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习题集化学工程与工艺系2005年3月材料与化工学院1前言石油加工工艺学是化学工程与工艺专业的主要专业方向课程之一。为了使学生在有限的学时内学好这门课，很好地掌握石油及其产品的组成及性质；掌握石油加工过程的基本原理与方法、工艺流程、操作影响因素、工艺计算方法及特殊的工艺设备等专业知识。编写了这本《石油加工工艺学习题集》，弥补教材无练习题的不足。希望学生通过对本习题集中习题的练习与思考，起到对所学知识的复习、巩固和加深理解作用。同时希望通过专业课程的学习与训练，培养学生工程概念，提高将基本理论、基本运算等的实际应用能力；培养学生综合分析问题与解决问题的能力，使其逐步具备解决复杂工程问题的综合素质；培养学生将所学各学科的理论综合应用于实践的意识和从多层面、多角度分析和解决实际问题的意识，最终将所学理论知识应用于实践中。《石油加工工艺学习题集》主要根据《石油炼制工程》一书的教学内容、编者的教学经验和我校该课程的实际教学情况进行编写，本习题集于1996年6月编写并使用，1999年修改过一次，经过多年的教学检验，本习题集对学生的学习起到了良好的辅助作用。现再次对部分内容进行修改，希望它能更好地发挥作用。由于编者的水平有限，本习题集中难免出现不妥之处，恳请老师和同学指出，我们将尽力完善。编者高劲松王虹2005年3月2第一章石油的化学组成1、为什么说石油是极其复杂的混合物?2、天然石油由哪几种烃类组成，它们的分布规律如何？天然石油中含有烯烃吗？3、石油馏分烃组成的表示方法有几种？各适用在什么馏分油？4、什么是馏分油的结构族组成表示法？试计算下列烃化合物（图1-1）的结构族组成。C12H25C2H5C10H21(a)(b)(c)图1-15、试从物理、化学性质两方面分析石蜡和地蜡（微晶蜡）的区别。6、在石油馏分烃组成分析中，什么是虚拟组分法和烃类集总组分法？7、判断下列各题的结论是否正确。①天然石油主要由烷烃、环烷烃、烯烃和芳香烃组成。②直馏汽油馏分中的环状烃几乎都是六员环。③石油中的胶质溶于正庚烷，沥青质则不能。④原油中所含硫、氧、氮的非烃化合物对所有石油产品的使用性能和工艺加工过程均有不利影响，应在加工中除去。⑤石油馏分的结构族组成表示该馏分油中的烷烃、环烷烃和芳香烃所占的重量百分数。第二章石油及其产品的物理性质1、胜利原油中间馏分油的性质如下，试计算各馏分油的结构族组成，对计算结果3进行分析，并与大庆原油相应馏分油的结构族组成作一比较。沸点范围℃相对密度折射率凝点平均分子量200～2500.82251.4589-10195250～3000.83321.4647-10205300～3500.84621.4718-112352、大庆原油145～330℃馏分油的相对密度为d420＝0.8043，恩氏蒸馏数据如下:馏出，％01030507090100温度，℃174198221249.5275299313试计算该馏分油的APIO、ｔ体、ｔ分子、ｔ重、ｔ立、Ｋ、Ｍ及50℃时常压下的粘度。3、什么是油品的粘温性能。粘温指数与粘度有什么区别？4、某柴油加氢车间的处理量为100吨／小时，柴油与氢气混合后在加热炉管中加热，氢气与柴油的比例为20:1（摩尔比），在加热炉出口处的压力为100大气压，温度为350℃，柴油全部气化。已知柴油的相对密度为d420＝0.8550，恩氏蒸馏数据如下：馏出，％0105090100温度，℃197228273317331试求:⑴未作压力校正的炉出口处混合物的体积流率。⑵高压状态下实际气体在炉出口处的体积流率。5、某原油蒸馏所得＜350℃渣油的粘度为159×10-6米2/秒（100℃），400～500℃蜡油的粘度为7.8×10-6米2/秒。