加氢裂化装置技术问答

第一章基础知识

1.1基础知识

①什么是不饱和烃？

不饱和烃就是分子结构中碳原子间有双键或三键的开链烃和脂环烃。与相同碳原子数的饱和烃相比，分子中氢原子要少。烯烃（如烯烃、丙烯）、炔烃（如乙炔）、环烯烃（如环戊烯）都属于不饱和烃。不饱和烃几乎不存在于原油和天然气中，而存在于石油二次加工产品中。

②什么是油品的比重和密度？有何意义？

物质的密度是该物质单位体积的质量，以符号ρ表示，单位为千克/米3。

液体油品的比重为其密度与规定温度下水的密度之比，无因次单位，常以d表示。我国以油品在20℃时的单位体积重量与同体积的水在4℃时的重量之比作为油品的标准比重，以d

4

20表示。

由于油品的实际温度并不正好是20℃，所以需将任意温度下测定的比重换算成20℃的标准比重。

换算公式：d

420＝d

4

t+r（t-20）

式中：r为温度校正值

欧美各国，油品的比重通常用比重指数或称API度表示。可利用专用换算表，将API度换算成

引d

15.615.6，再换算成d

4

20，也可反过来查，将d

4

20换算成API比重指数。

油品的比重取决于组成它的烃类分子大小和分子结构，油品比重反映了油品的轻重。馏分组成相同，比重大，环烷烃、芳烃含量多；比重小，烷烃含量较多。同一种原油的馏分，密度大，说明该馏分沸点高和分子量大。

③什么叫做石油产品的灰分？

油品在规定条件下灼烧后，所剩的不燃物质，称为灰分。以百分数表示。此种不燃物质是油品中的矿物质，主要是环烷酸的钙盐、镁盐、钠盐等形成的。重油中此种碱金属的含量占灰分总量的2O～3O％。

④什么是原料油的残炭？它是由什么组成？

残炭是实验室破坏蒸馏（油样在不充足的空气中燃烧）后剩留的物质，是用来衡量裂化原料的非催化焦生成倾向的一种特性指标，得到非常普遍的使用。作为加氢裂化原料的馏分油的残炭值很低，一般不超过0.2%（质），其胶质、沥青质含量也很少。渣油的残炭值较高，在5%～27%（质）之间，胶质、沥青质含量也很高。

残炭一般由多环芳烃缩合而成，而渣油中不仅含有大量芳烃，而且含有大量的胶质和沥青质，而胶质和沥青质也含有大量多环芳烃和杂环芳烃，因而实验室中分析出来的残炭，也是一些加工过程中生焦的前身物质。

⑤什么是油品的粘度？有何意义？与温度压力的关系如何？什么是油品的粘温性质？

液体受外力作用时，分子间产生的内摩擦力。分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大。粘度是评定油品流动性的指标，是油品尤其是润滑油的重要质量指标。润滑油必须具有适当的粘度，若粘度过大，则流动性差，不能在机器启动时迅速流到各摩擦点去，使之得不到润滑；粘度过小，则不能保证润滑效果，容易造成机件干摩擦，对于油品来说，粘度合适，则喷射的油滴小而均匀，燃烧完全。粘度的表示方法很多，可归纳分为绝对粘度和条件粘度两类。绝对粘度分动力粘度和运动粘度两种。

动力粘度的单位为Pa2s，其物理意义为：面积各为1m2并相距1m的两层液体，以1m/s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力，旧用单位是P（泊）和cP（厘泊），换算关系为1Pa2s=10P=1000cP。

运动粘度是液体的动力粘度η与同温度下密度ρ之比，在温度t℃时，运动粘度以符号v

1

表示。运动粘度的单位是m2/s，旧用mm2/s和cSt（厘沲），换算关系为1mm2/s=1cSt。石油产品的规格中，大都采用运动粘度，润滑油的牌号很多是根据其运动粘度的大小来规定的。

条件粘度有恩氏粘度、赛氏通用粘度、赛氏重油粘度、雷氏1号粘度、雷氏2号粘度等几种，

1

2 在欧美各国比较通用。

油品在流动和输送过程中、粘度对流量和阻力降有很大的影响。粘度是一种随温度而变化的物理参数，温度升高则粘度变小。温度升高时，油品的粘度减小，而温度降低时，粘度则增大，油品这种粘度随温度变化的性质称为粘温性质。有的油品的粘度随温度变化小，有的则变化大，受温度变化小的油品粘温性能就好。油品的粘温性质常用的有两种表示法：一种是粘度比，即油品在两个不同温度下的运动粘度的比值；另一种是粘度指数。通常压力小于40大气压时，压力对粘度影响可忽略，但在高压下，粘度随压力升高而急剧增大。特别要说明的是，油品混合物的粘度是没有可加性的。

⑥ 油品的残炭如何测定（康氏残炭法）？

将油品放入残炭测定器中，在不通入空气的条件下加热，油中的多环芳烃、胶质和沥青质等受热蒸发，分解并缩合，排出燃烧气体后所剩的鳞片状黑色残余物，称为残炭，以质量百分数表示，残炭的多少主要决定于油品的化学组成，残炭多还说明油品容易氧化生胶或生成积炭。残炭它不完全是炭而是一种会进一步热解变化的焦炭。

试样或10％蒸余物的康氏残炭值X[(％)质量/质量]按照下式计算：

10001?=m m X 式中：m1――残炭的质量

m0――试样的质量

⑦ 什么叫油品的沸点、初馏点、干点和馏程？有何意义？

对于纯物质，在一定的外压下，当加热到某一温度时，其饱和蒸汽压等于外界压力，此时汽液界面和液体内部同时出现汽化现象，这一温度即称为沸点。对于一种纯的化合物，在一定的外压条件下，都有它自己的沸点，例如纯水在1个标准大气压力下，它的沸点是100℃。油品与纯化合物不同，它是复杂的混合物，因而其沸点表现为一段连续的沸点范围，简称沸程。

初馏点和干点是表示油品馏分组成的两个重要指标，其中初馏点是表示油品在馏程实验测定时馏出第一滴凝液时的温度；干点是表示馏出最后一滴凝液时的温度；在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终溜点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”）来表示其规格的。（注：一般使用终馏点而不使用干点，对于特殊用途的石脑油，如涂料工业用石脑油，可以报告干点。当某些样品的终馏点的精密度总是不能符合精密度规定时也可以用干点代替终馏点。）

我们可以从馏程数据来判断油品轻重馏分所占的比例及蒸发性能的好坏。

初馏点和10%馏出温度的高低将影响发动机的起动性能。过高则冷车不易起动，过低则易形成“气阻”而中断油路（特别是夏季）。50%馏出温度的高低将影响发动机的加速性能。90%馏出温度和干点表示油品不易蒸发和不完全燃烧的重质馏分含量。

10、什么是油品的闪点？有何意义？

闪点是在规定试验条件下，加热油品时逸出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度，用℃表示。

根据测定方法和仪器的不同，分开口（杯）和闭口（杯）两种测定方法，前者用以测定重质油品，后者用以测定轻质油品。

闪点常用来划定油品的危险等级，例如闪点在45℃以上称为可燃品，45℃以下称为易燃品。汽油的闪点相当爆炸上限温度，煤柴油等相当于下限浓度的油温。闪点与油品蒸发性有关，与油品的10%馏出点温度关联极好。

11、什么是油品的燃点？什么是油品的自燃点？

燃点是油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度。 油品在加热时，不需外部火源引燃，而自身能发生剧烈的氧化产生自行燃烧，能发生自燃的最低油温称为自燃点。

油品愈轻，其闪点和燃点愈低，而自燃点愈高。烷烃比芳香烃易自燃。

12、什么叫油品的浊点、冰点、倾点和凝点？

浊点是指油品在试验条件下，开始出现烃类的微晶粒或水雾而使油品呈现浑浊时的最高温度。油品出现浊点后，继续冷却，直到油中呈现出肉眼能看得见的晶体，此时的温度就是油品的结晶点，俗称冰点。倾点是指石油产品在冷却过程中能从标准型式的容器中流出的最低温度。凝点是指油品在规定的仪器中，按一定的试验条件测得油品失去流动性（试管倾斜45°角，经一分钟后，肉眼看不到油面有所移动）时的温度。凝点的实质是油品低温下粘度增大，形成无定形的玻璃状物质而失去流动性或含蜡的油品蜡大量结晶，连接成网状结构，结晶骨架把液态的油包在其中，使其失去流动性。同一油品的浊点要高于冰点，冰点高于凝点。

浊点和结晶点高，说明燃料的低温性较差，在较高温度下就会析出结晶，堵塞过滤器，妨碍甚至中断供油。因此，航空汽油和航空煤油规格对浊点和结晶点均有严格规定。

13、什么叫烟点？什么叫辉光值？

烟点或称无烟火焰高度，是指在特制的灯中测定燃料火焰不冒烟时的最大高度，烟点又称无烟火焰高度。无烟火焰的最大高度，以毫米表示。烟点是控制航煤积炭性能的规格指标。烟点的值愈大愈好，燃料生成积炭倾向越小。它与以下因素有关：芳香烃含量越高，烟点越低。馏分加重，烟点变低。不饱和烃含量增加，烟点变低。实际胶质含量高，烟点变低。油品含芳烃量越低，烟点越高。辉光值表示燃料燃烧时火焰的辐射强度。表示燃料芳烃含量高，火焰中的炭微粒数量多，火焰辐射强度大。

14、什么是油品的酸度和酸值？

酸度是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数[mg（KOH）/100mL]，该值一般适用于轻质油品；酸值是指中和1g试油所需的氢氧化钾毫克数[mg（KOH）/g]，该值一般适用于重质油品。测试方法是用沸腾的乙醇抽出试油中的酸性成分，然后再用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。根据氢氧化钾乙醇溶液的消耗量，算出油品的酸度或酸值。

15、什么叫做石油产品碘值？其数值的大小说明什么问题？

1OO克试油所能吸收碘的克数，称为石油产品的碘值。碘值是表示油品安定性的指标之一。从测得碘值的大小可以说明油品中的不饱和烃含量的多少。石油产品中的不饱和烃愈多，碘值就愈高，油品安定性也愈差。

