炼油基础知识

第一章 炼油基础知识

第1题 什么是石油？石油的一般性质是什么？

答：石油主要是由碳、氢两种元素组成的化合物的混合物。

天然石油又称原油。原油是淡黄色到黑色、流动或半流动的、带有浓烈气味的粘稠液体，比重一般都小于1，但世界各地所产原油从外观到性质都有不同程度的差异。从颜色看，绝大多数原油都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、暗褐色；从凝固点来看也有很大差异，我国沈北混合原油高达54℃，而新疆克拉玛依原油则低于-50℃。 第2题 石油由哪些主要元素组成？石油中各元素组成的大致含量是多少？

答：石油的主要元素是碳(C)和氢(H),它们占元素总量的96～99％。其中碳元素含量占83～87％，氢元素占11～14％；其次，含有硫、氮、氧，它们在石油中总含量占1～4％；再就是微量的重金属元素，如钒V、镍Ni、钠Na、铜Cu、铁Fe、铅Pb??，其含量只有ppm级；以及微量的非金属元素，如砷As、磷P、氯Cl??，其含量只有ppm级或ppb级。

第3题 石油馏份中烃类分布有何规律？

答：汽油馏份（低于200℃）中，含有C6～C11的正构烷烃及异构烷烃、单环环烷烃及单环芳香烃；煤油、柴油馏份（200～350℃）中，含有C11～C20的正构烷烃及异构烷烃，单环环烷烃及双环、三环环烷烃以及单环、双环和三环芳香烃；蜡油馏份（350～520℃）中，含有C20～C36的正构烷烃及异构烷烃，单环、双环及三环以上的环烷烃和芳香烃。 第4题 简述石油中的烃类的组成?

答：石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃以及在分子中兼有这三类烃结构的混合烃构成。

第5题 简述石油中的非烃类的组成?

答：石油中的非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物以及胶状沥青状物质。 第6题 简述石油中的硫化物的分布?

答：通常将含硫量高于2.0%(wt)的石油称为高硫石油，低于0.5%(wt)的称为低硫石油，介于0.5～2.0%(wt)之间的称为含硫石油。我国原油大多属于低硫石油（如大庆原油等）和含硫石油（如孤岛原油等）。硫在石油馏份中的分布一般是随着石油馏份沸程的升高

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而增加。大部分硫均集中在重馏份和渣油中。 第7题 原油中硫以什么形态存在？

答：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，大部分集中在重馏份和渣油中。硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫（S）、硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环硫醚、噻吩及其同系物。 第8题 什么是活性硫化物和非活性硫化物？

答：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，但经受热分解后一些非活性硫化物将会转变成活性硫化物。 第9题 什么叫石油酸？

答：石油中的酸性含氧化合物包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等，它们总称为石油酸。

第10题 什么是酸度？

答：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。 第11题 什么是酸值？

答：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。

第12题 原油中氧以什么形态存在？

答：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。

环烷酸在原油馏份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，而在低沸轻馏分以及高沸重馏分中环烷酸含量比较低。 第13题 原油中氮以什么形态存在？

答：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。

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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（HClO4）在醋酸溶液中滴定的氮化物，非碱性氮化物则不能。

第14题 石油中胶质和沥青质分布怎样？

答：胶质从煤油馏份中开始，随馏份沸点的升高，其含量不断增加，渣油中含量最大，沥青质全部集中在渣油中。

第15题 简述硫化物、氮化物、氧化物和胶质对石油加工及产品的影响？ 答：（1）硫化物：

①石油炼制时各种硫化物受热产生的H2S与水共存时，对金属设备造成严重腐蚀。 ②产品使用时，含硫化物对零部件造成腐蚀。

③炼厂在加工过程中生成恶臭、有毒气体H2S，造成污染，危害健康。 （2）氧化物：有强烈的腐蚀性，严重腐蚀设备。

（3）氮化物：氮化物对加工产品都有一定影响。碱性氮化物能使某些催化剂中毒；油品储存中氮化物与空气接触氧化生胶，而使油品颜色变深，气味变臭，降低油品安定性。

（4）胶质沥青质：能降低润滑油粘度指数，易积炭堵塞管路。 第16题 什么是油品的比重和密度？有何意义？

答：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kg/m3。

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d20 4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：d20 4＝dt 4+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d15.6 15.6，再换算成d20 4，也可反过来查，将d20 4换算成API度（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

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重。

第17题 什么叫温度？有几种表示方法？其关系如何？

答：温度是定量表示物体冷热程度的物理量。有摄氏温度（℃）、华氏温度（F）、绝对温度（K）。摄氏温度℃=5/9×（华氏温度-32）；绝对温度K=摄氏温度＋273。 第18题 简述油品比重与温度的关系？

答：温度升高，油品受热膨胀，体积增大，比重减小，反之则增大。 第19题 油品比重的测定有几种方法？

答：油品比重的测定方法常用的有三种：比重计法、韦氏天平法和比重瓶法。 第20题 什么是油品的粘度？有何意义？

答：当液体受外力而作层流运动时，在液体分子间存在内摩擦阻力，因而产生一定的粘滞性，分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大。

油品的粘度是指油品在层流状态下反映油品流动性能的指标，常用表示方法有： 动力粘度μ——内摩擦系数，单位是达因·秒/厘米2，常称“泊”，但在实际应用中，常用1/100泊为单位，称“厘泊”。

运动粘度γ——为动力粘度与同温度压力的密度之比，单位是厘米2/秒，称“沲”，沲的1/100称为“厘沲”。

在石油商品规格中还采用各种的条件粘度，如恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等。它们都是用特定仪器，在规定条件下测定。

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。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。

特别要说明的是，油品混合物的粘度是没有可加性的。 第21题 液体粘度、气体粘度随温度变化将如何变化？ 答：液体粘度随温度上升而下降；气体粘度随温度上升而上升。 第22题 什么是油品的馏程？有何意义？

答：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。

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在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终馏点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”）来表示其规格的。

我们可以从馏程数据来判断油品轻重馏份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启动性能。过高则冷车不易启动，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份含量。 第23题 什么是油品的闪点？有何意义？

答：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。

第24题 什么是油品的燃点？

答：在规定试验条件下，油品蒸汽和空气混合物在接近火焰时着火并持续燃烧至少5秒钟所需的最低温度，以℃表示。 第25题 什么是油品的自燃点？

答：在规定试验条件下，当油品在没有火焰时而自行着火的最低温度。 第26题 表明油品易燃、易爆性的特征指标有哪些？

答：石油产品（包括原油本身）都是易燃易爆物，这些特性往往以闪点、燃点、自燃点、爆炸极限来衡量，它们对油品生产、储运及使用过程中的安全有着密切的关系。 第27题 什么叫油品的凝点？

答：油品的凝点是在一定的仪器中，在一定的试验条件下，油品失掉流动性时的温度。而所谓丧失流动性，也完全是条件性的。当油品冷却到某一温度，并将储油的试管倾斜成45o,若1分钟后，肉眼看不出管内液面位置有所移动，此时油品就看作是凝固了，产生这种现象的最高温度，就称为此油品的凝点。 第28题 什么叫蒸汽压？

答：蒸汽压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸汽压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸汽压愈高的液体

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馏点都控制在300℃以下。

各种烃类的燃烧的安全度的高低顺序为：正构烷烃>异构烷烃>单环环烷烃>双环环烷烃>单环芳烃>双环芳烃。

第57题 什么叫喷气燃料生产积炭的倾向？

答：喷气燃料在燃烧过程中会产生炭质微粒，炭质微粒集聚在喷嘴、火焰筒壁上面，会使火焰筒壁因为受热不均匀而发生变形，甚至产生裂纹，而且火焰筒壁上面的剥落的积炭碎片进入涡轮擦伤叶片。表征积炭倾向的指标有烟点、辉光值、喷气燃料的腐蚀性。喷气燃料的腐蚀主要是指喷气燃料对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀，对金属材料有腐蚀作用的主要是燃料中的含氧、含硫化合物和水分。需要注意的是喷气发动机的高压燃料油泵一般采用了镀银机件，而银对于硫化物的腐蚀极为敏感，因此，喷气燃料质量标准中除了规定了酸度、水溶性酸或碱、含硫量、硫醇硫含量、铜片腐蚀等指标外，还增加了银片腐蚀试验。

第58题 什么叫汽油？其基本性质有哪些？

答：汽油的沸点范围（又称馏程）为30～205℃，密度为0.70～0.78g/cm3，商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分，标记为辛烷值70、80、90或更高。

主要性能包括馏程、饱和蒸汽压、汽油的安定性能、汽油的抗爆震性能及汽油的腐蚀性。

第59题 汽油的饱和蒸汽压反映了汽油的什么性能？

答：它是衡量汽油在汽油机燃料供给系统中是否易于产生气阻的指标，同时还相应衡量汽油在储存和运输中的损耗指标。汽油的饱和蒸汽压越大，蒸发性能就越强，这样发动机就越有利于冷启动。同样产生气阻的可能性就越大，蒸发损耗也就越大。 第60题 什么是汽油的安定性能？

答：汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力叫做汽油的氧化安定性。安定性能不好的汽油，在储存和输送的过程中容易发生氧化反应，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至会产生沉淀。评定汽油安定性的指标：

碘值或溴价―利用碘或溴和不饱和烃分子中的双键进行加成反应，以测定不饱和烃的含量。它是以100g样品消耗的碘或溴的质量来表示，碘值或溴价越大说明其中不饱和烃含量就越多，汽油的安定性就越差，表示为gBr/100g或gI/100g。

实际胶质―这是指在150℃下，用热空气吹过汽油表面使它蒸干，所留下的棕色或

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黄色的残余物，实际胶质是指以100ml试油中所得的残余物的质量来表示的，它一般是用来说明汽油在进气道及进气阀上面可能生成的沉积物的倾向。

诱导期―把一定量的油样放入标准的钢筒中，充入氧气值0.7MPa压力，然后放入100℃的水中。氧化初期，由于反应速度很慢，耗氧量少，氧压基本不变。经过一定的时间后，氧化反应加速，耗氧量明显增加，氧压也明显下降，从油样放入100℃的水中开始到氧压明显下降所经历的时间为诱导期，以分钟表示，我国车用汽油的诱导期一般不超过480min。诱导期较长的汽油在储存中胶质的增长速度较慢，比较适合长期储存。 第61题 什么是汽油的抗爆震性能？

