石油炼制工程超详解思考题课后题期末复习题库及答案解读

石油炼制思考题

第一章：石油及产品组成与性质

1.什么叫石油？它的一般性质如何?

本书中指液态的原油

石油是气态(天然气)、液态和固态的烃类混合物。

石油分为：气态—天然气，干气——含CH4 ，80%以上，不能凝结成液体

湿气——含CH4 ，80%以下，能凝结成液体

液态—原油

固态—焦油、沥青、石蜡

原油的性质与状态：

颜色：随产地不同，颜色不同。

原油的颜色一般是黑色或暗绿色

气味：原油有浓烈的臭味，主要是硫引起

状态：多数原油是流动或半流动粘稠液体

2.石油中的元素组成有哪些?它们在石油中的含量如何?

3.什么叫分馏、馏分?它们的区别是什么?

分馏：用蒸馏的方法将其按沸点的高低切割

馏分：分馏切割的若干个成分

网上查询：

分馏：分离几种不同沸点的挥发性的互溶有机物

馏分：表示分馏某种液体时在一定范围内蒸馏出来的成分

分馏是一个操作，馏分是蒸馏出来的成分。

4.石油中有哪些烃类化合物?它们在石油中分布情况如何?

原油中主要以烷烃，环烷烃和芳烃等烃类所组成。其的分布情况：气态、液态、固态。

烷烃：存在于石油全部沸点范围，随沸点升高其含量降低。

环烷烃：低沸点馏分中，相对含量随馏分沸点的升高而增多。高沸点馏分中，相对含量减少。

芳烃：相对含量随馏分沸点的升高而增多

5.烷烃在石油中有几种形态?什么叫干气、湿气?

烷烃以气态、液态和固态三种状态存在。

干气：纯气田天然气湿气：凝析气田天然气

干气——含CH4 ，80%以上，不能凝结成液体

湿气——含CH4 ，80%以下，能凝结成液体

6.石油中所含的石蜡、微晶蜡有何区别?

7.与国外原油相比，我国原油性质有哪些主要特点?

我国原油含硫量较低，凝点及蜡含量较高、庚烷沥青质含量较低。

含硫量较低，含氮量偏高，减压渣油含量较高，汽油馏分含量较少

8.石油分别按沸程（馏程）、烃类组成可划分为哪些组分？

按沸程：汽油馏分、煤柴油馏分、润滑油馏分、减压渣油

汽油馏分：初馏点~200℃；AGO常压瓦斯油（煤、柴油馏分）：200~350℃；VGO减压瓦斯油（润滑油馏分）：350~500℃；VR减压渣油：〉500℃）

按烃成分：烷烃、环烷烃、芳香烃

9.汽、煤、柴油的沸程范围是多少？它们的烃类组成如何？

直馏汽油中主要单体烃有：正构烷烃、C5-C9、异构烷烃、环烷烃、芳烃如苯、甲苯、二甲苯等。

在煤油，柴油馏分中，其沸点范围为200~350℃，该馏分主要为C11~C20烷烃(正构及异构烷烃)、环烷烃、芳烃，还有少量非烃化合物。

汽油：初馏点—200 C5～C11

煤油：180~310℃ C11～C20

柴油：常压柴油一般沸程范围为130~350℃ C11～C20

10.石油中的非烃化合物有哪些类型？这些非烃类主要存在形式和特点？它们的存在对原油加工和产品质量有何影响? （消极影响）

主要为含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状-沥青状物质

S：三大类：酸性含硫化合物，中性含硫化合物、热稳定性较高的含硫化合物

随沸点升高，硫含量增加，集中在重馏分及渣油中

含硫化合物会腐蚀设备、使催化剂中毒、影响产品质量、污染环境

N：两大类：碱性含氮化合物、中性含氮化合物

随沸点升高，含量增加，集中在胶质与沥青质中

含氮化合物影响产品稳定性，导致催化剂中毒

O：两大类：酸性含氧化合物、中性含氧化合物

大部分集中在胶质与沥青质中

含环烷酸多容易乳化，不利加工腐蚀设备。

石油中的非烃化合物 (主要元素是S、N、O)

烃类是石油的主要成分，是加工利用的主要对象，石油中的S、N、O元素仅占1%，而其化合物却高达10-20%以上。这对石油的加工和产品的质量带来严重的影响。这些杂化物是

1.含硫化合物（RSH，RSR′，RSSR′，S，H

2

S）

例如：CH

3-SH（①硫醇 RSH甲硫醇）C

2

H

5

-SH（乙硫醇）空气中含2. 2×10 -12 g/m3 乙

硫醇时，人就感到有特殊臭味。因此，常用作煤气泄漏的指示剂。

12.反映油品一般性质、蒸发性质、流动性质、热性质、临界性质、燃烧性质的指标有哪些？这些性质是如何定义的?