16、什么是溴价？油品的溴价代表什么？

将一定量的油品度样用溴酸钾-溴化钾标准滴定溶液滴定，滴淀完成时每100克油品所消耗的溴的克数表示溴价。溴价越高，代表油品中不饱和烃含量越高。

17、什么是BMCI值？

BMCI值也称芳烃指数，是依据油品的馏程和密度两个基本性质建立起来的关联指标，数值表示油品芳烃含量的多少，数值高表示芳烃含量高。它的基础是以正己烷的BMCI值为0，苯的BMCI 值为100。计算公式为：

BMCI=48640/（t体+273）+473.7*d15.615.6-456.8

对于单一的烃为沸点，对混合烃为体积平均沸点，d15.615.6为比重。

其中t

体

要求加氢裂化尾油BMCI值不能超过20，一般以小于10为佳。反应深度越大，BMCI值越低，乙烯收率越高。

18、什么叫做汽油辛烷值？

汽油辛烷值是汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位。在数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。

辛烷值的测定是在专门设计的可变压缩比的单缸试验机中进行。标准燃料由异辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)和正庚烷的混合物组成。异辛烷用作抗爆性优良的标准，辛烷值定为1OO；正庚烷用作抗爆性低劣的标准，辛烷值定为O。将这两种烃按不同体积比例混合，可配制成辛烷值由O 到1OO的标准燃料。混合物中异辛烷的体积百分数愈高，它的抗爆性能也愈好。在辛烷值试验机中测定试样的辛烷值时，提高压缩比到出现标准爆燃强度为止，然后，保持压缩比不变，选择某一成分的标准燃料在同一试验条件下进行测定，使发动机产生同样强度的爆燃。当确定所取标准

3

燃料的抗爆性与未知辛烷值试油的抗爆性相同时，所选择的标准燃料如恰好是由70％异辛烷和30％正庚烷(体积百分数)组成的，则可评定出此试油的辛烷值等于70。

19、什么叫做马达法辛烷值？

马达法辛烷值是指用马达法测得的辛烷值。代表辛烷值低于或等于100的车用汽油在节气门全开和发动机高速运转时的抗爆性能。测定马达法辛烷值时，使用发动机汽缸工作容积为652毫升或612毫升的辛烷值试验机，由压缩比可改变的单缸发动机、制动设备(同步电动机)及测爆震仪器(包括爆震发讯器和爆震指示计)所组成。测定条件是在较高的混合气温度(149℃)和较高的发动机转速(900 转／分)下进行测定。用马达法辛烷值表示的车用汽油抗爆性，适应汽车在高速公路上行驶和高功率重载汽在超车或爬山时的情况。

20、什么是油品的平均沸点？平均沸点有几种表示方法？

石油及其产品是复杂的混合物，在某一定压力下，其沸点不是一个温度，而是一个温度范围。在加热过程中，低沸点的轻组分首先汽化，随着温度的升高，较重组分才依次汽化。因此要用平均沸点的概念说明。

平均沸点有几种不用表示方法：①体积平均沸点，是恩氏蒸馏10%、30%、50%、70%、90%五个馏出温度的算术平均值。用于求定其他物理常数。②分子平均沸点（实分子平均沸点），是各组分的分子百分数与各自沸点的乘积之和。用于求定平均分子量。③质量平均沸点，是各组分的质量百分数与各自馏出温度的乘积之和。④立方平均沸点，是各组分体积百分数与各自沸点立方根乘积之和的立方。用于求定油品的特性因数和运动粘度等。⑤中平均沸点，是分子平均沸点和立方平均沸点的算术平均值。用于求定油的氢含量、燃烧热和平均分子量等。除体积平均沸点可直接用恩氏蒸馏数据求得外，其他平均沸点通常都由体积平均沸点查图求出。

21、什么叫溶剂抽提？

抽提也称萃取，它是利用各组分在溶剂中的溶解度不同而使液体或固体混合物分离的过程。抽提分离时要求混合物组分在溶剂中的溶解度不同，同时加入溶剂后形成的两相必须具有不同的密度。

22、什么叫溶解度？影响因素？什么是临界溶解温度？

所谓溶解就是一种物质（溶质）分散在另一种物质（溶剂）中形成溶液的过程。物质溶解能力的大小用溶解度表示，就是指在一定温度和压力下，物质在一定量溶剂中溶解的最高量，通常用100g溶剂里溶解的最多克数来表示，即以g/100g来表示。烃类在溶剂中的溶解度主要取决于烃类和溶剂的分子结构相似程度，两者结构越相似，溶解度越大；温度升高，烃类在溶剂中的溶解度增大。当加热到某一温度时，烃类和溶剂达到完全互溶，两相界面消失，这时的温度称为该混合物的临界溶解温度。

23、什么叫亨利定律？

当温度一定时，气体在液体中的溶解度和该气体在气相中的分压成正比，这一规律称为亨利定律。其表达式如下：

P=E?x

x——气体在液相中的摩尔分率；

P——平衡时组分的气相分压；

E——组分的亨利常数

24、什么是挥发度和相对挥发度？相对挥发度大小对蒸馏分离有何影响？

溶液达到汽液两相平衡时，某一组分A在平衡汽相中的分压PA与它在平衡液相中的摩尔分率xA的比值，称为A组分的挥发度αA。

αA=PA/xA

溶液中的两组分挥发度之比，为相对挥发度。如A和B组分的相对挥发度αAB：

αAB=αA/αB

对于理想溶液，有：

αAB=PAo/PBo

4

当相对挥发度等于1时，轻重组分的饱和蒸汽压相等，两组分在汽液两相组成完全一样，采用普通蒸馏方法不能分离；当相对挥发度不等于1时，汽液两相轻重组分组成存在差异，且相对挥发度离等于1越远，相差越大，越容易用蒸馏方法分离。

33、什么是油品的泡点和泡点压力？

多组分流体混合物在某一压力下加热至刚刚开始沸腾，即出现第一个小气泡时的温度。泡点温度也是该混合物在此压力下平衡气化曲线的初馏点，即0%馏出温度。泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当液体混合物开始气化出现第一个气泡的压力。

34、什么是油品的露点和露点压力？

多组分气体混合物在某一压力下冷却至刚刚开始冷凝，即出现第一个小液滴时的温度。露点温度也是该混合物在此压力下平衡气化曲线的终馏点，即100%馏出温度。露点压力是在恒温条件下压缩气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的压力。

35、泡点方程和露点方程是什么？

石油精馏塔内侧线抽出温度则可近似看作为侧线产品在抽出塔板油气分压下的泡点温度。塔顶温度则可以近似看作塔顶产品在塔顶油气分压下的露点温度。

泡点方程是表征液体混合物组成与操作温度、压力条件关系的数学表达式，其算式如下：

∑K i x i=1

露点方程是代表气体混合物组成与操作温度、压力条件关系的数学表达式，其算式如下：

∑y i/K i=1

其中x

i 、y

i

分别代表i组分在液相或气相的摩尔分率，C代表系统中的组分数目。

36、什么是拉乌尔定律和道尔顿定律？它们有何用途？

拉乌尔（Raoult）研究稀溶液的性质，归纳了很多实验的结果，于1887年发表了拉乌尔定律“在定温定压下的稀溶液中，溶剂在气相的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分率”。其数学表达式如下：

P

A =P°

A

2x

A

式中P

A

——溶剂A在气相的蒸汽压，Pa；

P°

A

——在定温条件下纯溶剂A的蒸汽压力，Pa；

x

A

——溶液中A的摩尔分率。

以后大量的科学研究实践证明，拉乌尔定律不仅适用于稀溶液，而且也适用于化学结构相似、相对分子质量接近的不同组分所形成的理想溶液。

道尔顿（Dalton）根据大量试验结果，归纳为“系统的总压等于该系统中各组分分压之和”。以上结论发表于1801年，通常称之为道尔顿定律。

道尔顿定律有两种数学表达式：

P＝P

1+P

2

……+Pn

P

i =P2y

i

式中P

1、P

2

……Pn——代表下标组分的分压；

y

i

——任一组分i在气相中的摩尔分率。

经过后的大量科学研究证明、道尔顿定律能准确地用于压力低于0.3MPa的气体混合物。

当我们把这两个定律进行联解时、很容易得到以下算式：

y

i

＝P°A / Pxi

根据此算式很容易由某一相的组成、求取与其相平衡的另一相的组成。

37、什么叫吸收，什么叫物理吸收、化学吸收？什么是解吸？

吸收是一种气体分离方法，它利用气体混合物的各组分在某溶剂中的溶解度不同，通过使气液两相充分接触，易溶气体进入溶剂中，从而达到使混合气体中组分分离的目的。易溶气体为吸收质，所用溶剂为吸收剂。吸收过程实质上是气相组分在液相中溶解的过程，各种气体在液体中都有一定的溶解度。当气体和液体接触时，气体溶于液体中的浓度逐渐增加到饱和为止，当溶质（被溶解的气体）在气相中的分压大于它在液相中饱和蒸汽压时，就会发生吸收作用，当差压等于0

5

时，过程就达到了平衡，即气体不再溶解于液体，如果条件相反，液质由液相转入气相，即为解吸过程。当溶质在液相中的饱和蒸汽压大于它在气相中的分压，就会发生解吸作用，当两者压差等于0时，过程就达到平衡。

气体被吸收剂溶解时不发生化学反应的吸收过程称物理吸收。气体被吸收剂溶解时伴有化学反应的吸收过程称化学吸收。

解吸也称脱吸，指吸收质由溶剂中分离出来转移入气相的过程，与吸收是一个相反的过程。通常解吸的方法有加热升温、降压闪蒸、惰性气体或蒸汽脱气、精馏等。

38、温度和压力对吸收效果有何影响？

温度对吸收效果有显著的影响，因为溶解度和温度有关，会使溶剂中的气体平衡分压降低，有利气体吸收，但温度过低，可能导致气体的一部分烃类冷凝，导致溶剂发泡而影响吸收效果。

压力高，有利于吸收进行，但不利于解吸过程。压力过高，会导致气体部分烃类冷凝。压力低有利吸收剂的解吸，但不利于吸收过程。

40、什么叫饱和蒸汽压？饱和蒸汽压的大小与哪些因素有关？

在某一温度下，液体与在它表面上的蒸汽呈平衡状态时，由此蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称为蒸汽压。蒸汽压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力，蒸汽压越高，就说明液体越容易汽化。一般用蒸汽压确定发动机燃料的起动性能、生成气阻倾向和在贮运过程中损失轻质馏份的倾向。

在炼油工艺中，经常要用到蒸汽压的数据。例如，当计算平衡状态下烃类气相和液相组成、以及在不同压力下烃类及其混合物的沸点换算或计算烃类液化条件等都以烃类蒸汽压数据为基础。

