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石油炼制思考题


的函数,其具体关系如下式:
式中 T 为油品平均沸点,以绝对温
度(K)来表示。特性因数 K 与油品的化学组成有关。当沸点相近时,烷烃的 K 值最大,环烷烃的次之,芳香烃的最小。因此,可大体按照其特性因数 K 值将原 油分为石蜡基、中间基和环烷基,具体来说: K>12.1 石蜡基原油 K=11.5~12.1 中间基原油 K=10.5~11.5 环烷基原油
2、油品粘度有哪些表示方法?什么是油品的粘温性质,用什么指标来表示? 油品粘度表示方法:绝对粘度、运动粘度、条件粘度。 粘温性质:油品粘度随温度变化的性质,称为油品的粘温性。 表示指标:粘度指数、粘度比。 3、闪点与自燃点的区别,各自与油品性质的关系? 闪点: 指油品在规定条件下加热, 油蒸汽与空气形成的混合气, 在有火焰接触时, 能发生闪火现象的最低温度。一闪即灭。(轻质油品闭口杯、重质油品和润滑油 开口杯) 自燃点:指油品在无外界火源的情况下,由于空气的剧烈氧化而导致自行燃烧的 最低温度。 与油品性质关系: (1)随油品的沸程升高,其闪点和燃点增高,而自燃点降低。 (2)同一族烃中,分子量小的烃其自燃点高而闪点、燃点低。 (3)轻质油品闪点、燃点低,自燃点高,要严禁火源接触 重质油品自燃点低,闪点、燃点高,要严防高温泄露,引起火灾 4、浊点、结晶点、冰点、凝点、倾点、冷滤点、软化点、熔点和滴点等 多种流动性指标各自适用于什么油品? 浊点:煤油 结晶点:航空煤油、喷气燃料
第五章 1、我国采用哪种原油分类方法?按照这种方法,大 庆原油、胜利原油各属于哪种原油? 我国目前采用关键馏分特性分类和硫含量分类相结合的方法。 如: 大庆原油属于低硫石蜡基原油、胜利原油属于含硫中间基原油。 2、原油加工方案根据目的产物不同,可分为哪三种 基本类型?分别画出其工艺流程。 根据目的产品的不同,原油加工方案大体分为三种基本类型: (1)燃料型 (2)燃料-润滑油型 (3)燃料-化工型
分中的氮主要是碱性氮; 在较重的馏分及渣油中的氮则主要是非碱性氮。在成品 油中则是吡啶、吡咯等;油品中的含氮化合物不稳定,易氧化生成胶质,使油品 颜色变深,发出臭味。氮化物还能使某些催化剂中毒。 含氧化合物 原油酸值不是随其沸点的升高而逐渐增大的,其酸值分布大致有两种类型:就大 庆和江汉这两种石蜡基原油而言,其轻质馏分和重质馏分的酸值都较低,均在 300~400℃馏分左右出现一个酸值的高峰;而胜利和辽河油区的4种中间基及环 烷基原油则不同,它们除在300~400℃馏分处有一个酸值的高峰外,在500℃左 右的馏分处又出现另一个酸值的高峰,呈现双峰形的分布模式。 6、什么是渣油化学组成的四组分?我国减压渣油化学组成 的特点是什么? 渣油四组分:油焦质、沥青质、炭青质、可溶质 渣油化学组成:饱和分含量差别很大; 芳香分含量不太高,一般在30%左右; 庚烷沥青质含量低,一般<3%; 胶质含量高,占 40~50%。
第四章 1、汽油应具备哪些主要的使用性能?什么是汽油的辛烷值?汽油的抗爆性与化 学组成的关系及汽油的理想组分是什么? 汽油机对燃料的使用要求: (1) 所有工况下,具有足够挥发性以形成可燃混合气; (2) 燃烧平稳,不产生爆震燃烧现象; (3) 储存安定性好,生成胶质的倾向小; (4) 对发动机没有腐蚀作用; (5)排出的污染物少。 汽油性能:蒸发性、抗爆性、腐蚀性、安定性 辛烷值:混合物中异辛烷的体积百分含量为混合物(标准燃料)的辛烷值。 汽油的抗爆性与化学组成的关系:对同族烃类而言,相对分子质量增大,辛烷值 降低;相对分子质量相近的各族烃类,辛烷值由大到小的排列顺序为:芳香烃> 异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃。 烷烃分子的碳链上分支越 多、排列越紧凑,则抗爆性也越好。 汽油的理想组分是高度分支的异构烷烃。 2、柴油应具备哪些主要的使用性能?柴油的十六烷值与化学 组成的关系及柴油的理想组分是什么? 柴油的质量要求: (1)要具有良好的雾化、蒸发和燃烧性能; (2)良好的燃料供给性能; (3)对发动机没有腐蚀和磨损作用; (4)良好的储存和热安定性。 柴油的十六烷值与化学组成的关系: 正构烷烃十六烷值最高,分子量大CN高; 异构烷烃的CN低于正构烷烃; 正构稀烃CN较高; 环烷烃CN低; 无侧链或短侧链芳烃CN最低。 柴油的理想组分是带少量支链的大分子烷烃