答：爆震是汽油机的一种不正常的燃烧，发生在燃烧的后期，当火花塞点火后，随着最初形成的火焰中心在气缸中传播，未燃部分的混合气受已燃气体的压缩和火焰的辐射，温度压力急剧升高，其氧化反应加速，过氧化物急剧分解，分解链急增，以至在最初形成的火焰前锋未到达之前，未燃的混合气局部温度已经超过其自燃点，从而发生爆炸性燃烧。在发动机内便有两个或两个以上的火焰中心，并且从这些中心以100～1000m/s的速率传播火焰，并且迅速将混合气体燃烧完毕。汽油的抗爆指数是用辛烷值（ON）来表示的，它是在标准的试验用可变压缩比单缸的汽油压缩机中，将待测试样与标准燃料试样进行对比试验而测得，所用的标准燃料是异辛烷、正庚烷及其混合物，人为的规定抗爆指数较好的异辛烷的辛烷值为100、正庚烷的辛烷值为0，两者的混合物则以其中的异辛烷的百分数为其辛烷值。测定油品的辛烷值时，是将待测试样与一系列的辛烷值不同的标准燃料在标准的试验用单缸汽油发动机上进行比较，与所测汽油的爆震强度相等的标准燃料的辛烷值也就是所测得汽油的辛烷值。车用汽油的辛烷值的测定方法有两种，即马达法MON和研究法RON。 第62题 为什么要控制汽油的腐蚀性？

答：汽油在运输的过程中均与金属接触，为此要求控制汽油及其产物对金属的腐蚀性。汽油中会引起腐蚀的物质的主要有硫和含硫化合物、有机酸和水溶性酸或碱等。 第63题 什么叫MON、RON和抗爆指数？

答：汽油的抗爆性用辛烷值表示。评定辛烷值的方法有马达法和研究法两种，评定用的发动机转速分别为900r/min和600r/min。马达法辛烷值（MON）表示高转速时汽油的抗爆性，研究法辛烷值（RON）表示低转速时汽油的抗爆性。上述两种辛烷值都不能全面地反映车辆运行中燃料的抗爆性能，因此提出了计算车辆运行中抗爆性能的经验关系通

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式：抗爆指数=K1·RON + K2·MON + K3。K1、K2、K3为系数，对不同类型的车辆是不同的，这与发动机的运转特性和运转条件有关，它们都是通过典型的道路试验来确定的。一般简化式，采用总车辆数的平均抗爆性能。通常K1=0.5，K2=0.5，K3=0，即抗爆指数=（RON+MON）/2。

第64题 汽油的初馏点和10%馏出温度说明了什么？

答：汽油的初馏点和10%馏出温度，说明了汽油在发动机中的启动性能。如10%馏出温度过高，在冬季严寒地区使用这种汽油时，汽车启动就有困难。 第65题 汽油的50%馏出温度说明了什么？

答：汽油的50%馏出温度说明了汽油在发动机中的加速性能。若这一馏出温度过高，当发动机由低速骤然变为高速而需要加大油门增加进油量时，燃料就会来不及完全气化，使燃烧不完全，甚至燃烧不起来，发动机就不能发出需要的功率。50%点温度对发动机的启动、预热也有较大影响。

第66题 汽油的90%馏出温度和干点说明了什么？

答：90%馏出温度说明了汽油在发动机中蒸发完全的程度。这个温度过高，说明重质成份过多，其结果是降低发动机的功率和经济性。 第67题 什么是柴油？

答：柴油的沸点范围有180～370℃和350～410℃两类。对石油及其加工产品，通常按沸点或沸点范围的低和高分为轻、重组分，故前者称为轻柴油，后者称为重柴油。商品柴油按凝固点分级，如0、-10、10、-20、-35等，表示低使用温度。柴油广泛用于大型车辆、船舰。由于高速柴油机（汽车用）比汽油机省油，柴油需求量增长速度大于汽油，一些小型汽车也改用柴油。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。燃烧性能用十六烷值表示，十六烷值愈高愈好。大庆原油制成的柴油十六烷值可达68。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为42～55，低速的在35以下。 第68题 什么叫柴油的蒸发性？

答：柴油机内可燃混合气形成的速度主要由柴油的蒸发速度决定，而柴油蒸发速度的快慢，又由燃烧室内空气温度的高低和柴油馏份的轻重所决定。温度越高，轻馏份越多，则蒸发速度越快。柴油机的转速越快，它的每一工作循环的时间越短，要求柴油的蒸发速度越快，所用的馏份也就应该越轻。

评定柴油蒸发性的指标有：

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（1）馏程：柴油的馏程是按GB/T6536规定的方法测定的，主要的项目是50%和90%馏出温度；

（2）闪点：闪点是指石油产品在规定的条件下，加热到其蒸汽和空气的混合物与火焰接触时会发生瞬间燃烧现象的最低温度。 第69题 什么叫柴油的流动性？ 答：柴油的流动性由以下两点评定：

（1）凝点：凝点是在规定的实验条件下，试样开始失去流动性的温度； （2）冷滤点：冷滤点是指按照SH/T0248规定的测定条件，当试油通过过滤器的流量每分钟不足20ml时的最高温度。 第70题 什么叫十六烷值？

答：评定柴油着火性能的一种指标。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际值。当试样的着火性能和在同一条件下用来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，燃烧性能和低温起动性能也越好，但沸点、凝点将升高。

十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指标。十六烷值高，表明该燃料在柴油机中发火性能好，滞燃期短，燃烧均匀且完全，发动机工作平稳。十六烷值低则表明燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态恶劣。但十六烷值过高，也将会由于局部不完全燃烧，而产生少量黑色排烟，不同转速的柴油机对柴油的十六烷值有不同的要求。

第71题 为什么要规定柴油的350℃的馏出量？

答：馏份组成较轻的燃料的蒸发速度快，这对于高速柴油机是有利的。馏份较重的燃料因喷入燃烧室后，未能很快气化和形成可燃混合物，因而燃烧将在膨胀行程中继续进行。而且未蒸发的油滴还会裂解产生一部分气体烃和难于燃烧的炭粒，使积炭量和燃料消耗量增加，经济性降低。因此，从改善起动性能考虑，以使用馏份组成较轻的燃料为宜。但是，馏份组成太轻也是有害的，因为在自燃开始的瞬间，如果所有喷出的燃料都同时燃烧，结果使燃烧第二阶段——急燃期的压力增长率过大，容易引起发动机爆震，所以燃料的着火落后期过长及使用过轻的燃料都将容易引起爆震。各种柴油机的馏份组成是

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根据柴油机的转速和使用条件决定的。我国统一标准规定，轻柴油（适用于1000r/min以上的高速柴油机）的馏程为300℃的馏份馏出量不小于50%，350℃馏出量不小于85～95%。

第72题 柴油的牌号用什么表示？轻柴油有哪几种牌号？

答：柴油的牌号用凝固点来表示。凝固点0℃就是0号柴油，轻柴油牌号有10号、0号、-10号、-20号、-35号。 第73题 什么叫柴油的安定性？

答：柴油的安定性是指柴油的化学稳定性，即在储存过程中抗氧化性能的大小。柴油中含有不饱和烃，特别是二烯烃，发生氧化反应后导致颜色变深，气味难闻，甚至产生一种胶状物质沉淀。

第74题 何谓初馏点、干点？

答：初馏点（IBP）：油品在恩氏蒸馏仪中，受热蒸发馏出第一滴油时的气相温度。

干点（EP）：当油品蒸馏到最后达到最高气相温度称为终馏点或干点。 第75题 什么叫浊点？

答：轻质油品在试验条件下冷却，开始出现浑浊时的最高温度称为浊点；继续将试油冷却直到油中出现肉眼能看见的结晶体时的最高温度称为结晶点。 第76题 什么叫倾点？

答：表示油品低温流动性指标，当试管内油品保持在水平位置5秒钟而不流动的温度再加上3℃（英国、美国）或2.5℃（日本）即作为该油品倾点。 第77题 什么叫“相”？

答：所谓“相”就是指系统（体系）中的物质具有相同物理和化学性质完全均匀的部分。呈气态的相称气相，呈液态的相称液相。 第78题 什么叫“相平衡”？

答：所谓“相平衡”，就是指体系的性质不随时间的变化而发生变化。在这种状态下，液相表面分子不断逸出进入气相和气相分子不断进入液相的分子数是相等的，是动态的，所以这种状态的保持也是相对的、暂时的、有条件的。一旦条件变化，平衡状态也将打破。从理论上讲真正的平衡状态是达不到的，除非传质面积无限大、传质时间无限长。一般认为系统稳定时，就认为是达到了相平衡。 第79题 什么叫蒸发？

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答：任何液体内部分子都在不停地运动着，分子运动的速度受外界条件影响很大，靠近液面的分子，由于受热运动速度快，就有可能克服相邻分子的吸引力跑到液面之上的空间，这就是蒸发。 第80题 什么叫冷凝？

答：任何液体在受热蒸发过程中，如果发生在密闭的容器中，则蒸发出来的分子不逸散，而是聚集在液体表面上的空间，形成一个气相，气相中的分子也是不停地运动，有一些分子还能跑回到液相中去，这就是冷凝。 第81题 冷凝与冷却有什么区别？ 答：冷凝有相变，冷却无相变。

第82题 传热的基本方式与特征是什么？ 答：传热的基本方式有热传导、对流和辐射三种。

（1）热传导的特征：物体中温度较高部分的分子因振动而与相邻的分子碰撞，并将能量的一部分传给后者，这样，热量就从物体的一部分传到另一部分叫热传导，物体的分子不发生相对位移；

（2）对流传热的特征：在流体中，由于流体质点的移动，将热能由一处传到另一处的传热叫对流传热。在对流传热中，亦伴随流体质点的热传导，但主要是由于流体质点位置的变动；

（3）辐射的特征：是一种以电磁波形式传播能量的现象。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，当遇到另一个物体时，则部分或者全部地被吸收，又重新转变为热能。

第83题 传热系数的物理意义是什么？

答：传热系数K的物理意义指流体在单位面积和单位时间内，温度每变化一度所传递的热量，即：

k?Q

F??tm式中：Q—传热速度，W；F—传热面积，m2；⊿tm—平均温差，℃； 第84题 什么是稳定传热？

答：在传热过程中，若参与传热的两种流体在各部分的温度不随时间变化的情况下的传热。在正常的连续生产中，各换热器的传热都是稳定传热。 第85题 什么叫流量？

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答：单位时间内通过管道任一截面的流体量，称为流量。流量通常用体积流量和质量流量来表示。

符号表示一般分为：V——体积流量，m3/s m——质量流量，kg/s 第86题 什么叫稳定流动？

答：流体在管道中流动时，任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随位置而变化，不随时间而变化，这种流动称为稳定流动。

第87题 流体在管内有哪几种基本流动形态？如何判定？

答：流体在管内流动一般分为层流和湍流两大类型，介于两者之间称为过渡流，它是一种由层流过渡到湍流的一种过渡暂存的状态。

通过雷诺试验可知：当雷诺系数Re<2000时流动状态为层流，Re≥4000是流动状态为湍流。因此把2000作为Re的下临界值，4000作为Re的上临界值，Re表示流体所处的状态。