一般性质：密度、相对密度、特性因数、相对平均分子量

蒸发性质：蒸汽压、馏程、平均沸点

流动性质：粘度

热性质:比热容、汽化潜热、热焓

临界性质：TC、PC、ZC、PC′、TC′、Tr、Pr

燃烧性质：闪点、燃点和自燃点

一、油品的一般性质

1.原油的颜色一般是黑色或暗绿色的

2.气味：原油有浓烈的臭味主要是硫引起。

3.状态：多数原油是流动或半流动粘稠液体。

二、蒸发性质

蒸汽压 ( P)

蒸汽压定义：在某一温度下，液体与其液面上方的蒸汽呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力。蒸气压是某些轻质油品的质量指标。

三、低温流动性

1.凝固点：油品在低温下失去流动性的温度

2.浊点：对含蜡高的油品，当温度降低时，油品出现雾状浑浊现象，这时的温度叫浊点

3.结晶点：温度继续下降，到结(冰)晶析出时的温度

4.冰点：对纯化合物来说，冰点就是熔点，而当结晶析出，加热结晶消失时的最低温度叫熔点，也叫冰点。

5.倾点：油品在规定条件下，能继续流动的最低温度叫倾点，又叫流动极限。

四、热性质：

1.比热（比热容）：温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,叫做该物质的比热。 真热熔：油品在极小的温度范围内加热得到该温度的比热，称真比热，C 真

平均热熔：当温度由T 1升到T 2，所需的热量 ， 则得到平均热容，C 平

2.汽化潜热（蒸发潜热）△h

定义：在一定温度下，液态转化为汽态所需的热量，即汽化或冷凝时放出或吸收的热量，而其温度不发生变化。

3.热焓

由热力学定义，对流动体系：

△H 等于系统热量的变化，由于内能U 无法知道，所以焓的绝对值也不能测定，而只能测定焓的变化值。

五、临界性质：

（1）临界温度TC ：不论在什么压力下，也不能使气体液化的最低温度。

（2）临界压力PC ：在临界温度时相对应的压力。

六、燃烧性质：

1.闪点：指可燃性液体的蒸汽与空气混合在有火星存在时发生短促的闪光现象，这时的温度叫闪点。

2.燃点：油品闪灭后，如温度继续升高，就会燃烧，这时的温度叫燃点。

3.自然点：油品不接触火焰，当温度升高时，油品会自燃起来，自燃的最低温度叫自燃点。或油品因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧的最低温度，叫自燃点。

4.发热值：油品完全燃烧放出的热量称发热值

13.纯物质及混合物的蒸气压各与哪些因素有关?为什么? 纯物质的蒸汽压只与温度有关

ln A P B T =+

混合物的蒸汽压P 随温度T 和汽化率e 的不同而变化。 （汽化率：馏分汽化的程度，即石油馏分蒸发量的大小）

()21H = U + PV H = H -H = U + PV

???

14.为什么要引入平均沸点的概念?平均沸点有哪几种表示法?它们各是怎样求法?

恩氏蒸馏馏程在原油评价该油品规格上用处很大，但在工艺计算中却不能直接应用。因此引出了平均沸点的概念。

平均沸点 5种：体积平均沸点 tv 、质量平均沸点 tw 、立方平均沸点 立t

实分子平均沸点分t 、中平均沸点中t

1）体积平均沸点 tv 用以求其他难以测定的平均沸点

2）质量平均沸点 tw 用于求油品的真临界温度

Wi –各组分质量分数，ti-各组分沸点，℃。

3）立方平均沸点

立t 用于由图表求定油品的特性因数和运动粘度 Vi-各组分体积分数，Ti-各组分沸点，K 。

4）实分子平均沸点

分t 用于求定油品的假临界温度和偏心因数

Ni-各组分分子分数 15.如何计算混合油品的相对密度?它的依据是什么?有何实用意义?

油品的相对密度是油品密度与规定温度20 ℃下水的密度之比，因水的密度在4℃为1g/cm3，所以常用4℃水做基准。

油品中低沸点馏分越多，即轻馏分越多，密度越小。重馏分越多及胶质、沥青质等非烃化合物越多，密度越大。

10305070905V t t t t t t ++++=1n i Witi W t ==∑31n 3i 1ViTi t =?? ?= ???∑立n i 1

Niti t ==∑分

15.什么是油品的特性因数?为什么特性因数的大小可以大致判断石油及其馏分的化学组成？

d成直线关系，其斜率定义为特性因数（K）。

以兰金度（R0）的立方根与6.15

15

.

