第一章化工厂设计的内容与程序 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计
1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案， 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级，其中： L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章 设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么？ 答：（1）合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、 工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 （2）先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可 能达到先进水平。 （3）安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 （4）经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费 用减少。 （5）系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别 设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？
一 ．填空题 六.计算题 1. 利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h ，进料中含乙烯10%（mol ），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2C 2H 4+O 2→2C 2H 4O 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH 3（气）＋5O 2（气）→ 4NO（气）＋6H 2O （气） 此反应在 25℃、 101．3kPa 的反应热为ΔH 0r =－。现有25℃的 100molNH 3/h 和300mol O 2/h 连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300℃呈气态离开反应器。如操作压力为101．3kPa ，计算反应器应输入或输出的热量。 300℃时NO 、O 2 和 H 2O 的 NO ）＝ J/（mol·℃） O 2）＝ J/（mol·℃）H 2O ）＝ J/（mol·℃） 3. 乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h ，乙苯与水蒸气质量比为1：，乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C 8H 10→C 8H 8+H 2 转化成苯的反应： C 8H 10→C 6H 6+C 2H 4 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。 CH 4（气）＋O 2 →HCHO（气）＋H 2O （气） 以100mol 进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？
《化工单元操作》 课程整体教学设计（2014～ 2015学年第二学期） 课程名称：化工单元操作 所属系部：化工学院 制定人：宋丽萍 合作人：吴晓滨 制定时间： 2015年1月20日 包头轻工职业技术学院
课程整体教学设计 一、课程基本信息 课程名称：化工单元操作 课程代码：181103 学分：20 学时：360 授课时间：第二学期授课对象：三年制专科 课程类型：应用化工技术专业职业能力必修课。 先修课程:化工机械基础后续课程:现代煤化工生产技术 二、课程定位 《化工单元操作》课程面向的岗位有：管路安装、泵及其他动设备操作、流量控制、压力控制、温度控制、DCS控制操作、设备保全等。《化工单元操作》安排在《化工机械基础》之后，《现代煤化工生产技术》之前的一门专业基础课，时间安排在第三学期。其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，依据操作原理的共性，分成为若干单元操作过程，通过项目训练，掌握各单元典型设备的操作技能及设备选用原则和技能，学习各单元操作的基本原理、基本计算。中职定位：单元设备简单操作 本科定位：单元设备工作原理及生产能力设计 培训地位：单元设备工作原理简介 三、课程目标设计 总体目标： 本课程是应用化工技术专业专业核心类课程，专业课程体系符合高技能人才培养目标和
专业相关技术领域职业岗位（群）的任职要求，本课程对学生职业能力培养和职业素养养成起主要支撑或明显促进作用，与高等数学、无机化学、有机化学、化工图纸识用与绘制、物理化学等前续课程密切衔接，为后续课程《化工设计概论》、《化工工艺学》、《化工顶岗实习》、《毕业设计》等打下坚实的基础。同时注重培养学生的方法能力、社会能力，最终形成化工生产的职业综合能力。 能力目标： 1、能运用流体力学知识，根据输送流体的性质，正确选用管道及安装。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。根据输送机械设备操作规范，操作常见泵的开启与调节。 2、能运热量传递知识，根据传热设备的操作要求，操作和维护传热设备。 3、能运用蒸发原理知识，根据蒸发设备的操作要求，操作和维护蒸发设备。 4、能运用蒸馏原理知识，根据蒸馏设备的操作要求，操作和维护蒸馏设备。 知识目标：（知道...;了解…；理解…；掌握…。） 1、知道流体力学，了解其基本内容，理解流体动力学的基本概念，掌握机理及基本计 算方法； 2、知道非均相物系分离的基本原理，重力沉降和过滤的基本概念及相关计算；掌握 3、知道传热单元，了解传热过程，理解传热原理，掌握热量传递过程中的传热单元操 作的基本概念及传热基本方程； 4、知道吸收，了解吸收过程，理解吸收原理，掌握气体吸收的基本原理及其相关计算； 5、掌握两组分溶液精馏的原理和流程，精馏塔的操作及设计计算方法； 6、掌握干燥过程的基本概念，熟悉湿空气的性质及湿度图的应用，干燥过程的相关计 算。 素质目标：（职业道德、职业素质、职业规范在本课中的具体表现） 1、进入工作环境，必须穿着工作服、安全帽、工作鞋等。 2、不能随意触动设备。 3、操作设备要严格按照操作规程进行操作。 4、保持工作环境的卫生。 5、保持节俭节约。 四、课程内容设计：（包括顶岗实习、项目实施等，项目小于内容）
