石油加工概论第三章～第六章简答题
第三章石油产品的分类和使用要求
1、汽油发动机、柴油发动机和喷气式发动机的工作过程及比较。
汽油发动机的工作过程：进气、压缩、点火燃烧和膨胀作功、排气
柴油发动机的工作过程：进气、压缩、膨胀作功、排气
喷气发动机的工作过程：进气、压缩、燃烧、排气
比较如下：（1）柴油机与汽油机的相同之处都有四冲程：进气、压缩、燃烧膨胀、排气；都是内燃机。（2）喷气发动机与活塞式发动机(汽油机及柴油机)有很大区别，其特点是：首先，在喷气发动机中，燃料与空气同时连续进入燃烧室，一经点燃，其可燃混合气的燃烧过程是连续进行的。而活塞式发动机的燃料供给和燃烧则是周期性的。其次，活塞式发动机燃料的燃烧在密闭的空间进行，而喷气发动机燃料的燃烧是在35～40m/s的高速气流中进行的，所以燃烧速度必须大于气流速度，否则会造成火焰中断。（3）汽油发动机的进气是空气燃油混合气，而柴油发动机在进气行程只吸入空气，在压缩行程接近上止点时开始喷入燃油；柴油是用高压油泵喷入气缸中，经雾化后的细小油滴便与被压缩的高温空气混合，并迅速蒸发气化、自燃发火，其燃烧气体温度高达1500-2000℃，压力猛增至5-12MPa（4）柴油机的压 缩比及气缸内的温度和压力都显著高于汽油机的，因此其热效率一般比汽油机的高，当二者功率相同时，柴油机可节约燃料20-30%。
2、什么叫压缩比？压缩比对油品质量有什么要求？它对汽油的消耗有什么影响？
答：压缩比是汽油机的最重要技术指标，它是混合气被压缩前后的体积比，即活塞在下死点时气缸体积V1与活塞在上死点时气缸体积V2之比V1/V2。汽油机压缩比提高的同时，必须提高所用汽油的辛烷值，否则发动机会产生爆震现象而无法正常工作。压缩比越大的汽油机，其功率、热效率越高，油耗量和单位马力金属重量均有所下降，也就是越经济。
3、什么是汽油和柴油的抗爆性？抗爆性如何表示？汽油和柴油爆震的原因有何异同？
衡量汽油（柴油）是否易于发生爆震的性质称为汽油（柴油）抗爆性。
抗爆性表示：用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示汽油抗爆性的优劣。
用十六烷值、柴油指数的大小来表示柴油的抗爆性的优劣。
爆震的原因比较：柴油机和汽油机产生爆震都是由于燃料的自燃引起的，此时燃料燃烧不完全，排出带黑烟废气。爆震会损坏气缸部件，缩短发动机寿命，增加油耗量。两者有根本的差别：汽油机的爆
震出现在火焰传播过程中，是由于燃料自然点太低造成的。而柴油机的爆震发生在燃烧阶段的初期，是由于燃料的自燃点太高造成的。
4、汽油、柴油、航煤这三种油品对汽化性、低温流动性、抗氧化性有什么要求？为什么？各用何指标来衡量？
○1汽油
汽化性要求：汽油的初馏点和10%馏出温度不能太高，在冬季和夏季不同气温条件下，蒸汽压有不同要求，以防产生气阻。
原因：10%馏出温度太高发动机的冷起动就困难，气化性过高，产生气阻。
低温流动性：书里没提到
抗氧化性要求：汽油的抗氧化性要好
原因：使用性差的汽油将严重影响发动机正常工作，例如不蒸发的胶状物会沉积在油箱、导管、滤清器、进气阀等机件上，造成堵塞，影响供油；
○2柴油：
汽化性要求：具有良好的汽化性
原因：如柴油的馏分过重，则汽化速度太慢，从而使燃烧不完全，导致功率下降、油耗增大以及润滑油被稀释而磨损加重。若柴油的馏分过轻，则汽化速度太快而使发动机气缸压力急剧上升，导致柴油机工作不稳定。
