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2022年注冊化工工程師考試復(fù)習(xí)資料

石油的組成與性質(zhì)

石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8 ～ 1.0 克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點差別很大(30 ～ -60°c)，沸點范圍為常溫到500°c以上，可容于多種有機溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。組成石油的化學(xué)元素主要是碳 (83% ～ 87%)、氫(11% ～ 14%)，其余為硫(0.06% ～ 0.8%)、氮(0.02% ～ 1.7%)、氧(0.08% ～ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95% ～ 99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油;介于二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多，凝固點高，硫含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。除個別油田外，原油中汽油餾分較少，渣油占1/3.組成不同類的石油，加工方法有差別，產(chǎn)品的性能也不同，應(yīng)當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高，凝點高，硫含量低，屬低硫石蠟基原油。

油煉制工業(yè)的發(fā)展

石油的發(fā)現(xiàn)、開采和直接利用由來已久，加工利用并逐漸形成石油煉制(簡稱煉制)工業(yè)始于19世紀30年代，到20世紀40 ～ 50 年代形成的現(xiàn)代煉油工業(yè)，是最大的加工工業(yè)之一。19世紀30年代起，陸續(xù)建立了石油蒸餾工廠，產(chǎn)品主要是燈用煤油，汽油沒有用途當廢料拋棄。19世紀70年代建造了潤滑油廠，并開始把蒸餾得到的高沸點油做鍋爐燃料。19世紀末內(nèi)燃機的問世使汽油和柴油的需求猛增，僅靠原油的蒸餾(即原油的一次加工)不能滿足需求，于是誕生了以增產(chǎn)汽、柴油為目的，綜合利用原由各種成分的原油二次加工工藝。如1913年實現(xiàn)了熱裂化，1930年實現(xiàn)了焦化，1930年實現(xiàn)了催化裂化，1940年實現(xiàn)了催化重整，此后加氫技術(shù)也迅速發(fā)展，這就形成了現(xiàn)代的石油煉制工業(yè)。20世紀50年代以后，石油煉制為化工產(chǎn)品的發(fā)展提供了大量原料，形成了現(xiàn)代的石油化學(xué)工業(yè)。1996年全世界的石油加工能力為38億噸，我國為1.4億噸。大型煉油廠的年加工能力已超過1000萬噸。

石油產(chǎn)品

石油產(chǎn)品可分為：石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中，各種燃料產(chǎn)量最大，約占總產(chǎn)量的90%;各種潤滑劑品種最多，產(chǎn)量約占5%.各國都制定了產(chǎn)品標準，以適應(yīng)生產(chǎn)和使用的需要。

汽油

是消耗量最大的品種。汽油的沸點范圍(又稱餾程)為30 ～ 205°c，密度為0.70～0.78克/厘米3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分，標記為辛烷值70、80、90或更高。號俞大，性能俞好，汽油主要用作汽車、摩托車、快艇、直升飛機、農(nóng)林用飛機的燃料。商品汽油中添加有添加劑(如抗爆劑四乙基鉛)以改善使用和儲存性能。受環(huán)保要求，今后將限制芳烴和鉛的含量。

噴氣燃料

主要供噴氣式飛機使用。沸點范圍為60～280℃或150～315℃(俗稱航空汽油)。為適應(yīng)高空低溫高速飛行需要，這類油要求發(fā)熱量大，在-50c不出現(xiàn)固體結(jié)晶。煤油 沸點范圍為180 ～ 310℃ 主要供照明、生活炊事用。要求火焰平穩(wěn)、光亮而不冒黑煙。目前產(chǎn)量不大。

齒輪油泵

齒輪油泵選型依據(jù)應(yīng)根據(jù)工藝流程，系統(tǒng)要求，從液體性質(zhì)、液體輸送量、裝置壓力、管路布置以及操作運轉(zhuǎn)條件五個方面加以考慮。

1.液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的壓力，所需動力計算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用齒輪油泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。

2.流量是選配齒輪油泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。選擺線齒輪泵時，以最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量，但必須考慮工藝變化時對流量的影響。

3.裝置系統(tǒng)所需的壓力是選齒輪油泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后壓力來選擇擺線齒輪泵的型號。這包括：吸油池壓力，排油池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力降(壓力損失)。

4.齒輪油泵裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度、送液距離、送液走向。以便進行系統(tǒng)壓力計算和動力校核。管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長度、管道附件種類及數(shù)目，吸油池至壓油池的幾何標高等)。