今要将这两种油调合成符合200号燃料规格的产品。试计算应以什么比例调配。6、判断以下表述是否正确。①石油馏分的沸点就是平均沸点。②石油馏分的APIO大，其相对密度就小。③石油馏分的特性因数Ｋ值大，表示其烷烃含量高。④石油馏分的粘度指数大，表示其粘度大。⑤石油馏分的粘度指数和粘度均随温度升高而减小。⑥轻质油品的蒸汽压大，故其燃点低、自燃点高。47、某原油蒸馏装置的处理量为400吨／小时，加热炉入口温度为t＝250℃，P＝5atm，气化率为e＝3%(重)，炉出口温度为t＝375℃，P＝2atm，e＝25%，试计算加热炉的热负荷。原油的相对密度d420＝0.8670，K＝12.2，请考虑在你所用的计算方法中有没有不合理之处，它会引起什么误差?8、某常压塔塔顶汽油的相对密度为d420＝0.7216，恩氏蒸馏的数据如下：馏出％01030507090100温度℃425484108135182195若将10吨汽油从0.1MPa、20℃加热到0.2MPa，550℃，完全汽化需要多少热量?气体的体积是多少?第三章石油产品的使用性能1、点燃式发动机产生爆震现象原因是什么？如何衡量汽油的抗爆性能？2、压燃式发动机产生爆震现象原因是什么？如何衡量柴油油的抗爆性能？3、简述汽油的辛烷值、柴油的十六烷值与油品化学组成（烃组成）的关系。4、喷气式发动机的优点是什么？它与活塞式发动机有何区别。5、判断下列说法是否正确。①催化裂化汽油及柴油的抗爆性均比直馏汽油和直馏柴油的抗爆性好。②自燃点低的柴油抗爆性能好，而自燃点低的汽油抗爆性能差。③异构烷烃是汽油的理想组分，同时也是航空煤油的理想组分。6、在汽油的质量标准中为什么要注意馏程中10%、50%、90%或干点温度？7、解释下列概念：闪点，燃点，自燃点，苯胺点，发热值，辛烷值，十六烷值8、油品凝固的实质是什么？5第五章原油评价及炼油厂的构成1、什么是原油评价？说明其作用与意义。2、原油评价分为哪几个层次（即分为几种）？分别说出它们的评价指标。3、原油的分类方法有几种？分别说出它们的分类方法与分类指标？4、什么是关键馏分特性因数分类法，这种分类方法有什么优点？5、如何制定原油加工方案，制定原油加工方案时应注意些什么问题。6、从原油加工角度分析大庆原油与胜利原油有哪些主要特点。7、从原料与产品出发，说明炼油厂分为哪几种典型加工类型，各自的特点是什么？第六章原油蒸馏过程1、简述是原油实沸点蒸馏曲线、性质曲线及产率曲线，它们各自的用途是什么？2、简述原油含盐、含水的危害性及原油预处理的目的。3、原油预处理有几种基本方法，电─化学脱盐脱水的原理是什么。4、分析二级脱盐脱水工艺中影响脱盐脱水效果的操作因素。5、什么是闪蒸、简单蒸馏和精馏，它们各自的分馏效果如何？6、当油品的馏出温度分别用以下两种方式表述时，请绘出ASTM、TBP、EFV三种蒸馏曲线，并对其进行对比分析：①、汽相温度～馏出％；②、液相温度～馏出％。7、常压塔常四线馏分油的恩氏蒸馏数据如下：（要先进行裂化校正）馏出／％01030507090100温度／℃258335349359370385397计算:①换算为实沸点蒸馏数据。②换算为平衡汽化数据。8、某＞350℃的重油，相对密度为d420＝0.9130，在10mmHg压力下的平衡汽化数据6如下:温度／℃243284332355382馏出／%(ｖ)7.720.044.652.357.2馏出油／d4200.84120.84920.87970.88070.8840今将此油在操作压力为50mmHg闪蒸罐内闪蒸，要求汽化率为25%(ｖ)，问此油应加热到什么温度?9、某原油的相对密度为d420＝0.8670，其实沸点蒸数据如下：馏出／％（ｖ）10305070温度／℃113221328440此原油进入常压塔精馏，汽化段处的压力为1.5atm(绝)，塔底吹入过热蒸汽量为进料量的1.5%(W)，要求汽化段的汽化率为50％，则汽化段的温度是多少？