催化重整装置技能竞赛理论笔试试卷(B卷答案)
一、简答题(5道小题,每题5分,共25分) 1. “四不动火”的内容是什么?
答:指动火作业许可证未经签发不动火;(1.25)制定的安全措施没有落实不动火;(1.25)动火部位、时间、内容与动火作业许可证不符不动火;(1.25)监护人不在场不动火(1.25)。
2. 离心泵比转数的概念是什么?
答:①泵的比转数表明流量、扬程、转数之间的关系;(1.25)②同一台泵在不同的工况下具有不同的比转数;(1.25)③大流量小扬程的泵,比转数大;小流量大扬程的泵,比转数小;(1.25)④比转数太大或太小都会使泵效率降低。(1.25)
3. 如何提高换热器的总传热系数K?
答:要提高K值,就必须减少各项热阻,减少热阻的方法有:①增加湍流程度,可减少层流
边界层厚度(2.5)②防止结垢和及时清除垢层,以减少垢层热阻。(2.5)
4. 请叙述判断重整反应系统水-氯平衡是否适宜的方法。
答:可采取分析重整循环氢组成,并计算C3/C1分子比的方法来判断。(1.25)如分子比在0.7~
1.0说明水氯比合适;(1.25)如C3/C1分子比<0.7时,表明氯含量低或水稍高;(1.25)当C3/C1分子比>1.0时,表明系统氯过多或太干。(1.25)
5. 砷为什么能使重整催化剂永久性中毒?
答:由于砷与铂有很强的亲合力,(1.25)能与催化剂表面的铂粒形成稳定的铂砷化合物(PtAs),(1.25)使金属铂失去吸附氢离子的能力,也就使重整催化剂失去脱氢、加氢反应的能力,(1.25)因此说砷能使重整催化剂永久性中毒。(1.25)
二、计算题(3道小题,每题5分,共15分)
1. 一台离心泵原设计转数n3
1为1450r/min,流量Q1=100m/h,扬程H1=60m,功率N1=100kw,试计算用2900r/min的电机,其流量、扬程、功率各为多少?
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解:①由公式
Q1n1Q?得 2n2②Qn22?n?Q29001?1450?100?200(m3/h) 12③由公式H1H???n1??得 2??n2??22④HH?n2?2?1???n????60???2900???1450?1??240(m) ⑤由公式
N?31?N??n1?2??n2?得 ?3⑥N?3?n2?2????n???N1???2900??1450???100?800(KW) 1答:离心泵的流量为200m3
/h,扬程为240m,功率为800kw。
评分标准:①正确占(0.8);②正确占(0.8);③正确占(0.8);④正确占(0.8);⑤正确
占(0.8);⑥正确占(0.5);答正确占(0.5)。
2. 用一常压操作的连续精馏塔,分离含苯0.44(摩尔分率,以下同)的苯-甲苯混合液15000
㎏/h,塔顶馏出液中含苯为0.975,塔底釜残液含苯0.235。试求馏出液和釜残液的流量及
组成,以摩尔流量和摩尔分率表示。(苯分子量78,甲苯分子量92)
解:原料液的分子量MF?0.44?78?0.56?92?85.8 原料液流量F?15000/85.8?175.0Kmol/h
全塔物料衡算D?W?F?175 D?D?W?W?F?F
或0.975D?0.0235W?175?0.44
求得D=76.7Kmol/h W=98.3 可kmol/h 答:D=76.7Kmol/h W=98.3 kmol/h。
评分标准:求出分子量1.5;求出原料量1;公式正确1.5;计算结果0.5;答正确0.5。
3. 某台加热炉的气体燃料组成如下表所示,计算该燃料低发热值。
组成 H2 N2 CH4 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6 0.体积% 3.7 74.0 17.0 3.0 0.10 1.9 3 低发热值(千焦/标立方10743 0 35739 64247 58967 22350 88073 米) 第 2 页 共 4 页
解:QL=10743yH2?35739yCH4?64247yC2H6?58967yC2H4?93423yC3H8?88073yC3H6
=3.7%×10743+74.0%×35739+17.0%×64247+3.0%×58967+0.1%×22350+1.9%×880
73
=41231千焦/标准立方米
答:该燃料低发热值为41231千焦/标准立方米。
评分标准:公式正确2;过程正确1;答案正确1;答正确1。
三、论述题(2道小题,每题10分,共20分) 1.请简述预加氢催化剂再生的方法及其优缺点。
答:1)工业上使用的预加氢催化剂再生方法有两种:器内再生、器外再生。(1.0)
2)器内再生的缺点:
①生产装置因再生所需要的停工时间较长;(1.5)
②再生条件难以严格控制,易导致催化剂再生效果差,活性回复不理想;(1.5) ③再生时有害气体及含硫、含盐污水,若控制或处理不当,会严重腐蚀设备,污染所在社区的环境;(1.5)
④预加氢装置的操作运转周期长,操作人员多年才能遇到一次再生操作,如果考虑不周、处理不当不仅影响再生效果,甚至可能会发生超温等危险,严重时损坏催化剂和设备。(1.5)3)催化剂器外再生同器内再生相比,器外再生技术再生效果好、节省时间、可免除催化剂床层上的结块、粉尘堵塞所引起的床层压降上升,有利于减少设备腐蚀、环境污染,技术经济效益好,质量有保证,被广泛引用。(3.0)
2.请简述何谓双功能催化剂,并解释重整催化剂为什么必须具备双功能作用?
答:所谓双功能催化剂,通常是指具有两种催化作用的催化剂(2.0)。以重整催化剂而言,双功能重整催化剂具有促进加氢/脱氢作用的金属功能(1.0),同时具有促进裂化、异构化反应的酸性功能(1.0)。
重整催化剂必须具备金属和酸性两种功能,这是因为重整反应中通常包括几种不同类性的反应。一类是脱氢反应,要求催化剂具有金属功能来促进脱氢、加氢反应(1.0)。另一类是裂化、异构化反应,要求催化剂具有酸性功能,以促进裂化、异构化反应(2.0)。还有一类是烷烃脱氢环化转化成芳烃的反应,它必须在金属中心和酸性中心交替的进行反应,所以重整催化剂必须具有备金属和酸性两种功能(2.0)。
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