《化工设计》习题及解答
第一章? 化工设计概论
1．化工设计的种类有哪些？
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．可行性研究报告包含哪些内容？
（1）总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。
（2）市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。
（3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。
（4）工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。
（5）原料、原料、辅助材料及燃料的供应。
（6）建厂条件和厂址方案。
（7）公用工程和辅助设施方案。
（8）节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。
（9）环境保护与劳动安全。
（10）工厂组织和劳动定员。
（11）项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。
（12）投资估算和资金筹措。
（13）财务、经济评价及社会效益评价。
（14）结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。
4．设计任务书的内容主要包括哪些内容？
（1）项目设计的目的和依据；
（2）生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；
（3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；
（4）资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；
（5）厂址与占地面积和城市规划的关系；
（6）防空、防震等的要求；
（7）建设工期与进度计划；
（8）投资控制数；
（9）劳动定员及组织管理制度；
（10）经济效益、资金来源、投资回收年限。
第二章? 工艺流程设计
1．化工工艺设计包括哪些内容？
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？
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？
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？
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．管道仪表流程图有哪些版式？
基础工程设计阶段有：A 版PI 图(初版)、B 版PI 图(内审版)、C 版PI 图(用户版)及D 版PI 图(确认版)； 详细工程设计阶段有：E 版PI 图(详1版)、F 版PI 图(详2版)、G 版PI 图(施工版)。
6．某管道标注为“PG1310-300 A1A-H ”，表示什么意思？ 7．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
8．PIDCAD 软件具有哪些特点？
PIDCAD 软件操作简单、方便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理。
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。
进料中苯的摩尔分数 38
780.419638627892
FB x =
=+ 釜残液中苯的摩尔分数 2
780.023*********
WB x =
=+ 进料平均相对分子质量 0.419678(10.4196)9286.13M =?+-?= 进塔原料的摩尔流量
2000
232.2/86.13
F kmol h =
=
依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以 作全塔苯的质量衡算得 FB DB WB Fx Dx Wx =+ 作全塔总质量衡算得
F W D =+
将已知数据代人上述质量衡算方程得 解得 124.2/,108/W kmol h D kmol h == 所以，94.5194.51
0.8752
DB x =
==
习题2 丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为：
试计算得到100摩尔燃烧产物（又称烟道气）需要加入的空气的摩尔量。 解：以1mol 入口丙烷为计算基准
根据反应方程式，1mol 丙烷需要5mol 的氧气与之反应，因氧气过量25%，故需要加入的空气量为
1.255
29.760.21
mol ?= 其中 226.25,23.51O mol N mol
烟道气中各组分的量：
38C
H 0 mol 2N mol
因此，以1mol 入口丙烷为基准的物料衡算结果如下
从计算结果可以看出，当空气加入量为时，可产生烟道气，所以，每产生100mol 烟道气需加入的空气量为
习题3天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图
转化炉内进行烃类蒸汽转化反应，以甲烷为例，烃类蒸汽转化的反应方程式为
天然气经一段转化炉转化后继续进入二段转化炉反应，在一段转化炉出口添加空气以配合合成氨原料气中所需的氮气，同时，一段转化气中的一部分氢气遇O 2燃烧供给系统热量。二段转化后再经一氧化碳变换工序使混合
气中的CO 大部分转化为CO 2和H 2，CO 转化为CO 2和H 2的方程式为222CO+H O CO +3H 垐?噲?
，变换后的气
体进入脱除CO 2工序脱除CO 2，再经甲烷化工序除去残存的微量CO 和CO 2后作为合成氨合格原料气。
已知某厂天然气的组成为： 要求合成氨原料气的组成为：
计算天然气的用量和空气的用量。
解：以100 kmol 合成氨原料气为计算基准。 设天然气用量为x kmol ，添加空气量为y kmol 。 （1）作系统N 2平衡
因为在天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中，N 2没有参加反应，它的数量在反应器的进口、出口物料中没有变化，作系统N 2平衡得
+ = (A) (2)作系统氢平衡
甲烷转化制H 2的计量关系推导如下： 甲烷蒸汽转化反应过程
422CH +H O CO+3H 垐?噲?
CO 变换反应过程 222CO+H O CO +3H 垐?噲?
总过程
4222CH +2H O CO +4H 垐?噲?
用同样的方法可推导出烃类蒸汽转化制2H 的计量关系通式为 因此，100kmol 天然气可提供的理论H
因此，x kmol 天然气进料可提供的理论H 2为
氢气燃烧的反应过程 2222H +O =2H O 燃烧消耗的H 2为 作系统H 2平衡得
20.2173.974 1.08x y -?=+?471.63
100
(B)
式中（4 1.08?）是合成氨原料气的CH 4折合为H 2物质的量(mol)
(A) 式合(B)式联解得到
因此，制造100kmol 的合成氨原料气需加入天然气，一段转化炉出口需添加的空气。
习题4 乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下：
试计算、25℃下的反应热。 解：乙烯（g ）的标准生成热为 0298,,52.28/f H kJ mol ?=乙烯
环氧乙烷(g)的标准生成热为
0298,,51/f H kJ mol ?=环氧乙烷－
因此，，25℃下的反应热计算如下：
习题5 乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应：
主反应
242241
()()()2
C H g O g C H O g +??→
副反应 24222()3()2()2()C H g O g CO g H O g +??