蒸汽压的大小首先与物质的本性：相对分子质量大小、化学结构等有关，同时也和体系的温度有关。在低于0.3MPa的压力条件下，对于有机化合物常采用安托因（Antoine）方程来求取蒸汽压、其公式如下：

Ln P°i = A i– B i /（T+Ci）

式中P°i ——i组分的蒸汽压，Pa；

Ai，Bi，Ci——安托因常数；

T——系统温度，K。

安托因常数Ai，Bi，Ci可由有关的热力学手册中查到。对于同一物质其饱和蒸汽压的大小主要与系统的温度T有关，温度越高、饱和蒸汽压也越大。

41、什么是传质过程？

物质以扩散作用，从一相转移到另一相的过程，即为传质的过程。因为传质是借助于分子扩散运动，使分子从一相扩散到另一相，故又叫扩散过程，两相同传质过程的进行，其极限都要达到相同的平衡为止。但相同的平衡只有两相经过长时间的接触后才能建立。因为相同的接触时间一般是有限的，故而在塔内不能达到平衡态。

46、分馏的依据是什么？

利用混合溶液中组分之间的沸点或者饱和蒸汽压的差别，即挥发度不同，在受热时，低沸点组分优先汽化。在冷凝时，高沸点组分优先冷凝，这就是分馏的根本依据。

47、精馏的原理是什么？精馏过程实质是什么？

在塔的第n层塔板上，由下层（第n+1层）上升的蒸汽通过塔板上的小孔进入该层塔板，而上层（第n-1层）的液体通过溢流管也进入该层塔板，汽液两相在该层塔板上接触，两者温度不相等，浓度不同，汽相向液相传热，液相中的轻组分汽化进入汽相，汽相中的重组分冷凝成液相，两相在该层塔板上发生传质和传热。两相完成传质和传热后，液相通过第n层塔板的溢流管进入下一层塔，而汽相通过第n-1层塔板的小孔进入上层塔板。在每层塔板上均进行上述传质传热过程，这就是精馏的原理。

精馏过程的实质是：不平衡的汽液两相经过热交换，汽相多次部分冷凝与液相多次部分汽化相

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结合的过程，也可以认为是不平衡的汽液两相在逆流多次接触中，多次交换轻质组分的过程。不平衡的汽液两相，经热交换，汽相多次部分冷凝与液相多次部分汽化相结合的过程。

48、实现精馏的必要条件是什么？

①分(精) 馏过程主要依靠多次部分汽化及多次部分冷凝的方法，实现对液体混合物的分离，因此，液体混合物中组分的相对挥发度差异是实现精馏过程的首要条件。在挥发度十分接近难以分离的条件下，可以采用恒沸精馏或萃取的方法来进行分离。②塔顶加入轻组分浓度很高的回流液体，塔底用加热或汽提的方法产生热的蒸气。③塔内要装设有塔板或填料，提供传热和传质场所。

49、分馏与精馏的区别是什么？

分馏和精馏都是以汽化，冷凝达到分离的目的.蒸馏采用部分汽化或部分冷凝的方法，使混合物得到一定纯度的分离；而精馏采用多次汽化多次冷凝的方法，使混合物得到较高纯度的分离。

50、分馏塔板或填料的作用？

分馏塔板或填料塔板或填料在分馏过程中主要提供汽、液良好的接触场所，以便于传热、传质过程的进行。在塔板上或填料表面自上而下流动的轻组分含量较多、温度较低的液体与自下而上流动的温度较高的蒸气相接触。回流液体的温度升高，其中轻组分被蒸发到汽相中去，高温的蒸汽被低温的液体所冷凝，其中重组分被冷却下来转到回流液体中去。从而使回流液体经过一块塔板重组分含量有所上升，而上升蒸气每经过一块塔板轻组分含量也有所上升，这就是塔板或填料上传质过程也称提浓效应。液相的轻组分汽化需要热量——汽化热，这热量是由汽相中重组分冷凝时放出的冷凝热量直接供给的。因此在蒸馏塔板上进行传质过程的同时也是进行着热量传弟过程。

51、采用蒸汽汽提的作用原理是什么？

在一定的温度下，当被蒸馏的油品通入蒸汽时，油气形成的蒸汽分压之和低于设备的总压时，油品即可沸腾，吹入水蒸汽量越大，形成水蒸汽的分压越大，相应需要的油气分压越小，油品沸腾所需的温度就越低。

52、分馏塔顶回流作用？塔顶温度与塔顶回流有何关系？

塔顶回流作用有：①是提供塔板上液相回流，造成气液两相充分接触达到传热，传质的目的；

②是取走进入塔内的多余热量，维持全塔热平衡，以利于控制产品质量。

塔顶温度用塔顶回流量控制，塔顶温度高，产品偏重，应加大回流量控制质量.但回流量不宜过大，以防止上部塔板及塔顶系统超负荷。

53、减压塔为何在一定真空度下操作？

因为减压塔的作用是分离沸点较高的柴油及循环油，在常压的条件下，只有提高温度才会汽化，而过高的温度会引起组分裂解，降低产品质量，为避免此现象出现，减压塔设计在真空度600mmHg 左右，温度为370℃的条件下操作。

54、缓蚀剂的作用机理是什么？

缓蚀剂作用机理有三种类型：①成相膜机理。缓蚀剂在金属表面通过氧化或沉积作用形成一层保护膜，阻断介质与金属接触。②吸附膜机理。缓蚀剂通过物理或化学吸附方式与金属活性中心结合，阻断介质与金属活性中心接触，从而达到保护金属的目的。物理吸附是指缓蚀剂通过分子或离子间的吸引力的作用与金属活性中心结合；化学吸附是指缓蚀剂分子与金属原子形成络合物，其亲水基团与金属结合，疏水基团远离金属。这类缓蚀剂多为有机物缓蚀剂。③电化学机理。这类缓蚀剂通过加大腐蚀的阳极或阴极阻力来减缓介质对金属的腐蚀。

55、原油有哪几种分类方法？

原油的组成极为复杂，对原油的确切分类是很困难的。原油性质的差别，主要在于化学组成不同，所以一般倾向于化学分类法，但有时为了应用方便，也采用商品分类法。

原油的化学分类法以它的化学组成为基础，但因为有关原油化学组成的分析比较复杂，所以通常利用原油的几个与化学组成有直接关联的物理性质作为分类基础。在原油的化学分类法中，最常用的有特性因数分类法及关键馏分特性分类法。

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56、按特性因数原油如何分类？

按特性因数（K）大小，原油分为三类

特性因数K大于12.1 石蜡基原油

特性因数K为11.5～12.1 中间基原油

特性因数K为10.5～11.5 环烷基原油

石蜡基原油烷烃含量一般超过50%，其特点是密度小，凝固点高，含硫、含胶质低。环烷基原油一般密度大，凝固点低。中间基原油的性质则介于上述二者之间。

58、原油商品分类有几种？各按什么原则进行？

原油的商品分类法可以作为化学分类法的补充，在工业上也有一定的参考价值，分类的根据包括：按密度分类、按含硫量分类、按含蜡量分类、按含胶质量分类等。

美国石油学会(简称 API)制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。美国和中国以 API 度作为原油分类的基准(见原油评价)。其标准温度为15.6℃(60°F)，它和15.6℃时的相对密度（与水比）的关系API度为液体的比重指数，用来表示液体的相对密度。API°=141.5/d15.615.6-131.5。由上式可知,API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把API度作为决定原油价格的主要标准之一。它的数值愈大，表示原油愈轻，价格愈高。

①按原油的密度分类：

轻质原油＞34°API；＜852kg/m3（20℃）

中质原油 34～20°API； 852～930 kg/m3（20℃）

重质原油 20～10°API； 931～998 kg/m3（20℃）

特稠原油＜10°API；＞998 kg/m3（20℃）

②按原油的含硫量分类：

低硫原油硫含量＜0.5%

含硫原油硫含量0.5%～2.0%

高硫原油硫含量＞2.0%

但世界各国都按本国所使用原油性质规定，互不相同，以上所列的数可看作的分类是参考标准。

③按含蜡量分类：一般是在石油中取出一馏分,其粘度值为53mm2/s(50℃),然后测其凝点。当凝点低于-6℃时,称为低蜡原油;当凝点在-15'C～20'C时,称为含蜡原油；当凝点大于21℃时,称为多蜡原油。按含蜡量分类：

低蜡原油蜡含量0.5%～2.5%

含蜡原油蜡含量2.5%～10%

高蜡原油蜡含量＞10%

④按含胶质分类以重油(沸点高于300‘C的馏分)中胶质含量来分。含胶质量小于17%,称为低胶质原油；贪胶质量在18%～35%,称为含胶质原油；含胶质量大小35%,称为多胶质原油。

60、什么叫烷烃？表示方法是怎样的？

分子中各个碳原子用单键连接成链状，而每个碳原子余下的化合价都与氢原子相连接，这类化合物叫烷烃。

烷烃包括一系列性质相近的化合物，随着烷烃分子中含碳原子数目增加，它们的性质呈规律性

变化，相邻的烷烃分子组成上仅差一个-CH

2-原子团，因此这一类烃的通式可以用C

n

H

2n+2

（n=l，2.3，

4……）来表示。分子结构式中没有支链的习惯上叫做正构烷烃，带有支链的叫做异构烷烃。对于正构烷烃，凡分子中碳原子数在10个以上的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。碳原子数在10个以上的则用数字来表示。

61、什么叫烯烃？它的表示方法如何？

分子结构式中含有一个双键的叫烯烃，分子通式为C

n H

2n

。含有二个双键的叫二烯烃，分子通式

为C

n H

2n-2

。

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62、原油中硫以什么形态存在？各形态的含硫化合物的分布有何特点？比较VGO和CGO的硫种类有何特点？

硫在原油馏份中的分布一般是随着馏份沸程的升高而增加、大部分集中在重馏分和渣油中，硫

S）、硫醇类（RHS）、硫醚（RSR）、硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫（S）、硫化氢（H

2

醚类（RSR′）、二硫化物（RSSR′）、杂环化合物（噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、萘苯并噻吩及其烷基衍生物）。含硫化合物按性质划分，可分为活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，它们的共同特点是对金属设备有较强的腐蚀作用；非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用的硫化物，一些非活性硫化物经受热分解可以转化为活性硫化物。

