化工设计复习题
第一章化工厂设计的内容与程序
一、简答题
1. 简述工程项目从计划建设到交付生产所经历的基本工作程序。（p5）
2. 化工设计根据化工过程开发程序分类可分为哪几类，工程设计又分为哪几个阶段？（p1~2）
3. 化工设计根据项目性质分类可分为哪几类？（p1）
第二章工艺流程设计
1.简述工艺流程设计的主要任务。（p20~21）
2.工艺流程图有哪几种？简述其主要作用。（p24~28）
3.试述管道及仪表流程图的绘制中对设备画法及标注、管道的画法及标注、阀门与管件的表示方法、仪表控制点的表示方法有何具体要求？（p28~42）
三、设计题
1. 离心泵是最常用的液体输送设备，常通过改变出口阀门的开度来调节其输出流量，试确定该方案带控制点的工艺流程图。
2. 容积式泵的出口不能堵死，其流量常通过控制回路阀门的开度来调节。试以齿轮泵为例，确定容积式泵的回路调节自控流程。
3. 对于列管式换热器，若冷、热流体在换热过程中均无相变化，试确定下列几种情况下的自控流程。
(1) 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)小于冷流体的温升(t2-t1)。
(2) 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)大于冷流体的温升(t2-t1)。
(3) 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)小于冷流体的温升(t2-t1)。
(4) 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)大于冷流体的温升(t2-t1)。
4. 用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40~55℃，并逐渐升温至80℃；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。试以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的单耗作为方案评判标准比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。
方案I，硝化－分离方案
方案II，硝化－分离－萃取方案
方案III，硝化-分离-萃取-浓缩方案
萃取废酸出
图3-1 常压过滤方案
方案II，真空抽滤方案
接真空
滤液图3-2 真空抽滤方案方案III，真空抽滤－冷凝方案
方案IV，加压抽滤方案
6.在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。已知混酸组成为：HNO3 5%、H2SO4 65%、H2O 30%；苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa，反应温度为130℃；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。试以单位能耗为评判标准，比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。
方案I，间接水冷-常压浓缩方案
方案II，原料预热-闪蒸浓缩方案
第三章化工计算
1、试述限制反应物、过量反应物、过量百分数和收率的定义。
2. 简述物料衡算的方法和步骤。
3. 简述能量衡算的方法和步骤。
三、计算题
1. 硝化混酸配制过程的物料衡算。已知混酸组成为H2SO4 65%(质量百分比，下同)、HNO3 5%、H2O 30%，配制混酸用的原料为9
2.5%的工业硫酸、98%的硝酸及含H2SO4 67%的硝化废酸。试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算，设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。
2．以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇-水混合物，制取纯乙醇。假定料液混合物含水60%，乙醇40%，在精馏塔馏出液中含苯75%，水24%，其余为醇（组成均为质量分数），塔底产品为无水乙醇。若要求乙醇产量为1000kg/h，试计算精馏中所需的苯量。
3. 一蒸发器连续操作，处理量为25吨／时溶液，原液含10％NaCl，10％NaOH及80％（w%)H2O。经蒸发后，溶液中水分蒸出，并有NaCl结晶析出，离开蒸发器的溶液浓度为：2％NaCl，50％NaOH及48％（w%)H2O。计算：（1）每小时蒸出的水量；（2）每小时析出的NaCl量；（3）每小时离开蒸发器的浓溶液的量。
4.含H2和CO混合气和空气燃烧，燃烧后废气分析结果如下：N279.8％（mol%),O2 18.0%，CO2 2.4%(为干基）计算：（1）H2和CO混合燃料的组成；（2）混合燃料和空气的比率。
第四章设备的工艺设计及化工设备图
1.简述化工设备选型和工艺设计考虑的原则。（P82）
2.简述化工设备的视图表达特点。（P95~99）
3. 简述化工设备的基本结构特点。（P94）
练习题
一、选择题
1、可行性研究是工程项目投资决策的基础，其研究报告提出的投资估算的偏差范围应小于：（1）±5；（2）±10；（3）±15 ；（4）±20。
2、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC-203，其中字母C表示( )。
（1）电导率；（2）报警；（3）控制或调节；（4）指示。
3、用苯氯化制备一氯苯时，为减少副产二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。已知每100mol 苯与40mol氯反应，反应产物中含40mol氯苯、1mol二氯苯以及59mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收55mol的苯，损失4mol苯，则苯的总转化率为：
（1）41.0% ；（2）55% ；（3）59% ；（4）91.1%.
