2025年催化裂化技能大賽試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題）1.催化裂化過程中，以下哪類反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)？（）A.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)B.縮合反應(yīng)C.裂化反應(yīng)D.異構(gòu)化反應(yīng)答案：C解析：裂化反應(yīng)需要斷裂C-C鍵，需要吸收熱量；氫轉(zhuǎn)移、縮合、異構(gòu)化多為放熱或微放熱反應(yīng)。2.催化裂化裝置中，提升管反應(yīng)器的主要作用是（）。A.實(shí)現(xiàn)催化劑與原料的高效接觸和快速反應(yīng)B.分離反應(yīng)油氣與催化劑C.再生失活催化劑D.冷卻反應(yīng)產(chǎn)物答案：A解析：提升管作為流化床反應(yīng)器，通過高速氣固流動(dòng)實(shí)現(xiàn)短接觸時(shí)間反應(yīng)，是裂化反應(yīng)的核心區(qū)域。3.下列催化劑中，屬于現(xiàn)代催化裂化裝置主流催化劑的是（）。A.無定形硅鋁催化劑B.Y型分子篩催化劑C.活性白土D.ZSM-5型催化劑（僅作為助劑）答案：B解析：Y型分子篩（如REY、USY）因高活性和選擇性，是當(dāng)前FCC的主催化劑；ZSM-5多作為增產(chǎn)汽油或烯烴的助劑。4.再生器密相床溫度控制的關(guān)鍵參數(shù)是（）。A.主風(fēng)流量B.催化劑循環(huán)量C.外取熱器取熱量D.再生壓力答案：C解析：外取熱器通過調(diào)節(jié)取熱量直接控制密相床溫度，主風(fēng)流量影響燒焦速率但需配合取熱調(diào)整溫度。5.催化裂化裝置中，干氣密封主要用于（）。A.分餾塔塔頂密封B.主風(fēng)機(jī)軸端密封C.沉降器與再生器之間的塞閥D.原料油進(jìn)料泵密封答案：B解析：主風(fēng)機(jī)（如軸流式壓縮機(jī)）因高速旋轉(zhuǎn)，需干氣密封防止?jié)櫥托孤┖徒橘|(zhì)外漏，屬于關(guān)鍵動(dòng)設(shè)備密封。6.劑油比（C/O）的計(jì)算中，“劑”指的是（）。A.新鮮催化劑加入量B.待生催化劑循環(huán)量C.再生催化劑循環(huán)量D.平衡催化劑藏量答案：C解析：劑油比定義為單位時(shí)間內(nèi)再生催化劑循環(huán)量與原料油進(jìn)料量的質(zhì)量比，反映催化劑活性與原料接觸的充分程度。7.以下哪種操作會(huì)導(dǎo)致催化裂化汽油辛烷值降低？（）A.提高反應(yīng)溫度B.增加劑油比C.降低反應(yīng)壓力D.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間答案：D解析：反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)加劇氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使烯烴飽和，導(dǎo)致汽油辛烷值下降；提高溫度、劑油比可促進(jìn)裂化和異構(gòu)化，提升辛烷值。8.再生器“二次燃燒”的主要原因是（）。A.主風(fēng)不足，導(dǎo)致CO在稀相燃燒B.催化劑含碳量過高C.再生溫度過低D.外取熱器取熱過多答案：A解析：二次燃燒是CO在再生器稀相（氧氣充足區(qū)域）燃燒生成CO?，釋放大量熱量，通常因主風(fēng)分布不均或密相床燒焦不完全導(dǎo)致。9.催化裂化分餾塔底循環(huán)油漿的主要作用是（）。A.控制塔底溫度，防止結(jié)焦B.