第88题 什么叫环烷烃？

答：环烷烃的单环分子通式为CnH2n。分子中碳原子相互连接成环状结构。命名法和烷烃相似，选择碳环为主环，环上取代基的位置可用环上碳原子的位次表示。 第89题 什么叫烷烃？表示方法是怎样的？

答：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“-CH2-”原子团，因此这一类烃的通式可以用CnH2n+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个以下的用甲、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。 第90题 什么叫烯烃？它的表示方法如何？

答：分子结构式中含有一个双键的叫烯烃，分子通式为CnH2n。含有二个双键的叫二烯烃，分子通式为CnH2n-2。

第91题 什么是流体的压强？

答：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。国际制单位为帕斯卡（Pa=N/m2），

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1MPa=106Pa。工程上还常用液柱高度来表示液体压强，其意义是作用于单位面积上的压力与一定高度的液体重量相等。 第92题 压强的表示分类有哪几种？

答：压强的表示方法：绝对压强、表压强、真空度。 第93题 什么是绝对压强？

答：绝对压强是以绝对零压作为起点计算的压强。通常大气压强为0.1MPa。 第94题 什么是表压强？

答：表压强是以大气压强为起点计算的压强，即用测压仪表所测得的压强。常用压力表所显示的读数并非表内压力的实际值，而是表内压力比表外大气压力高出的值。若表内、外压力相等，则压力表的读数为零。表压强=绝对压强－大气压强。 第95题 什么是真空度？

答：真空度是当被测流体的绝对压强小于外界大气压强时，用真空表测量的。真空度=大气压强－绝对压强。

第96题 什么叫公称直径、公称压力、试验压力和操作压力？

答：公称直径是为了设计、制造、安装和检修的方便而人为地规定的一种标准直径DN。公称压力是为了设计制造和使用方便而人为地规定的一种标准压力PN。

试验压力是对设备和管线进行水压强度和密封性试验而规定的一种压力Ps。操作压力就是实际操作时的压力P。 第97题 压力表的选用有什么要求？

答：最大压力值不应超过满量程的3/4，被测量压力的最小值不应低于满量程的1/3。 第98题 什么是物料衡算？

答：物料衡算的根据是质量守恒定律。由此可得，进入任何过程的物料质量，必须等于从该过程离开的物料质量与积存于该过程中的物料质量之和：

输入=输出+积存

很多情况下，过程进行中无物料积存，此过程称为稳定过程。此种情况下的物料衡算关系便简化为：

输入=输出 第99题 什么是热量衡算？

答：能量衡算的根据是能量守恒定律。对于稳定过程，有“输入=输出”，这个关系若

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针对焓来运用，所作的衡算即为热量衡算。

热量衡算中需要考虑的项目是进出设备的物料本身的焓与从外界加入或向外界送出的热，有化学反应时则还包括反应所吸收或放出的热。 第100题 什么叫残炭（康氏残炭法）？

答：残炭是指石油产品经过蒸发和热解后所形成的炭质残余物，它不完全是炭而是一种会进一步热解变化的焦炭。把已经称重的试样放到坩埚内进行分解蒸馏，残余物经过强烈加热一定时间进行裂化和焦化反应，在规定的时间结束后，将盛有炭质残余物的坩埚置于一个冷却器中冷却并且称重，计算残炭值。试样或10％蒸余物的康氏残炭值X（％）质量/质量按照下式计算：

X?m1?100 m0式中：m1：残炭的质量 m0：试样的质量 第101题 什么叫铜片腐蚀？

答：铜片失泽试验评定石油产品（包括润滑油）腐蚀性的相对程度。将一块已磨光好的铜片浸没在 30mL的油样中，并按产品标准要求加热到指定的温度。待试验周期结束后， 检查铜片的腐蚀程度，与ASTM腐蚀标准色板进行比较，从1－4确定腐蚀级别。 第102题 什么叫烟点？

答：烟点是指在一个标准的灯具内，在规定条件下燃烧时无烟火焰的最大高度，以mm表示。主要方法是：将试样在酒精灯内燃烧，火焰高度的变化反映在毫米刻度尺背景上，测量时把灯芯升高到出现有烟的火焰，再降低到烟尾刚刚消失的一点，这点火焰高度为试样的烟点。

第103题 什么叫辉光值？

答：当燃料的生炭性强时，其燃气流中的炭粒就多，炽热的炭粒能够使火焰的亮度增加，热辐射加强，辉光值是指在一定的火焰强度下将试验燃料和两个标准燃料分别在灯中燃烧，比较火焰的温度升高（温升）多少而得出的，生炭性强的燃料，达到同样辐射强度的火焰的温升小，辉光值也小，生炭小的燃料，火焰温升大，辉光值也大，对于碳数相同的烃类而言，烷烃的辉光值最大，环烷烃居中，芳烃的最小，在测定时，人为规定一种标准燃料四氢萘的辉光值为零，另外一种标准异辛烷的辉光值为100，试样的辉光值是由四氢萘、异辛烷两者比较得到的，其计算式如下：

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?T??T1辉光值＝3?100?T2??T1

式中：ΔT1、ΔT2及ΔT3分别表示燃烧四氢萘、异辛烷及试样时的温升。我国规定喷气燃料的辉光值不小于45。 第104题 什么叫实际胶质？

答：燃料在储存过程中容易发生变化的质量指标有胶质、酸度及颜色。胶质增加的原因是由于其中含有少量不稳定成分。在高温的条件下燃料中的不安定组分更容易氧化而生成胶质和沉积物，会使过滤器堵塞并且使喷射的燃料分布不均，引起燃烧不完全。主要方法是将25ml试样在规定的仪器、温度和空气流中蒸发，再把所得的残渣称重，并以100ml试样中所含胶质实际毫克数表示。 第105题 什么叫灰份？

答：用无灰滤纸作为引火芯，点燃放在一个适当容器中的试样，使其燃烧只剩下灰份和残留的碳，再使炭质化合物在775℃高温炉中加热转化为灰份，然后冷却并且称重。

计算：

X?G1?100G

式中：

G1――灰份的质量，g G――试样的质量，g 第106题 什么叫芳烃潜含量？

答：指原料油中碳六至碳八环烷烃全部脱氢转化为相应的芳烃的重量与原料重量的百分比，再加上原有原料油中的芳烃重量百分数。它是重整原料油的特性指标。 第107题 什么叫苯胺点？

答：石油产品和等体积的苯胺混合，加热至两者能互相溶解成均一液相时的最低温度。各种烃类在苯胺中的溶解度不同，芳烃最容易，环烷烃次之，烷烃最差。即芳烃的苯胺点最低，环烷烃次之，烷烃最高。利用苯胺点可以算出轻质油品中芳烃含量、柴油指数和轻质油的低发热值。

第108题 什么叫特性因数？有何意义？

答：特性因数（K）是表示石油或石油产品的化学性质的一种指数，按下式计算：

3??1.216?Tv第 20 页 共 320页

15.6d15.6

式中：K－石油或产品特性因数；

Tv－石油或产品的立方平均沸点（K）；

15.6d15.6－石油或石油产品比重。

特性因数用“K”表示，K值高说明了烷烃含量多，K值低说明芳烃含量高。特性因数可用于原油的分类和评价，还可以用于油品其它物理性质的求定。例如：粘度、蒸发潜热、热焓等。

第109题 什么是胶质、沥青质？

答：胶质通常是褐色至暗褐色的粘稠而流动性很差的液体，密度稍大于1，平均分子量（蒸汽压平衡法）一般为1000～2000，氢碳比（H/C）一般在1.4～1.7。沥青质是原油中分子量最高的物质，为无定形的脆性固体，不溶于低分子烷烃，分子量约为2000～6000，氢碳比（H/C）一般在1.1～1.4。尽管胶质与沥青质存在差别，但二者并没有截然的不同，从胶质到沥青质只是一个渐变过程，普遍认为沥青质是胶质的缩合物。 第110题 ppm、ppb的意义？ 答：ppm、ppb都是浓度单位

ppm=百万分之一＝10-6 ppb=十亿分之一＝10-9

第111题 腐蚀的定义？按其机理可分哪两类？

答：材料或设备，受环境影响而发生的一切变质、失效以及除了纯机械性破坏以外的材料(包括金属和非金属材料)破坏现象，称为腐蚀。按腐蚀机理可分：化学腐蚀和电化学腐蚀。

第112题 试述晶间腐蚀的机理？

答：如一种金属，晶界非常活泼，在晶界或邻近区产生局部腐蚀，而晶粒的腐蚀则相对很小，这就是晶间腐蚀。晶间腐蚀使金属碎裂(晶粒脱裂)，同时使金属丧失强度。晶间腐蚀是由晶界的杂质或晶界区某一合金元素的增多或减少而引起的。 第113题 什么叫应力腐蚀？它是怎样产生的？有什么预防措施？

答：金属材料在静拉应力和腐蚀介质同时作用下所引起的破坏作用，称应力腐蚀。

产生应力腐蚀的原因，首先是由于内应力使钢材增加了内能，处于应力状态下的钢材的化学稳定性必然会降低，从而降低了电极电位，内应力愈大，化学稳定性越差，电

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极电位愈低，所以，应力大的区域就成为阳极，其次应力(特别是拉应力)破坏了金属表面的保护膜，钝化膜破坏后形成的裂纹，裂纹处就成为阴极，其它无应力的区域就成为阴极，形成腐蚀电池，加速腐蚀，奥氏体不锈钢对应力腐蚀是比较敏感的，较易发生，这可能是和它容易产生滑移及孪晶有关。在滑移带和孪晶界应力集中，易受腐蚀破坏，裂缝一般都是穿晶的，也有在晶间发生的。由于这种应力腐蚀所产生的裂纹呈刀口状，所以也称“刀口腐蚀”。奥氏体不锈钢形成刀口腐蚀的原因，除了焊缝的不均匀应力以外，还由于焊后的冷却过程中，从奥氏体中析出了铬的碳化物，使晶界贫铬。刀口腐蚀就发生焊缝区域或热影响区，而热影响区内某一段的温度很可能就是奥氏体中铬的碳化物析出的敏化温度(450℃—850℃)，这样就使得晶界贫铬，发生晶间裂缝。在有“C1-”存在时，18—8型奥氏体不锈钢产生的点蚀，也是应力腐蚀中的一种特殊情况。

防止应力腐蚀的方法有以下几种：

（1）利用热处理，消除焊接和冷加工过程中的残余应力，以及进行稳定化和固溶处理。

（2）采用超低碳(<0.03％)不锈钢或用含铌、钛稳定的不锈钢，焊接时采用超低碳或含铌的焊条进行焊接。

（3）设计合理的结构，避免产生应力集中区域。 第114题 试述应力腐蚀破裂的机理？

答：材料在腐蚀与拉应力的同时作用下产生的破裂，称为应力腐蚀破裂(SCC)。影响应力腐蚀破裂的重要变量是温度、介质成分、材料成分和组织结构、应力、破裂方向。一般与作用应力垂直，应力增大，则发生破裂的时间缩短。应力来源于外加应力、焊接和冷加工等产生的残余应力、热应力等。 第115题 试述氢致开裂的机理？

