轻油蒸汽转化反应过程如何？
题目
轻油蒸汽转化反应过程如何？
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参考答案和解析
正确答案:
与甲烷为主的气态烃原料相比，液态烃的各种轻油组成比较复杂，有烷烃、环烷烃、芳烃。转化过程中，一方面这些烃类与水蒸汽发生催化转化反应，另一方面，烃类还会发生催化裂解反应和均相热裂解反应。大量裂解产物经过进一步的聚合、芳构化和氢转移等反应都会导致结炭，结炭反应是轻油蒸汽转化过程中必然发生的副反应，这正是轻油蒸汽转化过程和以甲烷为主的气态烃（如天然气和油田气）蒸汽转化过程的最基本的差别。
由于轻油原料的组成比较复杂，反应又处于450～800℃的列管式变温催化床层内，因此，轻油加压水蒸汽转化制取氢气或合成气过程是一种包含多种平行反应和串联反应的复杂反应体系。由于床层温差较大，不同部位的反应情况变化较大，包括高级烃的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，反应机理可用下图形象地表示。
由于轻油原料的组成比较复杂，反应又处于450～800℃的列管式变温催化床层内，因此，轻油加压水蒸汽转化制取氢气或合成气过程是一种包含多种平行反应和串联反应的复杂反应体系。由于床层温差较大，不同部位的反应情况变化较大，包括高级烃的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，反应机理可用下图形象地表示。
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第1题：
转化达到配蒸汽的条件是什么？投蒸汽时如何进行操作？应注意什么？
正确答案: 1）确认转化系统达到投蒸汽条件，即以下条件同时满足：转化入口TI4044＞400℃，中变床层温度TI4028-TI4035＞250℃；
2）投蒸汽前的注意事项：配蒸汽前，应将3.5MPa蒸汽引至FV-4004前，充分的进行暖管，尽可能的提高蒸汽的温度。配蒸汽前要把两台空冷和一台管道泵均投用正常。注意检查PV-4009是否投用，并设置在自动状态。由于界外蒸汽温度较低，配蒸汽前，可以将转化入口温度提高至450度左右；
3）投蒸汽时的注意事项：配蒸汽时，刚开始配入时可以少配入一些蒸汽（第一次配入的蒸汽量为4吨/小时左右），待平稳和转化入口温度升高后，再逐步将配蒸汽的量提高至8吨/小时左右。配入蒸汽后，设专人在分液罐前监视液位，并和内操配合控制好分液罐的液位。配入蒸汽后，要及时调整换-102的副线，避免除盐水超温，造成除氧槽水封击穿。 -
第2题：
抗原抗体反应过程中，亲水胶体如何转化为疏水胶体?
正确答案: 大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们单独存在时，在水中均溶解为胶体溶液，不会发生自然沉淀。因为蛋白质分子上有大量的氨基和羧基残基，在水溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，蛋白质分子周围出现了带相反电荷的电子云。在通常的血清学试验中，溶液的PH偏高，蛋白质分子带负电荷，周围出现极化的水分子，形成水化层，避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。当抗原抗体结合后，表面电荷减少，水化层变薄，与水接触的面积减少，抗原抗体复合物逐渐成为疏水胶体。如再加入电解质，进一步中和抗原抗体复合物表面电荷，则可形成较大的可见的抗原抗体复合物。 -
第3题：
转化配蒸汽带水，本岗位应做如何调整？
正确答案: 转化配蒸汽带水，将造成转化岗位严重后果，其原因是：
①容-306液位太高或太满；
②容-306汽水共沸.
