石油炼制工程II习题集

《石油炼制工程Ⅱ》习题集

1．催化裂化汽油和柴油与直馏汽油和柴油相比较，有什么特点？请从理论上解释。

2．催化裂化的产品与热加工过程的产品相比较有什么特点？请从理论上解释。3．在流化催化裂化过程中，石油馏分的反应有哪些特点？这些特点在生产上有什么实际意义？

4．哪些因素影响催化裂化汽油的辛烷值？而在实际的生产操作中，可以调节的因素是哪些？

5．某IV型催化裂化装置反应器内径为6.4米，反应系统的操作数据如表1和表2，试计算：原料油的总转化率及单程转化率、空速、强度系数、回炼比、反应器床层线速（密相床层线速）。

表1 各物流的产率及平均分子量

原料干气液化气汽油轻柴油焦炭损失

%(w) 100 4.27 15.0 41.53 31.61 6.65 0.93

分子量400 22 50 120 210 - -

6 ．试计算题5的装置中原料进入反应器前需加热至什么温度？除题5的数据外，

7 ．S·C·Eastwood 综合了在一定转化率下，硅铝、REHX 和REHY 分子筛催化剂裂化催化循环油时的产品分布数据，见下表。请从理论上解释这些催化剂的反应结果。

① 性质：27.3API ；苯胶点60 ℃；ASTM 沸程269~352℃ 。 ② 性质：19.4o API ；苯胺点70 ℃；ASTM 沸程210~404℃ 。

8．某流化床再生器将待生剂（分子筛催化剂）含碳量由C 0 =1.05%降至C R = 0.05 %（再生剂）。再生器藏量为W ，温度和氧分压分别为T 和P ，催化剂循环量为G 。如果改用两段再生设计，第一段再生至含碳量为G1 ，第二段继续再生至G2，其余条件与不分段再生时相同。试从动力学关系证明两段再生时第一、二段的藏量W 1及W 2之和小于不分段时的藏量W 。又，两段再生时每段的烧碳量应如何分配才能使总藏量为最小？请分析讨论所得结果。 9．在设计某提升管催化裂化装置再生器时，作了两个方案： 1）高速流化床方案（气体为活塞流，催化剂完全返混）； 2）烧焦管方案（气体和催化剂均为活塞流）。 设计条件如下：

再生温度600 ℃ ，压力2 大气压，催化剂循环量1000 t/h ，再生器出口烟气含氧量l % （体），待生剂含碳量1.2 % （重），再生剂含碳量0.2 % （重）。 再生反应（烧碳）速度方程式为

]][[2O p c k dt

dc

=- 式中 c —— 催化剂上含碳量，% （重）；

P 02 —— 氧分压，大气压， t —— 时间，小时，

k —— 反应速度常数，atm -1⋅h -1。

试比较两种方案再生器中催化剂藏量。 10．下图是IV 型催化裂化U 型管两侧的一段，分别测得其压差为ΔP 1及ΔP 2 ，且ΔP 1=ΔP 2，上下侧压点之间的高度差都是h 。问：

1）两侧的视密度是否相同？

2）两侧的真实密度是否相同？如果不相同，请说明它们的差值是多大。图中箭头表示循环催化剂的流向。 11．某催化裂化再生器的标定数据如下：新鲜原料处理量70t/h ，主风流量750Nm 3 /min ，烟气组成%（体）: CO 8.0 , CO 2 9.2 , O 2 1.4；大气温度20℃ ，大气相对湿度30%。试计算： 1）焦炭产率；

2）焦炭的C/H 比。

12．大港原油减压馏分提升管催化裂化中型试验研究推荐的设计数据如下：1）操作条件

提升管出口温度465℃，反应时间3.0s，再生温度640℃，再生剂含碳量0.2 % （重），剂油比3.0 , 催化剂（Y-5 催化剂）微反活性63 ，回炼比1.1，沉降器顶部压力1.06 大气压（表）。

2）物料平衡，% （重）

气体12.8 ，汽油38.6 ，柴油41.0 ，焦炭7.5 ，损失0 .1。

3）原料及产品性质

项目原料油回炼油汽油轻柴油20

d0.8703 0.8793 0.7278 0.8256

4

馏程,℃

10% 360 346 72 212

30% 398 371 100 229

50% 418 386 128 254

70% 439 404 155 288

90% 465 431 180 320 残炭,%(重) 0.12 0.04

特性因数K 12.0 11.8

辛烷值(马达法) 78

凝点,℃-13

气体组成%（重）：

H2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8 0.13 2.1 2.4 1.2 9.7 19.4 39.6 25.5 4）其它数据，焦炭燃烧热：19050 × 104 kJ/h；焦炭：C/H = 9.0 ；雾化蒸汽：10 kg/t进料[3大气压（表）蒸汽］；事故、吹扫、松动等蒸汽100 kg/h，予提升蒸汽自定。

试设计处理量为60万t/年的提升管反应器的高度和直径。

13．下图是采用烧焦罐再生的初步设计方案，图中所示的密度（r）是参考实际经验而估算的视密度。经初步计算，某些部位的压降（大气压）如下：提升管0.193，提升管出口伞帽0.005，再生器稀相烧焦管（包括缩径）0.065，烧焦管出

口伞帽0.005。试作两器压力平衡计算，并讨论催化剂正常循环的可能性。

14．某流化催化裂化装置反应器和再生器中气体是活塞流，催化剂是混合（返混）流，原料油A 的反应动力学方程为：

-dc/dt= kc A a 催化剂失活动力学方程为：

a k dt

da

d =- 现在原料油A 的转化率y A = 0.5，反应器中催化剂的平均相对活性a = 0.01。在操作条件发生下述变化时，转化率将是多少？ 1 ）原料进料流量加倍。 2 ）催化剂循环速率加倍 3 ）反应器藏量加倍。

注：催化剂在任一时刻的相对活性的定义是