→+ 反应温度基本维持在250℃，该温度下主、副反应的反应的反应热分别为
0523105395/H kJ kmol -?=乙烯 0
5231321726/H kJ kmol -?=乙烯
乙烯的单程转化率为32％，反应的选择性为69％，反应器进口混合气的温度为210℃，流量450003
()/m STP h ,其组成如下：
热损失按反应放出热量的5%考虑，求热载体移出的热量。 解：查得有关气体的热容数据如下：
假设如下热力学途径：
210℃下反应器入口混合气体热容 250℃下反应器入口混合气体热容
因此，反应器入口混合气体在210℃～250℃的平均热容为 由热载体移走的热量为
第四章 设备的工艺设计及化工设备图
1.简述泵的选用与设计程序
a.确定泵型；
b.确定泵的流量与扬程；
c.确定泵的安装高度；
d.确定泵的台数和备用率按泵的操作台数；
e.校核泵的轴功率；
f.确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量；
g.选用电动机；
h.填写选泵规格表。
2.简述换热器的设计原则
a.换热器设计要满足工艺操作条件，长期运转，安全可靠，不泄漏，维修清洗方便，较高的传热效率，流体阻力尽量小，安装尺寸符合要求；
b.确定介质流程；
c.确定终端温差；
d.确定流速、流向和压力降；
e.确定传热系数和污垢系数；
f.选用标准系列化的换热。
3.填料塔设计程序
a.汇总设计参数和物性数据；
b.选用填料；
c.确定塔径；
d.计算填料塔压降；
e.验算塔内喷淋密度；
f.计算填料层高度Z ；
g.计算塔的总高度H ；
h.塔的其它附件设计和选定。 4.化工设备施工图的组成
a.装配图 表示设备的全貌、组成和特性的图样，它表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。
b.部件图 表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。
c.零件图 表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检验等资料的图样。
d.零部件图 由零件图、部件图组成的图样。
e.表格图 用表格表示多个形状相同．尺寸不同的零件的图样。
f.特殊工具图表示设备安装、试压和维修时使用的特殊工具的图样。
g.标准图(或通用图) 指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的标准图和通用图。
h.梯子平台图支承于设备外壁上的梯子、平台结构的图样。
i.预焊件图设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。
j.管口方位图设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。
k.技术要求设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。
l.计算书设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，应将输入数据和计算结果作为计算文件。
m.说明书设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使用、维护、检修及其它需说明的文件。
n.图纸目录每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。
5.化工设备图的绘制方法及步骤
a.确定绘图比例、选择图幅、布图、画图；
b.尺寸和焊缝代号标注；
c.编写零部件序号和管口符号；
d.填写明细栏和管口表；
e.填写设计数据表、标题栏等。
6.化工设备图阅读的基本要求
a.了解设备的性能，作用和工作原理；
b.了解设备的总体结构、局部结构及各零件之间的装配关系和安装要求；
c.了解设备各零部件的主要形状、材料、结构尺寸及强度尺寸和制造要求；
d.了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。
7.阅读的列管式固定管板换热器装配图
（1）概括了解
从标题栏、明细栏、技术特性表等可知，该设备的名称是列管式固定管板换热器，用途是使两种不同温度的物料进行热量交换，其规格为DN700×4000（壳体内径×换热管长度），换热面积F=116m2，绘图比例1:10，由25种零部件所组成，其中有14种标准件。
换热器管程内的介质是水，工作压力为，工作温度为32～37℃，壳程内介质是物料丙烯丙烷，工作压力为，工作温度为44～40℃，换热器共有5个接管，其用途、尺寸见管口表。
该设备采用了1个主视图、2个剖视图、2个局部放大图和1个示意图。
（2）详细分析
Ⅰ视图分析
图中主视图采用全剖视以表达换热器的主要结构及各管口和零部件在轴线方向的位置和装配情况；主视图还采用了断开画法，以省略中间重复结构，简化作图；换热器内部的管束也采用了简化画法，仅画出一根，其余均用中心线表示。
A－A剖视图表示了各管口的周向方位和换热管的排列方式。B－B剖视图补充表达鞍座的结构形状及安装等有关尺寸。
局部放大图Ⅰ、Ⅱ表达管板与有关零件之间的装配连接关系。为了表示出件12拉杆的投影，将件11定距管采用断裂画法。示意图用以表达折流板在设备轴线方向的排列情况。
Ⅱ装配连接关系分析
该设备筒体（件14）和管板（件6），封头（件1）和容器法兰（件4）的连接都采用焊接，具体结构见局部放大图Ⅱ；各接管与壳体的连接，补强圈与筒体及封头的连接均采用焊接；封头与管板采用法兰连接；法兰与管板之间放有垫片（件5）形成密封，防止泄漏；换热管（件15）与管板的连接采用胀接，见局部放大图Ⅰ。
拉杆（件12）左端螺纹旋入管板，拉杆上套入定距管用以固定折流板之间的距离，见局部放大图Ⅰ；折流板间距等装配位置的尺寸见折流板排列示意图；管口轴向位置与周向方位可由主视图和A－A剖视图读出。
Ⅲ零部件结构形状分析
设备主体由筒体（件14）、封头（件1）组成。筒体内径为700，壁厚为6，材料为Q235，筒体两端与管板焊接成一体。左右两端封头（件1）与法兰（件4）焊接，通过螺栓与筒体连接。
换热管（件15）共有360根，固定在左、右管板上。筒体内部有弓形折流板（件13）14块，折流板间距由定距管（件11）控制。所有折流板用拉杆（件12）连接，左端固定在管板上（见放大图Ⅰ），右端用螺栓锁紧。折流板的结构形状需阅读折流板零件图。
鞍式支座和接管法兰均为标准件，其结构、尺寸需查阅有关标准确定。 管板有零件图，其结构形状可阅读零件图。 Ⅳ 了解技术要求
从图中的技术要求可知：该设备按《钢制压力容器》（GB150－1998）进行制造、试验和验收，采用电弧焊、制造完成后，除进行水压试验外，还需进行气密性试验。 （3）归纳总结
通过上述分析可知：换热器的主体结构由圆柱形筒体和椭圆形封头构成，其内部有360根换热管和14块折流板。
设备工作时，冷却水自接管a 进入换热管，由接管d 流出；温度高的物料从接管b 进入壳体，经折流板曲折流动，与管程内的冷却水进行热量交换后，由接管e 流出。
第五章 车间布置设计
一、选择题
1．厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用（ A ） 依次编号。
A ． 、
B ． 、 、
C ． A 或B
2．在化工设备图中，设备的轮廓，一般按比例用（ A ）绘制。
A ．粗实线（b ）
B ．中实线（2b/3）
C ．细实线（b/3）
D ．点划线 3．在布置 （ A ）时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。
A ．换热器
B ．塔
C ．泵
D ．搅拌器 4．设备布置图中的标高用（ A ）表示。
A ．m
B ．cm
C ．mm
D ．都可以 5．在设备平面布置图中，设备标注为T-101b ，其中T 表示（ B ）。
A ．一种设备等级
B ．一种设备代号
C ．设备一种材质
D ．一种设备保温等级 6．在对塔进行布置时，对于（C ）需采用独立布置方案。
A ．将高度相近的塔
B ．数量不多、结构与大小相似的塔
C ．单塔或特别高大的塔
D ．较小的塔
7．以下有关工程设计阶段及PID 版次的叙述错误的是（B ）。
A ．工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段
B ．在基础设计阶段，PID 应完成初步设计条件版（A ）版，内部审核版（B 版）和用户批准版（
C ）版三个版次的设计
C ．在详细工程设计阶段，PI
D 应完成1版（详细设计1版），2版（详细设计2版），3版（施工版）三个版次的设计
D ．对于小型或成熟工艺装置的PID 设计，至少应完成初步条件版，设计版和施工版三个版次
231A B C
8．设备布置设计不包括的内容是（B ）。
A．确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置
B．确定车间中各个设备的管口方法