第一章化工厂设计的内容与程序 （陈声宗习题与思考题2010.9） 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章 工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案， 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级，其中： L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 FC TC TC TC TC 空气氨气进料 载热体出料进料出料出料出料 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 习题1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏 出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg ／h ，求馏 出液和釜残液的流量和组成。 解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。
化工设计概论 第一章 1.化工设计的种类: 根据项目性质分：新建项目设计，重复建设项目设计和已有装置的改造设计. 根据化工过程开发程序分类：概念设计，中试设计，基础设计和工程设计。 2.化工计算包括工艺设计中的物料衡算，能量衡算，设备选型与计算三个内容。 第二章 1.生产方法和工艺流程选择的原则： （1）先进性。先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理性。 (2)可靠性。可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。 （3）合理性。合理性是指在进行化工厂设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。 2.工艺流程设计的步骤： （1）确定整个流程的组成 （2）确定每个过程或工序的组成 （3）确定工艺操作条件 （4）确定方案的组成 （5）原料与能量的合理利用 （6）确定“三废”处理方案 （7）制定安全生产措施 3.工艺流程图有：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图及工艺管道仪表流程图等。 4.设备的标注 压缩机、风机 C 换热器 E 泵 P 反应器 R 塔 T 容器 V 例如: 设备位号“P301A”由三部分组成：P为设备类别代号；第一个数字3为工序（或主项）的编号；01为该设备在工序同类设备中的顺序号；A为相同设备的数量尾号。
5.管道标注 管道标注的内容有四部分：管段号（由三个单元组成）、管径、管道等级和绝热（或隔声）代号，总称为管道组合号。 例如：“PL0101A-150-A1A”：PL 为物料代号，表示工艺液体；第一个01为主项编号， 表示第01号工序；第二个“01”为管道顺序号，表示第01号管道；150位管道的公称直径，表示该管道的公称直径为150mm；第一个A为公称压力等级代号，表示ASME标准压力等 级代号；1表示管道材料等级顺序号；第二个A为管道材质类别代号，表示铸铁。 PA 工艺空气 PG 工艺气体 PL 工艺液体 PW 工艺水 PGS 气固两相工艺物料 PLS 液固两相工艺物料 A~G用于ASME标准压力等级代号，H~Z用于国内标准压力等级代号（其中I,J,O,X不用） A-铸铁 B-碳钢 6.常用阀门图例 截止阀球阀 三通截止阀三通球阀 7.仪表的功能标志 第一个字母表示被测变量，后继字母表示读出功能，输出功能。
第一章 1、简述化工设计的概念、作用与分类。 概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的安排，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。 作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量直接关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。 分类：（1）标准设计；（2）因地制宜设计；（3）工程设计 2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。 主要分为：初步设计：是根据计划任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书； 扩大初步设计：根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书及工程概算书（允许误差较大）； 施工设计：根据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有详细的施工图纸和必要的文字说明书以及工程预算书（误差较小）。 3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。 前期准备工作→项目建议书→可行性研究→决策（评估）→计划任务书→初步设计→扩大初步设计→施工设计 4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？ 主要包括：1.1 设计准备；1.2 方案设计，根据有关的基础理论对不同的生产方法和工艺流程要对比分析；1.3 化工计算，包括：物料衡算、能量衡算以及设备工艺计算和选型三方面内容；1.4 车间布置，确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式；1.5 化工管路设计，确定装置的全部管线、阀件、管件以及管架及其位置，以满足生产工艺要求；1.6 提供设计条件；1.7 编制概算书的设计文件。 第二章 1、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？ 考虑的主要因素为：（1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展佘地）；（2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等靠近电厂或水水电站，靠近燃料供应点，水靠近江、河、湖等）；（3）满足环境卫生及交通运输要求（能妥善处理“三废”，优先使用水路、铁路运输，适当增加公路运输）；（4）不旱不涝，地质可靠；