已知原油的临界温度是506℃，临界压力为44.0atm，汽化部分的平均分子量为150，相对密度为d420＝0.8550。10、汽油蒸汽45吨／时与水蒸汽4吨／时一起进入空气冷凝器，今测得空气冷凝器出口处压力为101atm(绝)，温度为85℃，试计算空气冷凝器出口处汽油蒸汽和水蒸汽各冷凝了多少？如果要使汽油蒸汽全部冷凝下来，空气冷凝器出口温度至少要降低到什么温度？已知：汽油的相对密度为d420＝0.7440，Ｋ＝12.0，恩氏蒸馏数据如下：馏出／％01030507090100温度／℃619011012714316117711、某原油含水0.36%（ｗ），经过一组换热器换热后进入初馏塔。测得原油进入换热系统时为100℃，1大气压（绝），初馏塔汽化段温度为250℃，压力为1.8大气压（绝）。请计算①换热系统进口处原油和水的汽化分率。②初馏塔汽化段处原油和水的汽化分率。已知条件如下：⑴常压下原油的平衡汽化数据：汽化／％（ｖ）01020304050温度／℃1602303003503804607⑵原油焦点温度为500℃，焦点压力为50大气压，原油汽化部分的平均分子量为100，为简化计算，设原油的%(v)与%(w)相等。水的饱和蒸汽压数据：t=0℃,Ps=1atm；t=250℃,Ps=40.5atm.12、选择正确答案：⑴石油馏分的蒸汽压随（）而变化。a）温度b）汽化率c)温度与汽化率⑵对同一石油馏分，其实沸点蒸馏初馏点比平衡汽化泡点（），实沸点蒸馏终馏点比平衡汽化露点（）。a）低；高；b）高；高；c）低；低d）高；低。⑶为得到相同的馏出百分率，平衡汽化采用的加热温度应（）a）比恩氏蒸馏低；比实沸点蒸馏高。b）比恩氏蒸馏高；比实沸点蒸馏低。c）比恩氏蒸馏和实沸点蒸馏都高。d）比恩氏蒸馏和比沸点蒸馏都低。⑷原油的初馏点为60℃，此含水原油在汽化时，（）。a）原油先汽化b）水先汽化c）原油和水同时汽化。⑸常压塔顶馏出物（汽油与水蒸汽的混合物）冷凝冷却时，().a）汽油先冷凝；b）水汽先冷凝；c）油汽和水同时冷凝。813、某同学取大庆油作实沸点蒸馏，并将收集的＜204℃的各窄馏分集合成汽油馏分，206～306℃的各窄馏分集合成柴油馏分，然后将此两馏分油分别作恩氏蒸馏实验，得到结果如图2-1的两条曲线。看到实验结果后。该同学问:“我在收集馏分时没有遗漏任何部分，为什么203～208℃的馏分不见了?请你帮助他解释此问题。14、某柴油馏分的相对密度为d420＝0.8193，恩氏蒸馏的数据如下:馏出，％01030507090100温度，℃201218237255276298314此柴油在炉管中加热，炉出口温度为330℃，压力为4大气压（绝）。问在炉出口处柴油的汽化率为多少？15、原油常减压蒸“三段汽化”中采用初馏塔的好处是什么？16、原油分馏塔的主要工艺特征是什么？17、原油蒸馏中如何表示分馏精确度，用ASTM，TBP两种蒸馏曲线表示时有什么区别？为什么？18、某常压塔塔顶产品ASTN蒸馏50%（体）点的温度为88℃，95%（体）的温度为121℃，常一线ASTM蒸馏50%点温度为176℃，5%（体）的温度148℃，顶回流量为157m3/h，塔顶馏出总量为23.6m3/h。问塔顶至常一线之间应有多少层塔板?19、某常压塔，常一线产品量为37m3/h，塔顶量为26.3m3/h，常二线ASTM蒸馏95%(体)）点的温度为226℃，塔顶与常一混合油的50%(体)点温度为149℃，常二线ASTM蒸馏5%(体)点的温度为240℃，50%(体)的温度为269℃，常一线温208柴油度206℃汽油馏出，%（v）图2-19抽出板内回流量为157.2m3/h，若常一与常二线之间共有8块塔板，并设有一中段回流，问常一线与常二线产品之间的分离要求能否满足？20