C．确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置
D．确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸
解答：B．正确答案。车间设备布置设计主要包括：
①确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置；
②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置；
③确定供安装、操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸；
④确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；
⑤确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。
9．在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是（A ）。
A．对于原料和成品贮罐，一般集中布置在贮罐区，同时为缩短流程、节省管长，原料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置
B．对于大型换热器独立布置时应尽量安排在室外以节约厂房
C．泵的布置应尽量靠近供料设备，以保证有良好的吸入条件
D．反应器安装在室内或框架内，其基础与建筑物分开，以免将振动和噪声传递给建筑物
10．设备布置时设备间、设备与墙之间、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范供设备布置设计时参照执行。工艺设备与道路间的距离不应小于（B ）。
A．m B．m C．m D．m
11．请指出下列有关安全距离数据中（A ）是不正确的。
A．回转机械彼此间距离为不小于m；B．贮槽之间的距离不小于～m
C．换热器之间的距离不小于m；D．塔与塔之间的距离～m
解答：A．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，回转机械彼此间距离为不小于～m。
12 “泵的布置设计时应尽量集中布置，排成一条线，电机端对齐，正对道路。以下关于泵的布置正确的是
（C ）。
A．泵与泵之间的距离视泵的大小而定，一般不小于
B．双排泵之间的距离一般不小于
C．泵与墙之间的距离一般不小于，以便通行
D．泵的基础一般比地面高④400～500mm
解答：C．正确答案。泵与泵之间一般不小于m，双排泵之间一般不小于m，泵基础一般高出地面100～200 mm。
13 某工厂车间设备布置时，为节省投资，减少厂房面积，工艺设备与道路间的距离定为m；操作设备时设备到墙的距离为m；操作平台梯子的坡度为65°；通道通行部分的最小净空为m。请问上述设计中数据正确的是（D ）。
A．①B．②C．③D．④
解答：D．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，工艺设备与道路间的距离为不小于m，工人操作时设备与墙面的距离不小于m，操作平台梯子的坡度一般不超过45°，特殊可达到60°。14．工艺专业提供的建议的设备平面布置图的用途是（A ）。
A.装置布置专业、总图专业开展工作的依据，也是机泵计算、询价订货的依据。
B.因制造周期长，需提前询价订货的机泵计算依据。
C.指导供销人员采购设备的依据。
D.指导设备安装施工的依据。
15．在化工工艺设计中，其核心内容是（C ）。
A．工艺流程设计和生产方法的选择B．车间布置设计和管道布置设计
C．工艺流程设计和车间布置设计D．化工工艺计算和车间布置设计
16．车间平面布置图每层平面应以其标高命名，对于一层内地面，表示方法（D ）正确。
A．平面B．平面
C．平面D．平面
17．考虑厂房的柱网布置时，在满足工艺操作需要，满足设备安装、运转及维修需要的前提下，应选择符合建筑模数的柱网。中国统一规定以（ B ）m的倍数为优先选用的柱网。
A．2 B．3 C．4 D．5
18．下面为某一换热设备的设备位号，表示方法正确的为（A ）。
A．E0113B B．E-113B C．E113B D．E-0113B
19．考虑厂房立面布置时，厂房的高度主要取决于（D ）。
A．设备的高低B．安装的位置
C．安装条件D．综合考虑上面三方面因素
20．在化工厂厂房建筑设计时，单层厂房的宽度不应大于（A ）。
A．30m B．22m C．24m D．18m
22．车间设备布置时，一些高大设备多采用（ A ）。
A．露天布置，以减少建筑物的费用，降低毒物的积累。
B．室内布置，以保护设备，使设备不受冷、热的影响。
23．车间设备布置时，为使管路尽量短和便于操作，通常设备多采用（B ）。
A．按流程图出现的顺序布置。
B．按相似的设备布置在一起的分组布置。
24．在车间设备布置时有许多要求，如下几项要求中（C ）项不合理。
A．高大的设备尽量放在露天，以降低厂房造价。
B．设备布置时应留一定的间隙，有利于操作及检修。
C．设备布置时尽量使设备布局与其在流程图上出现的顺序一样。
D．设备布置时应充分利用高位差布置有压差的设备。
二、简答题
1、简述车间布置设计的内容：
答：车间布置设计可分为车间厂房布置和车间设备布置。
车间厂房布置是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内、按照在生产中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置。
车间设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定区域内进行排列。
2、简述车间设备布置的要求
答：满足生产工艺要求；满足安装和检修要求；满足土建要求；满足安全、卫生和环保要求。
3、工艺对设备布置有哪些要求？
（1）满足工艺流程顺序，要保证水平和垂直方向的连续性。
（2）相同类型设备尽可能布置在一起。
（3）设备与设备之间按规定留足间距、留有操作空间，便于操作、维修。
（4）考虑设备互换使用的可能性。
（5）设备安排要考虑管路走向，走直线，少弯路。要有堆放原料，中间产物，产品的空地。
（6）注意劳动保护，传动设备要有足够的安全距离。
（7）留有扩建或扩产余地。
4、简述车间布置设计的原则
答：（1）最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。
（2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。
（3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。
（4）考虑其他专业对本车间布置的要求。
（5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。
（6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。
（7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。
（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。
（9）人流物流不能交错。
5、简述车间平面布置的内容和要求
答：内容：将生产设施、生产辅助设施、生活行政设施、其他特殊用室在平面上进行合理布置。
要求：
（1）适合全厂的总图布置，与其他车间、公用工程系统、运输系统等结合成一个有机整体。
（2）保证经济效益，尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本低。
（3）便于生产管理、物料运输，操作维修要方便。
（4）生产要安全，并妥善解决防火、防毒、防爆等问题，必须符合国家的各项有关规定和标准。
（5）要考虑将来扩建、增建和改建和余地。
6、简述车间设备布置的内容
答：（1）确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置;
（2）确定某个在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置;
（3）确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸;
（4）在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸;
（5）其他。
设备布置的最终结果表现是设备布置图。
7、简述车间设备布置图的内容
（1）一组视图；（2）尺寸及标注；（3）安装方位标；（4）说明及附注；（5）设备一览表；（6）标题栏。
三、看图回答问题
醋酐残液蒸馏岗位设备布置图
醋酐残液蒸馏岗位流程说明：醋酐残液进入残液蒸馏釜，使残液中的醋酐蒸发变成蒸汽，再经冷凝器冷凝为液态醋酐，进入醋酐受槽施加负压，然后去醋酐贮槽；蒸馏釜中蒸馏醋酐后的残渣，加水后再加热、冷凝，得到的醋酐经醋酸受槽施加负压后去醋酸贮槽。本系统为间断操作，通过阀门进行控制。