4、在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指：
（1）可行性研究和工艺流程设计； （2）中试设计和施工图设计；（3）初步设计和施工图设计；（4）初步设计和初步扩大设计。
5、在绘制工艺流程框图时，单元反应常用的表示形式为：
（1）圆框；（2）方框；（3）棱形框；（4）圆框或方框或棱形框均可。
6、右图是某管道的压力控制点示意图(图中符号
“ ”表示压力变送器)，图中的压力指示仪表安
装形式为：
（1）就地安装的仪表；（2）嵌于管道中的仪表；
（3）集中仪表盘面安装的仪表；（4）就地仪表盘
面安装的仪表。
7、为了减少溶剂的挥发损失，低沸点溶剂的热过滤不宜采用：
（1）真空抽滤，出口设置冷凝冷却器（2）加压过滤；
（3）真空抽滤，出口不设置冷凝冷却器；（4）无上述限制，上面几种过滤工业上均可采用。
8、某厂共有4个车间，其中3车间共有5道工序。已知第3车间第2工序中有三台相同的编号为02的反应器并联，则在带控制点的工艺流程图中这三台反应器的设备位号常表示为：
（1）D030202A 、B 、C ；（2）E3202A 、B 、C （3）E030202A 、B 、C ；（4）D3202A 、B 、C 。
9、当两管子的DN 相同，则有：
（1）两管子的外径必相同；（2）两管子的内径必相同；（3）两管子的外径和内径均必相同；
（4）两管子的外径和内径均必不相同。
10、同一标准的管法兰具有相同的连接尺寸的条件是：
（1）公称直径相同；（2）公称压力相同；（3）公称直径和公称压力相同；（4）以上三项均不对。
11、在带控制点的工艺流程图中，右面图例表示的仪表为：
(1)就地安装仪表；（2）就地仪表盘面安装仪表；（3）就地仪表盘后安装仪表；（4）集中仪表盘后安装仪表。
12、项目建设单位与设计单位签定项目合同时，设计单位除用具体名称表示外，还常表示为：
（1）甲方；（2）乙方；（3）丙方；（4）甲方或乙方或丙方。
13、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC-203，其中字母I 表示：
（1）电流；（2）报警；（3）记录；（4）指示。
14、.以下各项中，作为设计前期工作的核心，其报告是国家主管部门对工程项目进行评估和决策的依据的是：
（1）项目建议书；(2)初步设计；（3）可行性研究；（4）设计任务书。
15、对于技术成熟的中、小型工程项目，为简化设计步骤，缩短设计时间，一般采用：
（1）一阶段设计；（2）两阶段设计；（3）三阶段设计；（4）四阶段设计。
16、某厂共有4个车间，其中2车间共有4道工序。已知第2车间第2工序中有两台相同的编号为02的换热器并联，则在带控制点的工艺流程图中这二台反应器的设备位号常表示为：
（1）D020202A、B；（2）C20202A、B；（3）D2202-2 ；（4）C2202A、B。
17、管子的公称直径DN是指：
（1）管子的外径；（2）管子的内径；（3）小于管子外径的一个数值；（4）大于管子外径的
一个数值。
18、30kmol/hCO在燃烧炉里燃烧，其的转化率为80%，则过程氧的理论量为：（1）12kmol/h；（2）15kmol/h；（3）30kmol/h；（4）24kmol/h。
20、对于可看为稳流过程的连续操作下列说法正确地是：（1）系统内各点参数与位置无关但与时间有关；（2）系统内各点参数与位置有关但与时间无关；（3）系统内有物料积累但无能量积累；（4）系统内有能量积累但无物料积累。
21、有一反应体系已知原料A在新鲜原料中的流率是50kmol/h，在进反应器的混合原料中的流率是200kmol/h，若A的总转化率为40%，则A 的单程转化率为：（1）80%；（2）40%：（3）20%；（4）10%。
22、有一反应A+1.5B+3C 6E+M ，若原料摩尔配比为：A：B：C=2：3；5，则限制反应物为：（1）A；（2）B；（3）C；（4）M。
23、有一反应A+2B+4C →6E+M ，若原料摩尔配比为：A：B：C=2：3；7，则限制反应物为：（1）A；（2）B；（3）C；（4）M。
24、10kmol/hCH4在燃烧炉里燃烧，CH4的转化率为80%，则过程氧的理论量为：（1）20kmol/h；（2）16kmol/h；（3）10kmol/h；（4）8kmol/h。
25、有一反应体系已知原料A在新鲜原料中的流率是50kmol/h，在进反应器的混合原料中的流率是100kmol/h，若A的单程转化率为40%，则A 的总转化率为：（1）20%；（2）80%：（3）60%；（4）40%。