6

不同的烃类，其斜率不同，即K不同。烷烃的K值最大，芳烃K值最小，环烷烃介于二者之间。

烷烃：12.0~13.0之间、芳烃：9.7~11.0之间，环烷烃：11.0~12.0之间。

不同的烃类特性因数不同，故可以区分出烃类组成。

17.什么叫粘度？常用的粘度表示法有几种? 如何进行换算?

粘度是评价油品流动性的指标。粘度，就是层流状态下的流体流动性，是分子间内摩擦力(F)大小所决定的。

1.粘度的定义和单位

（1）动力粘度（ ）又称绝对粘度

流体流动时，有层流和紊流两种状态，所谓粘度，就是层流状态下的流体流动性，是分子间内摩擦力(F)大小所决定的。以下定律仅适用于层流。即内摩擦力(F)与两液层交界面(S)和速度梯度dv/dL 成正比，即

V

L d F S d η=??

（2）运动粘度（ ）

运动粘度是动力粘度与同温，同压下液体密度

的比值，即

1m2/s=104cm2/s=106mm2/s

即 1米2/秒=104斯=106厘斯

（st ） （cst ）

1cst=1mm2/s

（3）恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度 (三者为条件粘度)

恩氏粘度： 200ml 油品在t ℃通过毛细管粘度计所需时间与同体积水通过时间之比， 无单位。

赛氏粘度和雷氏粘度：油品在t ℃ 时通过规定尺寸管子所需的时间，秒 (s)

18.什么叫爆炸极限?

爆炸界限

闪火的必要条件是：混合气中烃或油气要有一定范围。低于这个范围，油气不足，高于这个范围，空气不足，均不能闪火爆炸。这一浓度范围称爆炸界限。

其下限浓度称为爆炸下限，上限浓度称爆炸上限。

油品的沸点越高，闪点越高，反之闪点越低。

19.什么叫闪点、燃点、自燃点?油品的纽成与它们有什么关系?

1)闪点：指可燃性液体的蒸汽与空气混合在有火星存在时发生短促的闪光现象，这时的温度叫闪点。

2)燃点： 油品闪灭后，如温度继续升高，就会燃烧，这时的温度叫燃点(着火点) 。

3)自然点：油品不接触火焰，当温度升高时，油品会自燃起来，自燃的最低温度叫自燃点。或油品因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧的最低温度，叫自燃点。

闪点、燃点和自燃点的关系 (爆炸界限)

在闪点温度下，只能使油气与空气组成的混合物燃烧，而不能使液体油品燃烧。这是因为在闪点温度下油品蒸发较慢，油气混合物很快烧完后，来不及蒸发足够的油气继续燃烧，所以在此温度下，点火只能一闪即灭。

20.什么叫浊点、冰点、凝点、倾点、冷滤点?

1)凝固点：油品在低温下失去流动性的温度。

2)浊点：对含蜡高的油品，当温度降低时，油品出现雾状浑浊现象，这时的温度叫浊点。

3)结晶点：温度继续下降，到结(冰)晶析出时的温度。

4)冰点：对纯化合物来说，冰点就是熔点，而当结晶析出，加热结晶消失时的最低温度叫熔点，也叫冰点。

5)倾点：油品在规定条件下，能继续流动的最低温度叫倾点，又叫流动极限。

6)冷滤点：在规定条件下，当试油通过过滤器每分钟不足20ml 时的最高温度。

21.在实验室进行重油减压蒸馏，在真空度98.66Kpa(740mmHg)下要切取400-500℃馏分，问减压操作时，温度应控制多少?

22.所有计算题及综合练习题。

第二章：石油产品的理化指标、使用要求和质量要求

1.什么是汽油的辛烷值（抗爆性 ）

汽油的抗爆性(辛烷值表示抗爆能力) 辛烷值定义：以抗爆性很高的异辛烷（2，2，4—三甲基戊烷）的辛烷值为100和抗爆性很低的正庚烷（辛烷值为零）按不同比例混合而成。例 如：70%的异辛烷和30%的正庚烷混合，其抗爆性与混合物相当，那么该汽油的辛烷值为70，称70号汽油。

2.抗爆性定义？

抗爆性定义： 抵抗爆燃现象的能力。抗爆性能差的汽油，在发动机汽缸内不能很好的燃烧，会出现爆燃现象，同时又有爆击声。一般来说，辛烷值越高，抗爆性越好，抗爆性是衡量汽油质量的重要标志。