回答问题：
（1）醋酐残液蒸馏岗位的设备布置图包括平面图和1-1剖面图。
（2）从平面图可知，本系统的真空受槽A、B和蒸馏釜布置在距北墙1600 mm，距①轴分别为3800 mm、2000 mm、6000 mm的位置处；冷凝器的位置距北墙500 mm，与醋酸受槽V1103A间的水平距离为1000 mm。
（3）从A-A剖面图可知，蒸馏釜和真空受槽A、B布置在标高为 5 m的楼面上，冷凝器安装在标高m的支架上。
第六章管道布置设计
1.管道布置设计的内容有什么？
答：（1）确定车间中各个设备的管口方位与之相连接的管段的接口位置。
（2）确定管道的安装连接和铺设、支承方式。
（3）确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。
（4）画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置,作为管道安装的依据。
（5）编制管道综合材料表,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。
2．管道布置设计应符合的标准有哪些？
答： HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》和SH3012-2000《石油化工管道布置设计通则》
3. 真空管线布置设计时应注意什么？
答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。
4．管道布置时管道焊缝的设置，应符合哪些要求？
答：管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；公称直径小于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于外径，且不得小于50mm：公称直径等于或大于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于150mm。
5．管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如何处理？
答：应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。
6.玻璃管等脆性材料管道应如何处理？
答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。
7．管架已有哪些标准设计？
答：HG/T21623-1990《管架标准图》和HG/T21640-2000《H型钢结构管架通用图》。
8．管道支架按其作用分哪几种？
答：管道支架按其作用分固定支架、滑动支架、导向支架和弹簧吊架。
9．立式容器的管口方位划分为哪两部分？
答：立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。一般划分为操作区和配管区两部分。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区,排出管布置在容器底部。
10. 卧式容器的人孔如何布置？
答：人孔可布置在顶上,侧面或封头中心,以侧面较为方便,但在框架上支撑时占用面积较大,故以布置在顶上为宜。人孔中心高出地面以上应设操作平台。
11.换热器的配管要求是什么？
答：配管时管道要尽量短,操作、维修要方便。在管廊上有转弯的管道布置在换热器的右侧,从换热器底部引出的管道也从右侧转弯向上。从管廊的总管引来的公用工程管道,可以布置在换热器的任何一侧。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其布置在冷却水地下总管的上方,回水管布置在冷却水总管的管边。换热器与邻近设备间可用管道直接架空连接。管箱上下的连接管道要及早转弯,并设置一短弯管,便于管箱的拆卸。
12. 塔的管道固定与热补偿要注意什么？
答：管道固定与热补偿塔的管道直管长，热变形大，配管时应处理好热膨胀问题。塔顶气相出口管和回流管是热变形较大的长直管，且重量较大，为防止管口受力过大，在靠近管口的地方设固定支架，在固定支架以下每隔～11米(DN25～DN300)设导向支架，由较长的水平管(形成二臂部很长的L形自然补偿器)吸收热变形。
13．管道布置图的设计依据？
答：管道布置图是以带控制点工艺流程图、设备布置图、设备装配图及土建、自控、电气等专业的有关图样、资料为依据，根据管道布置原则和相关标准做出合理的布置设计，并绘出管道布置图。
14. 管道支架的编号含义是什么？
答：管架由五个部分组成：
15. 管道的标注分几部分？
答：管道布置图中的管道应标注四个部分，即管道号（管段号）（由三个单元组成）、管径、管道等级和隔热或隔声，总称为管道组合号。管道号和管径为一组，用一短横线隔开；管道等级和隔热为另一组，用一短横线隔开，两组间留适当的空隙。
16.管道布置图的比例和图幅如何定的？
答：常用的比例有1：30，也可采用1：25或1：50，但同区的或各分层的平面图,应采用同一比例。
管道布置图图幅应尽量采用A0，比较简单的也可采用A1或A2。同区的图应采用同一种图幅。图幅不宜加长或加宽。
17．管道布置图的分区原则和方法是什么？
答：由于车间(装置)范围比较大,为了清楚表达各工段管道布置情况,需要分区绘制管道布置图时,常常以各工段或工序为单位划分区段,每个区段以该区在车间内所占的墙或柱的定位轴线为分区界线。区域分界线用双点划线表示，在区域分界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与该图标高相同的相邻部分的管道布置图图号。18．管道布置图的阅读步骤？
答： (1) 概括了解首先要了解视图关系,了解平面图的分区情况,平面图、立面剖视图的数量及配置情况,在此基础上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。
(2) 详细分析，看懂管道的来龙去脉，从起点设备开始,找出这些设备所在标高平面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后根据投影关系和管道表达方法,逐条地弄清楚管道的来龙去脉,转弯和分支情况,具体安装位置及管件、阀门、仪表控制点及管架等的布置情况。分析图中的位置尺寸和标高,结合前面的分析,明确从起点设备到终点设备的管口,中间是如何用管道连接起来形成管道布置体系的。
19.管道轴测图的内容有哪些？
答：管道轴测图一般包括以下内容：（1）管段及所属阀门、管件、仪表控制点等图形符号；（2）尺寸和标注；（3）方向标；（4）技术要求；（5）材料表；（6）标题栏。
20. 管口方位图的视图如何画？
答：非定型设备应绘制管口方位图，采用A4图幅，以简化的平面图形绘制。每一位号的设备绘一张图，结构相同而仅是管口方位不同的设备，可绘在同一张图纸上，对于多层设备且管口较多时，则应分层画出管口方位图。用细点画线和粗实线画出设备中心线及设备轮廓外形；用细点画线和粗实线画出各个管口、鑵耳（吊柱）、支腿（或支耳）、设备名牌、塔裙座底部加强筋及裙座上人孔和地脚螺栓孔的位置。
21．管口方位图中管口表包含哪些内容？
答：在标题栏上方列出与设备图一致的管口表，表内注写各管口的编号、公称直径、公称压力、连接标准、连接面型式及管口用途等内容。在管口表右上侧注出设备装配图图号。
22．管架图的图幅、比例和主要内容有什么？
答：管架图一般采用A3或A4图幅，比例一般采用1∶10或1∶20，图面上常采用主视图和俯视图结合表达其详细结构，编制明细表说明所需的各种配件，在标题栏中还应标注该管架的代号。应注明焊条牌号，必要时，应标注技术要求和施工要求，以及采用的相关标准与规范。
23．非标准的特殊管件按什么标准绘图并且主要内容有什么？
答：应按HG —92单独绘制详细的结构图，并要求一种管件绘制一张图纸以供制造和安装使用。图面要求和管架图基本相同，在附注中应说明管件所需的数量、安装的位置和所在图号，以及加工制作的技术要求和采用的相关标准与规范。
24．管道三维模型设计软件的主要功能有哪些？
答：建立管道、设备、建筑结构、管道支吊架的三维模型，进行三维模型的碰撞检查和设计检查，全自动生成管道轴测图，设备及管道的平、剖面图，各类材料的统计表，进行工程项目的数据库管理，图形库管理，模型渲染与消隐等。
25. 管道建模的主要过程包括哪些？
答：主要过程包括：（1）严格按照管路等级驱动；（2）内置设计规则检查；（3）布置管线；（4）管道的定位；（5）成组布管；（6）管件的自动插入；（7）阀门的定位和插入；（8）智能编辑功能。
在看懂管道走向的基础上，在平面图（或剖面图）上，以建筑定位轴线或首层地面、设备中心线、设备管口法兰为尺寸基准，阅读管道的水平定位尺寸;在剖面图上，以首层地面为基准，阅读管道的安装标高，进而逐条查明管道位置。
