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 ）
A．零号图纸 B．一号图纸
C．二号图纸D．三号图纸
26.化工生产中使用最广泛的热源是（C）
A 热水
B 电
C 水蒸气
D 煤
27．决定整个车间基本面貌的关键性步骤是工艺流程设计和（B）
A．管道设计 B．车间布置设计
C．工程设计D．化工设备设计
28.车间内部管道安装施工的依据是（B ）
Ａ工艺流程图Ｂ管道布置图
Ｃ设备布置图Ｄ设备装配图
29.循环水出现水质变化时，必须对其进行（C ）
Ａ加热Ｂ冷却
Ｃ水质稳定处理Ｄ稀释
30．辅助管路系统图应表示出系统的（ B）
A．部分管路 B．全部管路
C．物料管路 D．公用工程管路
二、填空题
1.化工厂厂房的轮廓在平面上以长方形最为采用。
2．一般的化工设计工作程序是以基础设计依据提出项目建议书。
3.化工设备图中较多的使用了局部放大图和夸大画法来表达细部结构。
4.掌握国内外化工技术经济的资料，仅靠设计人员自己搜集是不够的，还应取得技术信息部门的配合，有时还要向咨询部门提出咨询。
5. 管道标注的内容包括三个组成部分：即管道号、管径和管道等级。
6．循环水的水质稳定处理包括排污，防垢，防腐蚀，防止微生物生长和除机械杂质。
7.化工设备图中的明细表是说明组成本张图纸的各部件的详细情况。
8. 化工厂厂房的平面布置最常采用的形状是长方形计。
9.人工手动控制间歇反应器的主要控制指标是反应温度（压力）和反应时间。
10.当辅助管道系统比较复杂时，待工艺管道布置设计完成后，另绘辅助管道及仪表流程图予以补充。
11.评价化工工程设计成果技术上的先进性和经济上的合理性是通过对该工程的综合技术经济指标值的分析来进行的。
12. 非标准设备是化工过程中需要专门设计的特殊设备。
13.车间布置平（剖）面图是工艺提供给其他专业的基本设计条件。
14. 中小型化工生产车间用电电压通常为 380V 。
15．车间内部管道安装施工的依据是管道布置图。
16.化工设备图的主视图一般采用全剖视的表达方法。
17．循环水出现水质变化时，必须对其进行水质稳定处理。
18.泵应尽量靠近供料设备以保证良好的吸入条件。
19.换热器配管前需要先确定换热器两端和法兰周围的安装和维修空间。
20.设备布置图上一般不标注设备的定型尺寸、而只标注设备安装的定位尺寸。
21．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。
22. 决定整个车间基本面貌的关键性步骤是工艺流程设计和车间布置设计。
23.对循环水进行防垢处理时，通常添加的阻垢剂是聚磷酸盐。
24.任何管道都不是直接铺设在管架梁上，而是用支架支撑或固定在支架梁上。
25．项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。
26.燃烧和爆炸的危险性可以划分为第一次危险和第二次危险两种。
27．化工生产中使用最广泛的热源是水蒸气。
28.中小型化工厂的设备布置，除了气温较低的地区外，一般都可采用室内和露天联合布置方案。
29．生产方法和工艺流程的确定一般要经过收集资料及调查研究、落实设备和全面对比。
30. 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
31．化工设备图的基本形体以回转体为主。
32. 化工设备图的视图表达方案包括选择主视图，确定视图数量和表达方法。
33．确定化工设备图视图方案时，应考虑到化工设备的结构特点和图示特点。
34.对循环水进行防垢处理时，通常采用硫酸对循环水进行酸处理。
35．物料衡算过程中收集的数据资料包括设计任务所规定的已知条件和与过程有关的物理化学参数。
36. 管道布置图中管道上阀门的表示方法是图形和符号。
37．车间平面露天布置的基本方案是直通管廊长条布置。
38在编写初步设计说明书时进行的工艺计算的基础数据来源包括物料及热量计算数据和主要化工数据。
39．化工厂房整体布置的方式包括分离式和集中式。
40．管口方位图应表示出全部管口、吊耳、支脚及地脚螺栓的方位。
41．目前较大型的石油化工厂第一优先考虑的车间布置形式是露天布置。
42. 进行工艺流程设计方案比较的基本前提是保持原始信息不变。
43．管路布置图包括管路布置平面图和剖面图。
44. 流程设计的主要任务包括确定生产流程和绘制工艺流程图。
45．扩大初步设计的设计文件应包括设计说明书和说明书的附图、附表。
三、名词解释题
1．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。
2．管道布置图
管道布置图又称为管道安装图或配管图，它是车间内部管道安装施工的依据。管道布置图包括一组平面剖视图，有关尺寸及方位等内容。
3．基础
基础是建筑物的下部结构，埋在地面以下，它的作用是支承建筑物，并将它的荷载传到地基上去。
4．物料流程图
物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，分别表达各车间内部工艺物料流程的图样。在流程上标注出各物料的组分、流量以及设备特性数据等。
5．弱电
弱电指电讯设备、仪表仪器用电位置以及生产联系的讯号。
6．管段图
表示一段管道在空间的位置的图形。
7．管口方位图
表示设备上各管口以及支座等周向安装的图样。
8．装配图
表示化工设备的结构、尺寸、各零部件间装配连接关系，并写明技术要求和技术特性等技术资料的图样。
9．采暖
是指在冬季调节生产车间及生活场所的室内温度，从而达到生产工艺及人体生理需求，实现化工生产的正常运行。
10．工艺流程草图
工艺流程草图亦称方案流程图、流程示意图、流程简图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
11．标准设备
是成批成系列生产的设备，可以现成买到。
12．设备布置图
设备布置图是表示一个车间或工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外布置的图样。
13．设备安装详图
表示固定设备的支架、吊架、挂架、设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等结构的图样。
14．地基
地基是建筑物的下面，承载建筑物重量的全部土壤。
15．循环水的浓缩
在冷却塔中循环水由于部分水分蒸发，从而相对使水中盐的浓度增加的想象。