低温流动性：具有良好的低温流动性。
原因：柴油在其使用的环境温度下要求无结晶析出，容易泵送，不堵塞过滤器，所以必须具有良好的低温流动性。
抗氧化性要求：具有良好的性
原因：性差的柴油在储存中颜容易变深，甚至产生沉淀。严重时会造成喷油嘴和滤清器堵塞等，并导致气缸中沉积物增加、磨损加剧。
○3航煤（又称喷气燃料）：
汽化性要求：具有适当的汽化性
原因：馏分较轻、蒸发性较好的喷气燃料，能较快地与空气形成可燃混合气，其燃烧完全度较高。馏分过重的燃料不易挥发，形成可燃混合气的速度较慢，其燃烧完全度也就较低。因此，现代喷气燃料的终馏点都控制在300℃以下。
低温流动性：良好的低温流动性
原因：喷气发动机在环境温度达-60。C左右的万米以上高空工作，燃料必须具备在此低温下能顺利泵送经滤清器供油的性能。
抗氧化性：良好的性
原因：飞机高速飞行时，机体与大气摩擦而升温，飞行速度达2.2M时，燃料平均温度可达70-80℃。此时油中的不组分与氧作用，生成的氧化物经聚合、缩合成沉渣和油泥，沉积在燃料油系统中，增大了滤清器和喷嘴的压降，甚至造成堵塞
5、哪些烃类是汽油、柴油、航煤这三种油品的理想组分？为什么？
柴油理想组分是少环长侧链的烃类和少分支的异构烷烃
原因：正构烷烃十六烷值高，但蜡含量高，凝点高，低温流动性差；环烷烃和芳烃的十六烷值较低，
而且粘度大；烯烃有较高的十六烷值，但其氧化性较差。异构烷烃有较高的十六烷值，其粘温性质较好。长侧链的环烷烃和芳烃十六烷值较高，而粘度较小。因此其理想组分是少环长侧链的烃类和少分支的异构烷烃。
航煤的理想组分是环烷烃。
原因是航煤要求具有良好的燃烧性能、较高的体积热值和重量热值、较好的低温性质及化学稳定性。从燃烧的稳定性来看，烷烃和环烷烃是较好的理想组分，但烷烃凝点较高。芳烃燃烧极限较窄，容易熄火，而且结焦倾向性较大。
6、什么叫无烟火焰高度？它表示航煤的什么性质？
无烟火焰高度是灯用煤油和喷气燃料在规定试验条件下燃烧时生成无烟火焰的最大高度。无烟火焰的高度值大，表明芳烃含量低，燃烧的清净性好。
无烟火焰高度是控制航煤积碳性能的规格指标
7、比较汽油机和柴油的工作过程，并从原因及危害阐述二者爆震的异同点。
吸气冲程，活塞下降，吸进混合气压缩冲程，活塞上升，压缩混合气、
做功冲程，点火爆发，活塞下压做功排气冲程，活塞上升，排除废气
柴油机：吸气过程，活塞下行，吸进空气压缩过程，活塞上升，压缩空气
做功冲程，柴油喷入压缩空气，迅速氧化，达到自燃点自燃排气冲程，活塞上升，排除废气
两者爆震相同点：都是燃料发生了爆燃，引起气缸中温度、压力剧增，撞击活塞与气缸各部件。爆震都会损坏气缸部件，缩短发动机寿命，增加油耗量。
两者爆震不同点：
汽油机爆震原因：使用的汽油辛烷值不符合汽油机的压缩比要求，当火花塞点燃混合气后，在火焰尚未传到的混合气中，因受高温高压影响已形成大量的自燃点较低的过氧化合物，在多个部位猛烈自燃。，使火焰速度高达1500-2500m/s，温度、压力剧增，形成冲击波，撞击活塞与气缸各部件。
柴油机爆震原因：从柴油喷入气缸到开始自燃这段时间称为滞燃期，自燃点高的柴油，滞燃期长，也就是在气缸中积累较多柴油后，燃料才开始自燃，此时大量燃料同时开始突然燃烧，引起气缸中温度、压力剧增，带有爆燃特点，冲击缸壁与活塞。
8、为什么喷气燃料中要限制芳烃的含量?