普通高校《化工设计》教学方法和内容 1.课程的定位 《化工设计概论》课程为“化学工程与工艺”本科专业的必修课。通过本课程的学习，培养具有化学工程与工艺设计的基础知识和基本技能，能在化工、医药、轻工等部门从事工程设计、技术开发、生产管理、科学研究及教学等方面工作的高级工程技术人才。 2.课程目标 “化工设计”是化学工程与工艺专业及其他化工类专业的主干课。它综合运用已学过的专业基础课和专业课，如化工原理、物理化学、化工反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工技术经济学以及化工CAD等课程的知识，讨论分析化工工艺过程，学习化工过程及设备的设计和化工厂设计问题，是从理论过渡到工程实际的设计性课程。本课程培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，以及良好的主动获取知识的能力及分析解决问题的能力，还应该具备总览全局的战略眼光、指挥和完成复杂生产系统的能力、团结协作的精神和把握未来的创新意识。是使毕业生达到专业培养目标和学校办学定位的重要课程。 (1) 课程的主要目标是培养学生 1) 树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策，了解本国或本地区的实际经济发展情况，了解当前科技发展的新动态，根据现实情况和国家的长远规划，进行化工过程的设计。 2) 掌握化工设计过程的基本技能，学会从不同的过程中寻找事物的共性，探讨其基本规律和发展方向，将原来所学的基础知识和专业知识融会贯通，培养了学生的综合创新能力。 3) 学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力，为今后从事技术工作打下坚实的基础。
通过本课程的学习，学生不仅应具有扎实的基础知识、还要有分析解决实际问题的能力。通过培养学生创造性思维和灵活运用各方面知识来解决实际问题的能力。为工科大学生通向工程师铺平道路，为区域经济建设和社会进步培养高水平的技术人才。 在教学内容上分为理论课、实训课及课程设计，理论课以讲授为主，结合课堂讨论、课堂练习、课外作业等方式，使学生打下扎实的理论基础。 课程设计是在给定的工况条件下，由学生完成某种产品工艺设计。通过课程设计, 可使学生巩固所学的基本知识, 基础理论, 熟悉并掌握设计计算方法、设备选择原则和工艺参数的优化能力，训练学生查阅文献并进行分析应用的基本技能; 培养学生动手能力与实验技能。通过几年的实践表明，学生在毕业设计中的工艺设计能力有了明显的提高。 通过校内实训、模拟精馏仿真等实践教学培养学生严谨、认真的科学态度，为开展毕业设计工作及今后的科研工作打下坚实基础，有效培养了学生的创新思维和提高了创新能力。 本课程分为理论知识教学模块与实训课程设计实践。 (2) 主要理论知识教学内容包括 1) 绪论、第一章化工设计程序和内容(2学时)。介绍化工设计概念，设计前期工作工作步骤与内容，初步设计阶段工作内容与程序，施工图设计阶段工作内容与程序，车间工艺设计内容。 2) 第二章工艺流程设计(6学时)。介绍生产方法和工艺流程的选择，工艺流程设计，工艺流程图，典型设备的自控流程简介。 3) 第三章物料衡算与能量衡算(2学时)。介绍物料衡算，能量衡算的概念、分类；物料衡算的步骤及方法，热量衡算的步骤及方法。 4) 第四章设备的工艺设计与选型(4学时)。介绍化工设备选材原则；泵的设计与选型；气体输送、压缩设备的设计与选型；换热器的设计与选型；贮罐容器的设计与选型；塔设备的设计与选型；反应器的设计与选型；液固分离设备的选型；干燥设备的设计与选型；其它设备的选型。 5) 第五章车间布置设计（共6学时）。介绍车间布置设计的内容和程序；
《化工设计概论》 一、填空 1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。 2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。 3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。 4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。 5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。 6．施工图设计详细容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。 7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 8．车间工艺设计包括的容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。
9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。 10．工艺设计的中心环节是工艺计算。 11．工艺计算的主要容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。 12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。 14．提供设计条件的容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。 15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。 16．设计文件容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。 17．选择生产方法就是选择工艺路线。 18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。 19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。