本岗位应采取的措施是：
①检查容-306实际液位，将其调整至正常；
②加强转化锅炉排污，防止水质恶化；
③如严重时，应联系转化岗位切换自产蒸汽. -
第4题：
转化催化剂轻微中毒后，改为（）的操作，恢复催化剂的活性。
- A、干净原料
- B、配氢配汽
- C、蒸汽
- D、轻油
正确答案:A,B -
第5题：
蒸汽转化反应是体积（）的反应，（）压力不利于转化反应进行，使转化率下降。（填增大/减小）
正确答案:增大；增大 -
第6题：
从反应动力学方面看，甲烷蒸汽转化反应受什么过程控制？
正确答案: 在工业条件下进行的甲烷蒸汽转化反应为内扩散控制，随催化剂粒度的减小，单位重量催化剂外表面积的增加，反应速度也相应增加。 -
第7题：
在天然气（甲烷）蒸汽转化反应过程中，影响析碳的主要因素有哪些？
正确答案: 转化反应温度高，烃类裂解析碳的可能性增加；
氧化剂（如水蒸汽、二氧化碳）等用量增加，析碳的可能性减少，并且已析出的碳也会被氧化而除去。在一定条件下水碳比降至一定程度后，就会发生析碳现象。一般把开始有碳析出的水碳比，称为理论最小水碳比。对于甲烷蒸汽转化反应，水碳比大于1就不会发生析碳现象。为安全起见，在任何时候都要求水碳比大于2.5。液态烃原料析碳的倾向性比甲烷大，因此应把水碳比控制得更高些。
烃类碳数愈多，裂解析碳反应愈易发生；
催化剂活性降低，烃类不能很快转化，相对的增加了裂解析碳的机会，同时催化剂载体酸度越大，析碳越严重。 -
第8题：
当反应温度不变而空速降低时，转化率提高，轻油收率增加。
正确答案:正确 -
第9题：
为什么抗积炭性能是轻油蒸汽转化催化剂的主要性能？
正确答案: 在比较经济的运行工艺条件下，轻油蒸汽转化催化剂上积炭往往是难以避免的，而积炭危害又很大，大量积炭是导致催化剂寿命缩短的最主要原因。积炭使催化剂活性下降，大量积炭又使催化剂床层阻力增加，导致转化过程无法完成。虽然可以消炭，但消炭再生会使催化剂表面剥蚀，使催化剂强度下降，并进而影响其使用寿命。积炭的形态各不相同，床层低温段的聚合炭和高温段的石墨化炭对催化剂的表观活性影响最大。因此，良好的抗积炭性能是轻油蒸汽转化催化剂的最主要的性能。 -
第10题：
天燃气水蒸汽转化反应过程的工艺条件如何选择？
正确答案: 从化学角度看，压力不宜过高。但从工程角度考虑，适当提高压力对传热有利，因为甲烷转化过程需要外部供热，大的给热系数是强化传热的前提。提高系统压力可增大床层压降，使气流均布于各反应管。虽然提高压力会增加能耗，但若合成气是作为高压合成过程（例如合成氨、甲醇等）的原料时，在制造合成气时将压力提高到一定水平，就能降低后序工段的气体压缩功，使全厂总能耗降低。加压还可减小设备、管道的体积，提高了设备生产强度，占地面积也小。
从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补。但是，在高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余甲烷≤0.3％的要求，需要将转化过程分为两段进行。第一段转化在多管反应器中进行，管间供热，反应器称为一段转化炉，最高温度（出口处）控制在800℃左右，出口残余甲烷10％（干基）左右。温度在800℃左右的一段转化气绝热进入二段转化炉.同时补人氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热，温度升至1000℃，转化反应继续进行，使二段出口甲烷降至0.3％。 水碳比高，有利于防止积碳，残余甲烷含量也低。 -
第11题：
问答题对于天然气水蒸汽转化反应有什么特点？影响天然气水蒸汽转化反应的因素有哪些？正确答案： 蒸汽转化法是在催化剂存在下及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生产H2、CO等混合气，该反应是强吸热反应的，需要外界供热。因素：温度、压力、水碳比、组分、气流速度。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题天燃气水蒸汽转化反应过程的工艺条件如何选择？正确答案： 从化学角度看，压力不宜过高。但从工程角度考虑，适当提高压力对传热有利，因为甲烷转化过程需要外部供热，大的给热系数是强化传热的前提。提高系统压力可增大床层压降，使气流均布于各反应管。虽然提高压力会增加能耗，但若合成气是作为高压合成过程（例如合成氨、甲醇等）的原料时，在制造合成气时将压力提高到一定水平，就能降低后序工段的气体压缩功，使全厂总能耗降低。加压还可减小设备、管道的体积，提高了设备生产强度，占地面积也小。
从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补。但是，在高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余甲烷≤0.3％的要求，需要将转化过程分为两段进行。第一段转化在多管反应器中进行，管间供热，反应器称为一段转化炉，最高温度（出口处）控制在800℃左右，出口残余甲烷10％（干基）左右。温度在800℃左右的一段转化气绝热进入二段转化炉.同时补人氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热，温度升至1000℃，转化反应继续进行，使二段出口甲烷降至0.3％。 水碳比高，有利于防止积碳，残余甲烷含量也低。解析： 暂无解析 -