答：在炼油工业的汽油稳定蒸馏塔顶冷凝器、加氢脱硫装置的成品冷却器、汽提塔塔 顶冷凝器及油田集输油管线，由于碳钢及低合金钢暴露在含硫化氢的环境中时，因腐蚀而生成的氢侵入钢中，局部聚集，致使在钢材轧制方向发生台阶状开裂的现象，称为氢致开裂，也表现为鼓泡。氢致开裂的机理：当钢浸渍在含硫化氢的环境中，因腐蚀而产生的氢便渗入钢中，原子状氢扩散到达非金属夹杂物等界面，在其缺陷部位转变为分子氢，提高了空洞的内压，据说其压力可达104MPa，在压力作用下，沿夹杂物或偏析区呈线状或台阶状扩展开裂。

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第116题 硫化氢腐蚀过程是怎样的？影响因素有哪些？如何防止？

答：由于原料含有硫，并且在催化剂预硫化中注入硫。 因此在氢气存在的情况下，就要生成硫化氢，产生H2S腐蚀。其原理见下式：

Fe＋H2S→FeS＋H2

FeS在富氢的环境中，由于原子氢能不断侵入其中，造成FeS层疏松多孔，易剥落，不能起到保护作用，使得金属原子能和硫化氢介质互相扩散渗透，H2S的腐蚀能不断的进行。这对反应器，换热器及炉子危害极大。

（1）H2S的浓度：当H2S浓度在0～1％(体)之间时，腐蚀率有明显的增加，但浓度大于1％以后，腐蚀率都能稳定在一个水平。

（2）合金元素的影响：在富氢(H2>75％)环境中，当H2S浓度大于1.0％ (体)，温度高于320℃时，合金组成对腐蚀率影响很大，在同样苛刻的条件下，钢材的含铬量不应低于17～18％。

（3）温度的影响：温度对硫化氢腐蚀的影响最大。温度越高，腐蚀越大。 防止办法有：

（1）降低循环氢中的H2S浓度。

（2）采用抗H2S腐蚀的钢材，如用不锈钢。 （3）选用不锈钢衬里或钢材表面渗铝。

第117题 什么是氢腐蚀？什么叫潜伏期？影响氢腐蚀的因素有哪些？如何防止？ 答：在高温高压下，氢分子会分解成为原子氢或离子氢。它们的原子半径十分微小，可以在压力作用通过金属晶格和晶界向钢内扩散，这些氢和钢材中的碳产生化学反应，生成甲烷，即： Fe3C＋2H2→3Fe＋CH4，并且使钢材脱碳，使其机械性能下降。而甲烷在钢中的扩散能力小，就会在晶界原有的微观孔隙(或亚微观孔隙)内结聚，形成局部高压，造成应力集中。使晶界变宽，发展为内部裂纹，这些裂纹起先很小，但到后来越来越多，形成网络，使钢的强度和韧性有明显的下降。再加上由于钢材脱碳造成的机械性能下降，导致钢材变脆或突然破裂，这就是氢腐蚀。

钢材承受氢腐蚀，破坏往往是不突然发生的，而经历一个过程。在这个过程中，钢材的机械性能无一个明显的变化。这个过程就称为潜伏期或孕育期。潜伏期的长短与钢材的类型和暴露的条件有关，条件苛刻，潜伏期就短，有的甚至几小时就破坏。在温度压力较低的条件下，潜伏期就可能很长，可以使用很长一段时间。潜伏期的长短，决定

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了钢材在氢气中的安全年限。

影响氢腐蚀的因素很多，主要有：

（1）操作条件：氢分压和温度越高，氢腐蚀速度越快。

（2）钢材的化学组成：加入能与碳形成稳定碳化物的合金元素。如Cr、Ti、Mo、V、Mn等，可大大提高钢材的抗氢腐蚀能力。

（3）加工条件：淬火。回火可细化组织，提高钢的抗氢腐蚀能力。 （4）应力影响。

（5）固溶体中碳和原子氢的含量等。 防止腐蚀的措施有：

（1）采用内保温，降低筒壁温度。 （2）采用耐氢蚀的合金钢作反应器筒体。 （3）采用抗氢蚀的衬里(如18—8不锈钢)。 第118题 热传递的三种基本方式是什么？ 答：热传递的三种基本方式：传导、对流和辐射。

热传导：物体上的两部分连续存在着温度差，则热将从高温部分自动地流向低温部分，直至整个物体各部分的温度相同为止，此种传热方式为热传导。 对流传热：指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。 辐射传热：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。 第119题 生产装置内的水冷器为什么要用循环水而不用新鲜水？

答：（1）节约用水；（2）循环水是经过加药处理的，它可以阻止结垢，防止设备腐蚀和减少污垢沉积、微生物生长。 第120题 何谓气密试验？

答：用N2或空气分别将各个部分充到操作压力，然后用肥皂水对各密封点，如法兰、阀门大盖和盘根等进行仔细检查观察有无泄漏处，并作好记录，观察压降。 第121题 润滑油的作用是什么？

答：润滑油具有润滑、冷却、冲洗、密封、减振、卸荷、保护作用。 第122题 法兰密封原理是什么？

答：两片法兰间的表面总是粗糙不平的，若在其间放一较软的垫片，用螺栓拧紧，使垫片受压产生变形，填满两密封的凹凸不平的间隙，就可阻止介质漏出，达到密封的目的。

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第123题 常用的管子按材质分为哪几种？

答：按材质分为铸铁管、碳钢管、合金钢管、有色金属管和非金属管等。 第124题 硫化亚铁为什么会自燃，如何防止？

答：由于硫化亚铁化学性质不稳定，遇到氧气（空气）会发生氧化反应，当反应热积累到其自燃点时，硫化亚铁就会发生自燃。

防止的方法是阻止氧气（空气）与硫化亚铁的接触，如发现有硫化亚铁自燃现象，应立采取水冲洗、隔离氧气（空气）等措施，保证设备安全。 第125题 设备上安装安全阀的意义是什么？

答：在生产过程中，由于某种原因，当设备内的压力超出该设备允许的操作压力时，容易引起设备的损坏。为此在设备上安装安全阀，当其压力升至其定压值时，就会自动开启泄压，从而可以保护设备不受损坏。 第126题 单向阀的作用是什么？

答：单向阀又称止回阀，安装在管线上可使液体只向一个方向流动而不能返回，一般安装在两种介质管线的连接处，可以防止流体互相窜入。泵出口安装单向阀，最为常见。 第127题 装置水联运的目的？

答：(1)进一步清洗设备和管线内杂物并鉴定阀门、法兰、管线等有无泄漏现象；

(2)进一步考验机泵的安装质量及运行情况；

(3)检查试验各台流量、液位、压力等控制及指示仪表，考验报警系统是否好用； (4)打通流程，并检查工艺流程走向是否合格； (5)操作人员进行技术练兵为负荷试运做准备。 第128题 分馏塔在操作中应掌握哪三个平衡？

答：精馏塔的操作应掌握物料平衡、气液相平衡和热量平衡。物料平衡指的是单位时间内进塔的物料量应等于离开塔的诸物料量之和。物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是用进料量和塔顶、侧线及塔底出料量来调节的。操作中物料平衡的变化具体反映在塔底液面上。当塔的操作不符合总的物料平衡式时，可以从塔差压的变化上反映出来。物料平衡掌握不好，会使整个塔的操作处于混乱状态，掌握物料平衡是塔操作中的一个关键。如果正常的物料平衡受到破坏，它将影响另两个平衡，即：气液相平衡达不到预期的效果，热平衡也将被破坏而需要重新予以调整。

气液相平衡主要体现了产品的质量及损失情况。它是靠调节塔的操作条件（温度、

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压力）及塔板上气液接触的情况来达到的。只有在温度、压力固定时，才有确定的气液相平衡组成。当温度、压力发生变化时，气液相平衡所决定的组成就发生变化，产品的质量和损失情况也随之发生变化。气液相平衡与物料平衡密切相关，物料平衡掌握好了，塔内上升蒸汽速度合适，气液接触良好，则传热传质效率高，塔板效率也高。当然，温度、压力也随着物料平衡的变化而改变。

热量平衡是指进塔热量和出塔热量的平衡，具体反映在塔顶温度上。热量平衡是物料平衡和气液相平衡得以实现的基础，反过来又依附于它们。

掌握好物料平衡，气液相平衡和热量平衡是精馏操作的关键所在，三个平衡之间相互影响、相互制约。在操作中通常是以控制物料平衡为主，相应调节热量平衡，最终达到气液相平衡的目的。

要保持稳定的塔底液面的平衡必须稳定：(1)进料量和进料温度；(2)塔顶、侧线及塔底抽出量；(3)塔顶压力。

要保持稳定的塔顶温度，必须稳定：(1)进料量和进料温度；(2)顶回流、循环回流及中段回流的量及温度；(3)塔顶压力；(4)汽提蒸汽量；(5)原料及回流不带水。只要密切注意塔顶温度、塔底液面，分析波动原因，及时加以调节，就能掌握塔的三个平衡，保持塔的正常操作。

第129题 原油有哪几种分类法，我国几种典型原油是怎样分类？

答：原油的商品分类可以作为化学分类的补充,在工业上也有一定的参考价值。分类的根据包括：按比重分类、按含硫量分类、按含蜡量分类等。 （l）按原油的比重分类：

原油种类 密度kg／m3 轻质原油 ＜830 中质原油 830—904 重质原油 904—966 特重质原油 ＞966 （2）按原油的含硫量分类：

原油种类 含硫量 低硫原油 ＜0.5％（w） 含硫原油 0.5—2％（w）

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高硫原油 ＞2％（w）

（3）按含蜡量分类：

原油种类 含蜡量

低蜡原油 0.5—2.5％（w） 含蜡原油 2.5—10％（w） 高蜡原油 ＞10％（w）

第130题 原油评价的内容是什么？如何评价我国几种典型原油的性质？

答：原油评价是对原油的一般性质及特点进行一系列化验分析得出的数据和结论。可根据实际需要进行简单评价和综合评价。

（l）原油的一般性质分析：比重、粘度、凝点、含蜡量、沥青质、硅胶、胶质、残炭、水分含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、微量金属及馏程等。

（2）原油的实沸点蒸馏：分析原油窄馏分收率及性质，并绘出原油实沸点曲线。 （3）窄馏份性质测定：将原油切割成汽油、煤油、柴油馏分以及重整原料、裂解原料和裂化原料等馏份，并测定其主要性质，提出原油的不同切割方案。

（4）馏份的族组成测定：进行汽油、柴油和重馏分油的烃族组成分析，进行润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定。