则上反应的标准反应热是；（1）-55kJ/mol；（2）-35 kJ/mol；（3）55 kJ/mol；（4）35kJ/mol。
；（3）30 kJ/mol；-30 kJ/mol。
28、当间接换热时，下列情况中作为换热介质给热系数最大的是：（1）循环水冷却；（2）饱
和水蒸气加热；（3）道生液冷却；（4）烟道气加热。
29、适宜作为高温下冷却介质的热载体是：（1）高压水蒸气；（2）低压水蒸气；（3）循环水；（4）熔盐。
30、下列过程中，能量利用最合理的是：（1）用电加热物料，因热效率较高；（2）直接用燃烧炉产生烟道气加热物料；（3）燃料先由锅炉产生水蒸气，再用水蒸气加热物料；（4）以上三种情况基本相当，难分伯仲。
31、用苯氯化制备一氯苯时，为减少副产二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。已知每100mol 苯与40mol氯反应，反应产物中含38mol氯苯、1mol二氯苯以及61mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收60mol的苯，损失1mol苯，则苯的总转化率为( )。
(1)39.0% （2）、60% （3）、61% （4）、97.5%
32、管道及仪表流程图中规定图纸幅面一般采用( )。
（1）A1图幅；（2）A2图幅；（3）A3图幅；（4）A4图幅。
33、管道及仪表流程图中规定工艺物料管道绘制采用( )。
（1）中实线；（2）粗实线；（3）细实线；（4）点划线。
34、管道及仪表流程图中设备绘制采用( )。
（1）中实线；（2）粗实线；（3）细实线；（4）点划线
35、工艺流程图中规定反应器的设备的代号为( )。
（1）C；（2）D；（3）E；（4）J。
36、工艺流程图中规定塔的设备的代号为( )。
（1）C；（2）D；（3）E；（4）J。
37、工艺流程图中规定换热器的设备的代号为( )。
（1）C；（2）D；（3）E；（4）J。
38、工艺流程图中规定泵的设备的代号为( )。
（1）C；（2）D；（3）E；（4）J。
39、工艺流程图中规定容器的设备的代号为( )。
（1）C；（2）F；（3）B；（4）J。
40、适合于选用填料塔的情况为：
（1）.要求塔持液量较小时；（2）要求具有较大操作弹性时；（3）有多个进料口和侧线采出的精馏塔；（4）需要从塔的分离段移入或移出较多热量时。
41、适合于选用填料塔的情况为：
（1）欲分离物料为易发泡物系；(2)要求具有较大操作弹性时；（3）有多个进料口和侧线采出的精馏塔；（4）需要从塔的分离段移入或移出较多热量时。
42、不适合于选用填料塔的情况为：
（1）物料具有腐蚀性时；（2）要求具有较大操作弹性时；（3）间歇操作，塔持液量较小时；（4）欲分离物料为易发泡物系。
43、适合于选用填料塔的情况为：
（1）有多个进料口和侧线采出的精馏塔；（2）要求具有较大操作弹性时；（3）欲分离物料为热敏物质或需真空下操作的物系；（4）需要从塔的分离段移入或移出较多热量时。
44、化工设备从化工设计角度分为以下( )两类。
（1）换热设备和分离设备；（2）标准设备（定型设备）和非标准设备（非定型设备）；（3）反应设备和分离设备；（4）物料输送设备和储罐。
45、化工设备图按图纸的用途可分为（）两类。
（1）工程图和施工图；（2）装配图和部件图；（3）部件图和零件图；（4）零件图和表格图。
46、按化工设备图的图纸的幅面要求，工程图一般有（）几种。
（1）A0、A1、A2、A3、A4；（2）A0、A1、A2、A3；（3）A0、A2、A3；（4）A2、A3。
47、化工设备图中施工图的图纸的幅面一般有（）几种。
（1）A0、A1、A2、A3、A4；（2）A0、A1、A2、A3；（3）A0、A2、A3；（4）A2、A3。
48、根据化工设备图的特点，化工设备图的基本视图常采用（）视图。
（1）3个；（2）1个；（3）2个；D（4）4个。
二、判断正误（在相应题号后括号里填“√”或“×”）
1、项目建设单位与设计单位签定项目合同时，单位除用具体名称表示外，项目建设单位还常用乙方表示，设计单位还常用甲方表示。（×）
2、往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵等容积式泵通常不能用调节出口管路上阀门开度直接调节流量，而应用旁路调节或改变泵的转速的方法调节出口流量。（√）
3、当通过调节换热介质流量调节热负荷时，若调节流体的流量为工艺所允许时，应优先选择改变温度变化小的介质的流量。（×）