由图中的平面图和A-A剖面图可知，PL0401—Φ57×物料管道从标高m由南向北拐弯向下进入蒸馏釜。另一根水管CWS0401—Φ57×也由南向北转弯向下，然后分为两路，一路向西转弯向下再转弯向南与PL0401相交；另一路向东再向北转弯向下，然后又向北，转弯向上再向东接冷凝器。物料管与水管在蒸馏釜、冷凝器的进口处都装有截止阀。
PL0402—Φ32×管是从冷凝器下部连至真空受槽A、B上部的管道，它先从出口向下至标高处，向东
1000mm，分出一路向南880mm再转弯向下进入真空受槽A，原管线继续向东1800mm又转弯向南再向下进入真空受槽B，此管在两个真空受槽的入口处都装有截止阀。
VE0401—Φ32×管是连接真空受槽A、B与真空泵的管道，由真空受槽A顶部向上至标高的管道拐弯向东与真空受槽B顶部来的管道汇合，汇合后继续向东与真空泵相接。
VT0401—Φ57×管是与蒸馏釜、真空受槽A、B相连接的放空管，标高，在连接各设备上的立管上都装有截止阀。
设备上的其他管道的走向、转弯、分支及位置情况，也可按同样的方法进行分析。
在阅读过程中，还可参考设备布置图、带控制点的工艺流程图、管道轴测图等，以全面了解设备、管道、管件、控制点的布置情况。
化工工艺学课程设计设计题目：环氧乙烷生产工艺设计
目录 一、设计方案简介 (2) 二、工艺流程草图及说明 (6) 三、物料衡算 (8) 四、计算结果概要 (15) 五、工艺流程说明 (15) 六、工艺流程图 (21) 七、参考文献 (22) 一、设计方案简介 环氧乙烷（沸点10.5℃）是最简单也是最重要的环氧化合物，其用途是制取生产聚酯树脂和聚酯纤维的单体、制备表面活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。 1、反应过程分析：
工业上生产环氧乙烷的方法是乙烯氧化法，在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化。乙烯在Ag/α-Al2O3催化剂存在下直接氧化制取环氧乙烷的工艺，可用空气氧化也可以用氧气氧化，氧气氧化法虽然安全性不如空气氧化法好，但氧气氧化法选择性较好，乙烯单耗较低，催化剂的生产能力较大，故大规模生产采用氧气氧化法由乙烯环氧化反应的动力学图示可知乙烯完全氧化生成二氧化碳和水，该反应是强放热反应，其反应热效应要比乙烯环氧化反应大 十多倍。 副反应的发生不仅使环氧乙烷的选择性降低，而且对反应热效应也有很大的影响。选择性下降热效应明显增加，故反应过程中选择性的控制十分重要。如选择性下降移热慢，反应温度就会迅速上升，甚至产生飞温。 2、催化剂的选择： 由于选择性在反应过程中的重要性，所以要选择选择性好的催化剂，银催化剂对乙烯环氧化反应较好的选择性，强度、热稳定性、寿命符合要求，所以用银催化剂。催化剂由活性组分银、载体和助催
化剂组成。助催化剂主要有碱金属、碱土金属、稀土金属化合物等。其作用是提高活性、增大稳定性、延长寿命。抑制剂的作用是抑制非目标产物的形成，主要有硒、碲、氯、溴等。载体的主要功能是负载、分散活性组分，提高稳定性。载体的结构（特别是孔结构）对助剂活性的发挥、选择性控制有极大的影响（乙烯氧化制环氧乙烷的特殊性要求载体比表面积低并且以大孔为主）。 3、反应压力： 加压对氧化反应的选择性无显著影响，但可提高反应器的生产能力且有利于环氧乙烷的回收，故采用加压氧化法，但压力高对设备的要求高费用增加催化剂易损坏。故采用操作压力为2Mpa左右。 4、反应温度及空速的影响： 影响转化率和选择性的主要因素是温度。温度过高，反应速度快、转化率高、选择性下降、催化剂活性衰退快、易造成飞温；温度过低，速度慢、生产能力小。所以要控制适宜温度，其与催化剂的选择性有关，一般控制的适宜温度在200-260℃。 另一个因素是空速，与温度相比次因素是次要的，但空速减小，转化率增高，选择性也要降低，而且空速不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂得空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，现工业上采用的混合起空速一般为7000/h左右，也有更高。以氧气作氧化剂单程转化率控制在12-15%，选择性可达75-80%后更高。 5、原料纯度及配比： 原料其中的杂质可能给反应带来不利影响：使催化剂中毒而活
《化工工艺学》期末复习题 1、化学工艺学是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括（原料加工、设 备、工艺流程）。 2、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和（化学矿）。 3、石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物。石油中的化合物可 以分为（烷烃、环烷烃、芳香烃）三大类。 4、辛烷值是衡量汽油抗爆震性能的指标，（十六烷值）是衡量柴油自燃性能的指标。 5、硫酸生产工艺大致可以分为三步，包括（SO2的制取和净化）、（SO2氧化成SO3）和SO3的吸收。 6、各族烃类裂解反应的难易顺序为（正烷烃>异烷烃>环烷烃>芳香烃）。 7、CO变换反应是（可逆放热反应）。 8、隔膜法电解食盐水工艺的主要产品是（NaOH和Cl2）。 9、烷烃热裂解主要反应为（脱氢反应和断链反应）。 10、催化剂一般由（活性组分、载体和助催化剂）组成。 11、半水煤气是以空气和水蒸气作气化剂制得的煤气，主要成分是（CO、H2和N2）。 12、转化率是针对（反应物）而言的；选择性是针对（目的产物）而言的；收率等于转化率与选择性之 积。 13、聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而得，在其高分子中结构单元与重复单元（相同）。 14、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和（产品分离及精制）三大步骤。 15、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和（丁二烯），三苯指苯、甲苯和（二甲苯）。 16、SO2氧化成SO3的反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应，因此，（降低温度）、（提高压力）有 利于平衡转化率的提高。 17、合成氨反应方程式为H2+3N2→2NH3，该反应是一个（可逆）、（放热）、体积缩小的反应。 18、分子发生热裂解反应，反应温度最高的是（乙烷）。 19、硫铁矿焙烧工艺中（硫酸化焙烧）是用来回收中钴、铜、镍等有色金属的。 20、块状原料煤一般用固定床气化炉。加料位置在（上部），气化位置在（中部）。 21、氧氯化最典型的应用是（乙烯制氯乙烯）。 22、煤干馏产物有（焦炭、煤焦油和煤气）。 23、煤气化过程中温度最高的是：（氧化层）。 24、己二胺和己二酸缩聚生成尼龙-66，在其高分子中，结构单元与重复单元（不相同）。
第一章 1、简述化工设计的概念、作用与分类。 答：（1）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。 （2）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：根据项目性质可分为：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、中式设计、基础设计和工程设计。 2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。 答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。 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。 答：化工设计程序 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？ 设计准备、方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、提供设计条件、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？ （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； （5）少挖少填，有利于协作等，还要与城市规划协调。 2、在化工厂总平面布置设计时，对于生产车间、辅助生产车间、行政办公楼、住宅及道路等有何具体要求。 生产车间的位置应按工艺过程的顺序进行布置，生产线路尽可能做到直线而无返回流动，但并不要求所有车间在一条直线上，应考虑辅助车间的配置距离及管理上的方便。一般功能、工艺相似的车间、工段尽可能布置在一起（便于集中管理），车间之间的管道尽可能沿道路的铺设。生产有害气体或粉尘车间要放置在下风或平行风侧。 关于辅助车间的布置 （1）锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方，其附近不得有易燃、易爆的车间或仓库，应放置在下风位置；