（5）有时为了得到复杂混合物的汽液间的平衡数据，还须进行平衡汽化，并作出平衡汽化时馏出物的产率与温度的关系曲线。 第131题 蒸馏塔板或填料在蒸馏过程中有何作用？

答：蒸馏塔板或填料在蒸馏过程中主要提供汽、液相良好的接触条件，以便于传热、传质过程的进行。在蒸馏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汽相接触，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却，其中重组分被冷凝下来转到回流液体中去。从而使回流液体每经过一块塔板其中重组分含量有所上升，而上升蒸汽每经过一块塔板的作用轻组分含量也有所上升。这就是蒸馏塔板或填料的传质过程也叫做提浓效应。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直接提供的。因此在蒸馏塔板上进行传质过程的同时也进行着热量传递过程。

蒸馏塔板和填料设计的一个重要指导思想是在于提供汽、液相充分接触的传热、传质表面积。面积越大越有利于过程的进行。

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第132题 什么是催化剂的选择性？

答：当化学反应在热力学上可能有几个反应方向时，一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用，这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能，称为催化剂的选择性。

催化剂的选择性主要取决于催化剂的组分、结构及催化反应过程中的工艺条件，如压力、温度、介质等。

第133题 什么是催化剂活性？活性表示方法有哪些？

答：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的影响程度，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，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活性

在一定反应条件下，已转化掉反应物的量（nA）占进料量（nAO）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YV+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。 第134题 催化剂中毒分哪几种？分别叙述

答：催化剂中毒可分为可逆中毒，不可逆中毒和选择中毒。

可逆中毒：毒物在活性中心上吸附或化合时，生成的键强度相对较弱，可以采用适当的方法除去毒物，使催化剂活性恢复，而不会影响催化剂的性质，这种中毒称可逆中毒或暂时中毒。

不可逆中毒：毒物与催化剂活性组分相互作用形成很强的化学键，难以用一般的方法将毒物除去，使催化剂活性恢复，这种中毒叫不可逆中毒或永久中毒。

选择中毒：一个催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力，但对别的反应仍

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具有催化活性，这种现象称为选择中毒。选择中毒有可利用的一面，例如在串联反应中，如果毒物仅使导致后继反应的活性部位中毒，则可使反应停留在中间产物上，获得所希望的高产率的中间产物。

第135题 如何评价催化剂强度的好坏？

答：工业固体催化剂的颗粒应有承受以下几种应力而不致破碎的强度。

（1）它必须经得起在搬运包装桶时引起的磨损和撞击，以及催化剂在装填时能承受从一定高度抛下所受的冲击和碰撞。

（2）催化剂必须承受其自身重量以及气流冲击。

催化剂的强度用压碎强度和耐磨强度来表示。这一般指的是催化剂的机械强度。 许多工业催化剂是以较稳定的氧化态形式出厂，在使用之前要进行还原处理，一般情况下，氧化态的催化剂强度较好，而经过还原之后或在高温、高压和高气流冲刷下长期使用内部结构发生变化而破坏催化剂的强度。为此评价催化剂的强度的好坏，不能只看催化剂的初始机械强度，更重要的是考察催化剂在还原之后，在使用过程中的热态破碎强度和耐磨强度是否能够满足需要。催化剂在使用状态下具有较高的强度才能保证催化剂较长使用寿命。

第136题 什么是催化剂的比表面？简述比表面的重要性。 答：单位质量催化剂所具有的表面叫做比表面。单位是m2/g。

多相催化反应发生在催化剂表面上，所以催化剂比表面的大小会影响到催化剂活性的高低。但是比表面的大小一般并不与催化剂活性直接成比例，因为第一，我们测得的比表面是催化剂的总表面，具有催化活性的面积（活性表面）只占总表面的一部分，为此催化剂的活性还与活性组分在表面上的分散有关；第二，催化剂的比表面绝大部分是颗粒的内表面，孔结构不同，传质过程也不同，尤其是内扩散控制的反应，孔结构直接与表面利用率有关，为此催化剂的活性还与表面利用率有关。

总之，比表面虽不能直接表征催化剂的活性，却能相对反映催化剂活性的高低，是催化剂基本性质之一。

第137题 对于催化剂应要求具备哪几种稳定性？ 答：（1）化学稳定性——保持稳定的化学组成和化合状态。

（2）热稳定性——能在反应条件下，不因受热而破坏其物理—化学状态，同时，在一定的温度变化范围能保持良好的稳定性。

（3）机械稳定性——具有足够的机械强度，保证反应床处于适宜的流体力学条件。

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（4）活性稳定性——对于毒物有足够的抵抗力，有较长的使用周期。 第138题 石油化工生产的特点是什么？

答：(1)工艺上具有高温、高压、深度冷冻的特点。

(2)生产方式上具有高度自动化、连续化、密闭化。 (3)使用的原材料，大多属易燃易爆品。

第139题 蒸汽发生器或锅炉给水为何要用软化水和除氧水？

答：天然水中含有较多钙、镁等离子，它们在高温下会从水中结晶出来，沉积于受热面上形成坚硬的水垢，从而影响传热效果和使用寿命。而软化水和除氧水中只含有微量钙、镁等离子，所以蒸汽发生器或锅炉给水要用软化水和除氧水。 第140题 玻璃板液面计的作用？

答：指示液面，配合仪表液面测量，检查仪表液面测量的准确性，当仪表失灵时，靠玻璃板液面计维持生产。

第141题 换热器的换热方式有几种？

答：(1)并流换热；(2)逆流换热；(3)错流换热；(4)折流换热。 第142题 管线的连接方式分哪几种？

答：(1)螺纹连接；(2)法兰连接；(3)插套连接；(4)焊接。 第143题 装置的三大平衡是什么？ 答：物料平衡、热量平衡、压力平衡。 第144题 什么是汽油的饱和蒸汽压？

答：它是衡量汽油在汽油机燃料供给系统中是否易于产生气阻的指标，同时还相应衡量汽油在汽油机储存运输的损耗指标。汽油的饱和蒸汽压越大，蒸发性能就越强，这样发动机就越有利于冷启动。反之产生气阻的可能性就越大，蒸发损耗也就越大。 第145题 什么叫露点腐蚀?

答：含有水蒸气的气体混合物冷却到露点或露点以下，凝结出水滴附于金属表面，同时气体中有害物质如HCl、H2S、SO2、SO3等溶于水中引起腐蚀。 第146题 什么是循环比？ 答：循环比=循环油量/新鲜原料量 第147题 什么是联合循环比？

答：联合循环比=（新鲜原料量+循环油量）/新鲜原料量 =1+循环比

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第二章 自控仪表知识

第1题 仪表的基本概念？

答：在化工炼油生产过程中，需要对生产过程中的参数进行检测及控制，如（压力、流量、物位、温度及物质成分）并实现生产过程自动化，我们把用来对生产过程中的参数进行检测及控制的技术工具简称为仪表。用来检测生产过程中的参数如（压力、流量、物位、温度及物质成分）的仪表叫检测仪表。

第2题 何谓压力、大气压力、绝对压力、表压力和真空度? 它们之间有什么关系? 答：垂直而均匀地作用在单位面积上的力称为压力。这个“压力”的概念是实际工作中习惯的称呼，严格说来，它应是流体力学中压强的概念。

大气压力：是指地面上空气重量所产生的压力，它随测量地点的海拔高度、地理位置、气象情况的不同而变化。

绝对压力：是指液体、气体或蒸汽作用在单位面积上，包括空气重量所产生的大气压力在内的全部压力，亦即不带条件起算的全压力，或称以零作参考压力的差值。 表压力：也称相对压力，即压力表所指示的压力。因为表压力是绝对压力抵消大气压力后所余的压力，或称以环境大气压力作参考压力的差值，所以表压力等于绝对压力与大气压力之差。 Ｐ表＝Ｐ绝－Ｐ大

真空度：是指绝对压力低于大气压力时，仪表所测得的负表压，这个负的表压就称为真空度。所以，真空度等于大气压力与绝对压力之差。 Ｐ真＝－Ｐ表＝Ｐ大－Ｐ绝

真空度越高，绝对压力越小，真空度为零时，绝对压力等于大气压力，绝对压力为零时的真空度称为绝对真空。

用来测量大气压力的仪表，称为气压表；用来测量绝对压力的仪表，称为绝对压力表；用来测量表压力的仪表称为压力表；用来测量负表压的仪表称为真空表。 第3题 压力仪表的计量单位是什么？过去有哪些常用的压力单位??如何换算? 答：我国的法制计量单位和国际单位制中，压力的单位均为帕斯卡，用符号Pa表示。其物理意义是１Ｎ（牛顿）的力垂直均匀地作用在１m2（平方米）的面积上所产生的压力。在实际使用中，常嫌Pa的单位太小，所以常用KPa（千帕）及MPa（兆帕）等单位。

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１MPa＝103KPa＝106Pa

我国过去生产和使用的压力仪表，常采用kgf／Cm2(工程大气压)、mmHg(毫米汞柱)和mmH2O(毫米水柱)等单位，与法定计量单位的换算关系为： 1kgf/cm2=9.80665×104Pa =98.0665KPa =0.0980665Mpa

1mmHg=1.333224×102Pa(0℃) 1mmH2O=9.80638Pa(4℃) 第4题 如何选用压力表?

答：选用压力表时要考虑压力表的量程和所测介质的性质。

我们知道压力表有不同的精度等级，在选用压力表时，要考虑工艺的实际需要和经济合理。在满足工艺精度要求的情况下，精度不要选得太高，以免造成不必要的浪费。 由于仪表的允许误差，是用仪表的量程的百分数来表示的。对于同一精度的仪表，量程选得越大，实际使用精度越低。为了保证测量时的实际使用精度，量程应尽量选得小一些。但另一方面为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作，选择压力表量程时，要留有足够的余地。一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值不应超过量程的三分之二， 而在被测压力波动较大的情况下，最大压力值不应超过量程的二分之一。为保证测量精度，被测压力最少值不应低于量程的三分之一。

此外，还要根据被测介质的性质，选择不同类型的压力表。具有腐蚀的介质，应选用弹性元件为不锈钢材料制成的压力表。某些介质要选用专用的压力表，如测量介质为氨，应选用氨压力表，测量的为氧气应选用氧气压力表。 第5题 常用仪表如何分类？

答：按动力源分有气动仪表、电动仪表、液动仪表；

从构造上分有基地仪表、单元组合仪表；

从功能上分有测量仪表（包括变送器）、显示仪表、调节仪表、调节阀、成分分析仪表和辅助仪表等。

第6题 气动、电动仪表有哪些特点？答：气动仪表的特点：

（1）结构简单、工作可靠，对环境温度、湿度、电磁场的抗干扰能力强。因为没有

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半导体或触点之类的元件，所以很少发生突然故障，平均无事故间隔比电动仪表长； （2）容易维修；