如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。在設(shè)計布置管道時，應(yīng)注意如下事項：

a.合理選擇管道直徑，管道直徑大，在相同流量下、液流速度小，阻力損失小，但價格高，管道直徑小，會導(dǎo)致阻力損失急劇增大，使所選泵的壓力增加，配帶功率增加，成本和運行費用都增加。因此應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟的角度綜合考慮。

b.排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的最大壓力。

c.管道布置應(yīng)盡可能布置成直管，盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度，必須轉(zhuǎn)彎的時候，彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3～5倍，角度盡可能大于90℃。

d.泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(溢流閥)和逆止閥。閥門用來調(diào)節(jié)泵的工況點，逆止閥在液體倒流時可防止油泵反轉(zhuǎn)。(當液體倒流時，會產(chǎn)生巨大的反向壓力，使泵損壞)

5.齒輪油泵的操作條件很多，如液體的操作溫度、吸入側(cè)壓力(絕對)、排出側(cè)容器壓力、海拔高度、環(huán)境溫度、操作是間隙的還是連續(xù)的、齒輪泵的位置是固定的還是可移的。

磁力泵的優(yōu)缺點及操作要求(化工機械與設(shè)備)

一、磁力泵的優(yōu)點

1.由于傳動軸不需穿入泵殼，而是利用磁場透過空氣隙和隔離套薄壁傳動扭矩，帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子，因此從根本上消除了軸封的泄漏通道，實現(xiàn)了完全密封。

2.傳遞動力時有過載保護作用。

3.除磁性材料與磁路設(shè)計有較高要求外，其余部分部分技術(shù)要求不高。

4.磁力泵的維護和檢修工作量小。

二、磁力泵的缺點

1.磁力泵的效率比普通離心泵低。

2.對防單面泄漏的隔離套的材料及制造要求較高。如材料選擇不當或制造質(zhì)量差時，隔離套經(jīng)不起內(nèi)外磁鋼的摩擦很容易磨損，而一旦破裂，輸送的介質(zhì)就會外溢。

3.磁力泵由于受到材料及磁性傳動的限制，因此國內(nèi)一般只用于輸送100℃以下，1.6mpa以下的介質(zhì)。

4.由于隔離套材料的耐磨性一般較差，因此磁力泵一般用于輸送不含固體顆粒的介質(zhì)。

5.聯(lián)軸器對中要求高，對中不當時，會導(dǎo)致進口處軸承的損壞和防單面泄漏隔離套的磨損。

三、磁力泵的操作要求

1.磁力泵在正常操作條件下，不存在隨時間推移而老化退磁的現(xiàn)象。但當泵過載、堵轉(zhuǎn)或操作溫度高于磁鋼許用溫度時就會發(fā)生退磁。因此磁力泵必須在正常操作條件下運行。

2.磁力泵禁忌空運轉(zhuǎn)，以避免滑動軸承和隔離套燒壞。磁力泵輸送的介質(zhì)中不允許含有鐵磁性雜質(zhì)與硬質(zhì)雜質(zhì)。磁力泵不允許在小于30%的額定流量下工作。

3.磁力泵不需要任何方法保養(yǎng)，但應(yīng)經(jīng)常檢查電流、溫升和出口壓力是否正常，是否滲漏運行，是否平穩(wěn)，振動和噪聲是否正常。一般情況下建議2～3個月檢查一次。必要時應(yīng)隨時檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況及時處理。但是價格較高，修理成本高。

礦山機械行業(yè)用碎石機的種類(化工機械與設(shè)備)

專業(yè)的礦山機械行業(yè)用的碎石機可分為：鄂式破碎機，錘式破碎機，復(fù)合式破碎機，輥式破碎機，沖擊式破碎機，石頭破碎機，反擊式破碎機等。

1.鄂式破碎機：顎式破碎機具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修簡便、運營費用經(jīng)濟等特點。

2.錘式破碎機：(環(huán)錘式破碎機)簡稱：錘破，主要適用于破碎各種脆性材料的礦物。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。

3.反擊式破碎機：簡稱反擊破，適用于破碎中硬物料，如水泥廠的石灰石破碎，具有生產(chǎn)能力大，出料粒度小的優(yōu)點。

4.復(fù)合式破碎機：簡稱(復(fù)合破)適用于建材、礦業(yè)、冶金、化工工業(yè)破碎石灰石、熟料、煤及其它礦石。特點：生產(chǎn)能力大;破碎比高，能耗低;密封性好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn);維護方便。

5.輥式破碎機：對輥破碎機(輥式破碎機，對輥式破碎機)供選礦、化學(xué)、水泥、建筑材料等工業(yè)部門中碎和細碎各種中等硬度以下的礦石和巖石之用。

6.沖擊式破碎機：又稱制砂機，廣泛適用于各種巖石、磨料、耐火材料、水泥熟料、石英石、鐵礦石、混凝土骨料等多種硬、脆物。

輻射傳熱干燥設(shè)備的適用范圍(化工機械與設(shè)備)