因为芳烃燃烧极限较窄，容易熄火，而且结焦倾向性较大，所以要在喷气燃
中限制芳烃的含量。
1、原油蒸馏为什么要进行脱盐、脱水？
答：原油含盐含水对原油的储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害，主要为：增加储运、加工设备的负荷，增加动力、热能和冷却水的消耗; 影响长减压蒸馏的正常操作；腐蚀设备，缩短开工周期；盐类中的金属进入重馏分油或者渣油中，毒害催化剂、影响加工原料质量及产品质量。
原油中的盐类，随着水分的蒸发，盐分在换热器和加热炉管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动阻力，严重是导致堵塞管路，烧穿管壁、造成事故。
2、原油脱盐脱水根据什么原理？
答：向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐，并稀释原有的盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成大水滴，因密度差别，借助重水滴从油水中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的。
3、如何解决原油与水的乳化问题？
P87-88
答：当原油和水呈乳状液时，仅靠加热沉降无法解决脱盐脱水问题，必须采用电化学脱盐脱水方法。
原油乳状液中的水微滴，无论在交流和直流电场中，都会由于电感应，使水微滴的两端带不同极性的电荷，产生诱导偶极。由于水微滴两端受到方向相反、大小相等的两个吸引力的作用，微滴被拉长成椭圆形，带有正负电荷的多个水滴在电场中定向位移时，因相互碰撞而合并成为大家水滴，同时多少水滴在电场中定向排列成行，两个相邻水滴间因相邻端电荷极性相反，具有相互吸引力而产生偶极聚结力，使小水滴聚结成较大水滴，然后依靠重力沉降，达到加速破乳、脱盐脱水的目的。
4、什么叫原油的二级脱盐脱水？
P89
盐酸纳洛酮答：原油按比例加入淡水、破乳剂后经原油泵混合，并经换热器加热到预定温度，从底部进入一级电脱盐罐，通过高压电场后，脱水原油从罐顶引出；再次注入新鲜水，经混合阀混合后进入二级电脱盐罐底部，再次通过高压电场脱水原油。从二级脱盐罐中脱出的水含盐较少，将其作为一级脱盐前所加的水注入原油，以节约新鲜水。从一级脱盐罐脱出的水，从罐底排出后出装置。
5、为什么在脱盐时要注水？
答：原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的同时盐也被脱除。向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐，并稀释原有的盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成大水滴，因密度差别，借助重水滴从油水中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的。加入水后，原油和水不互溶，因此形成两相，因密度差而水滴自由沉降，达到油水分离的目的。并且为后来加入的破乳剂提供条件，提高了水滴的沉降速度，加速了油水分离。
6、在一级脱盐后二级还要注水？
2006年高考试题答：原油进入一级和二级脱盐罐前均需注水，其目的是溶解原油中的结晶盐类和增大原油中含水量，以增加水滴的偶极聚结力。通常注水量一级为原油的5%~6%，二级为2%~3%。
第五章原油蒸馏
1、什么叫闪蒸（平衡汽化）？
答：进料以某种方式被加热到部分气化，经过减压设施（如减压阀等），在一个容器（如闪蒸罐、闪蒸塔、蒸馏塔的气化段等）的空间内，在一定温度和压力下，是气、液两相迅速分离，得到相应的气相和液相常务，此过程称为闪蒸。如果在闪蒸过程中，气液两相有足够时间密切接触，使气液两相达