提高輕油收率C.增加回?zé)挶菵.冷卻反應(yīng)油氣答案：A解析：油漿循環(huán)通過換熱降低塔底溫度，避免高沸點(diǎn)組分因高溫結(jié)焦，同時(shí)維持塔內(nèi)氣液平衡。10.下列指標(biāo)中，不屬于催化劑物理性質(zhì)的是（）。A.比表面積B.孔體積C.磨損指數(shù)D.活性（微反活性）答案：D解析：活性（微反活性）屬于催化劑的化學(xué)性能指標(biāo)，比表面積、孔體積、磨損指數(shù)為物理性質(zhì)。11.催化裂化裝置中，主風(fēng)機(jī)突然跳閘后，首先應(yīng)啟動(dòng)的自保是（）。A.進(jìn)料自保B.主風(fēng)低流量自保C.兩器差壓自保D.煙機(jī)自保答案：B解析：主風(fēng)低流量自保觸發(fā)后，會(huì)切斷進(jìn)料并關(guān)閉待生塞閥，防止催化劑倒流和兩器超壓，是主風(fēng)機(jī)跳閘后的首要保護(hù)。12.提升管出口溫度（RAT）是反應(yīng)深度的關(guān)鍵控制參數(shù)，通?？刂品秶鸀椋ǎ.450-480℃B.480-530℃C.530-580℃D.580-620℃答案：B解析：現(xiàn)代FCC裝置的RAT一般在480-530℃，過高會(huì)導(dǎo)致過度裂化（干氣、焦炭增加），過低則轉(zhuǎn)化率不足。13.催化劑跑損的直接后果是（）。A.再生器藏量上升B.分餾塔塔頂壓力下降C.催化劑單耗增加D.反應(yīng)溫度升高答案：C解析：跑損指催化劑隨煙氣或油氣排出裝置，需補(bǔ)充新鮮劑，導(dǎo)致單耗（kg/t原料）增加。14.下列因素中，對(duì)催化劑失活影響最小的是（）。A.高溫水熱失活B.重金屬污染C.結(jié)焦失活D.原料油密度答案：D解析：原料油密度主要影響反應(yīng)深度，而水熱失活（高溫水蒸氣破壞分子篩結(jié)構(gòu)）、重金屬（Ni、V沉積覆蓋活性中心）、結(jié)焦（積碳覆蓋孔道）是催化劑失活的主因。15.再生器燒焦強(qiáng)度的單位是（）。A.kg/(m3·h)B.t/hC.kg/(t催化劑·h)D.%答案：A解析：燒焦強(qiáng)度定義為單位時(shí)間、單位再生器密相體積內(nèi)燒焦量，單位kg/(m3·h)，反映再生器的燒焦能力。16.催化裂化裝置的“三機(jī)”通常指（）。A.主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)、增壓機(jī)B.主風(fēng)機(jī)、進(jìn)料泵、回?zé)捰捅肅.氣壓機(jī)、穩(wěn)定塔底泵、吸收塔泵D.主風(fēng)機(jī)、煙機(jī)、氣壓機(jī)答案：D解析：三機(jī)指主風(fēng)機(jī)（提供再生風(fēng)）、煙機(jī)（回收煙氣能量）、氣壓機(jī)（壓縮反應(yīng)油氣），是裝置的核心動(dòng)設(shè)備。17.穩(wěn)定塔的主要作用是（）。A.分離汽油和柴油B.脫除汽油中的C1-C2組分C.提高汽油辛烷值D.回收液化氣（C3-C4）答案：D解析：穩(wěn)定塔通過精餾將汽油（C5+）與液化氣（C3-C4）分離，塔頂出液化氣，塔底出穩(wěn)定汽油。18.下列操作中，能降低生焦量的是（）。A.提高原料殘?zhí)緽.增加劑油比C.降低反應(yīng)溫度D.提高再生溫度答案：C解析：反應(yīng)溫度降低，裂化反應(yīng)減弱，縮合生焦減少；原料殘?zhí)扛?、劑油比大（接觸更充分但可能加劇縮合）、再生溫度高（不直接影響生焦）會(huì)增加生焦。19.催化裂化裝置的熱量平衡中，主要的熱量來源是（）。A.再生燒焦放熱B.原料油預(yù)熱放熱C.反應(yīng)放熱D.