輻射干燥機主要有遠紅外干燥機、高頻干燥機、超聲波干燥機等。各種電磁輻射源波長在太陽光譜到微波范圍內(nèi)，太陽光輻射只能穿透物料的表面。根據(jù)太陽輻射的波長，物料只能夠吸收一部分入輻射。在粉粒包衣、片狀、膠膜等物料的干燥中常使用紅外線輻射。盡管大多數(shù)潮濕物料在50～60hz頻率的電流中是不良導(dǎo)體，但在高頻中阻抗會急劇下降。這種輻射可以用來加熱顆粒，減少對內(nèi)部傳熱的阻力。吸收的能量由水分子來選擇，物料的干燥過程達到節(jié)能作用。但因這種干燥方式運行費用高，所以只有貴重物料才可采用。輻射傳熱干燥是依靠加熱板的熱輻射能量達到干燥物料的過程。這類裝置的關(guān)鍵是輻射能強的輻射加熱板和選擇物料容易吸收的波長。相當一段時期，都是用3μm以下的近紅外波段，但近年來，改為用有機物吸收能較高的遠紅外(大于4μm)陶瓷加熱板。遠紅外加熱表面吸收較好，所以作為涂膜的干燥效果較好。實驗表明，離表面1mm之內(nèi)的物料可以吸收大部分遠紅外能，再厚就很難做到均勻傳熱。微波干燥近年來也得到了越來越多的應(yīng)用，它是用微波作為電磁波直接進入導(dǎo)電體內(nèi)，使物料中的極性分子和極性基團振動回轉(zhuǎn)，經(jīng)分子間的內(nèi)部摩擦，在內(nèi)部產(chǎn)生熱量，達到干燥的目的。這是由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程，熱效率可達到60%～70%。純粹用微波干燥運轉(zhuǎn)成本很高，但在減速干燥期間，當水分很難用熱空氣干燥和傳導(dǎo)傳熱除去時，微波干燥可以作為輔助手段提高干燥速率。在冷凍干燥中，殘留的冰也可以用微波干燥法除去。

(1)遠紅外干燥機。用電能產(chǎn)生的紅外線，就會產(chǎn)生從表面向內(nèi)部吸收滲透的效果。因此干燥速率較高，熱效率也較高。但其性質(zhì)與光相同，所以照射時不能留有陰影。

(2)高頻干燥機。物料置于高頻高電壓的電場時就會隨著水分子運動在物料內(nèi)部產(chǎn)生均勻摩擦熱。這種方法適用于厚板及導(dǎo)熱性能差的物料，主要用于木材加工業(yè)。

(3)超聲波干燥機。以適當頻率的聲波撞擊物料，隨著激烈的分子運動使空穴作用得以充分發(fā)揮，加快了干燥速率，適用于不耐熱物料的干燥。

真空泵的定義及分類(化工機械與設(shè)備)

凡是從設(shè)備中抽出氣體，使設(shè)備內(nèi)部達到真空的機械稱為真空抽氣機或真空泵。

從結(jié)構(gòu)上真空泵大致可分為：往復(fù)式真空泵、回轉(zhuǎn)式真空泵和射流式真空泵等。

1.往復(fù)式真空泵。往復(fù)式真空泵適用于抽送不含固體顆粒、無腐蝕性的氣體。這種真空泵的抽氣速率較大，真空度較高。故在化工廠中廣泛應(yīng)用。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大。

2.水環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵是回轉(zhuǎn)真空泵的一種。

3.射流式真空泵。射流式真空泵是利用一種壓力較高的工作流體來輸送另一種流體。

射流式真空泵工作流體可分為高壓蒸汽、空氣或高壓水，射流式真空泵與所輸送的流體(液體或氣體)混合，共同排出。

射流式真空泵的優(yōu)點是：射流式真空泵結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，便于操作，不需要任何原動機，在化工生產(chǎn)中常用以抽送有毒或腐蝕性氣體。

水環(huán)式真空泵的工作原理是：水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)注入一定量的水，星形葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，水受離心力作用被甩向四周而形成一個相對于葉輪為偏心的封閉水環(huán)。水環(huán)式真空泵中被抽吸的氣體沿吸氣管及接頭由吸氣孔進入水環(huán)與葉輪之間的空間，右邊月牙形部分，由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，這個空間容積由小逐漸增大，因而產(chǎn)生真空抽吸氣體。水環(huán)式真空泵隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，氣體進入左邊月牙形部分。因葉輪是偏心旋轉(zhuǎn)的，此空間逐漸縮小，氣體逐漸受到壓縮升壓，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進入水箱中，自動分離后再由放氣管放出。水環(huán)式真空泵中廢棄的水和空氣一起被排到水箱里。

水環(huán)式真空泵的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平衡可靠和流量均勻，所以化工生產(chǎn)中多用來輸送或抽吸易燃、易爆和有腐蝕性的氣體。水環(huán)式真空泵由于葉輪攪拌液體，損失能量大，故其效率很低。

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