《化工工艺学》 一、填空题 1. 空间速度的大小影响甲醇合成反应的选择性和转化率。 2. 由一氧化碳和氢气等气体组成的混合物称为合成气。 3. 芳烃系列化工产品的生产就是以苯、甲苯和 二甲苯为主要原料生产它们的衍生物。 4. 石油烃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压。 5. 脱除酸性气体的方法有碱洗法和乙醇胺水溶液吸附法。 6. 天然气转化催化剂，其原始活性组分是，需经还原生成才具有活性。 7. 按照对目的产品的不同要求，工业催化重整装置分为生产芳烃为主的化工型，以生产高辛烷值汽油为主的燃料型和包括副产氢气的利用与化工燃料两种产品兼顾的综合型三种。 8. 高含量的烷烃，低含量的烯烃和芳烃是理想的裂解原料。 9. 氨合成工艺包括原料气制备、原料气净化、原料气压缩和合成。
10.原油的常减压蒸馏过程只是物理过程，并不发生化学变化，所以得到的轻质燃料无论是数量和质量都不能满足要求。 11. 变换工段原则流程构成应包括：加入蒸汽和热量回收系统。 12. 传统蒸汽转化法制得的粗原料气应满足：残余甲烷含量小于0.5% 、（H2）2在 2.8~3.1 。 13. 以空气为气化剂与碳反应生成的气体称为空气煤气。 14. 低温甲醇洗涤法脱碳过程中，甲醇富液的再生有闪蒸再生、_ 汽提再生 _、_热再生_三种。 15．石油烃热裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间和低烃分压。 16. 有机化工原料来源主要有天然气、石油、煤、农副产品。 18. 乙烯直接氧化过程的主副反应都是强烈的放热反应，且副反应（深度氧化） 防热量是主反应的十几倍。 19. 第二换热网络是指以_ _为介质将变换、精炼和氨合成三个工序联系起来，以更合理充分利用变换和氨合成反应热，达到节能降耗的目的。 20. 天然气转化制气，一段转化炉中猪尾管的作用是
一、填空（共10题，每题2分，共20分） 1、创新就是“建立一种新的生产函数”，即企业实行对生产要素的“新的组合”。它包括五种情况：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采用一种新的生产方法；③开辟一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源；⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组，如创造一种垄断地位或打破垄断地位。 2、作为企业的一项重要的经济活动，技术创新的主要特征可归结为以下几个方面：(1)创造性(2)累积性(3)效益性(4)扩散性(5)风险性。 3、技术创新的风险性主要体现在以下三个方面：一是技术风险，二是市场风险，三是社会风险。 4、按照技术创新对象的不同，我们可以将技术创新分为产品创新和过程创新。 5、联想思维法则具有4种类型：具象类比；抽象类比；拟人类比；幻想类比。 6、分解与组合思维法则主要有：主要功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合四种组合方式。 7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其主要的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。其中除工艺技术外，还包括设备仪表及配备的助剂和催化剂等的国产化。 8、初步可行性研究要解决的问题有：1）投资机会是否有希望；2）是否需要进行下一步可行性研究；3）有哪些关键性问题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、市场预测主要包括的内容有：①预测生产的发展和变化趋势；②预测市场容量及其变化；③预测对外贸易的变化；④预测市场价格的变化；⑤预测消费者需求的变化；⑥预测市场占有率。 10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”。 11、按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计；③已有装置的改造设计三类。 12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告；②征地和外部协作条件意向书； ③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情况这四个附件。 13、工艺流程设计包含①生产方法和工艺流程的选择；②工艺流程设计；③工艺流程图绘
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
《化工工艺学》课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过课程设计，旨在使学生了解化工工艺基本原理、重要工艺过程、设备的构造及工程设计基本内容，初步掌握化工工艺设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、收集和查阅文献资料的能力、分析和解决工程实际问题的能力、独立工作和创新能力。课程设计的任务是：学生能综合运用所学理论知识和所掌握的各种技能，通过独立思考和锐意创新，在规定的时间内完成指定的化工工艺的设计任务，并通过设计说明书及设计图形式正确表述。 二、设计任务及要求 1、设计题目 4.2/7.2/ 9.2万吨/年环氧烷生产工艺设计 2、设计条件 用N2作为惰性致稳气时的原料气组成 反应器的单程转化率： 12.3% 选择性：73.8% 环氧乙烷的吸收率：99.5% O2中夹带Ar 0.00856 mol/mol，循环排放气中含Ar为12.85%（10～15%，可自行调配），产品环氧乙烷中含Ar 0.00631 mol/mol。 年生产7440小时。 3、设计任务 1）设计方案简介：对给定或选定的工艺流程进行简要的论述。 2）主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。对反应器和环氧乙烷精馏塔做详细设计计算(包括工艺参数和设备参数)。3）典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。 4）工艺流程简图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物流量、能流量和主要化工参数测量点。 5）主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸。 6）编写设计说明书：包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、设计结果汇总表、参考资料等内容，并附带控制点的工艺流程图。 三、设计时间进程表 时间：2周（11-12周），时间分配大致如下：
《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应
化工设计概论试题副本 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
一．填空题 1.新建项目设计包括新产品设计和采用新或新技术的产品设计。 2.设计代表的任务是参加基本建设的和安装。 3.化工计算包括工艺设计中的、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。 4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和时必然涉及到的因 素。 5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明的名称来源及去向。 6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注和名称。 7.对于连续操作过程，选用作为基准是很自然的。 8.工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并某种型号设备，以便订货。 9.根据工艺流程的特点，确定反应釜是操作还是间歇操作。 10.设备布置首先要满足工艺和工艺条件的要求。 11.化工厂使用最多的换热器是换热器与再沸器。 12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和以降低阻力，达到更高的真空度。 13.管架是用来、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生并在管壁上结 垢。 15.物质的燃烧必须具备个条件。 16.化工设计可根据性质分类，也可按设计性质分类。 17.施工图设计的任务是根据审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问 题。 18.扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：和说明书的附图、附 表。 19.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 径和管道等级。 20.执行器的图形符号由机构和调节机构两部分组合而成。 21.加压操作的塔可分为出料和液相出料两种。 22.物料衡算的理论根据是定律。 23.流量大而扬程不高时可选用单级。 24.对于釜式反应器，依靠来实现物料流动和混合接触。 25.车间设备布置是确定各个设备在车间和立面上的位置。 26.容器分贮存容器与原料及成品贮罐两类。