到相平衡状态，然后再分离，则这种方式称为平衡气化。
2、什么叫简单蒸馏（渐次汽化）？
液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度时，液体即开始汽化，生成微量蒸汽。生成的蒸汽当即被引出并冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成蒸汽并被引出。这种蒸馏方式称为简单蒸馏。简单蒸馏是由无数闪蒸组成的，是渐次汽化。
波希米亚人3、什么叫精馏？
答：精馏是在特定设备——精馏塔中，液体混合体连续多次进行部分气化和部分冷凝，不平衡的气、液两相通过多次逆流接触进行热交换和物质交换最后达到有效分离混合物的过程。
4、石油蒸馏塔底吹过热水蒸汽的目的是什么？
答：在石油蒸馏塔中吹入一定量的过热蒸汽降低油气分压以降低油的沸点，帮助油气化。换言之，水蒸气存在，使油的沸点下降了，也就是过热是蒸汽可以帮助油品在较低温度下汽化。
5、用框图画出原油常减压三段蒸馏的工艺原理流程。P98
6、为什么说石油蒸馏塔是复合塔？
答：原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四五种产品，需要四个精馏塔串联。但是它们之间的分离精度并不要求很高，可以把几个塔结合成一个塔，这种塔实际上等于把几个简单蒸馏塔重叠起来，它的精馏段相当于原来几个简单塔的精馏段组合而成，而其下段相当于第一个塔的提镏段。这样的塔称为复合塔。
7、为什么一般石油蒸馏塔的塔底温度比汽化段温度低？
答：气化段温度是进料的绝对闪蒸温度，塔底温度为塔顶产品在其油气分压下的露点温度，轻馏分气化所需的热量，绝大部分由液相油料本身的显热提供，油料的温度由上而下逐板下降，所以塔底温度比气化段温度低不少，一般为5～10℃。
8、为什么侧线设汽提塔？进出汽提塔的物流各呈什么相态？
答：侧线产品中会含有相当数量的轻馏分，出现柴油闪点降低，轻馏分产率下降等问题.为解决这些问题，在常压塔的外侧，为各个侧线产品设置相应的提馏段，这些提馏段重叠起来，相互隔离成独力的小塔，这就是所谓的气提塔。
进气提塔的物流呈液态，出气提塔的物流呈气态.
9、为什么塔底不设重沸器？
答：由于常压蒸馏塔底温度一般高达350℃左右，则提馏段的温度也很高，在这样的高温下，如塔底设再沸器以提供提馏段的气相回流，很难到合适的热源，加上原油蒸馏塔的处理量很大，再沸器必然十分庞大.因此常压蒸馏塔和侧线提馏塔底部大都不设再沸器,，而是从塔底注入过热水蒸气，用以降低塔内油气分压，从而使常压塔底重油中的较轻组分和各侧线产品中的较轻组分气化，后者分别返回常压塔. 10、常压塔的汽相负荷和液相负荷是怎么样变化的？
答：常压塔从汽化段向上，沿着塔高自下而上温度逐渐下降，形成一定的温度梯度，如果不考虑气提的过热水蒸气，则部分气化的原油进塔后，气相部分和从塔底气提出来的少量轻质油蒸气一起上升，越向上行，蒸气体积越大，到塔顶第一和第二块塔板时，蒸气体制最大，经过第一块塔板后，蒸气体积明显减少。由塔板向下流的液相回流经第一块塔板后显著增加，以后沿着向下流时逐渐减少，而且每经一个侧线馏出口，液相回流显著减少，液相回流到达进料的气化段时已经很少，如果无过气化量，液相回流到达气化段时为零，故从气化段向上，气相和液相负荷都逐渐增大，到每一侧线抽出口时，到第一、二块塔板之间，气、液相负荷都到达最大值，在第一块以上的气、液相负荷则显著减小。（参考书103至104页）11、为什么石油蒸馏塔采取中段循环回流？
设置中段循环回流，是出于以下两点考虑：