（3）本身具有本质安全防爆的特点；

（4）便于与气动执行器匹配，但不宜远距离传输，反应慢，精度低；

（5）价格便宜。气动仪表在中小型企业和现场就地指示调节的场合被大量采用。 电动仪表的特点：

（1）由于采用了集成电路，故体积小、反应快、精度高，并能进行较复杂的信息处理、运算和先进控制；

（2）信号便于远距离传送，易于集中管理； （3）便于与计算机配合使用。

第7题 仪表的零点、跨度、量度是指什么？

答：仪表的零点是指仪表测量范围的下限（即仪表在其特点精度下所能测出的最小值）。量程是指仪表的测量范围，跨度是指测量范围的上限与下限之差。

如果一台仪表测量范围是200℃～300℃，则它的零点就是200℃、量程是200℃～300℃、跨度是100℃。

第8题 什么是仪表的误差和精度？

答：仪表的误差是指仪表在正常工作条件下的最大误差。它一般用百分比相对误差表示；

百分比相对误差?最大绝对误差?100%

跨度其中：最大绝对误差是多次测量中被测参数值与标准之差的最大值。

仪表的精度是指仪表允许误差的大小，它是衡量仪表准确性的重要参数之一。一般工业用仪表精度等级为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。

如果一台仪表的百分比误差是1.2%，它小于允许误差±1.5%，则该仪表的精度就1.5级。

第9题 什么是一次表？

答: 将测量信号转变为能运转的信号或能指示的信号。或将室内信号转换为调节阀的动作信号位于现场的仪表。

第10题 一次表与二次表的关系？ 答: 一次表需要二次表供给信号进行控制。

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二次表需要一次表转换的信号来用于各种用途。 第11题 什么是一次测量元件？

答: 直接与介质接触，能将测量信号转变，为变送器接受的信号的元件。 第12题 变送器有何作用？

答：变送器的作用是检测工艺参数并将测量值以特定的信号形式传送出去，以便进行显示调节。

第13题 单元组合仪表中有哪几种仪表统一信号？ 答：单元组合仪表中有三种统一信号：

（1）气动单元组合仪表的统一信号为0.02～0.1MPa（表压）；

（2）电动单元组合仪表DDZ—Ⅱ型的统一信号是直流0～10mA，它采用电流传送，电流接收的串联方式；

（3）电动单元组合仪表DDZ—Ⅲ型现场传输信号统一是直流4～20mA，控制室联络信号为直流1～5V。它采用电流传送，电压接收的并联方式。 第14题 仪表统一信号与仪表量程有什么关系？

答：统一信号的零点代表变送器测量范围始点的工程值，统一信号的终点代表变送器测量范围终点的工程值。仪表统一信号实质上也统一了仪表量程。

例如：变送器测量范围是200～400℃。

则：气动仪表统一信号0.02MPa相当于200℃；0.1MPa相当于400℃。

电动Ⅱ型仪表统一信号0mA相当于200℃；10mA相当于400℃。

电动Ⅲ型仪表统一信号4mA（或1V）相当于200℃；20mA（或5V）相当于400℃。

第15题 常用的测温仪表有哪几类? 答：测温仪表按其测量原理不同分有：

（1）膨胀式温度计：又分液体膨胀式(玻璃温度计)和固体膨胀(双金属温度计)。是利用液体或固体受热膨胀的原理进行测量的。此类温度计简单可靠，选用测温点灵便，但一般只能作现场指示用。

（2）压力表式温度计：分充液体式、充气体式、充蒸汽式等三种。此类温度计又称温包温度计，是利用封闭在固定容器中的液体、气体或蒸汽受热膨胀引起压力变化的原理来测量温度的。此类仪表简单、价廉，具有防爆性。但精度低，远传时滞后性较大。 （3）热电阻式温度计：是利用导体或半导体受热时，电阻值发生相应变化的原理来

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测量温度的。此类仪表测量精度高，便于多点集中测量及实现远传和调节。但高温时精度差，故只适用于低、中温的测量。同时，由于体积较大，不能测量“点”的温度。 （4）热电偶式温度计：是利用物体的热电性能来测量温度的。此类仪表与热电阻式温度计基本相同，比电阻式能测更高的温度，但在低温段测量时精度较低，同时测量时需冷端补偿。

（5）辐射式高温度计：以上四种测温仪表是接触式测量仪表，辐射式高温计是非接触式测量仪表，它是利用受热物体的热辐射性能来测量该物体温度的。此类仪表测量方便，能测其他仪表不能测的高温，但只能测高温，其测量的准确度受环境条件的影响。 第16题 电阻温度计构造及工作原理？

答：适用于测量-200～+500度之间的温度。它是由热电阻、导线和测量电阻值的二次表组成。原理是利用温度对电阻的阻值产生变化来测温的。常用的热电阻有铂电阻、铜电阻。铂电阻测量范围-200～+500℃，铜电阻测量范围-50～+150℃。 第17题 热电偶测量温度的原理是什么？

答：热电偶测量温度是应用了热电效应，即同一导体或半导体材料的两端处于不同温度环境时将产生热电势，且该热电势只与两端温度有关。热电偶是将两根不同的导体或半导体材料焊接或绞接而成。焊接的一端作热电偶的热端（工作端），另一端与导线连接称作冷端，热电偶的热电势为两种材料所产生热电势的差值，它只与两端温度有关。 第18题 热辐射式高温计？

答：原理是当加热到高温时就会发出热辐射能，实际上就是各种波长的光波。温度越高，光的强度也越强、越亮。所以，热辐射强度与温度存在一个定量的关系，以此测出温度。 第19题 常用压力测量仪表有哪几种？答：常用压力测量仪表有: （1）弹簧管压力表； （2）膜盒压力表；

（3）电动、气动压力变送器； （4）法兰压力变送器。

第20题 常用流量测量仪表有哪几种？各有什么特点？ 答：常用的流量测量仪表有五类：

（1）差压式流量仪表。包括文丘里管、同心锐孔板、偏心锐孔板、1/4圆喷嘴等节

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流装置；

（2）容积式流量仪表。如椭圆齿轮流量计、涡轮流量计等； （3）面积式流量计。如转子流量计；

（4）自然振荡式流量仪表。如涡街流量计；（5）力平衡式流量仪表。如靶式流量计。

差压式流量仪表原理简明、设备简单、应用技术比较成熟，它是目前生产上广泛应用的一种仪表。缺点是：安装要求严格，上下游需要有足够长度的直管段；测量范围窄；压力损失较大，刻度非线性。

容器式流量仪表主要用来测量液体流量，它精度高，量程宽，可以测量小流量，几乎不受粘度等因素的影响，但易磨损。转子流量计适用于带压小流量测量，压力损失小，量程比较宽，反应速度快。根据仪表特点，安装时要求仪表垂直安装，介质流向由下向上。

涡街流量计量范围宽，流量系数不受测量介质的压力、温度、密度、粘度及其组分等参数影响。可用于测量气体、蒸汽、液体，且安装方便，但精度较低。

靶式流量计特别适用于粘性、脏污、腐蚀性等介质的测量。如需要生产操作中调零，则必须装设旁路。精度低，适应范围不广。第21题 差压式流量计的测量原理是什么?

答：它是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差，实现流量测量的。连续流动的流体，当遇到装在管道内的节流装置时，由于节流孔的截面积比管道的截面积小，流动流通面积突然缩小，使流体的流速增大，形成收缩的流体通过节流孔。根据伯努利定律，任何一流体所包含能量不变。因此，在流体加快的地方动能增大，位能（静压头）降低，在节流孔前后就产生了压差，流体的流量越大，压差越大，因此，用差压计测出此差压就能测知流量的大小。差压式流量计由于使用历史长久，积累了丰富的实践经验和完整的实验资料，在生产中应用最广泛。 第22题 差压表为什么不能在小流量的30％使用？

答：流量测量中，国家标准规定：节流装置适用的流量比为30％（最小流量：最大流量=1：3）。这是因为差压与流量的平方成比例，流量比低于30％，精度就无法保证。另外，流量小于30％时，雷诺数往往低于界限雷诺数，流量系数a不是常数，造成流量测量不准。

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第23题 转子流量计的测量原理是什么?

答：它是定压降式流量计。所谓定压强，就是不管流量多大，流体流过流量计的压降都是不变的。就是由一段向上逐渐扩大的圆锥形管子和管子中的转子组成。当流体流过锥形管和转子之间的环形缝隙时，由于节流作用在转子上下所产生的压力差，使转子上移，直到这个压力差作用在转子上的向上的力，与转子在流体内的重量相平衡为止。流量增大，这个压力差增大，当大于转子的重量时，转子上升，环形缝隙增大，节流作用减少，压差减少，直到压差又等于转子在流体内的重量时，转子停止上移。同理，流量降低，转子下降，因此，可以通过浮子平衡位置的高低，来测知流量的大小。对于传送转子流量计，则要把转子的位移量转换成气压或电流信号送二次表进行显示。

它的特点是有效测量范围大，即最大流量与最小流量之比（量程比）大，为10：1，压力损失小，反应快，适于洁净的流体小流量的测定。安装时流体应由下向上，并垂直安装。

第24题 内藏孔板差压变送器的结构是怎样的?

答：内藏孔板是内藏在差压变送器中的节流元件，变送器直接安装在管道上，所测流体直接从变送器膜盒之高压侧流入，通过内藏孔板流入下游侧，下游侧与变送器膜盒负压室相连通，不需要专门的导压管，具有结构紧凑、安装简便、使用稳定、维持方便等优点。特点是适用于洁净小流量液体。 第25题 涡街流量计的测量原理是什么?

答：它是利于管道中置一漩涡发生体，根据所产生的漩涡数来测量流量大小的。当管道中流体流过漩涡发生体时，在其后方和两侧会交替地产生有规律的漩涡列，流速U越大，漩涡产生频率f也越大，其关系式为：

Uf?KD

式中：K──斯特芬哈系数

D──漩涡发生体直径

它是将测得的微弱的频率信号经电子线路处理成与流速成正比的电脉冲信号由显示仪表显示出流量的瞬时值。漩涡频率是不受流体密度、温度、压力和粘度等的影响，这是它的主要优点。

第26题 常用液面测量仪表有哪几种？

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答：常用液面测量仪表有：

（1）玻璃板液面计，用于就地指示；

（2）浮球液面控制器。可用于两位控制，发讯，也可用于就地指示； （3）浮筒浮球液面变送器； （4）一般差压式液面变送器； （5）单法兰、双法兰差压变送器。 第27题 调节阀的分类有哪些?