课程设计任务书 课程名称：制药工艺课程设计 题目： 3.6万吨/年氯苯车间分离工段工艺设计 学院：环境与化学工程系：化学工程 专业班级：制药071班 学号： 5 8 0 1 3 0 7 0 3 0 学生姓名：晏金华 起讫日期：2010-10-25—2010-12-20 指导教师：杜军职称：副教授 学院审核（签名）： 审核日期：
说明 1.课程设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。 2.学生根据指导教师下达的任务书独立完成课程设计。 3.本任务书在课程设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和课程 设计答辩的主要档案资料。 一、课程设计的主要内容和基本要求 （一）目的与要求 1.通过课程设计使学生树立正确的设计思想，培养学生理论联系实际的作 风；进一步提高学生综合利用所学的基础理论、专业知识和基本技能（包括查阅资料、运算和绘图等）的能力及分析解决专业范围内工程技术问题的能力；使学生初步掌握化工工艺设计的一般程序和方法，得到工艺设计方面的基本训练. 2.在课程设计期间，要求学生遵守设计纪律和考勤制度。 3.善于学习，勤于思考，充分发挥主观能动性，以严格的作风和认真负责的 态度，在老师的指导下，根据设计任务书，在规定的时间内独立地完成设计任务；学生所完成的设计，应体现设计方案正确、工艺技术可行、经济合理，并参考文献资料，结合生产实际，尽可能吸收最新科技成果，采用先进工艺技术，争取使设计具有一定的先进性和创新性。 （二）课程设计内容—1万吨/年氯苯车间反应工段工艺设计 1.设计说明书内容 (1)总论 ①设计依据；南昌市东北郊xx厂，厂内现有氯碱车间，可提供Cl ；且具备 2完善的公用工程系统。即可供最低-15℃冷冻盐水，20℃(平均)工业上水及 0.6MPa的蒸汽。 ②氯苯在国民经济中的地位和作用（用途），国内外氯苯生产发展概况； ③氯苯生产方法简述及论证； ④生产流程的选择及论证： (2)产品规格，主、辅原料规格及来源情况 (3)生产工艺流程说明 按生产工艺流程说明物料经过工艺设备的顺序及生成物的去向，物料输送及贮备方式，同时说明主要操作条件，如温度、压力、流量、配料比等。 (4)物料衡算 ①根据生产规模及其特点确定年生产时间(h)、单位时间产量及计算基准； ②物料衡算：选定计算方法，对车间所有有变化的过程及设备（或系统），按一定顺序和计算步骤，逐个进行物料衡算，确定每股进、出料的组分、流量及百分比含量。要求及时整理计算结果，对每个过程设备列物料平衡表。 (5)列表: ①工艺条件一览表； ②生产控制一览表； 2. 图纸内容及张数：反应工段工艺流程图，1张
第一章合成氨 1、简述天然气为原料进行蒸汽转化的主反应和副反应有哪些?采用哪些措施可以抑制副反应? 2、甲烷蒸汽转化过程工艺条件该如何选择，为什么? 3、蒸汽转化过程为什么要采用两段转化?两段转化的供热方式有何不同 4、甲烷蒸汽转化-段炉的结构有哪些类型，各有何特点 5、一氧化碳变换为何要采用中温变换和低温变换?工艺条件如何选择? 6、天然气中的硫有哪些形式，干法和湿法脱硫各有哪些?有何优缺点? 7、氧化锌脱硫前为什么要和钴钼加氢脱硫联合使用? 8、什么叫热碳酸钾法?采用热碳酸钾脱碳的基本原理如何?条件如何选择? 9、合成氨粗原料气的精制方法有哪些?其基本原理如何? 10、提高铜氨液吸收残余CO和CO2的能力的措施有哪些? 11、简述铜铵富液的再生目的以及在再生塔中各设备中的流动路径。 12、氨合成反应有何特点?如何选择氨合成的工艺条件? 13、氨的合成流程为什么要采用回路流程?合成气中氨的分离方法有哪些，有何特点? 14、氨舍成塔为什么要采用夹层式?合成塔有哪些类型?各有何优缺点? 15、绘出天然气为原料合成氨的方块流程图。 16、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成所采用催化剂的情况。 第二章尿素 1、尿素合成的原料和基本原理是什么? 2、尿素生产的原则流程图是什么? 3、尿素合成工艺参数如何选择? 4、高压气提法生产尿素的高压圈包括那些设备，各起什么作用? 5、尿素生产主要有哪些设备?在结构上有什么特点? 第三章硫酸 1、简述硫酸生产原料的原料。 2、以硫铁矿为原料，绘出硫酸生产的工艺流程方块图。 3、硫铁矿焙烧之后，获得的炉气应经过哪些处理才能进入转化炉，分别采用何种设备完成? 4、沸腾焙烧时，可采用哪些措施保持炉温稳定。 5、SO,转化为SO,过程有何特点，为什么要采用两次转化两次吸收。 6、SO,吸收过程的工艺条件如何选择? 7、简述硫酸生产过程中是如何处理三废的。 第四章制碱 1、氨碱法制备纯碱的主要化学反应有哪些? 2、氨碱法制纯碱有哪些步骤? 3、氨碱法制碱过程中如何除去原料盐中的Ca2+、Mg2+离子 4、联合制碱法的生产原理是什么? 5、氨碱法与联合制碱法有何异同?
化工设计试卷 一选择题。（2分，共30分） 1．化工厂设计是一种创意性的活动，它包括（D ）。 A 工程设计 B 工艺设计 C 非工艺设计 D B和C 2．如想要设计一个沼气工厂，我们应该先写一个（C ） A 工艺流程图 B 物料衡算表 C 项目建议书 D 土地审批报告 3．物料衡算的作用是：（B ） ①确定主要原材料及辅助材料的用量，主产品、副产品、中间产物的生成量，并以此确定储备、运输规模、储运以及处理规模； ②确定设备的规模、负荷、热交换以及公用工程等细节； ③确定过程中各股物流的组成和流量，为能量衡算做准备； ④确定“三废”生产量及性质； ⑤为管路设计提供依据； A ①③ B ①②③④⑤ C ①③⑤ D ③④ 4．为了正确贯彻执行各项方针政策和已经确定的设计方案，保证设计质量，工艺专业设计人员应认真负责地编制各专业的设计条件，并确保设计条件的（ A ）。 ①完整性②可行性③正确性④独立性 A ①③ B ①② C ③④ D ①④ 5．在工艺设计的节能措施中，应保证（D ） ①能源选择的合理性②能源利用的合理性③“三废”处理的合理性 A ① B ② C ③ D ①② 6．在管道仪表流程图中，用（D ）号字来标注设备名称、备注栏、详图的提首字。 A 4 B 6 C 3 D 7 7．在一般的化工工艺计算中，选择基准大致有以下（C ）种： ①时间基准；②质量基准；③体积基准； A ①② B ②③ C ①②③ D ①③ 8．在化工设备的选用中，应遵循以下原则（D ）。 ①合理性；②先进性；③安全性；④经济性；⑤系统性； A ①③④ B ①②③ C ①③④⑤ D ①②③④⑤ 9．下列比例中，是正确的化工设备图放大比例的是（B ）。 A 1：2.5 B 2.5：1 C 2：1 D 1：4 10．在化工设备图中，若要表达工件的某些细部结构，可采用以下哪种方式来画图。（A ）A 局部放大 B 全部放大 C 夸大画法 D 以上全选
《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）
《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。
目录 一、设计任务书………………………………………………… 二、前言………………………………………………………… 三、确定设计方案……………………………………………… 四、概述……………………………………………………… 五、主要符号说明…………………………………………… 六、设计计算………………………………………………… 七、参考文献………………………………………………… 八、设计自评………………………………………………… 九、附图………………………………………………………