4、.为保证生产的安全进行，化工的流程中常设置安全水封、爆破片、安全阀和阻火器等。其中安全水封多用于常压及低压下，安全阀多在较高压力下使用。（√）
5、采用过滤操作分离液、固混合物，当液体溶剂为低沸点易挥发物质时，为减少过滤过程溶剂挥发损失，工业上常在低温下过滤此类混合物。（×）
6、布置设备应尽可能使操作人员位于设备和窗之间，让操作人员背光操作，便于操作人员读取仪表和有关数据。（√）
7、反应过程中，反应结束后未反应完全的反应物一定是过量反应物（×）。
8、收率是指生成目的产物所消耗的某反原料的量占该原料通入量的百分数（√）。
9、在稳流过程的物料衡算中，输入体系的物料的质量流率一定等于输出体系的质量流率（√）。
10、在所有能量衡算中，各个组分的焓值是相对值而非绝对值（√）。
11、当ΔHr°< 0的反应在一绝热反应器中进行时，反应器的进料温度将高于出料温度（×）。
12、物料衡算中，画物料流程图时，图中设备必须按其外形及相对大小绘制（×）。
13、用电作为加热物料的能量比较合理，因过程中电可全部转化成热，热利用率高（×）。
15、间壁式换热过程，当一侧为有相变给热时，此处给热系数大。故另一侧采用传热能力差但价低易得且无腐蚀的空气为换热介质对过程传热速率影响不大（×）。
16、化工设备图绘制中为了减少一些不必要的绘图工作量，大量地采用了各种简化画法（√）。
17、化工设备图绘制中较多的使用了局部放大图（节点详图）和夸大画法（√）。
18、化工设备图绘制中，在已有零件图、部件图、剖视图、局部放大图等能清楚表示出结构的情况下，装配图中的壳体、补强板、折流板等可按比例简化为单线表示（√）。
19、管道及仪表流程图中要求所有设备必须严格按比例绘制（×）。
20、管道及仪表流程图中设备图形及高低间相对位置大致按1:100或1:200的比例进行绘制,实际上不全按比例绘制，只取相对比例（√）。
西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题 一、单选题（共35 道试题，共70 分。） 1. 简单精馏塔是指 A. 设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置 B. 有多股进料的分离装置 C. 仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 D. 无 正确答案： 2. 平均吸收因子法（） A. 假设全塔的温度相等 B. 假设全塔的压力相等 C. 假设各板的吸收因子相等 D. 无 正确答案： 3. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（） A. 正偏差溶液 B. 理想溶液 C. 负偏差溶液 D. 不一定 正确答案： 4. 气液两相处于相平衡时，（） A. 两相间组分的浓度相等 B. 只是两相温度相等 C. 两相间各组分的逸度相等 D. 相间不发生传质 正确答案： 5. lewis提出了等价于化学位的物理量（） A. 蒸馏 B. 吸收 C. 膜分离 D. 离心分离 正确答案：
6. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 7. 液相双分子吸附中，U型吸附是指在吸附过程中吸附剂（） A. 始终优先吸附一个组分的曲线 B. 溶质和溶剂吸附量相当的情况 C. 溶质先吸附，溶剂后吸附 D. 溶剂先吸附，溶质后吸附 正确答案： 8. 二无理想溶液的压力组成图中，P-X线是（） A. 曲线 B. 直线 C. 有最高点 D. 有最低点 正确答案： 9. 平衡常数较小的组分是 A. 难吸收的组分 B. 较轻组份 C. 挥发能力大的组分 D. 吸收剂中的溶解度大 正确答案： 10. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 11. A. B. C. D. 正确答案： 12. 约束变量数就是（） A. 过程所涉及的变量的数目； B. 固定设计变量的数目 C. 独立变量数与设计变量数的和； D. 变量之间可以建立的方程数和给定的条件. 正确答案： 13. 约束变量数就是（）
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；