3.辛烷值如何评价？

a. 研究法辛烷值（RON ）— 表示汽油在发动机内以低速600r/min 条件下测定的抗暴能力。

b.马达法辛烷值(MON)—表示汽油在发动机内衣900r/min 条件下测定其抗暴能力。 MON=0.8RON+10 研究法辛烷值比与马达法辛烷值高5—10个辛烷值单位

c.国外常用抗爆指数（ONI ）也叫平均实验辛烷值. ONI=2

MON RON

4.提高汽油辛烷值方法？

a. 调合：即往辛烷值低的汽油中加入一定数量的 高辛烷值汽油。如催化裂化、催化重整、加氢裂化、烷基化等二次加工油。它们的辛烷值较高。

b. 掺合：用甲基叔丁基醚(MTBE)或甲醇、乙醇作为无铅汽油的掺合组分，甲基叔丁基醚的研究法辛烷值(RON)是110，掺入汽油后不改变汽油的基本性质。但近期的研究表明：甲基叔丁基醚(MTBE)也具有致癌作用，也设法禁用。乙醇汽油是最理想的掺合剂。乙醇的(RON)为111，无毒。甲醇的(RON)为114，有毒。

5.石油产品汽、柴油的使用要求和质量要求？

汽油的使用要求：

(1)具有足够的挥发性以形成可燃混合气；

(2)燃烧平稳，不产生爆燃现象；

(3)储存安定性好，生成胶质少；

(4)对发动机没有腐蚀作用；

(5)排出的污染物少。

从四个方面衡量汽油质量:

(1)汽油的抗爆性

(2)汽油的安定性

(3)汽油的蒸发性

(4)汽油的腐蚀性

柴油的使用要求：

(1)具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；

(2)具有良好的供给性能；

(3)对机件没有腐蚀和磨损；

(4)有良好的储存安定性和热安定性。

从五个方面衡量柴油的质量 :

(1)柴油的腐蚀性

(2)柴油的安定性

(3)柴油的流动性

(4)柴油的蒸发性

(5)柴油的燃烧性

6. 什么是柴油的十六烷值和柴油指数？

a. 十六烷值定义：

规定正十六烷为100，α-甲基萘的十六烷值为零，按一定比例配成标准燃料。例如，某柴油的抗爆性与含52%正十六烷的标准燃料的抗爆性相同，该油品的十六烷值等于52。 注：十六烷值高表明燃烧性能好，燃烧均匀。十六烷值低表明燃烧困难。但十六烷值不能太高，否则局部燃烧不完全。一般高速柴油机十六烷值在40到45，中速柴油机十六烷值在30到35低速柴油机十六烷值在25左右。

十六烷值= 2/3×柴油指数+14

b. 柴油指数定义：用经验公式表示

柴油指数= 15.615.615.615.6

(1.832)(141.5131.5)

100A d d +-式中：A ?苯胺点(?C)

注： 1) 十六烷值与组成有关，一般来说，正构烷烃的十六烷值最高，异构烷烃次之，芳烃最低 (辛烷值最低) ，这和汽油的辛烷值相反。

2) 直馏柴油的十六烷值最高，催化裂化因含有较多的芳烃，十六烷值较低。

3) 柴油的十六烷值可加入硝酸烷基酯添加剂来提高。

第三章：石油产品及原油的分类与评价

1.石油产品如何分类？

按新的分类法：将石油产品分为石油燃料、润滑剂及工业润滑油、蜡、沥青、焦、溶剂油和化工原料6大类。

2.原油如何分类？

1、工业分类：原油工业分类是根据相对密度、含硫量、含蜡量、含胶质量等。

1）按原油相对密度分类

轻质原油— d420 < 0.878

中质原油— d420 = 0.878~0.884

重质原油—d420 > 0.884

2）按原油的含硫量分类

低硫原油—含硫量 < 0.5%

含硫原油—含硫量 > 0.5~2.0%

高硫原油—含硫量 > 2.0%

3）按原油的含蜡量分类

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%

2、化学分类：通常用与化学组成有关的物理性质作分类基础。

1）特性因数分类

石蜡基原油—特性因数 K > 12.1

中间基原油—特性因数 K = 11.5~1 2.1

环烷基原油—特性因数 K=10.5~11.5

2）关键组分特性分类

第一关键组分常压下蒸得馏分 (轻油部分)

第二关键组分常压下蒸得馏分或减压下蒸得275~300 C馏分(重油部分)

3.原油如何评价？

1）性质分析：含水、含盐量、机械杂质，分析d420 、粘度、凝点、残炭、含硫量、酸值、沥青等