第13题：
如何理解轻油蒸汽转化催化剂的“活性”？
正确答案: 由于轻油蒸汽转化过程是一个多种平行反应和串联反应同时发生的复杂反应体系，所以一种性能良好的轻油蒸汽转化催化剂应该是多功能的。适当的烃类裂解活性，良好的水蒸汽转化活性，水蒸汽变换活性，水蒸汽对碳的气化活性，此外还包括脱氢、加氢以及甲烷化反应的活性。这是一种多层次的活性，不是一种简单的基元反应的活性。因此，人们一般将该过程称作“轻油蒸汽转化”而不是“轻油蒸汽反应”。 -
第14题：
在催化裂化反应过程中，下列描述不正确的是（）。
- A、汽油存在最高的产率
- B、柴油存在最高产率
- C、轻油存在最高产率
- D、转化率有一个最高点
正确答案:D -
第15题：
烃类－蒸汽转化反应的特点是什么？
正确答案: 烃类－蒸汽转化反应为可逆吸热反应，在压力不太高的条件下，一般化学反应的平衡常数值随温度而变化，在催化剂的作用下，其平衡常数Kｐ随温度的升高而急剧增大，即温度愈高则平衡时CO和氢气的含量愈高，而甲烷的残余量越少。 -
第16题：
如何判断转化炉蒸汽发生段漏水？
正确答案: 1）排烟温度下降，烟囱冒白烟；
2）蒸汽发生段有响声，有水漏出；
3）给水量增加。 -
第17题：
轻油中的有机硫化物，在钴钼催化剂作用下与（）反应，转化为硫化氢和烃类
- A、氢气
- B、氧气
- C、氮气
- D、水蒸汽
正确答案:A -
第18题：
进转化炉原料气为什么要控制蒸汽/焦炉气（体积比）0.8-1.0（）
- A、在转化反应中，蒸汽是反应物，蒸汽量的多少能影响出口CH4平衡转化率，在炉温压力不变时，蒸汽比愈高，出口CH4愈低
- B、在转化炉内，还能发生CH4、C4H4的裂化反应和CO的岐化反应，蒸汽可以与岐化、裂化反应产生的原子态C反应，而阻止原子态C积聚为C黑
- C、蒸汽作为热载体，用于调节炉温，加大蒸汽能降低炉温。
- D、蒸汽比大，触媒不容易中毒
正确答案:A,B,C,D -
第19题：
天然气蒸汽转化反应是吸热反应。
正确答案:正确 -
第20题：
轻油蒸汽转化催化剂的基本性能和相互关系是什么？
正确答案: 其基本性能是高的机械强度和热稳定性，良好的低温还原性能，适宜的转化活性，较好的抗积炭性能。催化剂的上述性能要在同一种催化剂上体现出来才能表现出良好的综合催化性能。然而这又是十分困难的，例如增加催化剂的碱性，可以明显提高抗积炭性能，但却又同时降低了转化活性；强化活性组分的分散性，提高了低温活性和活性稳定性，却又不可避免地降低了还原性；提高还原性又会使镍晶粒增大，活性稳定性变差；增加其裂解活性可减少尾气中残余芳烃和乙烷等，却导致催化剂的积炭增多；单纯提高机械强度会导致大孔减少，从而降低了催化剂的表观活性。总之，催化剂研制的关键是要仔细平衡上述诸性能，使之具有较高的使用强度、热稳定性和良好的低温还原性能，又要兼顾合适的孔结构和活性组分的分散性。尽量提高抗积炭性和转化活性，又要保持适当的裂解活性，以此来适应多种平行反应和串联反应并存的复杂反应体系。实践表明，轻油转化催化剂既表现出金属催化剂的性能，又表现出酸碱催化剂的特征。因此，必须兼顾各种性能，使之互相协调，在同一催化剂上达到各种性能的兼容，防止顾此失彼。 -
第21题：
对于天然气水蒸汽转化反应有什么特点？影响天然气水蒸汽转化反应的因素有哪些？
正确答案: 蒸汽转化法是在催化剂存在下及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生产H2、CO等混合气，该反应是强吸热反应的，需要外界供热。因素：温度、压力、水碳比、组分、气流速度。 -
第22题：
问答题天然气水蒸汽转化过程为何分为二段进行？如何根据化学热力学，化学动力性原理和工程实际来优化天然气-水蒸汽转化制合成气的工艺条件？正确答案： 1.原因：转化率高必须转化温度，全部用很高温度，设备和控制都不利，使设备费用和操作费用增多，采用二段方式，一段温度只在800℃左右，对合金钢管要求低，材料费用低，在二段才通入空气，使与一段的H2反应，产生高温，保证二段中转化较为完全。
2.工艺条件：
①压力：从平衡角度看，由于转化反应是一个增体积的可逆反应，压力增大对反应不利；从实际生产运行来看，加压转化可以节约压缩功能耗有利于提高反应速率，减少触媒用量，可以提高蒸汽余热的利用，可减少设备投资费用，综合考虑，压力通常在3.5-5.0MPa；
②温度，温度是转化气进出口组成的主要因素，温度升高，有利于转化反应的进行，但温度过高，炉管使用寿命降低，燃料消耗增加。一段炉温度760-800，二段炉1000左右；
③水碳比，提高水碳比，经济成本提高，系统阻力增加，使能耗增大，以不析碳，原料充分利用，能耗小为原则，2.5-2.7；
④空间速度，以提高生产能力和降低催化剂用量为原则，在催化剂活性高时，提高空速，生产能力提高，催化剂用量减少，可以通过提高压力来提高空速。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题影响天然气水蒸汽转化反应速率的主要因素有哪些？如何影响？正确答案： 因素：温度、压力、扩散作用。温度升高，反应速率升高；压力升高，反应速率升高；催化剂粒度降低，内表面积升高，内扩散影响下降，反应速率升高。解析： 暂无解析