硫的浓度一般随着馏分沸点的升高而增加。硫醇通常集中在低沸点馏分中，随着沸点的上升，硫醇含量显著下降，>300℃的馏分几乎不含硫醇。硫醚主要分布在中沸点馏分中，300～350℃馏分中的硫醚含量可占到该馏分馏含量的50%，重质馏分硫醚含量一般下降。二硫化物一般分布在沸点110℃以上的馏分中，300℃以上馏分则含量极少。杂环硫化物主要分布在中沸点以上馏分，裂化馏分中杂环硫化物的占硫的比例（接近100%）高于直馏馏分（60～70%）。VGO（300～540℃直馏馏分）部分硫是硫醚，基本不含硫醇和二硫化物，大部分是杂环硫化物，CGO则基本上是杂环硫化物，而且大部分噻吩类。

63、原油中氮以什么形态存在？分布规律是什么？

原油中氮含量均低于万分之几至千分之几。我国大多数原油含氮量均低于千分之五。氮在原油中的存在形态已经确定的有：①杂环芳烃，如吡咯、吲哚、吡啶、喹啉等单、双环杂环氮化物及咔唑、吖啶及其衍生物等稠环氮化物；②非杂环化合物苯胺类。氮含量一般随馏分沸点的升高而增加，较轻的馏分氮化物主要是单、双环杂环氮化物，较重馏分主要含稠环氮化物。

原油中氮的分布随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速升高，约有80%的氮集中在400℃以上的重油中。我国原油中氮含量偏高，且大多数原油的渣油中浓集了约90%的氮。大部分氮也是以胶状、沥青状物质形态存在于渣油中。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两类。所谓碱性氮化物是指能用高氯酸（HClO

）在醋酸溶液中滴定的氮化物。非碱性氮化物则不能。原油馏分中碱性含氮化

4

合物主要有吡啶系、喹啉系、异喹啉系和吖啶系；弱碱性和非碱性含氮化合物主要有吡咯系、吲哚系和咔唑系。

64、原油中氧及其馏分以什么形态存在？

原油中的氧大部分集中在胶状、沥青状物质中，除此之外，原油中氧均以有机化合物状态存在，这些含氧化合物可分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类，总称为石油酸。中性氧化物有醛、酮等，它们在原油中含量极少。

在原油的酸性氧化物中，以环烷酸为最重要，它约占原油酸性氧化物的90%左右。环烷酸的含量。因原油产地不同而异，一般多在1%以下。环烷酸在原油馏分中的分布规律很特殊，在中间馏分中（沸程约为250～350℃左右）环烷酸含量最高，而在低沸分以及高沸重分中环烷酸含量比较低。

65、石油馏分中芳烃有哪些分布特点？

多环芳烃主要存在于高沸点馏（>350℃）中，中间馏分主要含单、双和三环芳烃；直馏瓦斯油的芳烃含量相对较低，催化轻循环油芳烃含量较高。

66、原油中的微量金属元素的存在形态有哪些？

在原油中，一部分微量金属以无机的水溶性盐类形式存在。如钾、钠的氯化物盐类，这些金属盐类主要存在于原油乳化的水相里，在脱盐过程中可以通过水洗除去。另一些金属是以油溶性的有机化合物或络合物形式存在，这类金属经原油蒸馏后，大部分浓集在渣油中。此外一些金属还可能以极细的矿物质微粒悬浮于原油中。

67、柴油机和汽油机的爆震原因有何不同？

汽油机的爆震是由于未燃烧的混合气中某些烃类太易氧化而造成过氧化物积聚，在火焰前峰未到达前发生自燃引起，在于燃料太易自燃；柴油机的爆震在于燃料自燃点过高，造成气缸中燃料

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积存过多，达到自燃温度时燃烧产生的压力过高。因此汽油机要求燃料自燃点高，柴油机则相反。

68、油品的商品牌号是如何划分的？

汽油的牌号是按马达法辛烷值进行划分，如90#、93#、97#；柴油牌号按凝点进行划分，如0#、-10#、20#；重质燃料油按粘度进行划分，如60#、100#、200#；石蜡按熔点进行划分，如60#、64#、70#；道路和建筑沥青则以针入度为划分依据。

70、真空度、大气压、表压和绝对压力的关系？

工质的真实压力称为“绝对压力”，以P表示。当地大气压力以P

表示，绝对压力大于当地大

b

气压力时，压力表指示的压力值称为表压力，用Pe表示：

Error! Unknown switch argument.

绝对压力低于当地大气压力时，用真空表测得的数值，即绝对压力低于当地大气压力的数值，称“真空度”，用Pv表示：

Error! Unknown switch argument.

工程上测量压力一般常采用弹簧管式压力表，当压力不高时也可用U型管压力计来测定。目前愈来愈多的采用电子技术的测压设备已进入工程领域。无论什么压力计，因为测压元件本身都处在当地大气压力的作用下，因此测得的压力值都是工质的真实压力与当地大气压力间的差。当地大气压力的值可用气压计测定，其数值随所在地的纬度、高度和气候等条件而有所不同。

71、什么是油品的凝点？凝点的测定方法？

凝点就是按照GB/T510规定的测定条件，试油开始失去流动性的最高温度。凝点和冷凝点是评定试油的低温流动性能的指标。

试验方法就是将试样装在规定的试管内，并冷却到预期的温度时，将试管倾斜45度时经过1min，观察液面是否移动。直至确定某温度能使试样的液面停留不动而提高2℃又能够使液面移动时，该点就可以视为该试样的凝点。

72、传热的三种基本方式是什么？

传热的三种基本方式：热传导、对流和辐射。

热量从物体中温度较高的部份传递到温度较低的部份或者传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热，在纯导热过程中，物体的各部分之间不发生相对位移。

对流是指流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程，因而对流只能发生在流体中，在化工生产中常遇到的是流体流过固定表面时，热能由流体传到固体壁面，或者由固体壁面传入周围流体，这一过程称为对流传热，若用机械能（例如搅拌流体或用泵将流体送经导管）使流体发生对流而传热的称为强制对流传热，若流体原来是静止的，因受热而有密度的局部变化，遂导致发生对流而传热的，此则称为自然对流传热，无论哪一种形式的对流传热，单位时间内所传递的热量均采用牛顿冷却公式计算：

流体被加热时，Q＝XA（t

—t）

w

）

流体被冷却时，Q＝XA（T—t

w

为壁温，T和t分别为热、冷流体的平均温度，A为传热面积，比例系数X称为对流式中的t

w

传热系数。

辐射是一种以电磁波传递能量的现象，物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发生辐射能的过程称为热辐射。物体在放热时，热能变为辐射能，以电磁波的形式发射而在空间传播，当遇到另一物体，则部分地或全部地被吸收，重新又转变了热能，因而辐射不仅是能量的转移，而且伴有能量形式的转化，这是热幅射区别于热传导和对流的特点之幂，因此，辐射能可以在真空中传播，不需要任何物质做媒介，物体虽能以辐射能的方式传递热量，但是，只有在高温下辐射才能成为主要的传热方式。

77、什么叫冲塔、淹塔、泄漏和干板？

冲塔：由于气相负荷过大，使塔内重质组分携带到塔的顶部，从而造成产品不合格，这种现象称为冲塔。

10

淹塔；由于液体负荷过大，液体充满了整个降液管，而使上下塔板，液体连成一体，分馏效果完全被破坏，这种现象称之为淹塔。

泄漏（漏液）：当处理量太小时，塔内的气速很低，大量液体由于重力作用，便从阀孔或舌孔漏下，这种情况称之为泄漏；

干板：塔盘无液体存在时称干板；干板状态下塔盘无精馏状态。

78、什么叫液泛？液泛是怎样产生的？

液泛又称淹塔。是带溢流塔板操作中的一种不正常现象，会严重降低塔板效率，使塔压波动，产品分割不好。表现为降液管内的液位上升和板上泡沫层提升至使塔板间液流相连。造成液泛的原因是液相负荷过大，气相负荷过小或降液管面积过小。为防止液泛现象发生，在设计和生产中必须进行一层塔板所需液层高度以及板上泡沫高度的计算来校核所选的板间距，并对液体在降液管内的停留时间及降液管容量进行核算。

液泛产生的原因主要有：塔内蒸汽速度超过了液泛速度所造成的，还有塔板降液管堵塞，使塔内液体不能回流到下层塔板造成淹塔。

79、什么是雾沫夹带，与哪些因素有关？

在板式分馏塔操作中，塔内上升蒸汽，穿过塔板上的液层鼓泡而出时，由于上升蒸汽有着一定的动能，于是夹带一部分液体雾滴向上运动，当液体雾滴在重力能克服气流动能时，则返回到塔板上，但当气流上升的动能大于液滴本身的重力时，则被带到上一层塔板，这种现象称为雾沫夹带。雾沫夹带的多少，对分馏影响很大，雾沫夹带会使低挥发度液体进入挥发度较高的液体内，降低塔板效率。一般规定雾沫夹带量为10%（0.1kg/kg蒸汽）。按此来确定蒸汽负荷上限，并确定所需塔径。影响雾沫夹带量的因素有蒸汽垂直方向速度、塔板形式、板间距和液体表面张力等。

80、什么叫回流比？它的大小对精馏操作有何影响？

回流比是指回流量Lo与塔顶产品D之比，即：

R＝Lo/D

回流比的大小是根据各组分分离的难易程度（即相对挥发度的大小）以及对产品质量的要求而定。对于二元或多元物系它是由精馏过程的计算而定的。对于原油蒸馏过程，国内主要用经验或半经验的方法设计，回流比主要由全塔的热平衡确定。

在生产过程中精馏塔内的塔板数或理论塔板数是一定的、增加回流比会使塔顶轻组分浓度增加、质量变好，对于塔顶、塔底分别得到一个产品的简单塔，在增加回流比的同时要注意增加塔底重沸器的蒸发量，而对于有多侧线产品的复合原油蒸馏塔、在增加回流比的同时要注意调整各侧线的开度，以保持合理的物料平衡和侧线产品的质量。

81、什么叫最小回流比？

一定理论塔板数的分馏塔要求一定的回流比，来完成规定的分离度。在指定的进料情况下，如果分离要求不变，逐渐减小回流比，则所需理论塔板数也需要逐渐增加。当回流比减小到某一限度时，所需理论塔板数要增加无限多，这个回流比的最低限度称为最小回流比。最小回流比和全回流是分馏塔操作的两个极端条件。显然，分馏塔的实际操作应在这两个极端条件之间进行，即采用的塔板数要适当地多于最少理论塔板数，回流比也要适当地大于最小回流比。