第三章 1、油品比重指数(API 。)、特性因数(K)的定义是什么? 比重指数API:API= d 15 .6 − 131.5
15 .6
141.5
相对密度越小的其API度越大,相对密度越大的其API度越小。 特性因数K是油品平均沸点和相对密度的函数,K=
121.6T 1/3
.6 d 15 15 .6
第七章 1. 热加工过程分为哪几类? 热裂化、高温热解、减粘裂化、焦化 2. 热加工的特点是什么? 原料广泛、工艺简单、成本低、产品质量差、历史悠久,成熟,2/3 3. 各种烃类的热反应规律和特点是什么? 1、烷烃的热反应 ① C-C键比C-H键更容易断裂 ② 长链烷烃容易从中间断裂 ③ 随分子量增大(或馏分变重),裂解易进行 ④ 异构烷烃更易于断裂和脱氢 2、环烷烃的热反应 ① 首先在侧链上发生和烷烃相似的断裂反应,生成较小分子的烯烃或烷烃 ② 其次才是环烷烃的脱氢和断裂,但需要更高温度,生成环烯、烯烃或二烯烃 3、芳香烃的热反应 ① 带烷基侧链的芳烃也发生和烷烃类似的断裂反应 ② 芳香环非常坚固,不能断裂,在较高温度下进行脱氢缩合反应,生成环数较 多的芳烃,直至生成焦炭 4、环烷芳香烃的热反应 • (1) 类型的烃类 ① 第一步为连接两环的键断裂,生成环烯烃和芳烃 ② 在更苛刻的条件下,环烯烃进一步发生开环反应
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• (2) 类型的烃类 ① 环烷环断裂生成苯的衍生物 ② 环烷环脱氢生成萘的衍生物 ③ 缩合生成高分子的多环芳香烃 5、烯烃的热反应 ① 直馏馏分和渣油中一般不含烯烃,烯烃一般是其它烃类热反应的产物 ② 低温高压下,主要是叠合反应,但叠合产物还会发生部分裂解,缩合反应和 裂解反应交叉进行 ③ 400℃以上,裂解反应变得重要,与烷烃规律相似 ④ 600℃以上,烯烃缩合生成芳香烃、环烷烃和环烯烃的反应变得重要 6、胶质和沥青质的热反应 胶质和沥青质主要是多环、 稠环化合物,分子中含有不同长度的侧链和环间的链 桥,含杂原子 ①缩合反应生成焦炭 ② 断侧链、断链桥反应,生成较小的分子 4. 烃类热反应遵循何种机理,反应历程是怎样的? 烃类热反应遵循自由基反应机理 自由基反应历程包括链的引发、链的传递以及链的终止 5. 渣油的热反应有什么特点? 1、比单体烃更明显地表现出平行-顺序反应的特征 反应产物的分布随反应深度变化 ① 作为中间产物的汽油和中间馏分的产率,在反应进行到某个 深度时会出现最大值 ② 作为最终产物的气体和焦炭,随着反应深度的增大而增大 2、渣油热反应时容易生焦 ① 渣油自身含较多的胶质和沥青质,残炭值高 ② 不同烃类之间的相互作用促进了生焦反应 3、渣油在热过程中的相分离问题 ① 缩合反应使分散相沥青质的含量逐渐增多 ② 侧链裂解, 沥青质芳香性增大, 裂解反应使分散介质粘度变小, 芳香性减弱, 同时,作为胶溶组分的胶质含量则逐渐减少 6. 什么是延迟焦化?它的主要影响因素有哪些? 延迟焦化:将重质渣油以很高的流速,在高热强度下通过加热炉管,在短时间达 到反应温度后,迅速离开加热炉,进入焦炭塔的空间,使裂化缩合反应延迟到焦 炭塔内进行,因而称为“延迟焦化” 影响因素:原料、加热炉出口温度、系统压力、循环比 7. 减粘裂化的反应原理是怎样的? 一种裂化苛刻程度很浅的热裂化,主要是为了降低重质油料的粘度和倾点,减少 生产商品燃料油时的轻油掺入量 8. 焦化与减粘裂化有何异同? 减粘和焦化都是重油裂化的一种工艺,减粘是属于重油轻度裂化,转化率较 低,生焦率较低,是将高粘河渣油转化为低粘度渣油的一种工艺,它的转化率与 反应温度和反应压力有关,在现有的加工工艺,减粘反应器都是带有压力的,延
3、原油评价(综合评价)的基本内容是什么? 包括原油一般性质测定、实沸点蒸馏数据及窄馏分性质和直馏产品的产率和 性质;根据需要,可增加某些馏分的化学组成、二次加工性能等。
4、什么是原油的关键馏分特性分类法、特性因数分 类法? 一、关键馏分特性分类法