绪论 1、过程工程的内容有： a、过程开发实验室研究成果到工业化 b、过程设计提供建设过程所需要的文件及图纸 c、过程改善对已建的过程经行优化挖潜 2、什么是过程开发？ 从实验室的成果实现工业生产装置的成功开发和运转。or从立项开始，经过研究、设计、建设，直到一项新产品、新工艺或新技术投入生产的整个过程。 3R原则： 减量化原则要求用较少的原料和能耗投入来达到既定的生产目的，进而从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。 在使用原则要求制造生产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用。 再循环原则要求产品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源，而不是不可恢复的垃圾。 3R原则与化工设计的目标是一致的，其表述更强调节约能源和减少环境污染。 第一章 一、化工过程开发的主要环节、目的和意义 A主要环节：1、资料收集用工程观点收集和整理与过程有关的技术情报 2、概念设计进行预设计 3、过程评价对过程进行技术和经济评价 4.、中试经行模拟实验和中间实验 5、整理资料按照工程设计的观点整理情报资料和实验结果 6、基础设计、工程设计 目的和意义：化工过程开发是要把生产“设想”变为生产“现实”，即从实验室研究成果过度到第一套工业生产装置。化工过程开发是实验中的构想和研究成果能否顺利投入工业生产的关键环节，这一过程对新技术、新产品的工业实施以及现有过程的改进具有举足轻重，不可缺少的作用。但是从实验室研究成果到工业生产过程存在放大效应，因此，单靠在实验阶段取得的研究资料是不够的，需要进行化工过程开发研究。 二、从实验室到工业存在放大效应的原因 a、热力学、动力学数据大多数还不足以解决从小规模装置过渡到大规模的工业化生产装置的所有问题 b、副产物对反应过程和最终产品性质的影响还不够清楚 c、实验室里得到的产品样品，往往是经过最有利的操作步骤而制得的，反应物也往往是采用试剂级原料，因此最终产品的特性尚不能最后定论 d、实验室一般是在操作参数有限的范围内进行的 e、实验所用的材料、设备和物料与工业并非完全相同，而且实验时间相对较短，在实验室里一般较少考虑使用设备材料的腐蚀和产品的污染等问题。 三、中试的必要性、任务及注意事项 A必要性：1、基础研究是原理性实验，规模小，设计的影响因素少;而工业的规模大，涉及的因素多，过程复杂。 2、通过中试可以验证放大模型或设计结果的可靠性 B主要任务：1、验证基础研究得到的规律
MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶 剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立
三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。
《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。
化工分离过程试题库 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室 目录 前言 ...................................................................................................................... 目录 ...................................................................................................................... 第一部分填空题 ................................................................................................... 第二部分选择题 ................................................................................................... 第三部分名词解释............................................................................................... 第四部分计算题 ...................................................................................................