外取熱器供熱答案：A解析：再生器燒焦（焦炭燃燒）釋放的熱量是裝置熱量的主要來源，用于維持反應(yīng)所需的吸熱。20.以下哪種現(xiàn)象是催化劑中毒的表現(xiàn)？（）A.催化劑顏色變深B.微反活性顯著下降C.磨損指數(shù)升高D.比表面積增大答案：B解析：重金屬（如Ni、V）沉積會(huì)覆蓋催化劑活性中心，導(dǎo)致微反活性（MA）下降，是中毒的典型表現(xiàn)。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）1.影響催化裂化轉(zhuǎn)化率的主要因素包括（）。A.反應(yīng)溫度B.劑油比C.原料性質(zhì)（如殘?zhí)?、密度）D.催化劑活性答案：ABCD解析：轉(zhuǎn)化率=（1-未轉(zhuǎn)化原料/總進(jìn)料）×100%，與反應(yīng)溫度（影響反應(yīng)速率）、劑油比（接觸效率）、原料性質(zhì)（易裂化程度）、催化劑活性（反應(yīng)能力）直接相關(guān)。2.再生器主風(fēng)分布管的作用是（）。A.均勻分布主風(fēng)B.防止催化劑倒流入主風(fēng)管C.提高主風(fēng)壓力D.增加主風(fēng)與催化劑的接觸面積答案：ABD解析：主風(fēng)分布管通過孔板或噴嘴均勻分布主風(fēng)，避免局部缺氧（導(dǎo)致二次燃燒），同時(shí)防止催化劑因壓力波動(dòng)倒流入主風(fēng)系統(tǒng)。3.催化裂化裝置的安全聯(lián)鎖（自保）系統(tǒng)通常包括（）。A.進(jìn)料自保B.主風(fēng)低流量自保C.兩器差壓自保D.煙機(jī)超速自保答案：ABCD解析：自保系統(tǒng)用于關(guān)鍵參數(shù)超限時(shí)自動(dòng)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，如切斷進(jìn)料、關(guān)閉閥門，防止設(shè)備損壞或事故。4.催化劑跑損可能的原因有（）。A.旋風(fēng)分離器效率下降B.催化劑磨損指數(shù)過高C.再生器藏量過低D.反應(yīng)壓力波動(dòng)大答案：ABCD解析：旋風(fēng)分離器故障（如料腿堵塞、翼閥卡死）、催化劑強(qiáng)度差（磨損指數(shù)高）、藏量低導(dǎo)致線速過高、壓力波動(dòng)破壞氣固分離均會(huì)導(dǎo)致跑損。5.提升管反應(yīng)器的主要特點(diǎn)包括（）。A.氣固接觸時(shí)間短（1-4秒）B.軸向溫度分布均勻C.返混程度低D.適合大分子裂化答案：ACD解析：提升管為平推流反應(yīng)器，返混少，接觸時(shí)間短（避免過度反應(yīng)），但軸向溫度因反應(yīng)吸熱會(huì)逐漸降低（原料預(yù)熱溫度＞出口溫度）。6.下列屬于催化裂化產(chǎn)品的是（）。A.干氣（C1-C2）B.液化氣（C3-C4）C.汽油（C5-C12）D.油漿（＞350℃）答案：ABCD解析：催化裂化產(chǎn)物按沸點(diǎn)分離為干氣、液化氣、汽油、柴油（輕循環(huán)油）、油漿（重循環(huán)油）。7.再生器溫度過高的危害有（）。A.催化劑水熱失活加劇B.設(shè)備襯里損壞C.二次燃燒風(fēng)險(xiǎn)增加D.燒焦速率下降答案：ABC解析：再生溫度過高（＞750℃）會(huì)導(dǎo)致分子篩在高溫水蒸氣下脫鋁失活，襯里因熱應(yīng)力損壞；同時(shí)CO更易在稀相燃燒（二次燃燒）；但燒焦速率在一定范圍內(nèi)隨溫度升高而增加（受限于主風(fēng)供氧）。8.分餾塔沖塔的原因可能是（）。A.塔底溫度過高B.進(jìn)料量突然增大C.塔頂回流量過大D.