化工单元操作课程设计
目录 一、设计任务书 (2) 二、设计方案 (3) 1、确定设计方案 (3) 2、确定物性数据 (3) 3、计算总传热系数 (4) 4、计算传热面积 (5) 5、工艺结构尺寸 (5) 6、换热器核算 (7)
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力11000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。
③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 设计方案1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型
两流体温度变化情况： 热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。 冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。 从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管，管内流速取u i = 0.6 m/s 。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为： 6450572 +T ==℃ 管程循环水的定性温度为： ℃＝＋＝ 352 40 30t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
六.计算题 1.利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯10%（mol），乙烯转化率为25%计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2GH+O—2C2HO 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH 3 （气）+ 5Q （气）—4NO （气）+ 6HO （气） 此反应在25C、101 . 3kPa的反应热为AH0-—。现有25C的100molNH/h和 300mol 02/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300°C呈气态离开反应器。 如操作压力为101. 3kPa,计算反应器应输入或输出的热量。 300C时NO Q和出0的 C P（NQ = J/ （mol ?C） Cp（Q）= J/ （mol ?C）C p （HQ= J/ （mol ?C） 3.乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h，乙苯与水蒸气质量比为1:，乙苯转化率为50%其中在转化掉的乙苯中有90%专化成苯乙烯；10%专化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C 8H O—C H8+H 转化成苯的反应： C 8H o—CH6+CH l 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%氧气完全反应。 CH 4 （气）+ O —HCH（气）+ HO（气） 以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作理想气体。甲烷于25C进反应器.空气于25C进反应器，如要保持出口产物为150C，需从反应器
取走多少热量？
C p ( Nd50°C) = J/ (mol「C) C p (HCHO50C) = J/ (mol ?C) C p (H2Q150C) = J/ (mol ?C) C p (CH,150C) = ( mol ?C) △H°f (CH) =— mol △H°f (HCHO =— mol △H°f ( H J Q) =— mol 5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%氧的用量为理论用量的150%每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。 反应式如下： GHio+3QfC 8H Q+3HO 6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为% % % % 问：燃料中甲烷和氢气的比例？ 反应式：F2+1/2O2^H2O CH 4+2Q—CO+2HO 答案 一?填空题 1.工艺 2.现场施工 3.物料衡算 4.工艺流程 5.物料 6.位号 7.单位时间 8.选择
《化工设计与制图》复习题 一、填空题 第一章化工厂设计的内容与程序 1、概念设计是以过程研究中间结果或最终结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所 进行的一种假想设计。 2、化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算和设备选型和计算三方面 内容。 3、设计代表工作的任务是参加基本建设的现场施工和安装。 4、根据化工过程开发程序进行分类，化工设计分为四种设计类型，即概念设计、中试设计、 基础设计和工程设计。 5、在化工新技术开发过程中，可能存在三种类型的设计，即概念设计、中试设计和基础设计。 6、中试设计内容和程序基本上和工程设计相同，但由于规模小，若施工安装力量较强， 可以不出管道、仪表、管架等安装图纸。 7、按国内传统设计体制，工程设计可分为三种类型，即初步设计、扩大初步设计和施工图 设计。 第二章工艺流程设计 8、在工艺流程草图中，流程线的起始和终了处注明物料的名称、来源及去向。 