一、设计任务书 一、题目: 某常减压蒸溜装置31.82万吨/年原油预热系统工艺设计 二、任务给定条件: 某炼油厂用柴油将原油预热。定性温度下柴油和原油的有关参数如下表。要求两侧流体的压降都不超过50KPa，试选用适当的列管式换热器（一台或多台）。 物料温度℃质量流量平均比热容平均密度导热系数粘度 入口出口Kg/h kJ/(kg.K) kg/m3W/(m.K) ×103Pa.s 30000 2.48 715 0.13 0.64 柴油175 T 2 原油70 110 40000 2.20 815 0.128 3.0 1、柴油质量流量30吨/小时，原油40吨/小时【以学号25号为基准，1-24(30/40－学号×0.1吨/小时）。26-50号（30/40＋学号×0.1吨/小时）。 2、换热设备可选择浮头式或U型管式换热器；换热器内外两侧的污垢热阻均可取 1.72×10-4m 2.℃/W；忽略管壁热阻。 3、节约成本核算参考：若采用4.855千克（力）/厘米2饱和水蒸气预热原油，饱 和水蒸气放热后出口为80℃水，水蒸气180元/吨，计算每年节省的费用。 三、设计说明书主要内容要求: 包括封面、目录、设计任务书、参考文献、符号说明和设计自评，其中正文包括下述内容： a)前言（说明设计题目——31.82万吨/年，设计进程及自认达到的目的） b)换热系统工艺流程设计和计算 冷却水用量，换热器进出口温度等热量衡算，包括根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向（哪个走管程、哪个走壳程）；计算平均温差。 c)根据换热器工艺设计及计算的结果，对换热器选型 i.换热器管程、折流挡板间距、管子排列方式 ii.换热器接管尺寸确定 iii.管、壳层压降校验 iv.年节约成本核算参考：以饱和水蒸气的年消耗量计算 v.设计结果汇总与评价 四、附图(手绘3号图，1张) 1.换热器结构图 2.管板（包括管子排列方式）剖面图 3.管板与壳体连接局部放大图 4.列管与管板连接局部放大图
湖南师范大学2011—2012学年第一学期化工专业三年级期末/补考/重修课程 化工工艺学考核试题 课程代码：考核方式:开卷考试时量：120 分钟试卷类型：C 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内。多选不给分。每题2分，共12分） 1.裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应，通过急冷换热器可将高温裂解气尽快冷却，当裂解气温度降至( )时，可使裂解反应基本终止。 ①550℃以下②650℃以下 ③750℃以下④450℃以下 2.己二胺和己二酸缩聚反应，其产物为尼龙-66。在其高分子中结构单元与重复单元( ) ①相同②相近 ③不相同 3.对二甲苯和间二甲苯的沸点差仅0.75℃，工业上采用的主要方法有深冷结晶分离法。其中Amoco法工艺特点是：( ) ①一段结晶，两段离心分离②一段结晶，一段离心分离 ③两段结晶，两段离心分离 4. 邻二甲苯气相催化氧化制苯酐，催化剂一般采用V-Ti-O体系。20世纪70年代开发成功了60~65克工艺，该工艺的反应混合物组成在：( ) ①爆炸极限以上操作②爆炸范围内操作 ③爆炸极限以下操作第 1 页共7 页 5. 利用基因工程改进酵母的性能以降低乙醇生产成本。日本三得利公司把从酶菌中分离得到的葡萄糖淀粉酶基因克隆到酵母中，直接发酵生产乙醇。与传统工艺相比，降低能耗：( ) ①20% ②40% ③60% ④80%
6. 烃类裂解反应是体积增大、反应后分子数增多的反应，减压对反应是有利的。但裂解不允许在负压下操作，为了降低原料烃的分压，常将裂解原料与( )混合： ①水蒸气②氢气 ③氮气④以上都可 二、填空题（每空2分，共28分） 1．克劳斯法的基本原理是（ ）。 2．原子经济性是指（）。它是由B.M.Trost 于1991年首先提出来的。因此获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。 3．根据烃类裂解的热力学和动力学分析，提高裂解温度并缩短停留时间可提高过程的选择性。工业上管式裂解炉的改进措施有：（）和（）。 4．将烃类原料中所含的有机硫化合物氢解，转化成易于脱除的硫化氢，再用其他方法除之。此加氢脱硫催化剂是以（），有机硫的氢解反应为（任举一例）（）。 5．为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法有（）和（）。催化裂化是在催化剂的作用下加热重质馏分油，使大分子烃类化合物裂化而转化成（ ）。 6. 低压法合成甲醇采用的催化剂为（），高压法合成甲醇采用的催化剂为（）。 7.研究表明乙烯环氧化反应在100℃时，反应产物几乎全是环氧乙烷，但在工业上一般选择反应温度在220~260℃，是因为（ ）。 8. 目前氯乙烯生产的主要方法有（）。平衡型氯乙烯生产工艺流程的主要特点是
2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（ 10 分） 1、图示三角形支架 ABC , A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处 B 悬挂有重物 G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[ 二max =159MPa 》120MPa 不满足要求 （2 分） 3、（ 15 分） 解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 P 7.5 ― 9549 p= 9549 面"6即 m 16 716.2 n 1-：4 40 106 =0.046m=46mm d 2 = 0.5 D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 4、（10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 1 M （x ） qx （l 「x ） 2 最大弯矩发生在梁的中点, — M max （3 = max W Z 1 I 2 D 3 32 0 _x _l 其值为 M max = L 8 1 2 103 22 二 3 159MPa 兀 3 0.043 32 （5 分） （3 分） Q ■ 4kN 耳 jf .3分） 实心轴 -max1 = M x W P 1 空芈=40MPa n d 3 dr 3 16 716 ?2 6 =0.045m=45mm n 40 106 （5 分） 空心轴 M x 16M x 'max2 =40MPa _，maxN N _ Pcos ： A bh （3 分） （5分） di 45 10^ A L _ 二 民 1 - ： 2 一 46 10^ 1-0.5 —=1.28 （2 分） 化工设计复习题 一．填空题 1.精馏塔系统合成的基本原则中包含，为了减少过程的输送量，尽早移出含量大的组分，以降低后处 理能源消耗。 2.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从物料计算和原料合计方面去进行考虑。 3.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中分离顺序的合成，用于研究分离顺序，从而确定最佳 分离组合。 4.可行性研究的主要内容包括市场销售情况的研究。 5.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从工艺设备的设计和选型方面去进行考虑，并完成设 备一览表。 6.化工过程的六个子系统中,能量的和质量的管理和集成，用于研究化工过程中自身能量搭配 利用，从而达到最佳节能的效果。 7. 8.死态的温度定为298.15 K。 9.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从非工艺设计项目的方面去进行考虑，并为他们提 设计要求。 10.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从车间布置设计方面去进行考虑，并完成平面布置和 立面布置图。 11.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中操作时间表的安排，用于研究化工过程多单元操作组 成，从而达到全系统的最佳操作。 12.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从化工管路的设计方面去进行考虑。 13.在分离过程中，应尽量避免过程中含有固体的物流出现，以降低输送过程中的能量。 14.热交换网络合成中，其基本步骤的第一步是：列表分析给定化工工程中所有的热流股和冷流股。 15.在分离过程中，应尽量避免使用质量分离剂，以避免增加分离物料量。 16.分离方法中，应尽量避免过程含有固体物流出现。 17.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中反应途径的合成，用于研究反应途径，从而确定最佳 生产工艺路线。 18.化工过程的六个子系统中,分离技术的选择，用于研究各种分离技术能耗成本，从而确定最佳 分离方案。 19.精馏塔系统合成的基本原则中包含，最难分离的组分在最后分离，以便降低操作成本。 20.热交换网络合成中要求画出热能阶图，求出窄点温度及所需最少的外源热和冷量。 21.精馏塔系统合成的基本原则中包含，如果进料组分中含有一个低沸点温度，则应在反应器前后 把它移出，不应在分离系统内长时间停留。 22.热交换网络合成中，需要分析窄点上下的冷热流股搭配。化工设计复习题及答案
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