塔內(nèi)氣速超過液泛速度答案：ABD解析：沖塔是氣液負(fù)荷超過塔板處理能力，導(dǎo)致組分重疊；塔底溫度高、進(jìn)料量突增、氣速過高（液泛）均會(huì)引發(fā)沖塔；回流量過大可能導(dǎo)致淹塔而非沖塔。9.主風(fēng)機(jī)喘振的現(xiàn)象包括（）。A.出口壓力大幅波動(dòng)B.機(jī)組振動(dòng)增大C.主風(fēng)流量急劇下降D.電機(jī)電流升高答案：ABC解析：喘振是風(fēng)機(jī)因流量過低進(jìn)入不穩(wěn)定工況，表現(xiàn)為壓力、流量波動(dòng)，振動(dòng)加?。浑娏骺赡芤蜇?fù)荷波動(dòng)而下降或波動(dòng)。10.降低催化裂化裝置能耗的措施有（）。A.提高煙機(jī)效率，回收煙氣能量B.優(yōu)化催化劑循環(huán)量，減少動(dòng)力消耗C.降低分餾塔回流比D.提高原料預(yù)熱溫度答案：ABCD解析：煙機(jī)回收煙氣動(dòng)能發(fā)電；減少催化劑循環(huán)量可降低主風(fēng)機(jī)、增壓機(jī)負(fù)荷；降低回流比減少分餾塔熱量消耗；原料預(yù)熱溫度高可減少反應(yīng)需熱量，降低再生燒焦量。三、判斷題（每題1分，共10題）1.催化裂化反應(yīng)中，柴油的十六烷值通常高于原料油的十六烷值。（×）解析：裂化反應(yīng)生成的柴油含較多烯烴和芳烴，十六烷值（衡量柴油自燃性）低于原料油（直餾柴油含更多鏈烷烴）。2.再生器中，燒焦反應(yīng)主要發(fā)生在稀相床層。（×）解析：燒焦主要發(fā)生在密相床（催化劑濃度高，主風(fēng)與催化劑接觸充分），稀相床燒焦量少，易發(fā)生二次燃燒。3.催化劑的比表面積越大，活性越高。（√）解析：比表面積（尤其是分子篩內(nèi)表面積）是活性中心數(shù)量的體現(xiàn)，通常比表面積大則活性高（需結(jié)合孔結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度）。4.提升管反應(yīng)器出口設(shè)置快速分離器（如粗旋+頂旋）的目的是減少反應(yīng)后油氣的二次反應(yīng)。（√）解析：快速分離可使油氣在0.1秒內(nèi)與催化劑分離，避免過度裂化（生成干氣、焦炭）。5.穩(wěn)定塔底溫度越高，穩(wěn)定汽油的蒸氣壓（雷德蒸氣壓）越高。（×）解析：塔底溫度高，汽油中輕組分（C4）被蒸出，蒸氣壓降低；溫度低則輕組分殘留，蒸氣壓升高。6.主風(fēng)流量不變時(shí)，再生器壓力升高會(huì)導(dǎo)致燒焦速率增加。（√）解析：壓力升高，主風(fēng)中O?分壓增加，燒焦反應(yīng)速率（與O?濃度成正比）提高。7.催化劑單耗是指單位時(shí)間內(nèi)新鮮催化劑的加入量。（×）解析：?jiǎn)魏亩x為每噸原料油消耗的催化劑量（kg/t原料），需考慮跑損和平衡劑活性。8.反應(yīng)壓力升高，有利于提高汽油收率。（×）解析：壓力升高促進(jìn)縮合反應(yīng)（生焦）和氫轉(zhuǎn)移（烯烴飽和），汽油收率可能下降，干氣、焦炭增加。9.外取熱器取熱量增加，再生器密相床溫度下降。（√）解析：外取熱器通過取走熱量降低密相床溫度，是控制再生溫度的主要手段。10.催化裂化裝置的“炭平衡”是指反應(yīng)生焦量等于再生燒焦量。（√）解析：正常生產(chǎn)時(shí)，反應(yīng)生成的焦炭（沉積在催化劑上）需全部在再生器燒焦，維持催化劑活性，實(shí)現(xiàn)炭平衡。四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共5題）1.簡(jiǎn)述提升管反應(yīng)器與床層反應(yīng)器（如流化床反應(yīng)器）的主要區(qū)別。