⽯油加⼯简答题
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
石油加工汽化性要求：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⾊容易变深，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。
第四章原油脱盐脱⽔
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
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？
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。
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？
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
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：
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
时，混合物共沸。根据道尔顿分压定律，混合物的沸点将⽐任何⼀组分的沸点都要低⼀些。⽽且化合物将在低于100℃的温度下随⽔蒸汽⼀起蒸馏出来。作⽤是从含有杂质的化学试剂中分离出挥发性和半挥发性的杂质或将易挥发和半挥发的主体蒸发出来，将不挥发和难挥发的杂质留下。
减压蒸馏原理：液体的沸点点是指它的蒸⽓压等于外界压⼒时的温度，因此液体的沸点是随外外界压⼒的变化⽽变化的，如果借助于真空泵降低系统内压⼒，就可以降低液体的沸点。作⽤是适⽤于常压下沸点较⾼及常压蒸馏时易发⽣分解、氧化、聚合等反应的热敏性有机化合物的分离提纯。
21、润滑油型减压塔有什么⼯艺特征？
答：润滑油型减压塔对油料要求粘度合适、残炭值低、⾊度好，对分馏精确度的要求和原油常压分馏塔差不多。
与常压塔区别：①两个侧线馏分之间的塔板数⽐常压塔少；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。
侧线温度—取抽出板上总压的30~50％作为油汽分压计算在该分压下侧线油品的泡点；塔顶温度—是不凝⽓和⽔蒸汽离开塔顶的温度；塔底温度—通常⽐汽化段温度低5~10°C。
22、燃料型减压塔有什么⼯艺特征？
答：燃料型减压塔具有以下的特点：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。