1 如果在塔的中部取走一部分回流热，在设计时就可以采用较小的塔径，或者对某个生产中的精馏
塔，采用中段循环回流后可以提高塔的生产能力。
2 石油精馏塔的回流热数量很大，如何合理回收利用是一个节约热量的重要问题
12、什么是塔顶二级冷凝冷却？
为减少大处理量的常压塔顶冷凝冷却器所需的传热面积，可采用二级冷凝冷却的方法，即将塔顶油气（约110℃左右）先冷却到55～90℃，使其基本冷凝，把部分冷凝液作为回流，送回塔顶，其余部分再冷却到40℃以下的安全温度，作为塔顶产品送出装置。这种回流的温度比冷回流高，但低于热回流，其回流量则大于冷回流而晓雨热回流。这种方法叫做塔顶二级冷凝冷却
13、什么是塔顶循环回流？
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从塔侧用泵抽出部分液相馏分，经换热冷却到某个温度后，再送回到抽出板上方数块塔板上作为回流，将此循环用于塔顶，代替塔顶冷回流或热回流，称为塔顶循环回流。
14、什么是中段回流？它的作用是什么？
从塔侧用泵抽出部分液相馏分，经换热冷却到某个温度后，再送回到抽出板上方数块塔板上作为回流，将此循环设在精馏塔中部，称为中段循环回流。作用：1.可使塔内各部分的汽液相负荷趋于均匀,2.可提高设备处理量,3.塔径可大大缩小,4.有利于热量的回收，减少燃料和冷却水的消耗
重庆商场发生火灾15、常压塔有几种回流方式？其作用如何？
回流方式：常用的有塔顶冷回流、塔顶热回流，还常采用：冷回流，热回流，中段循环回流，二级冷凝冷却，塔顶循环回流。其作用为：P107
16、说明原油蒸馏塔的工艺特征。
原油蒸馏塔的工艺特征：1.常压蒸馏塔是复合塔2.在常压塔的外侧舍友汽提塔即汽提段
3.恒分子回流的假设完全不适用
4.全塔热平衡
17、原油常减压三段蒸馏装置所用的主要设备有哪些？
P98 主要设备有：换热器、常压炉、减压炉、产品的冷凝冷却系统、自动检测和控制系统、初馏塔、常压塔、减压塔、气提塔以及回流、抽真空系统等
18、原油为什么要进行减压蒸馏？
为了得到润滑油或者催化裂化原料，需从常压重油中分离出高于350摄氏度的馏分油，如果继续在常压下进行气化，分离，必须将重油加热到四百到五百以上的高温，这将导致常压重油发生严重的分解缩合反应，不仅严重降低产品的质量，而且会加剧设备结焦而缩短装置生产周期，因此必须将常压重油置于减压条件下蒸馏，以降低重油的温度
19、减压塔与常压塔比较有以下工艺特点。
①在减压下，油气、水蒸气、不凝气的比容大，比常压塔中油气的比容要高出十几倍。②减压塔处理的油料比较重、粘度比较高，且还可能含有一些表面活性物质。由于上述各项工艺特征，从外形来看，减压塔比常压塔显得粗而短。此外，减压塔的底座较高，塔底液面与塔底油抽出泵入口之间的高差在10m左右，这主要是为了给热油泵提供足够的灌注头。
'润滑油型减压塔与常压塔区别：
①两个侧线馏分之间的塔板数比常压塔少，燃料型减压塔有2—3个侧线，润滑油型减压塔有4—5个侧线。
②侧线抽出板采用升气式抽出板；③减压塔各点温度的确定与常压塔不同。
燃料型减压塔的工艺特征具有以下的特点：
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①可大大减少塔板数以降低从汽化段至塔顶的压降；②可以大大减少内回流量；
③在汽化段上面设有洗涤段；④燃料型减压塔的汽、液相负荷分布与常压塔或润滑油型减压塔有很大的不同。
20、水蒸汽蒸馏和减压蒸馏的原理及其作用如何？
答：利用共沸原理。即当水和不（或难）溶于水的化合物一起存在时，当总蒸气压与外界大气压相等
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