答案：（1）流動(dòng)狀態(tài)：提升管為氣固并流向上的平推流，返混?。淮矊臃磻?yīng)器為鼓泡流化床，返混嚴(yán)重。（2）接觸時(shí)間：提升管接觸時(shí)間短（1-4秒），床層反應(yīng)器接觸時(shí)間長(zhǎng)（5-10秒）。（3）反應(yīng)效果：提升管因短接觸時(shí)間減少二次反應(yīng)（如過度裂化、縮合），產(chǎn)物選擇性更好（汽油、液化氣收率高，焦炭少）；床層反應(yīng)器易發(fā)生二次反應(yīng)，生焦多。（4）結(jié)構(gòu)：提升管為垂直管道，無內(nèi)部構(gòu)件；床層反應(yīng)器需分布板、內(nèi)構(gòu)件（如擋板）促進(jìn)混合。2.分析再生器稀相溫度高于密相溫度（即“二次燃燒”）的原因及處理措施。答案：原因：（1）主風(fēng)分布不均，密相床局部缺氧，生成CO未完全燃燒；（2）催化劑含碳量過高（如反應(yīng)生焦量過大或主風(fēng)不足），密相床燒焦不完全，CO進(jìn)入稀相；（3）稀相溫度過高（如取熱不足），CO在稀相中與剩余O?反應(yīng)。處理措施：（1）提高主風(fēng)流量或調(diào)整主風(fēng)分布，確保密相床完全燒焦；（2）降低反應(yīng)深度（如降低反應(yīng)溫度、減少劑油比），減少生焦量；（3）向稀相噴入冷卻蒸汽或CO助燃劑（如Pt、Pd催化劑），促進(jìn)CO在密相燃燒；（4）檢查外取熱器，增加取熱量，降低密相溫度，減少CO生成。3.催化劑活性、選擇性對(duì)催化裂化產(chǎn)品分布的影響。答案：（1）活性：活性高（微反活性MA≥65）時(shí)，裂化反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率高，汽油、液化氣收率增加；但活性過高可能導(dǎo)致過度裂化，干氣、焦炭增加。（2）選擇性：-氫轉(zhuǎn)移選擇性高：烯烴飽和，汽油辛烷值下降，但焦炭減少（烯烴縮合減少）；-裂化選擇性高：大分子優(yōu)先裂化為小分子（汽油、液化氣），油漿收率下降；-抗重金屬選擇性高（如捕集Ni、V）：減少金屬污染導(dǎo)致的脫氫、縮合生焦，改善產(chǎn)品分布。4.分餾塔底結(jié)焦的原因及預(yù)防措施。答案：原因：（1）塔底溫度過高（＞380℃），油漿中高沸點(diǎn)組分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）熱分解縮合；（2）油漿循環(huán)量過小，流速低，導(dǎo)致物料停留時(shí)間長(zhǎng)；（3）油漿固含量高（催化劑細(xì)粉多），作為結(jié)焦核心加速結(jié)焦；（4）反應(yīng)深度過大，生焦量多，油漿中未轉(zhuǎn)化的重組分增加。預(yù)防措施：（1）控制塔底溫度≤380℃（通過調(diào)節(jié)油漿循環(huán)量和返塔溫度）；（2）增大油漿循環(huán)量（保證線速＞1.5m/s），減少停留時(shí)間；（3）定期置換油漿（外甩部分油漿），降低固含量（控制≤6g/L）；（4）優(yōu)化反應(yīng)操作（如降低反應(yīng)溫度），減少重組分生成。5.主風(fēng)機(jī)突然跳閘后，裝置的應(yīng)急處理步驟。答案：（1）觸發(fā)主風(fēng)低流量自保：切斷原料油進(jìn)料（關(guān)閉進(jìn)料事故閥），停止回?zé)捰?、回?zé)捰蜐{，開啟事故蒸汽吹掃提升管；（2）關(guān)閉待生塞閥和再生塞閥，維持兩器差壓（再生器壓力＞沉降器壓力0.01-0.03MPa），防止催化劑倒流；（3）停氣壓機(jī)，關(guān)閉反應(yīng)油氣至分餾塔閥門，分餾塔改循環(huán)；（4）啟動(dòng)輔助燃燒室（如有的話）維持再生器溫度，防止催化劑失活；（5）檢查主風(fēng)機(jī)跳閘原因（如電源故障、軸承溫度高），排除故障后準(zhǔn)備開機(jī)；（6）主風(fēng)恢復(fù)后，逐步開啟塞閥，建立催化劑循環(huán)，恢復(fù)進(jìn)料。