答：（1）依气动调节阀在有信号作用时阀芯的位置可分气关式和气开式两种； （2）依阀芯的外形可分柱塞式、窗口式、蝶式等几种；

（3）依阀芯结构特性可分快开、直线性、抛物线性和对数性(等百分比)； （4）依阀芯结构可分单芯阀、双芯阀及隔膜片等；

（5）依流体的流通情况可分：直通阀、角形阀及三通阀等； （6）依阀的耐温情况可分高温阀、普通阀和低温阀等； （7）依传动机构可分直程式及杠杆式等。 第28题 调节阀的作用形式有哪几种？如何选用？ 答：（1）气开式调节阀：输入风压增大时，阀门开大； （2）气关式调节阀：输入风压增大时，阀门开小；

根据工艺情况，从安全角度来选用气开或气关式调节阀。 （1）正作用调节阀：气压信号从膜片上部进入，阀杆下移； （2）反作用调节阀：气压信号从膜片下部进入，阀杆上移；

大口径的调节阀多是正作用，通过改变阀芯的安装方向来确定是气开或气关；小口径的调节阀大多是反作用，通过改变输入信号的方向来确定气开或气关形式。 第29题 阐述调节阀的结构形成？ 答：（1）直通双座调节阀。

双座调节阀阀体内有二个阀芯和阀座。它具有上下两个阀芯，流体作用在上下两个阀芯，流体作用在上下阀芯的推力方向相反而大致抵消。所以允许压差较大，因此得到广泛应用。

双座阀的缺点是关闭时泄漏量大，阀体流路较复杂，使用于高压差时，冲蚀严重。同时也不适用于高粘度介质和含有颗粒介质的调节。

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（2）直通单座调节阀

阀体内只有一个阀芯和阀座。其特点是泄漏量小，容易保证密闭。 （3）角形阀

角形调节阀除阀体为角形外，其它与单座阀类似。由于结构上的特点，使之流程简单，阻力小，特别有利于高压降、高粘度的流体。 （4）三通阀

三通阀有三个出入口，按作用方式分合流和分流两种。三通阀一般用于代替二个直通阀，用来调节热交换器的温度。 （5）隔膜阀

隔膜阀有隔膜调节作用，并用带有耐腐蚀衬里的阀体，同时用耐腐蚀隔膜代替了阀芯阀座的组件。因而可用于耐腐蚀，阻力小的流体，但忌高温。 （6）笼形阀（套筒阀）

阀内组件采用压力平衡式结构，较小的执行机构适用于高差压和快速响应的节流场合。

阀芯位于套筒里，并以套筒为导向，所以，具有防振耐磨的特点。

拆卸方便，阀内组件的检修和更换也很方便。如需改变阀的流通能力，只更换套筒，而不必更换阀芯。

使用寿命长。

第30题 什么是比例调节?

答：当被调参数偏离给定值产生了偏差，首先根据差大小决定阀门的开关程度，对调节对象施加调节作用。使被调参数回到给定值，这个作用就是比例调节。这是因为施加的调节作用是和偏差大小成比例的。

比例调节作用若用数学式表示其调节规律特性，即：P-P0=Kc(e-e0) 式中P──调节阀的输出 e──调节器的输入 Kc──比例调节器放大倍数 （1）放大倍数和比例度

①从比例调节器特性式ΔP=Kc·Δe，可以看出调节器的输出ΔP，在同样偏差Δe作用下，放大倍数Kc越大，调节输出ΔP变化越大，其调节作用越强，反之亦然。

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②比例度的概念

在实际工业中所用的比例调节器，表示其调节作用的强弱不用放大倍数Kc表示，而是用比例度δ来表示。所谓比例度就是指偏差改变量Δe?占仪表刻度全量程范围的百分数与调节器输出的改变量ΔP占调节器输出范围的百分数之比。 δ=1/K·100%

调节器的比例度δ与放大倍数Kc成反比关系，?而对单元组合仪表比例度δ与放大倍数Kc互为倒数关系。

当δ=100%时，被调参数指示值可以在全量程起点和终点内变化，调节器输出都跟着成比例地变化全量程。当δ=200%时，?被调参数指示值可以在全量程的两倍范围内变化，调节器输出变化都跟着成比例地变化，起到调节作用。当然指示值超出全量程是没有意义的。只是说明在有效量程内起到δ=200%时的作用，就是指示值改变以全量程的有效全程时，调节器输出只变化了输出范围的50%，此时说明调节作用比较弱。 （2）余差

比例作用反应快，没有滞后，具有较快克服干扰影响被调参数的波动的能力，而且能根据偏差的大小增强其能力，这些是比例调节作用的优点。它的缺点是：在调节过程结束后会产生余差，影响被调参数最终调节质量。 所以对于要求比较严格的调节系统必须采取相应的办法来消除余差，从而提高调节质量。 第31题 什么是比例积分调节? 答：（1）积分调节的作用

调节器输出的变化量与偏差值随时间的积分成正比的调节规律称为积分调节作用，用I来表示，所以当输入偏差存在时，尽管偏差很小，调节器输出变化率就不会等于零，输出就会一直在变化，而且偏差时间越长，输出变化就越大，直到输入偏差为零时，调节器输出变化速度才等于零，即输出不再变化而稳定下来。这说明积分调节作用在最后达到稳定时必须是偏差等于零。因此积分作用能自动消除余差。 （2）积分时间

积分时间是积分调节器一个很重要的参数，积分时间长，积分速度小，偏差值时间累积的速度慢，反之亦然。 （3）比例积分调节作用

实际上具有积分的规律调节器很少单独使用，一般都是与比例作用组成比例积分调

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节器。这种调节器具有比例调节反应快，无滞后的优点，因此可加快调节作用，缩短调节时间，又有积分作用，可以消除余差的优点，基本上能满足生产工艺的要求。 第32题 什么是微分作用?

答：微分调节器(用D表示)的调节规律，是根据偏差的变化趋势即“偏差变化速度”而动作的，在数学上称为微分作用。

结合加热炉出口温度调节加以说明，假设采用的调节器是比例微分调节器，当被调参数炉出口温度偏高时，调节阀关小，温度越高，调节阀就关得越小，这一作用就是比例作用，由调节器比例部分去完成。另外还可以这样调节，发现炉出口温度上升很快，说明已经出现较大的干扰作用，如果不及时采取相应的措施，下一时刻炉出口温度偏差将会更大，因此 可以把调节阀预先关小一些，等炉出口温度逐渐回复后，再把调节阀开到相应的开度上。这一调节作用是按偏差变化速度而引入的调节作用，只要偏差一露头就立即施加调节作用，这样调节的效果就会更好，这一作用就由调节器微分部分来完成，称微分调节。

微分调节具有超前的作用，因此，微分作用可用于滞后大的调节对象，炼油厂中一般用在温度调节系统。 第33题 什么是串级调节？

答: 在仪表控制调节系统中，主表的输出作为副表的输入，通过副表来调节的方式，称为串级调节。

第34题 调节参数对调节过程有什么影响? 答：（1）比例度δ变化对调节过程的影响。

比例度越大说明调节作用越弱，必然导致过程曲线变化缓慢，振荡周期长，衰减比较大。如果是纯比例作用，则稳定后余差也大。相反减小比例度相当于加强调节作用，曲线波动快，振荡周期短，衰减比变小，随着比例度δ的减小，曲线振荡逐渐加剧，周期越来越短，衰减比也越来越小。

（2）积分时间TI变化对调节过程的影响

积分作用强弱取决于积分时间TI的大小。TI大，积分作用弱，TI小，积分作用强。曲线振荡逐渐加剧，周期逐渐缩短，余差也越来越小。但TI过小，由于积分作用太强，造成曲线剧烈振荡，操作不稳；当TI无限大时，调节器就是个纯比例调节器。 （3）微分时间TD变化对调节过程的影响

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微分作用强弱主要看TD的大小，TD越大，微分作用越强，这和积分时间TI刚好相反。微分作用越强，调节作用也越强，其结果使振荡越来越剧烈，周期也越来越短。用微分作用后余差也会有所降低。?但是当微分作用的不恰当，TD太大了会引起大幅度的振荡，太小了作用不够明显，对调节质量改善不大，等于零时无微分作用。 第35题 阀门定位器的作用是什么？使用场合有哪些?

答：阀门定位器是气动执行器的辅助装置，与气动执行机构配套使用。它可以使阀门位置按调节器送来的信号正确定位，使阀杆位移与送来的信号压力保持线性关系。 它的使用场合大体如下：

（1） 阀的两端压差ΔP大于10kg·f/cm2或口径Dg大于100mm；

（2）为了防止泄漏，而将阀杆的填料压得很紧，从而有较大阀杆磨擦力的场合； （3）含悬浮颗粒物，高粘度，或呈胶状的流体，对阀杆移动有较大阻力的场合； （4）滞后大的调节系统，如温度调节系统，或气动调节器与调节阀间距离大于100米时；

（5）一个调节器可控制两个定位器而实现分程控制；

（6） 阀门定位器可实现正、反作用，即定位器输入信号为0.2～1.0kg·f/cm2(反作用)。这样，正作用的调节阀就不必改变阀芯、阀座的位置，通过配用的定位器就可实现反作用。

第36题 什么叫比值控制?

答：它可以控制两个或两个以上的物流量保持一定的比值关系。

最简单的比值控制系统是单闭环比值控制系统，它的控制方案及方框图见列图。从图上可以看出，Q1是主动量，它本身没有反馈控制，因而是可变的，Q2是从动量，它随Q1而变，在稳态时能保持Q2=KQ1。因为只有Q2的流量回路形成了闭环，所以叫单闭环比值控制系统。

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Q2Q2调节器+FT/2测量变送-调节阀对象给定FRC/2×乘法器FR/1Q1FTQ1比值器测量变送比值控制图 第37题 什么叫分程控制?

答：由一个调节器去控制两个或两个以上的调节阀，可应用于一个被控变量需要二个以上的操作变量来分阶段控制或者操作变量需要大幅度改变的场合。 我们以V3101压力控制为例说明，见下图。

PV3101A阀输入信号为0.20～0.25MPa，阀开度随V3101?压力升高而增大。 PV3101B阀输入信号为0.15～0.20MPa，阀开度随V3101压力升高而关小。

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因此，分程控制信号的接合部位选在调节器输出信号的中点0.20MPa处。也即调节器输出信号在0.20MPa时，根据信号范围，相对应的阀门采取动作，使得压力能控制在需要的值上。

100% PV3101B 0% PV3101A 100%

阀开度 0.15 0.20 0.25

调节器输出 第38题 什么叫自动选择性控制?