《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；
化工设计概论复习题 一、单项选择题 1. 管道布置图的常用比例为1:50和1:100，如果管道复杂时可以采用的比例为1:20或（ A ） A 1:25 B 1:40 C 1:75 D 1:150 2．管道布置图中管道上阀门的表示方法是（ D） A．图形 B．符号 C．示意图D．图形和符号 3. 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（D） A 加料区 B 观察区 C 生产区 D 配管区 4．化工厂厂房的平面布置最常采用的形状是（ A） A．长方形 B．L形 C．T形 D．U形 5.物质燃烧的必要条件包括物质本身具有可燃烧性、环境中气体含有助燃物和（D）。 A 较高压力 B 封闭空间 C 氧气 D 明火 6.进行可行性研究和编制设计任务书的依据是（ A ） A 项目建议书 B 初步设计 C 工程设计 D 扩大初步设计 7.防垢处理时，对循环水进行酸处理通常采用（B） A 盐酸 B 硫酸 C 硝酸 D 磷酸 8. 管路布置图包括管路布置平面图和（ B ） A 立面图 B 剖面图 C 主视图 D 俯视图 9. 化工厂房整体布置的方式包括分离式和（C）。 Ａ阶段式Ｂ并排式 Ｃ集中式Ｄ连续式 10. 工艺管道及仪表流程图中包括图形，标注，图例和（ A） A 标题栏 B 菜单栏 C 明细栏 D 签字栏 11.可行性研究中的需求预测包括国内外需求情况预测和（B） Ａ产品的质量分析Ｂ产品的价格分析 Ｃ产品的产量分析Ｄ产品的效益分析 12. 化工设备图中细部结构的表达方法包括局部放大法和（D ）
A 断开画法 B 分段画法 C 简化画法 D 夸大画法 13.生产工艺流程草图的主要组成部分包括物料流程、图例和（A）。 Ａ设备一览表Ｂ标题栏 Ｃ技术要求Ｄ文字注释 14．当采用双层管架布置管道时，一般布置于下层的是（ A ） A．工艺管道 B．公用工程管道 C．高温管道 D．高压管道 15.化工设备图的视图表达方案包括选择主视图，确定视图数量和（ C ）。Ａ绘图比例Ｂ辅助视图 Ｃ表达方法Ｄ设备尺寸 16. 确定化工设备图视图方案时，应考虑到化工设备的（ C ） A 结构特点 B 图示特点 C 结构特点和图示特点 D 材料特点 17．可行性研究为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供（A ）。A可靠的依据 B必要的依据 C可靠的报告 D必要的报告 18.通常状况下，换热器与其他设备之间的水平距离至少为（C） Ａ 2 m Ｂ 3 m Ｃ 1 m Ｄ 5 m 19．化工设备布置和管道布置设计的依据是（C ） A．工艺流程图 B．物料流程图 C．工艺管道及仪表流程图D．工艺流程草图 20. 车间平面露天布置的基本方案是（ D） A 组合型布置 B L形布置 C T形布置 D 直通管廊长条布置 21．中小型化工生产车间用电电压通常为（ C） A．110V B．220V C．380V D．6000V 22．设备布置图的视图配置包括平面图和（ A） A 剖视图 B 俯视图 C 正视图 D 左视图 23．反应釜釜顶及管道上的仪表主要为指示、记录和（ D ） A．流量表 B．温度表 C．压力表D．报警压力表 24. 化工设备图的主视图一般采用的表达方法是（ A ） Ａ全剖视Ｂ半剖视 Ｃ正视Ｄ俯视 25．设备布置图的视图的图幅一般采用（ B ）
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
化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室
目录 前言................................. 错误!未定义书签。目录................................................ II 第一部分填空题 (3) 第二部分选择题 (8) 第三部分名词解释 (14) 第四部分计算题 (15)
第一部分填空题 1.分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。 2.质量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 4.工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又 称为（）。 5.固有分离因子是根据（）来计算的。它与实际分离因子的差别用（）来 表示。 6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（） 计算求出其平衡汽液相组成。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度 是（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 （）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出 （）的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。
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。
三、简述题 1．什么是化工设计？ 答：化工设计是将一个化工系统全部用工程制图的方法，描绘成图纸、表格，并做必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程。 2. 化工工艺流程设计的主要任务是什么？ 答：有两个方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到由原料制得所需产品的目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程。 3. 在管道仪表流程图上管道的线型有什么规定？ 答：主物料管道用1mm宽的粗实线条绘制，辅助物料管道用0.5mm宽的中实线条绘制，仪表管线用0.25mm 宽的细实线条或细虚线条绘制。 4．在选择生产方法和工艺流程时，其步骤有哪些？ 答：（1）资料搜集与项目调研；（2）生产设备类型与制造厂商调研；（3）对调研结果进行全面分析对比。5．工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：有7个步骤：（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）确定控制方案；（5）原料与能量的合理利用；（6）制定“三废”处理方案；（7）制定安全生产措施。 6. 工艺流程图的种类有哪些？ 答：有4种: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。 7．反应器的设计要点有哪些？ 答：有4点：（1）保证物料转化率和反应时间；（2）满足反应的热传递要求；（3）设计适当的搅拌器或类似作用的机构；（4）注意材质选用和机械加工要求。 8．写出化工设备图的绘制方法及步骤。 答：5点：1.确定绘图比例、选择图幅、布图、画图；2.尺寸和焊缝代号标注；3.编写零部件序号和管口符号； 4.填写明细栏和管口表； 5.填写设计数据表、标题栏等。 9. 化工设备装配图要表达哪些内容？