五、計(jì)算題（每題10分，共2題）1.某催化裂化裝置日處理原料油2400噸，再生催化劑循環(huán)量為360t/h，計(jì)算劑油比（C/O）。答案：原料油進(jìn)料量=2400t/24h=100t/h；劑油比C/O=催化劑循環(huán)量/原料油進(jìn)料量=360t/h÷100t/h=3.6；答：劑油比為3.6。2.再生器煙氣分析數(shù)據(jù)：O?含量3%（體積分?jǐn)?shù)），CO含量0.5%，CO?含量12%，其余為N?。已知主風(fēng)流量為12000Nm3/h（標(biāo)況），空氣中O?體積分?jǐn)?shù)為21%，N?為79%。計(jì)算再生器燒焦量（kg/h）。（注：燒焦反應(yīng)為C+O?→CO?，2C+O?→2CO；碳的摩爾質(zhì)量12g/mol，氣體摩爾體積22.4L/mol）答案：（1）主風(fēng)中O?量=12000×21%=2520Nm3/h；（2）煙氣中O?量=總煙氣量×3%，CO量=總煙氣量×0.5%，CO?量=總煙氣量×12%；（3）根據(jù)N?平衡：主風(fēng)中N?量=煙氣中N?量；主風(fēng)N?量=12000×79%=9480Nm3/h；煙氣中N?量=總煙氣量×(100%-3%-0.5%-12%)=總煙氣量×84.5%；故總煙氣量=9480÷84.5%≈11218.9Nm3/h；（4）參與反應(yīng)的O?量=主風(fēng)O?量-煙氣O?量=2520-11218.9×3%≈2520-336.6=2183.4Nm3/h；（5）設(shè)生成CO?的C為xmol，生成CO的C為ymol；反應(yīng)式：C+O?→CO?消耗O?xmol，生成CO?xmol；2C+O?→2CO消耗O?y/2mol，生成COymol；根據(jù)CO?和CO的體積：x=11218.9×12%×1000/22.4≈(1346.3×1000)/22.4≈60102.7mol；y=11218.9×0.5%×1000/22.4≈(56.1×1000)/22.4≈2504.5mol；消耗O?總量=x+y/2=60102.7+2504.5/2≈60102.7+1252.3=61355mol；（6）O?體積=61355×22.4/1000≈1374.3Nm3/h（與步驟4的2183.4Nm3/h不符，說明需用O?平衡計(jì)算）；正確方法：參與反應(yīng)的O?體積=2183.4Nm3/h=2183400L；物質(zhì)的量=2183400/22.4≈97473mol；設(shè)生成CO?的C為akg，生成CO的C為bkg；反應(yīng)消耗O?的物質(zhì)的量=(a/12)+(b/12)/2=(2a+b)/24mol；生成CO?的物質(zhì)的量=a/12mol，體積=(a/12)×22.4L；生成CO的物質(zhì)的量=b/12mol，體積=(b/12)×22.4L；根據(jù)CO?和CO體積分?jǐn)?shù)：[(a/12)×22.4]/11218900=12%→a/12×22.4=11218900×0.12→a≈(11218900×0.12×12)/22.4≈718000g=718kg；[(b/12)×22.4]/11218900=0.5%→b≈(11218900×0.005×12)/22.4≈300800g=300.8kg；總燒焦量=a+b≈718+300.8=1018.8kg/h；答：再生器燒焦量約為1019kg/h（保留整數(shù)）。六、實(shí)操題（20分）