答：调节器的测量值可以根据工艺的要求自动选择一个最高值、最低值。选择性控制系统的基本设计思想就是把在某些特别场合下工艺过程操作所要求的控制逻辑关系叠加到正常的自动控制中去，在生产操作中起到软限保护的作用，所以被应用得相当广泛。 第39题 自动控制网络由哪些部分组成？

答：自动的控制网络由DCS、SIS、机组专用控制系统（CCS）三个相对独立控制系统组成（特殊设备及特殊单元采用PLC），DCS、SIS、机组专用控制系统（CCS）采用进口设备，全厂各装置所用系统型号、厂家统一，DCS系统考虑管理信息系统的接口单元。 第40题 什么是DCS系统？ DCS系统有哪些特点？

答：DCS是DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM 的缩写，中文意思是集中分散型控制系统，简称集散控制系统。其主要由过程输入/输出接口、过程控制单元、操作站、数据高速通道、管理计算机五部分构成。 DCS系统特点：

（1）从工艺操作、系统维护、备品备件等方面考虑，全厂DCS系统的厂家、型号统一。全厂的DCS连成一个网络；

（2）DCS的现场控制站（FCS）安装在各个装置的现场机柜室内，各个生产装置DCS现场控制站相对独立，在现场机柜室内配备用于DCS组态和正常维护用的工程师站（EWS）；

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（3）DCS的操作站（OS）集中安装在中央控制室内，操作站按生产区域划分为不同的操作组，每一操作组内的操作站可相互监视与操作，组与组间的操作站只可以相互监视但不可以相互操作。在中控室内还考虑设置2台调度操作站，操作工程师站既可以监视全厂的生产装置（授权后可对全厂进行操作）。DCS的服务器分配中表二所示。各个生产单元的DCS操作站、工程师站的分配如表三所示；

（4）如果通过授权，内操中的任意一台操作站都能代替另外一台操作站进行操作； （5）DCS的现场控制站（FCS）通过冗余的光缆经不同的路径（埋地与架空）与中央控制室内的服务项目器（SV），服务器与DCS的操作站（OS）相连接。 第41题 什么是SIS系统？ SIS系统有哪些特点？

答：SIS是SAFTY INSTRUMENT SYSTEM 的缩写，中文意思是安全仪表系统,其目的是指为了保证人员、生产装置、重要机组及关键设备的安全，设置的联锁保护系统。

SIS系统的特点：

（1）根据国内外设计规范要求，SIS要独立于DCS单独设置； （2）SIS系统为故障安全型。全厂共多套SIS系统；

（3）选择的SIS系统安全性能要求符合标准IEC61508 SIL3级或DIN19250 TUV AK6级的要求。SIS系统硬件和软件获得了TUV的安全认证并获得相应安全级别的认证证书；

（4）SIS系统要设置顺序事件记录站（SOE），用于记录设备状态与联锁事件，该功能要精确到毫秒级，以方便于事故原因的查询和追溯。全厂的SIS连成一个大网络，根据各装置联锁数量、联锁关联情况、联锁等级等因素考虑网络分区；

（5）SIS系统与DCS系统相类似，将SIS的控制器安装在各自的现场机柜室内，在现场机柜室设置可用于SIS编程组态的工程师站EWS；

（6）SIS的控制器通过冗余的光缆与中心控制室内的OS相连，在中心控制室内还要设置远程RI/O控制器，远程RI/O控制器与机柜室内的主机柜也要通过光缆来连接，冗余的光缆要通过不同的路径进入到中央控制室内；

（7）SIS要与各自的DCS系统通讯，以便使关键的数据能够在控制室内DCS操作站上显示，并进而可通过DCS传递到管理信息网络，实现数据和信息的共享；原则上SIS可以向DCS发送数据，DCS不向SIS传递数据；SIS接线柜与DCS接线柜分开设置；

（8）根据需要在中央控制室内设置辅助操作台。联锁停车信号、联锁复位等信号要由中央控制室内的辅助操作台给出，通过硬接线的方式与SIS相连接；联锁系统一般

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设置软旁路开关，必要时设置硬旁路开关；

（9）各机柜室及中控室操作站的配置如表五所示。本项目SIS应配备工业用PC机，用做各个装置部分的操作站。操作站应具有兼作顺序事件记录(SOE/SER)站的功能，应配备整套顺序事件记录的软件；

（10）现场只读操作站：现场机柜室内各设置一台只读显示操作站，具备流程显示和报警显示功能，配置与工程师站相同。正常运行期间采用钥匙及密码锁定为只读显示操作站模式。同时此操作站应具备工程师属性，可用于相关装置控制器的组态、除错、修改、测试、软件装载及维护等。

第42题 什么是CCS系统？ CCS系统有哪些特点？

答：CCS即机组监控系统，目前对大型机组的安全与控制精度的要求越来越高，较先进的做法是机组控制系统一般采用三重化冗余容错的系统，将包括防喘振、调速、超速保护及过程监控的各项功能均集成在一个高可靠性的系统中，即所谓的CCS控制系统。这样可以在很大程度上提高机组运行的稳定性、可靠性，同时也便于单机试车。具体利用CCS控制压缩机组的控制方案图如下：

第43题 什么是联锁系统？

答：通过测量仪表将工艺过程参数转换成标准信号输入到逻辑控制器，再经过控制器的逻辑运算产生控制信号以完成设备或装置启动条件的确认，或是输出到执行机构及辅助

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仪表完成设备及装置停车（启动）的过程。 第44题 联锁系统有那几部分组成？

答：通常由输入部分、逻辑部分和输出部分这三部分组成。输入部分是由现场开关、控制盘开关、按钮、选择开关等组成。逻辑部分是建立输入输出关系的继电器触点电路和PLC的程序，输出部分包括驱动装置、电磁阀、电机启动器、指示灯。

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第三章 安全环保知识

第1题 班组安全教育的主要内容是什么?

答：（1）学习岗位的生产流程及工作特点和注意事项； （2）了解岗位的安全规章制度、安全操作规程；

（3）了解岗位设备、工具的性能和安全装置的作用、防护用品的使用、保管方法等； （4）了解岗位发生过的事故，应吸取的教训及预防措施； （5）发现紧急情况时的急救、抢救措施及报告方法。 第2题 安全活动日的主要内容是什么?

答：（1）学习安全文件、通报和安全规程及安全技术知识；

（2）讨论分析典型事故，总结吸取事故教训，找出事故原因，制订预防措施； （3）开展事故预想和岗位练兵，组织各类安全技术表演，交流安全生产经验； （4）检查安全规章制度执行情况和消除事故隐患，表扬安全生产的好人好事； （5）开展安全技术座谈，研究安全技术革新项目和其它安全活动。 第3题 工人安全职责是什么?

答：（1）认真学习和严格遵守各项安全生产规章制度，熟练掌握本岗位的生产操作技能和处理事故的应变能力；

（2）遵守劳动纪律，不违章作业，对他人的违章行为加以劝阻和制止；

（3）上班精心操作，严格工艺纪律，认真做好各项记录，交接班必须交接安全生产情况，交班要为接班创造安全生产的良好条件；

（4）按时认真进行巡回检查，发现异常情况及时处理和报告；

（5）正确分析、判断和处理各种事故苗头，尽一切可能把事故消灭在萌芽状态。一旦发生事故要果断正确处理，及时如实向上级报告，并保护现场，作好详细记录； （6）加强设备维护，保护作业场所整洁，搞好文明生产；

（7）上岗必须按照规定着装，爱护和正确使用各种消防用品，生产及消防器具； （8）积极参加各种安全活动，提出安全生产、文明生产的合理化建议； （9）有权拒绝违章作业的指令，并越级向上级汇报。 第4题 在事故的成因中，人本身错误有哪些表现?

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答：（1）思想不重视

当生产与安全发生矛盾时，往往是先考虑生产。在不少关键时刻，以生产压安全，甚至有“影响生产要安全员负责”等言论。具有这种思想的人中，领导者往往占多数。 （2）思想麻痹

总认为讲不讲安全没有关系。用以往没有按照安全规定行事也没有发生事故为理由，干工作马马虎虎，而把“安全”二字抛在一边。 （3）存有侥幸心理

总认为按安全措施，既麻烦又花钱，只要干起来小心点就行了，以小聪明、侥幸心理做事。

（4）考虑不周

这部分人思想上倒是重视的，由于经验或知识上的原因，考虑问题往往不全面，有时也因为粗心，最后虽采取了措施，但终因措施不周到而造成事故。 （5）责任心不强

工作人员不负责任或失职，该做的事不是踏踏实实地做，而是草草了事。对自己负责的工作敷衍了事，或者弄虚作假，比如记录不真实等。 （6）其他

除此以外，还有如下诸因素： ① 不属于技术，文化水平低；

② 能力差，操作死板，不灵活，无判断能力；

③ 责任心不强，工作随便，思想不集中，缺少主人翁责任感； ④ 学习少，主观性强，凭老经验、老习惯行事；

⑤ 判断错误，缺少周密思考，调查分析不深入，经验不足； ⑥ 生理有缺陷，如色盲、耳聋等； ⑦ 精神不好，身体有病，情绪不稳定。

第5题 安全生产三个十大禁令和五个十条规定名称是什么?

答：安全生产三个十大禁令指的是《人身安全十大禁令》、《 防火、防爆十大禁令》和《车辆安全十大禁令》。安全生产五个十条规定指的是《防止储罐跑油(料)十条规定》、《防止中毒窒息十大规定》、《防止静电危害十条规定》、《防止硫化氢中毒管理十条规定》和《催化重整装置充罐氢气十条规定》。

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第6题 何谓安全技术作业证?

答：安全技术作业证是对职工进行安全教育和职工安全作业情况的考核证。新工人入厂经三级安全教育和考试合格后方准其上岗学习，经上岗学习期满后，由班组鉴定学习情况和车间组织考试合格，方可持安全教育卡到安全部门办理领取安全技术作业证，取得安全技术作业证后才具备独立上岗操作资格。 第7题 引起着火的直接原因有哪些? 答：一般有：

（1）明火──如焊炬、炉火、香烟等；

（2）明火花──如电气开关的接触火花、静电火花； （3）雷击──云层在瞬间高压放电引起的火； （4）加热自燃起火──如熬沥青加热引起自燃；

（5）可燃物质接触被加热体的表面──如油棉纱接触高温介质的管道引起自燃； （6）辐射作用──衣服挂在高温炉附近引起着火；

（7）由于磨擦作用──如轴承的油箱缺乏润滑油发热起火；

（8）聚焦及高能作用──使用老花眼镜、铝板等对日光的聚焦作用和反射作用引起着火，激光照射引起着火的烧毁；

（9）对某些液态物质施加压力进行压缩，产生很大的热量，也会导致可燃物着火，如柴油发动机起火的工作原理等；

（10）与其它物质接触引起自燃着火，如钾、钠等金属与水接触等；可燃物体与氧化剂接触，如木屑、棉花、稻草与硝酸接触等。 第8题 引起火灾的主要原因有哪些? 答：归纳有以下几方面：

（1）对防火工作重要性缺乏认识，思想麻痹，是发生火灾事故的主要思想根源； （2）对生产工艺、设备防火管理不善是导致发生火灾事故的重要原因； （3）设计不完善，为防火工作留下隐患，成为火灾事故的根源；

（4）对明火、火源等易燃易爆物质控制不严、管理不严，是引起火灾事故的直接原因；

（5）防火责任制贯彻不落实，消防组织不健全，不能坚持防火检查，消防器材管理不善及供应不足是导致火灾蔓延扩大的重要原因 。

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