《化工过程设备设计》期末复习题答案 一、名词解释 1．外压容器 内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。 2．边缘应力 由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值 以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度 由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器 对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。 6．等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体 一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力 将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。 9．计算压力 在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R 20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。 11．设计压力 设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。
14．临界压力 导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 16．内压容器 内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。 17．强度 构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。 18．无力矩理论 因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。 19．压力容器 内部含有压力流体的容器为压力容器。 20.薄膜应力 由无力矩理论求得的应力为薄膜应力。 二、判断是非题（正确的划√，错误划×） 1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。（×） 2．设计压力为4MPa的容器为高压容器。（×） 3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。（×） 4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。（√） 5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。（×） 6．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（√） 7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（√） 8．边缘应力具有自限性和局限性。（√） 9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（×） 10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（×） 11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来（√） 12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。（×） 13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14．塔的最大质量出现在其水压试验时（√） 15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。（×）
1.分离过程可分为（机械分离）和（传质分离）两大类。按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即（平衡分离）和（速率分离）。过滤属于（机械分离），精馏操作属于（平衡分离） ，超滤属于（速率分离）。 2. 平衡分离过程所用的分离剂包括（物质媒介）和（能量媒介）。 3. 设计变量由（描述系统的独立变量数）和（变量之间的约束关系数）确定，计算设计变量的表达式是（Ni=Nv-Nc），设计变量分为（固定设计变量）和（可调设计变量）。 4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。 5. 汽液相平衡是处理（传质）过程的基础。相平衡的条件是（各相的温度、压力相等，各相组分的逸度相等）。 6. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分），只在塔顶或塔釜出现的组分为（非分配组分）。 7. 常见的特殊精馏有（共沸精馏）和（萃取精馏）。 8. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（质量传递），（能量传递）和（动量传递） 9. 气体吸收按照溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为（物理吸收）和（化学吸收）。吸收因子的定义为（A=L/KV ），其与（L/V ）成正比，与（K ）成反比。 10. 结晶过程要经历两个过程，即（成核）和（晶体生长）。 1. 当把一个常温溶液加热时，开始产生气泡的温度点叫作（C） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 2. 溶液的蒸气压大小（B ） A.只与温度有关 B.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关 C.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关 D.只与组分的浓度有关 3. 汽液相平衡K值越大，说明该组分越（A ）
化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、固有分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（气液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中的温度压力相等、每 一组分的逸度也相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（ 1 个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温 度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各 板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来 实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、 Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=N v-Nc ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（L = AV ）。 23、精馏有（ 2）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度 的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接 混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传 质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 26、超临界流体具有类似液体的（溶解能力）和类似气体的（扩散能力）。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 1.下列哪一个是速率分离过程（ c ） a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离
