙烯收率。（2）水蒸氣熱容較大，能對爐管溫度起穩定作用，在一定程度上保護了爐管。（3）與產物容易分離，對裂解氣質量無影響，水蒸氣便宜易得。（4）可以抑制原料中的硫對合金鋼的反應管的腐蝕作用。（5）水蒸氣通過下列反應清除裂解管中的焦碳，實際上起了爐管清焦的作用。（6）水蒸汽對金屬管表面起一定氧化作用，使金屬表面的鐵、鋁成為氧化物薄膜、減少了鐵和鋁對姓類氣體分解生碳的催化作用（每個1分，答對以上任意5個均得滿分）5、簡述板式塔的不正常操作現象中漏液的原因及危害漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經降液管流下，而

7、是從閥孔直接漏下。（1分）原因：氣速較小時，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。（2分）后果：導致氣液兩相在塔板上的接觸時間減少，塔板效率下降，嚴重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進行傳熱、傳質，塔板將失去其基本功能。（2分）三、畫圖題（共20分）1、畫出燃料型原油常減壓裝置流程圖，并標明主要設備的名稱（14分）10分，標出主要設備名稱4分2、畫出塔板負荷性能圖并標明各線的名稱（6分）1、過量液沫夾帶線2、過量漏液線3、液泛線（淹塔線）液相流量上限線（降液管中液體停留時間不足線） （畫出圖給4分,標明各線名稱給2分）4、液相

8、流量下限線5、OP線：操作線四、分析題（共25分）1、下圖是裂解氣順序深冷分離原則流程，請說明各設備的名稱及作用，并簡述流程。（共17分）1堿洗塔用堿洗去裂解氣中的酸性氣體（1分）2干燥器用干燥劑脫去裂解氣中的水（1分）3脫甲烷塔 將甲烷和G以上組分分開（1分）4脫乙烷塔 將G和G以上組分分開（1分）5乙烯塔將乙烯與乙烷分開（1分）6脫丙烷塔 將G和G以上組分分開（1分）7脫丁烷塔 將C4和C4以上組分分開（1分）8丙烯塔將丙烯與丙烷分開（1分）9冷箱將低溫設備集中在一起防止散冷（1分）10加氫脫快反應器 將裂解氣中的快通過加氫方法脫去（1分）11綠油塔除去裂解氣中的綠油（1分）12 I、H、

9、田 段壓縮 壓縮裂解氣（1分）13 IV、V段壓縮繼續壓縮裂解氣（1分）流程敘述：裂解氣經過三段壓縮后，進入堿洗塔堿洗脫去酸性氣體，然后再經兩段壓縮進干燥塔脫水，之后進脫甲烷塔并在冷箱的作用下將甲烷、氫氣和碳二以上組分分開，塔底儲分 進脫乙烷塔，塔頂出碳二，塔底出碳三及以上儲分，碳二加氫脫快及脫綠油后進入乙烯塔得 到乙烯和乙烷，塔底儲分進入脫丙烷塔，塔頂出碳三儲分，塔底出碳四及以上儲分，碳三儲分加氫脫炔及脫綠油后進入丙烯塔得到丙烯和丙烷，碳四及以上餾分進入脫丁烷塔將碳四和碳五組分分開。（ 4 分）2、試由加熱爐全爐熱效率的定義式出發，分析影響全爐熱效率的主要因素，并提出提高全爐熱效率的方法。（8 分 ）答：全爐熱效率的定義式為對沒有預熱的加熱爐，空氣與燃料帶進的顯熱很小，一般可以忽略（ q1/ Ql 取為0） 。散熱損失qL/Q一般由經驗選定：對立式爐和圓筒爐約為0.020.05,煙氣帶出的熱量q2/Q與過剩 空氣系數和煙氣出對流室溫度有關，由上式可以看出，在保證燃料完全燃燒和爐墻保溫正常的情況下，加熱爐熱效率的高低，關鍵取決于排出煙氣的溫度和流量。 （ 3 分）排煙溫度越低，“越高。但排煙溫度不能任意降低，一般設計時，將排煙溫度控制在