9、工艺流程草图又称为方案流程图或流程示意图，一般在生产方法（或工艺路线）确定 后绘制，主要为工艺计算服务，也是工艺流程图设计的依据。 10、工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即管道号、管径和 管道等级。 11、工厂的三废治理工程的“三同时”是指三废治理工程必须与主体工程同时设计、同 时施工、同时投入使用。 12、在选择生产方法和工艺流程时，应遵循的三原则是先进性、可靠性和合理性。 13、当生产工艺路线(生产方法)选定后，就可以进行流程设计。 14、工艺管道及仪表流程图一般采用A1 图幅横幅绘制，数量不限；流程简单时，可采用 A2图幅；图纸不宜加长和加宽。 15、化工工艺图纸的图线宽度有粗、中、细三种类型，其宽度比例为4:2:1 。 16、绘制工艺流程图时，流程线一般画成水平线和垂直线，转弯一律画成直角。 第三章物料衡算与能量衡算 17、对于物料衡算而言，按计算范围分为单个设备的物料衡算与全流程的物料衡算。 18、在进行化工设计计算时，生产时间现在一般按330 天或8000 小时进行设计计算。 19、在进行化工设计，对于工艺技术尚未成熟、自动控制水平较低或腐蚀较严重的工艺，生 产时间一般按300 天或7200 小时进行设计计算。 20、当各个工序或单元操作之间有热量交换时，必须做整个系统的热量衡算。 21、热量衡算有两种类型，一是对单元设备进行热量衡算，另外是对整个系统进行 热量衡算。 第四章设备的工艺设计及化工设备图 22、化工设备从设计角度分为两类：一类称标准设备或定型设备，一类称非标准(非定型) 设备。
中国石油大学（北京）远程教育学院 化工设计概论期末复习题 一、给出下面概念和术语的定义 1、热； 2、活塞流型反应器； 3、管件； 4、分离过程； 5、温-焓图(T-H)； 6、固定床反应器； 7、聚式流态化； 8、传质分离过程（平衡分离过程）； 9、工艺流程示意图；10、连续过程；11、中间反应；12、速率控制分离过程； 13、逆流反应器；14、分离因子；15、化工过程；16、间歇过程；17、工艺过程阶段； 18、夹点；19、化学反应路线；20、流化床反应器； 二、单项与多项选择题 1、（）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。 A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式； C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式 2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有（）。 A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有（）步骤。 A．划分温区；B．各热流温度按高到低顺序排列； C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线 4、（）不是化工设计的内容。 A．反应过程选择与优化；B．分离过程选择与优化； C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化 5、管道布置图包括下面（）图样。 A．管件图；B．管架图管道施工说明； C．蒸汽伴管系统布置图；D．管道平面布置图 6、（）分离过程不是速率控制分离过程。 A．膜分离过程；B．反渗透分离过程；C．冷冻干燥分离过程；D．超滤分离过程
7、间歇过程有（）特点。 A．生产灵活性高；B．易实现自动化； C．适合有固相的物流；D．适合生产季节性产品 8、分离过程的选择应分析分离过程的（）方面。 A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模 9、对能量过程的分析方法有（）。 A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法 10、夹点之上区域不可设置（）。 A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器 11、对新过程的化工设计需要进行（） A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反应设计 12、换热网络设计的目的是得到（）。 A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数； C．换热效益最大化；D．合理的公用工程量 13、（）分离过程是扩散分离过程。 A．渗析分离过程；B．结晶分离过程；C．超滤分离过程；D．精馏分离过程14、能量过程的特点体现在（）方面。 A．能量的形式；B．能量转换；C．能量流率；D．能量传递的设施 15、（）不是非工艺设计的内容。 A．总图运输设计；B．公用工程设计；C．管路设计；D．土建设计 16、设备布置图的标注包括下面（）内容。 A．平面定位尺寸；B．设备尺寸；C．高度方位尺寸；D．安装方位标 17、化工过程的特征是过程中有（）。 A．中间反应；B．反应物预处理；C．最终反应；D．化学反应过程 18、在物理过程中，存在（）物料衡算式。 A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式；