82

83、什么是内回流？

内回流是分馏塔精馏段内从塔顶逐层溢流下来的液体。各层溢流液即内回流与上升蒸汽接触时，只吸取气化潜热，故属于热回流。内回流量决定于外回流量，而且由上而下逐层减少（侧线抽出量也影响内回流量）；内回流温度则由上而下逐层升高，即逐层液相组成变重。

1.2加氢反应基础

1、什么叫多相催化剂作用？多相催化反应？什么状态下能使反应处于接近理想和高效状态？

在石油工业中广泛采用固态催化剂，而反应则往往是气态液态和气液共存的状态，催化剂和反应均有明显的相界面，这种情况称为多相催化剂作用。在多相催化情况下发生的反应为多相催化

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反应。如加氢裂化反应催化剂为固态，原料为液态和气态，它所发生的催化反应为多相催化反应。

固定床多相催化反应，只有在接近活塞流的状态下进行，才能使化学反应过程处于接近理想和高效状态。只有当固定床反应器的物流近似于活塞流且径向温差又很小时，工业装置操作参数的变化对转化深度、产品分布和质量产生的影响，才具有典型性和规律性，才能较好代表化学过程的真实情况。反之，如果存在着严重的返混、沟流、径向温差大等反应工程问题，则操作参数如温度、压力、空速、氢油比等对反应过程的影响将与理想情况相偏离。

3、脱硫反应特点

含硫化合物的C-S键是比较容易断的，其键能比C-C或C-N键的键能小许多（C-S键能为

272kJ/mol，C-C键能为348kJ/mol，C-N键能为305kJ/mol），因此在加氢过程中，一般含硫化合物的C-S键先行断裂而生成相应的烃类和硫化氢。

各种硫化物加氢脱硫反应活性与分子大小和结构有关。①分子大小相同，则脱硫活性：硫醇>二硫化物>硫醚>噻吩类。②类型相同，则：分子量大结构复杂的硫化物<分子量小结构简单的硫化物。

噻吩<四氢噻吩≈硫醚<二硫化物<硫醇

噻吩类：噻吩>苯并噻吩>二苯并噻吩；

③噻吩类衍生物：多取代基<少取代基<无取代基；取代基数量相同，则：与硫原子位置远>与硫原子位置近（空间位阻）。

加氢脱硫热力学特点加氢脱硫是放热反应，在工业操作条件下（不大于427℃），反应基本不可逆，不存在热力学限制，但随着温度的升高，某些硫化物的反应受热力学影响，平衡常数变小，对反应不利，故较低的温度和较高的操作压力有利于加氢脱硫反应。

其它杂原子对加氢脱硫影响：其它杂原子与溶剂一样对加氢脱硫有阻滞效应，主要通过与硫化物对活性位竞争吸附，阻滞加氢脱硫反应，尤其是碱性氮化物。

深度脱硫的主要问题是噻吩类物质，平衡常数小，反应温度高（4，6-二甲基二苯并噻吩在420℃温度下脱硫率不足60%）。噻吩类硫化物的反应活性最低，而且随着其中环烷环数目和芳香环数目的增加，其加氢反应活性下降，到二苯并噻吩时最难。脱硫反应随温度上升速度加快，脱硫转化率提高（化学平衡常数在627℃以前均大于0）。对于噻吩脱硫反应，压力越低，温度的影响越明显；温度越高时，压力的影响也越显著。对于噻吩而言，若想达到深度脱硫的目的，反应压力应不低于4MPa，反应温度应不高于700K（约427℃）。噻吩硫化物脱硫有两条途径：①加氢饱和环上的双键，然后开环脱硫；②先开环脱硫生成二烯烃，然后二烯烃再加氢饱和。一般认为这两种反应均发生。噻吩的加氢脱硫反应是通过加氢和氢解两条平行途径进行的，由于硫化氢对C-S键氢解有强抑制作用，而对加氢影响不大，因此认为，加氢和氢解是在催化剂的不同活性中心上进行的。

4、脱氮反应特点

加氢脱氮的作用是：一、将原料中的氮脱到符合工艺要求的程度，以便充分发挥加氢裂化催化剂的功能；二、生产符合规格要求的产品（油品安定性等使用性能与氮含量有关）。

碱性氮化物脱氮反应的速率常数差别不大（在一个数量级），其中以喹啉脱氮速率最高，随着芳环的增加，速率有所降低。不同氮化物受空间位阻的影响大致相同。在脱氮反应时氮化物不是通过氮原子的端点吸附到催化剂表面的，而是通过芳环的π键吸附到催化剂上，在C-N键氢解前，先进行杂环的加氢饱和。因此，脱氮反应应该是先进行加氢饱和芳环，再进一步开环脱氮。所以加氢脱氮比加氢脱硫氢耗更高。

含氮化合物的加氢活性特点是：单环氮化物加氢活性：吡啶>吡咯≈苯胺>苯环；多环氮化物：多环>双环>单环；杂环>芳环。

含氮化合物加氢反应在热力学上特征是：加氢过程常用温度范围内，加氢反应平衡常数小，且杂环加氢反应是放热反应，温度升高对杂环的加氢饱和不利；但对杂环氮化物的氢解和脱氮反应在这一温度范围则属于热力学有利的。总之，在较低反应温度下操作，平衡有利于环加氢反应，但此时氢解反应速率较低，总的加氢脱氮速率较低；随着反应温度上升，一方面氮解速率提高，

12

13 有利于脱氮速率提高，另一方面则是加氢反应平衡常数下降杂环加氢产物浓度减小，从而导致总的脱氮速率下降。因此，温度升高，总的加氢脱氮速率会出现一个最大值，在此之前，反应受动力学控制，之后受热力学控制。在某些情况下杂环氮化物与其加氢产物的热力学平衡能够限制和影响总的加氢脱氮速率。以吡啶为例，随着反应温度的升高，吡啶加氢饱和后的中间产物哌啶氢解的反应速率常数增加，但是达到一定高的温度后，由于哌啶的平衡浓度下降造成的影响大于哌啶氢解反应速率常数增加的影响，因而总的加氢脱氮反应速率下降。达到最高转化率的温度与操作压力有关，压力越高达到最高转化率的温度也越高，这个特点与多环芳烃加氢的特点非常相似。只有在相当高的压力下，吡啶与哌啶之间的平衡限制才可以忽略。低温高压有利于杂环氮化物的脱氮反应。

其它杂原子的存在对加氢脱氮影响是由于氮化物在活性位的吸附平衡常数比其它杂原子大得多，其它杂原子对加氢脱氮反应的阻滞效应很小，相反，噻吩、硫化氢的存在，在高温条件下还会促进C-N 键的氢解反应。以噻吩对吡啶脱氮的影响为例：在低温下由于竞争吸附使吡啶的加氢反应受到中等程度的抑制；在高温下因HDS 反应生成硫化氢促进了C-N 键断裂速度，从而使总的HDN 反应速度增加。但是氮化物之间的自阻滞和彼此阻滞效应要明显得多。

5、根据油品分子结构分析碱性氮化物和苯并硫化物脱除速度慢的原因。

碱性氮化物和苯并硫化物脱除速度慢得主要原因在于分子结构空间位阻大，反应困难。其中苯并硫化物主要问题是噻吩类物质，平衡常数小，反应温度高，如4，6-二甲基二苯并噻吩（4，6-DMBT ）在420℃温度下脱硫率不足60%。在氢分压较低的情况下，反应受热力学平衡的限制，再提高反应温度对深度脱硫无帮助，反而会降低脱硫深度。

碱性氮化物和苯并硫化物的脱除一般采用“加氢饱和杂环－氢解脱氮（硫）”的反应途径。可大大提高脱除速度，故宜采用加氢活性高的Ni-W 或Ni-Mo 系催化剂。脱除过程首先是芳烃环进行饱和加氢，然后进行环的氢解反应，最后进行脱氮（硫）反应。

碱性氮化物和苯并硫化物脱除首先选用高加氢活性的催化剂；采用高的氢分压和氢油比对芳烃饱和有利；芳烃加氢反应是摩尔数减少（耗氢）的放热反应，随着反应温度的提高，芳烃加氢转化率会出现一个最高点，此最高点对应的温度是最优加氢温度，低于这一温度为动力学控制区，高于这一温度为热力学控制区；在一定的压力下对芳烃饱和反应有一最佳的反应温度。

6、加氢精制反应器内的主要反应有那些？

加氢精制的主要反应是除去原料油中的硫化物、氮化物、同时使烯烃和稠环芳烃饱和，为裂化部分提供合格进料，这些反应是生成不含杂质的烃类，以及硫化氢和氨（H 2S 和 NH 3）。其它精制反

应包括脱除氧、脱除金属和卤素。在所有这些反应中，均需消耗氢气，并且均有放热。主要的反应类型是加氢和氢解反应，氢解反应主要脱硫、脱氮、脱氧，加氢反应主要是烯烃和芳烃等不饱和烃以及含氮化合物的加氢饱和。

10、根据催化剂床层中油品扩散速度公式，分析加氢裂化动力学特征。

多相催化反应分外扩散、内扩散、吸附和反应四个阶段（反应速率由最慢的阶段控制），七个步骤：①反应物通过催化剂颗粒外表面的膜扩散到催化剂外表面；②反应物自催化剂外表面向内表面扩散；③反应物自催化剂表面上吸附；④反应物在催化剂内表面上反应生成产物；⑤产物在催化剂内表面上脱附；⑥产物自催化剂内表面扩散到催化剂外表面；⑦产物自催化剂外表面通过膜扩散到外部。

加氢裂化反应通常遵守一级反应动力学。尽管原料中不同组分的反应速度可以综合在一起得到一个总体的反应速度，但是各个不同组分的反应速度是各不相同的。通常情况下，不同组分的相对反应速度取决于组分吸附到催化剂表面的难易程度，因此可以根据各组分的吸附难易，从易到难列出其反应速度大小的排序。

S CH CH

杂环芳烃最容易

多环芳烃

单芳烃

多环环烷烃

单环环烷烃

链烷烃最困难

芳烃加氢有何动力学特征：苯同第物加氢反应速率常数：二个取代基（侧链）>一个取代基>无取代基；有缩聚环芳烃第一环加氢活性：蒽>萘>菲>苯。尽管芳烃较链烷烃和环烷烃易于发生裂化反应，但是芳烃的完全饱和则是不可能的。因为在高温下，芳烃的饱和受到热力学过程的限制。

