2022年注册化工工程师考试复习资料

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2022年注册化工工程师考试复习资料

石油的组成与性质

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异，密度为0.8 ～ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大(30 ～ -60°c)，沸点范围为常温到500°c以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。组成石油的化学元素主要是碳 (83% ～ 87%)、氢(11% ～ 14%)，其余为硫(0.06% ～ 0.8%)、氮(0.02% ～ 1.7%)、氧(0.08% ～ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ～ 99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3.组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。

油炼制工业的发展

石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并逐渐形成石油炼制(简称炼制)工业始于19世纪30年代，到20世纪40 ～ 50 年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。19世纪30年代起，陆续建立了石油蒸馏工厂，产品主要是灯用煤油，汽油没有用途当废料抛弃。19世纪70年代建造了润滑油厂，并开始把蒸馏得到的高沸点油做锅炉燃料。19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增，仅靠原油的蒸馏(即原油的一次加工)不能满足需求，于是诞生了以增产汽、柴油为目的，综合利用原由各种成分的原油二次加工工艺。如1913年实现了热裂化，1930年实现了焦化，1930年实现了催化裂化，1940年实现了催化重整，此后加氢技术也迅速发展，这就形成了现代的石油炼制工业。20世纪50年代以后，石油炼制为化工产品的发展提供了大量原料，形成了现代的石油化学工业。1996年全世界的石油加工能力为38亿吨，我国为1.4亿吨。大型炼油厂的年加工能力已超过1000万吨。

石油产品

石油产品可分为：石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。其中，各种燃料产量最大，约占总产量的90%;各种润滑剂品种最多，产量约占5%.各国都制定了产品标准，以适应生产和使用的需要。

汽油

是消耗量最大的品种。汽油的沸点范围(又称馏程)为30 ～ 205°c，密度为0.70～0.78克/厘米3，商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分，标记为辛烷值70、80、90或更高。号俞大，性能俞好，汽油主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。商品汽油中添加有添加剂(如抗爆剂四乙基铅)以改善使用和储存性能。受环保要求，今后将限制芳烃和铅的含量。

喷气燃料

主要供喷气式飞机使用。沸点范围为60～280℃或150～315℃(俗称航空汽油)。为适应高空低温高速飞行需要，这类油要求发热量大，在-50c不出现固体结晶。煤油 沸点范围为180 ～ 310℃ 主要供照明、生活炊事用。要求火焰平稳、光亮而不冒黑烟。目前产量不大。

齿轮油泵

齿轮油泵选型依据应根据工艺流程，系统要求，从液体性质、液体输送量、装置压力、管路布置以及操作运转条件五个方面加以考虑。

1.液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的压力，所需动力计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用齿轮油泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

2.流量是选配齿轮油泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。选摆线齿轮泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。

3.装置系统所需的压力是选齿轮油泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后压力来选择摆线齿轮泵的型号。这包括：吸油池压力，排油池压力，管道系统中的压力降(压力损失)。

4.齿轮油泵装置系统的管路布置条件指的是送液高度、送液距离、送液走向。以便进行系统压力计算和动力校核。管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目，吸油池至压油池的几何标高等)。

如果需要的话还应作出装置特性曲线。在设计布置管道时，应注意如下事项：

a.合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的压力增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。

b.排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。

c.管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍，角度尽可能大于90℃。

d.泵的排出侧必须装设阀门(溢流阀)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止油泵反转。(当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏)

5.齿轮油泵的操作条件很多，如液体的操作温度、吸入侧压力(绝对)、排出侧容器压力、海拔高度、环境温度、操作是间隙的还是连续的、齿轮泵的位置是固定的还是可移的。

磁力泵的优缺点及操作要求(化工机械与设备)

一、磁力泵的优点

1.由于传动轴不需穿入泵壳，而是利用磁场透过空气隙和隔离套薄壁传动扭矩，带动内转子，因此从根本上消除了轴封的泄漏通道，实现了完全密封。

2.传递动力时有过载保护作用。

3.除磁性材料与磁路设计有较高要求外，其余部分部分技术要求不高。

4.磁力泵的维护和检修工作量小。

二、磁力泵的缺点

1.磁力泵的效率比普通离心泵低。

2.对防单面泄漏的隔离套的材料及制造要求较高。如材料选择不当或制造质量差时，隔离套经不起内外磁钢的摩擦很容易磨损，而一旦破裂，输送的介质就会外溢。

3.磁力泵由于受到材料及磁性传动的限制，因此国内一般只用于输送100℃以下，1.6mpa以下的介质。

4.由于隔离套材料的耐磨性一般较差，因此磁力泵一般用于输送不含固体颗粒的介质。

5.联轴器对中要求高，对中不当时，会导致进口处轴承的损坏和防单面泄漏隔离套的磨损。

三、磁力泵的操作要求

1.磁力泵在正常操作条件下，不存在随时间推移而老化退磁的现象。但当泵过载、堵转或操作温度高于磁钢许用温度时就会发生退磁。因此磁力泵必须在正常操作条件下运行。

2.磁力泵禁忌空运转，以避免滑动轴承和隔离套烧坏。磁力泵输送的介质中不允许含有铁磁性杂质与硬质杂质。磁力泵不允许在小于30%的额定流量下工作。

3.磁力泵不需要任何方法保养，但应经常检查电流、温升和出口压力是否正常，是否渗漏运行，是否平稳，振动和噪声是否正常。一般情况下建议2～3个月检查一次。必要时应随时检查，发现异常情况及时处理。但是价格较高，修理成本高。

矿山机械行业用碎石机的种类(化工机械与设备)