美国矿务局在1935年提出的一种方法,目前在世界上用得最多。它是以原油 中具有特定馏程的轻、 重两个馏分的相对密度为依据进行分类的。其中的轻馏分 称为轻关键馏分或第一关键馏分,是常压下原油在250℃-275℃馏出的组分;而 重馏分称为重关键馏分或第二关键馏分,它是在5.33kPa(40mmHg)残压下蒸馏出 来的275℃-300℃馏分。 分别测定两个关键馏分的密度,根据密度大小分为:石蜡基、中间基、环烷 基。 二、特性因数分类法 特性因数 K 值又称 Watson K 值或 UOP K 值,它是油品平均沸点和相对密度
冰点:航空煤油、喷气燃料 凝点:润滑油、柴油 倾点:润滑油、柴油 冷滤点:柴油 软化点:沥青、石油渣油 熔点:石蜡、地蜡等高熔点石油产品 滴点:润滑脂和凡士林等软膏状产品 5、表示油品性质的物理量哪些具有可加性,哪些不具有可加性? 可加性:馏程、密度、硫含量、实际胶质、酸度、酸值、残碳、灰分 不可加性:粘度、闪点、辛烷值、凝点、蒸汽压、倾点
3、轻柴油的低温流动性什么指标来保证?柴油的低温流动性 与其化学组成有何关系? 指标:凝点、冷滤点 关系:正构烷烃的含量越高,低温流动性越差。 4、润滑油基础油是如何分类的?润滑油的作用是什么? 分类:习惯上,按应用场合分为以下几类: (1)内燃机润滑油 (2)齿轮油 (3)液压及液力传动油 (4)工业设备用油 作用:干摩擦、流体动力润滑、混合润滑、边界润滑 5、石油沥青的主要性能有哪些?我国石油沥青分为几类? 主要性能:针入度、延伸度、软化点、抗老化性、低温性能和粘附性 分类:道路沥青、建筑沥青、专用沥青、乳化沥青 6、石蜡和地蜡的化学组成是什么? 石蜡:C17-C35 地蜡:C30-C60
第二章 1、石油的组成有哪些表示法? 元素组成、馏分组成、烃类组成 2、石油的元素组成如何? 碳:83.0~87.0%(质量分数) 氢:11.0~14.0% 硫:0.05~8.0% 氧:0.05~2.0% 氮:0.05~2.0% 3、如何表述石油的烃类组成? 单体烃组成、族组成、结构族组成 3、石油的直馏馏分组成有什么特点? ��� 汽油馏分: 沸点范围一般小于200℃, 平均相对分子质量约为100~120。直馏汽油中烷烃含量 最高,环烷烃次之,芳香烃最低,约为10%,一般不含烯烃。在二次加工汽油中 则含有相当数量的烯烃,甚至二烯烃。 (1)直馏汽油的单体烃组成 ��� 直馏汽油中正构及支链较少的烷烃是主要成分;少数烷烃占据较大的量; ��� 环烷烃只含环戊烷和环己烷系;我国原油环己烷含量高,有利于生产苯; ��� 芳香烃中以甲苯和二甲苯为主; ��� 不含烯烃。 ��� 柴油馏分: 沸点范围为200~350℃, 平均相对分子质量约为180~260。柴油馏分中的烷烃含量 相对较多,环烷烃和芳香烃含量比汽油中多,同时存在单环、双环和三环的环烷 烃和芳香烃,三环以上芳香烃也有出现,但在不同油中含量差别很大。此外,柴 油馏分中还可能存在分子中具有环烷-芳香结构的混合烃。 ��� 润滑油馏分: 沸点范围一般为350~520℃。 润滑油馏分中的烃类结构比较复杂, 包括正构烷烃、 异构烷烃、单环、双环、三环及三环以上的环烷烃和芳香烃,多环结构中出现稠 环结构、环烷-芳香结构以及稠环上带环烷环和烷基侧链等结构的化合物。 ��� 重质润滑油和残渣油: 其中存在着低温下呈细微针状的黄色或褐色结晶,此结晶称为地蜡。地蜡平均相 对分子质量约为500~700, 分子中碳原子数约为36~55, 熔点比石蜡高, 为60~90℃。 地蜡的组成较为复杂,主要是带正构烷基或异构烷基的双环或三环环烷烃。 5、石油中包含哪些非烃化合物,各包括哪些化合物类型? 在石油中的分布情况如何? 含硫化合物 随馏分沸程升高,硫含量增加,大部分集中在重馏分和渣油中,如我国渣油中集 中了70%的硫;直馏汽油中,以硫醇和硫醚为主,含少量二硫化物和噻吩;中间 馏分中,主要是硫醚和噻吩类;高沸点馏分中,主要是硫醚、噻吩及其同系物; 除上述含硫化合物外,原油中还有相当大一部分硫存在于胶质、沥青质中。这部 分含硫化合物的分子量更大、结构也复杂得多。 含氮化合物 对多数原油而言,其碱性氮含量约占总氮含量的1/4到1/3。一般来说,在较轻馏
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