此外，对于同一类型的反应物来说，分子结构较大的组分较分子结构小的组分反应速度大。这是因为：①较重组分在催化剂上的吸附强于轻组分，就使得重组分加氢裂化速度比轻组分表现的快；②重组分与轻组分中的C-C键键能不同，越轻所需要活化能越大。这就是为什么将裂化装置的产品重新投入裂化反应器中，那么这些产品将基本上不会发生转化作用。

22、什么叫甲烷化反应，对反应操作有何危害？

CO 和 CO

2

在氢气的存在下、在催化剂表面的活性位置可以转化为甲烷和水。这就叫甲烷化反

应。CO 和 CO

2

的这个甲烷化反应与普通烃类反应物的反应造成对催化剂竞争。因此如果放任CO 和

CO

2的积累，那么催化剂的温度就需要提高。在极端的情况下，若极短时间内有大量的CO 和 CO

2

进入加氢裂化装置，因为甲烷化反应是高放热反应，因此在理论上来说就有可能发生飞温。在实

际操作中要求，如果CO + CO

2

的含量超过最大设计允许值，催化剂的温度不允许提高以补偿由此

造成的转化率的降低。催化剂的温度应给予维持或者降低，直至造成CO + CO

2

含量升高的问题得到解决为止。只有这样，催化剂的活性才不至于由于温度的升高而而受到损害，同时也可避免由于甲烷化反应可能造成的飞温过程。

2、为什么要控制原料油中的氮含量？

氮化物按其氮原子在分子中是否有孤对电子而分为碱性氮化物和非碱性氮化物二大类，由于碱性氮化物中氮杂原子存在有自由的孤对电子，即一些胺类、二氢吲哚类和六员环杂环氮化合物，这些碱性氮化物更容易吸附在催化剂酸性活性中心，因此对催化剂的毒性更大。有分子筛的催化剂比无定型催化剂更怕碱性氮化物，这是因为有机碱氮化物在催化剂上吸附与酸碱强度有关,分子筛酸性比无定形强，而脱附与温度有关，分子筛催化剂反应温度相对低，脱附慢。

氮化物不仅影响催化剂的稳定性，对催化剂积炭也有很大影响。日本有些研究表明催化剂结炭成分含氮量远高于油中含氮化合物含量。有学者认为，中小型含氮化合物是生焦生碳的前驱物，芳烃及氮化合物受催化剂吸附过强，集中在B酸分子中心时间过长发生缩聚反应生成积炭覆盖了活性表面，造成裂化催化剂活性下降。实验室数据也表明Ni－Mo系催化剂在相同转化率的条件下氮含量2000ppm以及0ppm两种原料，其反应温度差可以达到85℃，对贵重金属催化剂的影响更大，达到110℃。当氮含量由500ppm增加到1300ppm时，催化剂的失活率增加近3倍。因此在各项指标中首要关注的是原料中的氮含量。与众多国外原油相比，我国原油的特点是多数含硫少含氮高，因此加工我国陆上原油时，对原油中的氮含量应倍加关注。

直馏馏分油中的氮化物一般是以杂环氮化物形式存在的，其中有五员环和六员环。最常见的有吡啶、喹啉、吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物。氮化物的分布与原料馏程有很大的相关性。当馏分变重时，一方面氮化物含量增加，另一方面多环杂氮原子化合物大量出现。因为杂环氮化物在催化剂表面的强烈吸附对加氢脱氮有自阻作用，由于原料油中的碱性氮化物及所有的加氢脱氮反应的中间产物均具有较强的碱性，它们可与催化剂活性中心产生很强的吸附作用，且又难于脱附，因此在一定程度上对催化剂反应活性产生抑制作用或暂时中毒。原料油的氮含量大幅度增高往往意味着原料油变重、变劣，绸环化合物、芳烃含量相应增加，其他杂质含量也上升，需要提高反应温度以补偿催化剂活性的下降。氮化物的脱除一般先经过氮杂环的加氢饱和，因此要达到深度

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脱氮总是伴随大量耗氢。氮化物在催化表面上的吸附比含氧、含硫化合物和芳烃容易得多，因此可能出现这样的情况：催化剂表面上氮化物的覆盖率相当大，但并非所有吸附的氮化物都经受加氢、氢解而脱氮，这不仅阻滞其它的加氢反应，还可能导致催化剂表面积炭的生成，使催化剂由原来的可逆吸附中毒变成了永久失活，也会造成酸性载体中毒。由于分子筛易被有机氮化物中毒，因此需要严格控制进入裂化反应器原料中的有机氮化物含量，一般要求低于10ppm。当进料油中氮含量增加时，应适当提高前置精制反应器的反应温度。同时高的氮含量还会引起较高的氨分压，这对裂化催化剂的裂化活性有一定抑制作用，导致较高的裂化段反应温度。

3、为什么要控制新氢和原料油中的Cl？

原料中Cl的加氢后产生的HCL会对工艺过程的操作带来问题，在高温条件下会与容器或管线材质中的Fe、Ni反应产生腐蚀。在有“CI－”存在时，18～8型奥氏体不锈钢对点腐蚀特别敏感。点腐蚀在生产中是很危险的，它在一定区域内迅速发展，并往深处穿透，以致造成设备因局部地

区破坏而损坏，或因个别地方穿孔而进行渗漏。同时HCL会与系统中的 NH

3反应会形成NH

4

Cl，在

低于350℃的条件下就会沉积出来而堵塞系统（一般在180～200℃开始大量析出）。美国有的炼厂全用重整氢，在压缩机出口阀门内常发现有白色NH

4

Cl结晶物堆积，这是因为重整氢中有微量氯存在，因此加氢裂化对原料油和氢中的Cl要加以限制。

5、为什么要控制原料油中的残碳含量？

由于干点指标为一个综合指数，代表某条件下的油料的混合物，因此当有少量较重组分尤其是沸点较高的组分混入时，在催化剂活性以及寿命会产生不利的影响。因此在控制加氢裂化原料时，单独控制干点是不够的，还要严格控制其他指标。控制残碳的含量就是其中一个指标。残炭是指石油产品蒸发和热解后所形成的碳质残余物。它不全是碳，而是会进一步热解变化的焦炭。残炭值的大小，反映了油品中多环芳烃、胶质、沥青质等易缩合物质的多少。原料油的残炭值（CCR）增加对产品收率影响较小，加氢所得尾油的残炭值增加不多。但催化剂结焦速度加快，必须提高反应温度以弥补催化剂的活性下降，这将严重影响到催化剂的运转周期，因此在装置设计时均限定了原料油的残炭值。

6、原料油中水含量要求控制多少，为什么？

水对催化剂的活性和强度有影响，严重时影响催化剂寿命，另一方面水汽化要吸收较大热量，增加了加热炉的负荷。水汽化后，增加了装置系统压力，引起压力波动，甚至超压，严重时则要减油直至停工，进反应器原料油的含水量最大值为500ppm，一般要求小于300ppm。。

8、为何要控制原料油中的Fe2+含量，一般控制指标多少？

铁对于催化剂的活性影响不大，原料油铁离子含量超标，引起蜡油的颜色较黑，比色偏大，杂质含量高，导致原料油过滤器堵塞严重；从而使精制反应器床层堵塞，硫化铁在反应器顶部堆积，引起催化剂结块，造成反应物料短路、沟流、反应器个别点温度偏高；同时床层压降上升，循环氢压缩机动力消耗增大，出入口压差升高，迫使装置催化剂在活性尚未丧失之前就须停工处理。铁源于原料油中的环烷酸或硫化物在贮运或加工中生成的环烷酸铁或硫化铁。前者为可溶性铁，进入装置后难以除去，在高温状态下硫化氢反应生成硫化铁，会积聚在反应器顶部的催化剂中，所以要尽量防止可溶性铁的生成。原料油中铁含量控制小于1.0ppm。

9、为何要对原料油色度进行检测？

比色的高低反映了原料中胶质，沥青质的含量。如果比色超标，则难裂化的胶质，沥青质进入反应器以后，易导致催化剂结焦加剧；而且使生成油油水乳化分离困难，分馏冲塔，进而导致产品不能正常分离。当色度超过3号后，即使原料干点不高也使反应性能变差，一般控制原料的比色不大于5号。

2.2产品

1、加氢裂化产品的特点有哪些？

加氢裂化产品质量好。由于加氢裂化是在高压、富氢气氛中裂化，因此，加氢裂化能使高凝点的重油转化成优质的航空煤油、低凝柴油和高粘度指数的润滑油基础油，加氢裂化的轻石脑油异

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构烃占比例大，通常为正构烃的2～3倍；芳烃含量低（一般小于10%），基本不含不饱和烃；非烃类含量低。（<80℃）的辛烷值约为75～85，可用作车用汽油调和组分，也可作轻油制氢的原料。重石脑油重石脑油的芳烃潜含量高,是催化重整用于生产芳烃非常好的原料。煤油馏分冰点低、烟点高，是优质的喷气燃料。柴油馏分的十六烷值高、倾点低，是清洁车用柴油的理想组分。未转化油BMCI值低，硫、氮含量低，乙烯收率高，是优质的乙烯原料。随着现代对润滑油性质的要求愈加苛刻，加氢裂化尾油因为异构烷烃组分多，对添加剂感受性好，成为制取高档润滑油料的一个重要途径，但该工艺对原料有一定的要求。

加氢裂化原料来源十分广泛和灵活。第二次世界大战期间出现了以煤为原料制取汽油的加氢裂化装置。现代出现了以石脑油、煤油、直馏柴油、直馏馏分油（AGO）、天然气凝析油、减压瓦斯油（VGO）催化裂化轻循环油（LCO）和重循环油（HCO）、焦化瓦斯油（CGO）、脱沥青油和脱金属油、常压渣油（AR）、减压渣油（VR）为原料的加氢裂化，当然各自的操作条件和目的产品也有所不同。

2、加氢裂化装置的产品较催化裂化、焦化装置在产品分布以及质量上有哪些优势？

加氢裂化装置液体产率高C5以上收率可以达到94%-95%以上，催化裂化装置仅有80%左右，延迟焦化只有65%-70%。

加氢裂化C1-C2收率仅为1%-2%，催化裂化和延迟焦化达到3%以上。

加氢裂化产品饱和度高，非烃含量很低，产品安定性好，柴油的十六烷值高胶质低。

由于加氢裂化工艺异构性能强产品有优异的性能。同时通过催化剂以及工艺的改变可大幅度调整加氢产品的产率分布（其产品收率范围可由20%-65%左右），而催化裂化和延迟焦化产率可调整的幅度很小。