第一章化工设计的内容与程序 1、化工设计的种类。(红字) （1）根据项目性质分类：新建项目设计，重复建设项目设计，已有装置的改造设计。 （2）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。（3）工程设计按初步设计、扩大初步设计和施工图设计三个阶段进行。 2、概念设计的作用、主要内容。 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工业化时的最佳规模进行的一种假想设计。 概念设计的作用是暴露和提出基础研究中存在的工艺流程、主要单元操作、设备结构及材质、过程控制方案及环保安全等方面存在的问题，并为解决这些问题提供途径或方案。 概念设计主要内容： 过程合成、分析和优化，设计工艺流程； 进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算； 确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质； 生产安全性分析，确定三废治理措施； 计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。 3、中试设计的目的。 验证模型和数据，即概念设计中的一些结果和设计思想通过中试来验证。 4、简述基础设计。 基础设计是新技术开发的最终成果，是工程设计的依据。
基础设计包括工艺条件，化学工程数据，设计计算结果。 运用系统工程的理论和计算机模拟技术对工艺流程和工艺参数进行优化。 基础设计中对关键技术有详尽的技术说明和数据。 5、简述工程设计。 根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定，工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。 重大工程项目：按初步设计、扩大初步设计、施工图设计三个阶段进行。 技术成熟的大中型工厂：按扩大初步设计、施工图设计两个阶段进行。 技术简单、规模较小的工厂：可直接进行施工图设计。 6、初步设计的主要任务：根据已批准的可行性研究报告，确定全厂性的设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，编制出初步设计文件和概算书。 工艺专业初步设计文件内容：1）设计说明书2）表格3）图纸4）概算书7、简述施工图设计。 施工图设计的任务：解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。 施工图设计的工作内容：在扩大初步设计的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。 8、简述可行性研究的主要内容。 可行性研究是对拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。 可行性研究的内容：市场营销情况研究，原料和技术路线研究，工程条件研究，
(单选题)1.球壳上的开孔，开孔系数ρ ，δnt/δn ，应力集中系数K越大。（）A: 越大，越大 B: 越大，越小 C: 越小，越小 D: 越小，越大 正确答案: B (单选题)2.蒸馏是化工厂应用极为广泛的() A: 动力输送过程 B: 传热过程 C: 传质过程 D: 换热过程 正确答案: C (单选题)3.膨胀节是装在固定管板换热器上的挠性元件，其作用是（）。 A: 消除壳体薄膜应力 B: 消除或减小不利的温差应力 C: 消除管子中的拉脱力 D: 增大换热器的换热能力 正确答案: B (单选题)4.膨胀节是装在固定管板换热器上的挠性元件，其作用是() A: 消除壳体薄膜应力 B: 消除或减小不利的温差应力 C: 消除管子中的拉脱力 D: 增大换热器的换热能力 正确答案: B (单选题)5.列管换热器的传热效率（）板式换热器，且金属消耗量大。 A: 不如 B: 高于 C: 等同 D: 其他答案均不对 正确答案: A (单选题)6.根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（） A: 固定管板式换热器 B: 蓄热式换热器 C: 浮头式换热器
D: U形管式换热器 正确答案: B (单选题)7.（）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 正确答案: C (单选题)8.塔节的长度取决于() A: 工艺条件 B: 塔径 C: 操作情况 D: 塔板数 正确答案: B (单选题)9.管道布置图上的管件通常用( ) A: 符号表示。 B: 图形表示。 C: 线段表示。 D: 数字表示。 正确答案: A (单选题)10.流程草图中动力管线用( ) A: 中粗实线画出。 B: 中细实线画出。 C: 粗实线画出。 D: 粗虚线画出。 正确答案: A (单选题)11.常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（）A: 直接接触式换热器 B: 蓄热式换热器 C: 间壁式换热器 D: 中间载热体式换热器 正确答案: C
一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等 于设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是 非分配组分，轻组分为分配组分，存在 着两个恒浓区，出现在精镏段和进料 板位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大 时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正偏差的非理想溶液，与组分2形成负偏差或理想 溶液，可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组分数为C个，建立的MESH方程在全塔有NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为 = η；实际的分离过 程是不可逆的，所以热力学效率必定 于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服 溶剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液 的膜分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1 单级分离基本关系式。 式中：K i——相平衡常数； ψ——气相分率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立MESH方程。
三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是 什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操 作中，一般关键组分与非关键组分 在顶、釜的分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流 量为什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会 提高热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低 于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器 所引出的热量其温度高于塔顶引出热 量的温度，相对于无中间换热器的精馏 塔传热温差小，热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求已知：94℃时P10=P20= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=(mol分率), 在此条件下： kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。