专业的矿山机械行业用的碎石机可分为：鄂式破碎机，锤式破碎机，复合式破碎机，辊式破碎机，冲击式破碎机，石头破碎机，反击式破碎机等。

1.鄂式破碎机：颚式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。

2.锤式破碎机：(环锤式破碎机)简称：锤破，主要适用于破碎各种脆性材料的矿物。被破碎物料为煤、盐、白亚、石膏、明矾、砖、瓦、石灰石等。

3.反击式破碎机：简称反击破，适用于破碎中硬物料，如水泥厂的石灰石破碎，具有生产能力大，出料粒度小的优点。

4.复合式破碎机：简称(复合破)适用于建材、矿业、冶金、化工工业破碎石灰石、熟料、煤及其它矿石。特点：生产能力大;破碎比高，能耗低;密封性好，运转平稳;维护方便。

5.辊式破碎机：对辊破碎机(辊式破碎机，对辊式破碎机)供选矿、化学、水泥、建筑材料等工业部门中碎和细碎各种中等硬度以下的矿石和岩石之用。

6.冲击式破碎机：又称制砂机，广泛适用于各种岩石、磨料、耐火材料、水泥熟料、石英石、铁矿石、混凝土骨料等多种硬、脆物。

辐射传热干燥设备的适用范围(化工机械与设备)

辐射干燥机主要有远红外干燥机、高频干燥机、超声波干燥机等。各种电磁辐射源波长在太阳光谱到微波范围内，太阳光辐射只能穿透物料的表面。根据太阳辐射的波长，物料只能够吸收一部分入辐射。在粉粒包衣、片状、胶膜等物料的干燥中常使用红外线辐射。尽管大多数潮湿物料在50～60hz频率的电流中是不良导体，但在高频中阻抗会急剧下降。这种辐射可以用来加热颗粒，减少对内部传热的阻力。吸收的能量由水分子来选择，物料的干燥过程达到节能作用。但因这种干燥方式运行费用高，所以只有贵重物料才可采用。辐射传热干燥是依靠加热板的热辐射能量达到干燥物料的过程。这类装置的关键是辐射能强的辐射加热板和选择物料容易吸收的波长。相当一段时期，都是用3μm以下的近红外波段，但近年来，改为用有机物吸收能较高的远红外(大于4μm)陶瓷加热板。远红外加热表面吸收较好，所以作为涂膜的干燥效果较好。实验表明，离表面1mm之内的物料可以吸收大部分远红外能，再厚就很难做到均匀传热。微波干燥近年来也得到了越来越多的应用，它是用微波作为电磁波直接进入导电体内，使物料中的极性分子和极性基团振动回转，经分子间的内部摩擦，在内部产生热量，达到干燥的目的。这是由电能转变为热能的过程，热效率可达到60%～70%。纯粹用微波干燥运转成本很高，但在减速干燥期间，当水分很难用热空气干燥和传导传热除去时，微波干燥可以作为辅助手段提高干燥速率。在冷冻干燥中，残留的冰也可以用微波干燥法除去。

(1)远红外干燥机。用电能产生的红外线，就会产生从表面向内部吸收渗透的效果。因此干燥速率较高，热效率也较高。但其性质与光相同，所以照射时不能留有阴影。

(2)高频干燥机。物料置于高频高电压的电场时就会随着水分子运动在物料内部产生均匀摩擦热。这种方法适用于厚板及导热性能差的物料，主要用于木材加工业。

(3)超声波干燥机。以适当频率的声波撞击物料，随着激烈的分子运动使空穴作用得以充分发挥，加快了干燥速率，适用于不耐热物料的干燥。

真空泵的定义及分类(化工机械与设备)

凡是从设备中抽出气体，使设备内部达到真空的机械称为真空抽气机或真空泵。

从结构上真空泵大致可分为：往复式真空泵、回转式真空泵和射流式真空泵等。

1.往复式真空泵。往复式真空泵适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的气体。这种真空泵的抽气速率较大，真空度较高。故在化工厂中广泛应用。但其结构复杂，维修量大。

2.水环式真空泵。水环式真空泵是回转真空泵的一种。

3.射流式真空泵。射流式真空泵是利用一种压力较高的工作流体来输送另一种流体。

射流式真空泵工作流体可分为高压蒸汽、空气或高压水，射流式真空泵与所输送的流体(液体或气体)混合，共同排出。

射流式真空泵的优点是：射流式真空泵结构简单，工作可靠，便于操作，不需要任何原动机，在化工生产中常用以抽送有毒或腐蚀性气体。

水环式真空泵的工作原理是：水环式真空泵圆柱形泵缸内注入一定量的水，星形叶轮偏心地装在泵缸内，当叶轮旋转时，水受离心力作用被甩向四周而形成一个相对于叶轮为偏心的封闭水环。水环式真空泵中被抽吸的气体沿吸气管及接头由吸气孔进入水环与叶轮之间的空间，右边月牙形部分，由于叶轮的旋转，这个空间容积由小逐渐增大，因而产生真空抽吸气体。水环式真空泵随着叶轮的旋转，气体进入左边月牙形部分。因叶轮是偏心旋转的，此空间逐渐缩小，气体逐渐受到压缩升压，气与水便由排气孔经接头沿排气管进入水箱中，自动分离后再由放气管放出。水环式真空泵中废弃的水和空气一起被排到水箱里。

水环式真空泵的特点是结构紧凑、工作平衡可靠和流量均匀，所以化工生产中多用来输送或抽吸易燃、易爆和有腐蚀性的气体。水环式真空泵由于叶轮搅拌液体，损失能量大，故其效率很低。

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