加氢裂化与热裂化的产品主要不同点在于产品氢含量的差异。研究表明氢含量达到13%时方能满足航煤以及车用柴油的使用性质要求。而催化裂化煤油柴油组分氢含量仅为10-13%，因此煤油的烟点低，柴油十六烷值较低，燃烧性能差。

3、影响液化气质量的因素有哪些？

对于脱丁烷塔流程，因反应转化率不稳，以及脱丁烷塔重沸炉出口温度波动，塔顶、底温度及塔压力及液位波动，以及脱丁烷塔进料量、生成油及回流罐含水造成的脱丁烷塔操作不稳分馏效果变差，造成液化气C5含量过高。脱乙烷塔操作波动、进料带水、顶温和底温的变化以及塔压的波动都会造成C2超标。

对于吸收稳定流程，影响液化气质量的是脱吸塔和稳定塔的操作。脱吸塔的中段回流流量、塔压、底温的波动会影响C2的分离，同时进料带水也不利于C2的分离。稳定塔的底温和塔压波动会影响液化气与石脑油的分离，造成液化气C5超标。

无论是哪种流程，加强前部的脱水、控制稳定的操作参数是保证产品质量的关键。

4、为什么控制石脑油腐蚀？

产品轻石脑油甚至重石脑油的腐蚀不合格，一般是由于反应脱硫醇效果差和分馏分离效果不好导致少量硫化氢携带两种原因所致。硫醇是一种氧化引发剂，在油品贮运过程中，极易与油品中的不饱和烃迭合生成胶状物质，从而使油品的安定性变差，当油品中硫醇含量大于60PPm时，就会有腐蚀性，在汽车衬铅的油箱中，产生严重的腐蚀现象，所以控制轻石脑油腐蚀合格具有重要的意义。

5、轻石脑油中的硫含量高的原因是什么？

轻石脑油硫含量偏高的主要原因有：后精制反应脱硫醇效果差，造成馏分油中硫含量高；脱丁烷分馏效果差、导致含硫化氢较高的液化气溶解在塔低油中带入分馏塔，造成轻石脑油硫含量偏高；生成油带水进入分馏塔；回流罐气封瓦斯含硫高、污染轻石脑产品等。

8、加氢裂化航煤有何质量特点，为何要添加抗氧剂？

环烷烃、烷烃、尤其是异构烷烃是航煤比较理想的组分，它具有较好的燃烧性能、润滑性能和热安定性。而在航煤中单环芳香烃含量，越小越好，尽可能除去双环芳香烃。加氢裂化工艺具有优异的芳烃饱和、选择性断环以及烃类异构化的性能，因此可以得到优质的航煤组分，航煤的颜

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色、热安定性、燃烧性能得到较大程度的提高。但是航煤中保留适当的硫化物能够起到对镍合金的抗烧蚀作用，而且天然存在的硫化物与航煤馏分的配伍性较好。在加氢裂化工艺中脱硫率很高，通过试验证明在油品贮存初期过氧化值增加很快，法国等国家研究认为航煤中过氧化值应不大于20ppm，超过此值会对燃料油系统的密封件产生浸蚀，导致漏油现象。因此加氢裂化航煤需要在馏出口添加抗氧剂以保证过氧化值应不大于20ppm。

9、抗氧化剂的作用是什么？

抗氧化剂又称防胶剂，它的作用是抑制燃料氧化变质进而生成胶质，提高汽油的安定性。10、航煤腐蚀不合格的原因？

由于加氢过程产生含有腐蚀性的硫化氢气体，如硫化氢未能从产品中脱除，产品中含有1-2ppm 硫化氢就可能导致产品腐蚀。同时在分馏过程中单质硫的产生，由于其无法采用分馏系统脱除而带入油中产生腐蚀不合格，国内炼厂也曾经出现由于汽提蒸汽含氧，使单质硫生成导致航煤腐蚀问题。

通常银片腐蚀不合格的原因主要包括：

①设备内部沉积物的影响。经过一段时间的运转，系统中沉积大量硫化铁的杂质，遇到生产波动，会有部分硫化铁被喷气燃料夹带，影响腐蚀合格率。因此检修时应彻底清扫换热器分馏塔的杂质。

②汽提塔进料温度过低影响分馏效果，不利于硫化氢的脱除。

③原料硫含量高，反应系统未做脱除处理、分馏塔回流罐尾气排放不足，导致系统中硫化氢聚集影响分馏效果，硫化氢脱除变差。

④回流罐温度以及原料油性质变化可能影响分馏塔效果，产生腐蚀现象。

同时根据对航煤腐蚀不合格样的不完全调查，其影响原因中:

①含水(占55%-60％)。

②含硫量高(占20％左右)。

③缺少抗腐蚀组分(5%-7％)。

④其它不明原因(10%-15％)。

12、为什么要控制喷气燃料的馏程？

通过调整常压塔控制喷气燃料的恩氏蒸馏90%点和98%点温度来调节它的密度和结晶点。馏程太窄时，结晶点合格而密度太小；馏程太宽时，密度合格而结晶点过高，所以90%点和98%点要调节适中，才能保证喷气燃料的结晶点和密度都符合规格要求。这必须根据原油的性质，选择适当的馏程。

结晶点和冰点都是喷气燃料的低温性能，它取决于燃料的化学成分和含水量。燃料中蜡含量多，当温度下降到一定程度时就会析出石蜡晶体；燃料中芳烃含量多，溶解水分增加，当温度降低时，水分便析出结成冰粒。冰点是关系到飞机供油系统在高空低温下的流动性性，无论是蜡的结晶或水的结冰，将会堵塞燃油过滤器，使供油减少甚至中断，造成严重的飞行事故。所以要限制馏程切割范围，当馏程切割恰当时，不必脱蜡就能达到-60℃以下的结晶点。

13、喷气发动机燃料的使用要求有哪些？

喷气发动机燃料的使用要求主要有：良好的燃烧性能；适当的蒸发性能；较高的热值和密度；良好的安定性能；良好的低温性能；无腐蚀性能；良好的洁净性能；较小的起电性能；适当的润滑性能。

14、什么是油品的抗氧化安定性？

油品在贮存和使用过程中抵抗氧化作用的能力，汽油的抗氧化安定性用诱导期或实际胶质等指标表示。润滑油则以在缓和氧化条件下生成的水溶性酸，或者在深度氧化条件下形成的沉淀和酸值来表示。油品的抗氧化安定性与其组成、环境温度、氧的浓度和催化剂的存在有关。氧化后生成中性氧化物和酸性氧化物，中性氧化物进一步缩合生成沥青胶质或炭化物，堵塞机件，使油变质，粘度增大，颜色变深，酸性氧化物则对金属有腐蚀作用。

15、什么是银片腐蚀试验？

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银片腐蚀试验是检查喷气燃料有无对银腐蚀组分的定性试验。将一定规格的银片浸入试样，于（50±1）℃下保持4h，然后根据银片表面颜色的变化，分成0、1、2、3、4共五级来判断试样的腐蚀性。此试验可直接检查喷气燃料有无对银片腐蚀的活性组分，有利于提高喷气燃料的质量。

16、什么是铜片腐蚀试验？

铜片腐蚀试验是检查发动机燃料、喷气燃料或润滑油是否含有活性硫化物或游离硫的定性方法。按规定方法将铜片浸入试油，根据铜片表面颜色的变化判为试验合格或不合格。

17、为什么要控制柴油的馏程？其馏程指标是多少？

柴油馏程是一个重要的质量指标。柴油机的速度性能越高，对燃料的馏程要求就越严，一般来说，馏分轻的燃料启动性能好，蒸发和燃烧速度快。但是燃料馏分过轻，自燃点高，燃烧延缓期长，且蒸发程度大，在点火时几乎所有喷入气缸里的燃料会同时燃烧起来，结果造成缸内压力猛烈上升而引起爆震。燃料过重也不好，会使喷射雾化不良，蒸发慢，不完全燃烧的部分在高温下受热分解，生成炭渣而弄脏发动机零件，使排气中有黑烟，增加燃料的单位消耗量。馏程的主要项目是50%和90%馏出温度。轻柴油质量指标要求50%馏出温度不高于300℃，90%馏出温度不高于355℃，95%馏出温度不高于365℃。柴油的馏程和凝固点、闪点也有密切的关系。

18、评定柴油低温流动性的指标是什么？

我国评定柴油低温流动性的指标是凝点和冷凝点。

凝点也是柴油的重要质量指标。在冬季或空气温度降低到一定程度时，柴油中的蜡结晶析出会使柴油失去流动性，给使用和贮运带来困难。对于高含蜡原油，在生产过程中往往需要脱蜡，才能得到凝点符合规格要求的柴油，通常柴油的馏程越轻，则凝点越低。

19、评定轻柴油安全性的指标是什么？

评定轻柴油安全性的指标是闪点，轻柴油的闪点是根据安全防火的要求而规定的一个重要指标。柴油的馏程越轻，则其闪点越低。

20、评定柴油点火性能的指标是什么？

评定柴油点火性能的指标是十六烷值。

十六烷值是在规定试验条件下，用标准单缸试验机测定柴油的着火性能，并与一定组成的标准燃料（由十六烷值定为100的十六烷和十六烷值定为0的α-甲基萘组成的混合物）的着火性能相比而得到的实测值。当试样的着火性能和在同一条件下用来作比较的标准燃料的着火性能相同时，则标准燃料中的十六烷所占的体积百分数，即为试样的十六烷值。柴油中正构烷烃的含量越大，十六烷值也越高，燃烧性能和低温启动性也越好，但沸点凝点将升高。十六烷值=442.8-462.9d420。

21、柴油为何控制凝固点？轻柴油的牌号是如何划分的？

凝固点用以表示柴油的牌号，如0号轻柴油的凝固点要求不高于0℃，它是柴油产品的重要指标，表示油品在低温下的流动性能。在冬季为保证柴油发动机正常运行，通常采用低凝点柴油（如－10号－40号柴油）。

轻柴油的牌号就是按其凝固点而划分为10#、0#、-10#、-20#、-35#、-50#六个品种。

22、加氢裂化柴油质量有何特点？

加氢裂化柴油由于其工艺性质，异构烷烃/正构烷烃比值大，芳烃含量低于10%，没有烯烃组分。因此抗爆性能好，稳定性强，十六烷值高，可以满足欧Ⅲ指标要求，可以作为清洁柴油直接