一．填空题 六.计算题 1. 利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化 剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯10%（mol），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2C2H4+O2→2C2H4O 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH3（气）＋5O2（气）→ 4NO（气）＋6H2O（气） 此反应在25℃、101．3kPa的反应热为ΔＨ0r=－904.6KJ。现有25℃的100molNH3/h和300mol O2/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300℃呈气态离开反应器。如操作压力为101．3kPa，计算反应器应输入或输出的热量。 300℃时NO、O2和H2O 的 C（NO）＝30.80 J/（mol·℃） P C（O2）＝30.80 J/（mol·℃）P C（H2O）＝34.80 J/（mol·℃）P 3. 乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h，乙苯与水蒸气质量比为1：1.3，乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C8H10→Ｃ8H8+H2 转化成苯的反应： C8H10→Ｃ6H6+C2H4 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。 CH4（气）＋O2→HCHO（气）＋H2O（气） 以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体
便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？ C（N2,150℃）＝29.24 J/（mol·℃） P C（HCHO,150℃）＝9.12 J/（mol·℃） P C（H2O,150℃）＝34.00 J/（mol·℃） P C（CH4,150℃）＝39.2J/（mol·℃） P ΔＨ0f （CH4）=－74.85KJ/mol ΔＨ0f （HCHO）=－115.9KJ/mol ΔＨ0f （H2O）=－241.83KJ/mol 5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%，氧的用量为理论用量的150%，每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。 反应式如下： C8H10+3O2→Ｃ8H4O3+3H2O 6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为 N272.28%；CO28.12%；O22.44%；H2O17.15%。问：燃料中甲烷和氢气的比例？ 反应式：H2+1/2O2→Ｈ2O CH4+2O2→CO2+2H2O 答案 一．填空题 1.工艺 2.现场施工 3.物料衡算 4.工艺流程 5.物料 6.位号 7.单位时间 8.选择
化工单元操作课程设计 题目甲醇冷凝冷却器的设计 学院化学与化工学院 专业轻化工程 班级轻化11002班 学号1016121072 学生姓名李江露 指导教师陈飞飞 完成日期2013年01月07 日
一、前言 (2) 二、设计任务书 (3) 三、方案简介 (4) 四、选型与设计指导思想 (5) 五、设计方案 (6) 1、确定设计方案 (6) 2、确定物性数据 (6) 3、计算总传热系数 (7) 4、计算传热面积 (8) 5、工艺结构尺寸 (8) 6、换热器核算 (11) 六、设计结果一览表 (15) 七、主要符号说明 (16) 八、个人小结 (17) 九、参考文献 (19)
化工原理主要研究各单元操作的基本原理以及所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。 化工单元操作课程设计是综合运用化工原理课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。 课程设计与平时的作业不同，在设计中需要自己做决策，主观性较强。确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并对自己和选择作出论证和核算，经反复的分析比较，选择出最理想的方案和最合理的设计。 本次设计的主要任务是换热器的选型和设计，即对在生产过程中甲醇冷却装置的设计。此次课程设计的主要内容是通过对甲醇和循环水的分析，确定设计方案，选择最佳流程并计算、核算、制图等一系列过程。 通过课堂理论知识的学习及课程设计的实际行动和创新，不仅有助于理解和掌握知识，更培养了分析和解决问题的能力。
设计任务书 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 （1）处理能力12000 kg/h甲醇。 （2）设备形式列管式换热器 （3）操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。 ③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。
化工设计概论 绪论 化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。 第1章化工设计程序和内容 全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。 工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。 第2章工艺流程设计 化工工艺流程 原料 原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输 产品 工艺路线流程化一般工作方法： 主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。 2.3 工艺流程图的绘制 2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram） 2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram） 设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。 常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。