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出厂。但是由于加氢裂化柴油脱硫率过高也带来一定的问题，天然存在的硫化物与馏分的配伍性较好，能够提供很好的润滑性，随着硫含量的降低油品的润滑性能下降抗磨指数上升需要加入抗磨剂。而其他各馏分油多存在硫含量高、芳烃含量高、十六烷值低的问题，作为成品柴油时燃烧性能差，存在尾气中硫化物污染环境的问题。

23、单程转化率的变化对各产品收率和结构组成有什么影响？

转化率是根据最后一个产品的干点决定的，是小于该干点的所有馏分占总馏分的百分比。如本装置生产0＃柴油时，柴油干点一般在360℃左右，则转化率确定为360℃之前的馏分所占百分比。转化率对产品的分布有重要影响，转化率变化时，气体、液化气、石脑油、煤油、柴油、尾油的收率均随着变化。转化率提高轻重石脑油收率增加，煤油收率在某一点转化率达到最高点，之后随转化率提高而降低。柴油收率随转化率提高而增加，达到某一点转化率时，柴油收率基本不随转化率变化。转化率的变化根据不同催化剂的性质对产品所产生的影响不尽相同，一般来说提高单程转化率会增加原料烃类的裂解深度增加，使液化气中C3、C4产率提高、C1、C2的收率略有增加，对循环氢纯度有一定的影响。

重石脑油的芳烃含量与转化率呈直线关系，在转化率较低时，重石脑油的芳潜相当高，一般大于50%，随着转化率的增加而芳潜下降。这充分说明，在低转化率时过程的反应主要是原料中的多环芳烃优先选择性破环形成高芳烃潜含量的石脑油，随着转化率深度增加，未转化油中的多环芳烃减少，导致未转化油中的烷烃进一步裂解，从而使重石脑油中的芳烃潜含量减少。随着重质芳烃向轻质馏分中转移及饱和为环烷烃，中间馏分及尾油中与芳香性有关的性质如烟点、十六烷值、BMCI值都明显改善，且随着转化率增加持续改进。喷气燃料的芳烃含量与转化率呈直线关系，其中芳烃含量随着转化率增加而减少，相应烟点则随着转化率的增加而升高。转化率为79.2%时，烟点为23.5mm，可以直接得到喷气燃料产品。柴油十六烷值与转化深度在转化率较低时基本呈直线关系，在低转化率时为47，随着转化率的增加，可以达到69；但当转化率大于60%后，柴油十六烷值已不再增加。

24、裂化反应器最后一床层温度变化对产品质量有何影响？

S反应生成硫醇使产品腐蚀在加氢裂化产物离开裂化床层后，其所存在的极少量烯烃还会与H

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增加，因此必须通过后精制段进行脱除。裂化反应后部温度过低，造成脱硫醇效果差，直接影响轻石脑，重石脑油等产品腐蚀不合格。

25、对航煤的主要性能要求有哪些？

根据发动机的工作情况，喷气燃料应有良好的燃烧性、低温性、润滑性、安定性、抗腐蚀性、安全性、及洁净度等性能，它们的具体指标主要有；

燃烧性——主要指标有，芳烃含量、C/H比和萘含量。

低温性——冰点（结晶点）。

腐蚀性——酸度、总硫、铜片腐蚀、银片腐蚀。

安定性——烯烃含量、磺值、实际胶质、铜离子含量。

安全性——闪点、电导率、爆炸性试验

洁净度——水分离指数，水反应等。

26、什么叫柴油的安定性？

是指柴油的化学稳定性，即在贮存过程中抗氧化性能的大小。柴油中有不饱和烃，特别是二烯烃，发生氧化反应后颜色变深，气味难闻，产生一种胶质物质。

27、什么是实际胶质，它对油品质量有何影响？

实际胶质是指100毫升油品在规定条件下，蒸发后残留的胶状物质的毫升数。实际胶质用以测定汽油、煤油和柴油在发动机中生成胶质的倾向，也是表示安定性好坏的一项指标。

28、什么是柴油的十六烷值、十六烷指数和柴油指数？

柴油的十六烷值等于与油样相同抗爆性的正十六烷与α甲基萘混合物标准油样中的正十六烷体积百分数。它是一个实际测量值，表示柴油的抗爆性能。测量基准是人为规定正十六烷的十六烷值为100，α甲基萘的十六烷值为0。十六烷指数为计算值，它是通过油样的苯胺点、密度或

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馏程参数关联公式计算出来的。柴油指数=（十六烷值-14）33/2。

第三章催化剂

①什么是催化剂，催化剂作用的基本特征是什么？

催化剂是指能够参与并加快或降低化学反应速度，但化学反应前后其本身性质和数量不发生变化的物质。催化剂作用的基本特征是改变反应历程，改变反应的活化能，改变反应速率常数，但不改变反应的化学平衡。

加氢裂化催化剂属于双功能催化剂，即催化剂由具有加(脱)氢双功能的金属组分和具有裂化功能的酸性载体两部分组成。

2、催化剂由哪几部分组成，有何作用？

工业催化剂大多不是单一的化合物，而是多种化合物组成的，按其在催化反应中所起的作用可分为主活性组份、助剂和载体三部分。

①主活性组分是催化剂中起主要催化作用的组分，加氢裂化催化剂的主活性组分主要是金属，是加氢活性的主要来源；

②助剂添加到催化剂中用来提高主活性组分的催化性能，提高催化剂的选择性或热稳定性。按其作用机理分为结构性助剂和调变性助剂。

结构性助剂作用是增大比表面，提高催化剂热稳定性及主活性组分的结构稳定性。

调变性助剂作用是改变主活性组分的电子结构、表面性质或晶型结构，从而提高主活性组分的活性和选择性。加氢裂化催化剂的助剂作用是调变载体的性质，减弱金属与载体之间、主金属与助金属之间强的相互作用，改善催化剂的表面结构，改善催化剂的裂化性能和耐氮性能。助金属脱硫脱氮。

Ni、Co能促进MoS

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③载体是负载活性组分并具有足够的机械强度的多孔性物质。其作用是：作为担载主活性组分的骨架，增大活性比表面，改善催化剂的导热性能以及增加催化剂的抗毒性，有时载体与活性组分间发生相互作用生成固溶体和尖晶石等，改变结合形态或晶体结构，载体还可通过负载不同功能的活性组分制取多功能催化剂。加氢裂化催化剂的载体作用是将活性金属组份分散到载体上，不但能增加催化作用的表面，而且可以降低催化剂的成本，在很多情况下还能提高催化剂的稳定性，它是催化剂组成中一个重要部分，载体主要提供酸性，在其上发生裂解、异构化、歧化等反应，它的特性在很大程度上影响着催化剂的活性和选择性。

4、催化反应的过程有哪几步，常规操作可调整的有哪些？

①反应物通过催化剂颗粒外表面的膜扩散到催化剂的外表面；②反应物自催化剂外表面向内表面扩散；③反应物在催化剂表面上吸附；④反应物在催化剂内表面上反应生成产物；⑤产物在催化剂内表面上脱附；⑥产物自催化剂内表面扩散到催化剂外表面；⑦产物自催化剂外表面通过膜扩散到外部。以上七个步骤可以归纳为外扩散、内扩散、吸附和反应四个阶段，如其中某一阶段比其他阶段速率慢，则整个反应速率取决于该阶段的速率，该阶段成为整个反应的控制步骤，常规操作调整的手段有温度调整、氢分压的调整以及催化剂的改进等。常规操作中可以调节的主要是①和⑦，即改变空速或氢油比可以改变催化剂的润湿分率，改变油膜厚度，从而改变扩散速度；循环氢的纯度对氢分子的扩散有一定影响。

6、催化剂的典型制备方法是什么？

主要包括：①沉淀，通过酸性和碱性溶液在特定条件下混合，形成水凝胶沉淀物即基质；②过滤，将基质与母液分离；③洗涤，用脱盐水除去沉积在基质微孔或颗粒间隙中的母液和表面杂质；

④干燥，将孔隙及表面物理吸附的水除去；⑤成型，将基质制备成催化剂基本形状；⑥焙烧，使载体或催化剂得到固定结构和孔结构以及良好的强度；⑦浸渍，将活性金属组分分散到载体上。

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7、什么是活化能？

催化过程之所以能够加快反应速度，一般来说，是由于催化剂降低了活化能。反应过程中，反应物分子与催化剂表面原子之间产生了化学吸附，形成吸附化学键，组成表面络合物。与原反应物相比，由于吸附键的强烈影响，某个或某几个键被消弱，而使反应活化能降低。催化反应中的活化能实质是实现上述化学吸附需要吸收的能量。从一般意义上讲，反应物分子有了较高的能量才能处于活化状态发生反应。这个能量一般远较分子的平均能量高，两者之间的差值就是活化能。在一定温度下，活化能越大反应越慢，活化能越小反应越快。对于特定的反应物和催化剂而言，反应物分子必须跨越相应的能垒才能实现化学吸附，进而发生化学反应化学反应。简言之，在化学反应中使普通分子变成活化分子所须提供的最小能量就是活化能。其单位通常用千卡/克分子或千焦/摩尔表示。

8、什么是催化剂活性？活性表示方法有哪些？

衡量一个催化剂的催化效能采用催化活性来表示。催化活性是催化剂对反应速度影响的程度，是判断催化剂效能高低的标准。

对于固体催化剂的催化活性，多采用以下几种表示方法：

①催化剂的比活性。催化剂比活性常用表面比活性或体积比活性表示，即所测定的反应速度常数与催化剂表面积或催化剂体积之比表示。②反应速率表示法。反应速率表示法即用单位时间内反应物或产物的量的摩尔数变化来表示。③工业上常用转化率来表示催化剂活性。即在一定反应条件下，已转化掉反应物的量（n A）占进料量（n AO）的百分数。④用每小时每升催化剂所得到的产物重量的数值，即空速时的量Y V+T来表示活性。

上述③、④活性表示法，都是生产上常用的，除此之外，还有用在一定反应条件下反应后某一组分的残余量来表示催化剂活性，例如烃类蒸汽转化反应中用出口气残余甲烷量表示。这些方法直观但不确切，因为它们不但和催化剂的化学组成、物理结构、制备的条件有关，并且也和操作条件有关。但由于直观简便，所以工业上经常采用。

9、加氢裂化催化剂的分类？

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