管道标注内容包括四部分： 管道号、管径、管道等级、隔热或隔声 管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。 管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。 泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。 换热器的温度控制方案： （1）调节换热介质的流量； （2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）； （3）旁路调节。 第3章物料衡算和能量衡算 3.1 物料衡算 在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。 物料平衡方程 列物料平衡式时应特别注意下列事项： （1）物料平衡是指质量平衡，而不是体积或物质的量平衡。若体系内有化学反应，则衡算式中各项以摩尔/小时为单位时，必须考虑反应式中的化学计量系数，因为反应前后中的各元素原子数守恒。 （2）对于无化学反应体系能列出独立物料平衡式的最多数目等于输入和输出的物流离得组分数。 （3）在写平衡方程时，要尽量使方程中所包含的未知数最少。 物料衡算的基本步骤： （1）画出工艺流程示意图； （2）列出化学反应方程式； （3）确定计算任务； （4）收集数据资料； （5）选择计算基准；
填料吸收塔课程设计说明书 专业：材料工程 班级：高聚物111 姓名：李进亮 班级学号： 指导老师：张晓东 日期：
化工单元操作课 化工单元操作课程设计任务书 班级：高聚物111 姓名：李进亮学号： 常压下，在填料塔中用清水吸收混合气中的二氧化硫。 一、设计条件 1.操作方式：连续操作； 2.生产能力：处理炉气量：2415； 3.操作温度：25℃； 4.操作压力：常压； 5.进塔混合气含量；二氧化硫的摩尔分数为0.065％；其余为空 气； 6.进塔吸收剂：清水； 7.二氧化硫回收率：95％； 二、设计要求 1.流程布置与说明； 2.工艺过程计算； 3.填料的选择； 4.填料塔工艺尺寸的确定； 5.输送机械功率的选型； 三、设计成果 1.设计任务书一份； 2.设计图纸：（填料塔工艺条件图） 四、设计时间
2013年5月13日年5月24日 五、主要参考资料 1、化工原理课程设计，汤金石，化学工业出版社，1990 2、化工工艺设计手册，上海医药设计院 3、传质与分离技术，周立雪，化学工业出版社 4、流体流动与传热，张洪流，化学工业出版社 5,、化工单元过程课程设计，王明辉主编，化学工业出版社 6、化工单元过程课程设计，刘兵主编，化学工业出版社 六、指导教师：张晓东 化学制药教研室 2013.5
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1.1吸收技术概况 (4) 1.2吸收设备分类 (4) 第二章水吸收二氧化硫填料塔设计 (7) 2.1任务及操作条件 (7) 2.2吸收剂的选择 (7) 2.3填料塔的填料的选择 (8) 2.4 操作参数的选择 (9) 2.4.1操作温度的确定 (9) 2.4.2操作压力的确定 (10) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (11) 3.1 基础物性数据 (11) 3.1.1液相物性数据 (11) 3.1.2 气相物性数据 (11) 3.1.3气液相平衡数据 (11) 3.2物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (14) 3.3.1 空塔气速的确定 (14) 3.3.2填料规格校核: (17) 3.3.3 传质单元高度的计算 (17) 3.4 填料层压降的计算 (21) 3.5 液体分布器计算 (23) 3.5.1液体分布器 (23)
《化工设计》课程教学大纲 制定人：张丽娟教学团队审核人：陆杰开课学院审核人：饶品华 课程名称：化工设计/ Chemical Process and Plant Design 课程代码：043041 适用层次（本/专科）：本科 学时：32学分：2 考核方式：考查 先修课程：化工原理，化工热力学，化工仪表与自动化 适用专业：：化学工程与工艺专业 教材：陈声宗《化工设计》普通高等教育“十一五”国家级规划教材化学工业出版社 2012 主要参考书： 1. 上海医工院编，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社 2009 2. Wells GL,Rose，《The Art of Chemical Process Desin》，Elsevier，1996 3. 王静康主编，《化工设计》，化学业出版社，2006 4. 吴嘉，《化工设计》，化学工业出版社，2002 一、本课程在课程体系中的定位 本课程是专业技术课，为选修课，学完后进行考核。 二、教学目标 1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式； 2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、 方法和步骤； 4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计 算机进行工艺计算； 5、掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表达内容、绘制方 法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程图、设备布置图和化工设备图； 6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺 专业提供设计条件。 三、教学效果 1培养学生能掌握化工设计的工作程序、工作内容、设计结果的表达和文档的编制方法； 2.培养学生学会化工专业计算机辅助设计的内容、工具和方法，初步掌握至少一种化工专业 CAD工具软件，以及基本的化工CAD方法。 3.使学生具有正确的设计思想和初步的化工工艺设计能力，为毕业设计和今后在工作岗位上 进行设计工作打下良好的基础。 4.掌握正确的设计思想和设计方法以及原则。 5. 了解我国现行的有关化工设计的规范方法和程序。 6.熟悉从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。 7.理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主 要内容。了解国外通用设计程序和内容。