四、简答题
1．简述换热器的布置方案。
1）换热器的布置原则是顺应流程和缩短管道长度，故它的位置取决于与它密切联系的设备的位置。
2）布置的空间受限制时，如原来设计的换热器显得太长，可以换成一个短粗的换热器以适应布置空间的要求。
3）换热器常采用成组布置，水平的换热器可以重叠布置，串联的相同的或大小不同的换热器都可重叠。
2．简述选择生产方法和工艺流程确定的步骤。
（1）搜集资料，调查研究。这是确定生产方法和选择工艺流程的准备阶段。
（2）落实设备，是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必然要涉及的因素。
（3）全面对比分析各种内容，包括几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势，产品的质量情况，生产能力及产品规格，原材料、能量消耗情况，建设费用及产品成本，三废的产生及治理情况。
3．简述设备布置图的内容。
（1）一组视图，表示厂房建筑的基本结构和设备在厂房内外的布置情况。
（2）尺寸及标注，在图中注写建筑物定位轴线的编号，与设备布置有关的尺寸，设备的位号与名称等。
（3）安装方位标，指示安装方位基准的图标。
（4）说明与附注，对设备安装有特殊要求的说明。
（5）设备一览表，列表填写设备位号、名称等。
（6）标题栏，注写图名、图号、比例等。
4．简述泵设备的选用与设计程序。
（1）确定泵型
（2）确定选泵的流量和扬程
（3）确定泵的安装高度
（4）确定泵的台数和备用率按泵的操作台数
（5）校核泵的轴功率
（6）确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量
（7）选用电动机
（8）填写选泵规格表
5．简述管道立面布置图的画法。
（1）画出地平线或室内地面、各楼面和设备基础，标注其标高尺寸。
（2）用细实线按比例画出设备简单外形及所有管口，并标注设备名称和位号。
（3）用粗单实线画出所有主物料和辅助物料管道，并标注管段编号、规格、物料代号及流向箭头和标高。
（4）用规定符号画出管道上的阀门和仪表控制点，标注阀门的公称直径、型式、编号和标高。
6．简述燃烧与爆炸的危险程度。
（1）爆炸和燃烧的危险性可以划分为第一次危险和第二次危险两种。
（2）第一次危险是指系统或设备内潜在的有发生火灾爆炸的可能的危险，在正常的情况下不会危及安全，但是当误操作或外部偶然直接或间接的原因引起燃烧和爆炸（3）第二次危险是指由第一次危险所引起后果，直接危害人身，设备以及构筑物的危险。
7．简述施工图设计中工艺管道及仪表流程图包括的内容。
（1）图形，将各设备的简单形状按工艺流程次序，展示在同一平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。
（2）标注，注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸、数据等。
（3）图例，代号、符号及其他标注的注明，有时还有设备位号的索引等。
（4）标题栏，注写图名、图号、设计阶段等。
8．简述车间布置设计的主要任务。
（1）车间布置设计的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。
（2）确定厂方或框架的结构型式。
9．简述反应器设计的要点。
（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。
10．简述化工车间管道布置设计的任务。
（1）确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口的位置
（2）确定管道的安装连接和铺设，支撑方式。
（3）确定各管段在空间的位置。
（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，型钢等材质，规格和数量。
11．简述工艺管道及仪表流程图中设备标注的内容及要求。
（1）位号，设备位号在整个车间（装置）内不得重复，施工图设计与初步设计中的编号应该一致。如果施工图设计中设备有增减，则位号应按顺序补充或取消。
（2）名称，设备的名称应该前后一致。
12．简述工程概算项目中专项费用的内容。
（1）投资方向调节税，有时国家在特定期间可停征此项税费。
（2）建设期贷款利息，指银行利用信用手段筹措资金对建设项目发放的贷款，在建设期间根据贷款年利率计算的贷款利息金额。
（3）铺底流动资金，按规定以流动资金的30%作为铺底流动资金，列入总概算表。
13．简述塔形选择的基本原则。
（1）生产能力大，弹性好。（2）满足工艺要求，分离效率高。
（3）运转可靠性高，操作、维修方便。（4）结构简单，加工方便，造价较低。
（5）塔压降小。
14．简述车间平面布置的要求。
（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、防腐、防爆等问题。
（5）要考虑将来扩建、增建和改建的余地。
15．简述工艺流程设计的基本方法。
（1）一个优秀的工程设计只有在多种方案的比较重才能产生。进行方案比较首先要明确判据，工程上常用的判据有产物收率、原材料单耗、能量单耗、产品成本、工程投资等。此外，也要考虑环保、安全占地面积等因素。
（2）进行方案比较的基本前提是保持原始信息不变。过程的操作参数等原始信息，设计者是不能变更的。设计者只能采用各种工程手段和方法，保证实现工艺规定的操作参数。
16．简述塔设备的布置方案。
（1）独立布置。（2）成列布置。
（3）成组布置。（4）沿建筑物或框架布置。
（5）室内或框架内布置。
17．简述车间布置设计的内容。
（1）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，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面布置。
（2）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的区域内进行排列。在设备布置中又分为初步设计和施工图设计两个阶段，每一个设计阶段均要求平面和剖面布置。
18．简述换热器设计时介质流程的确定方法。
（1）腐蚀性介质走管程，（2）毒性介质走管程，
（3）易结垢的介质走管程，（4）压力较高的介质走管程，
（5）温度高的介质走管程（6）粘度大、流量小的介质走管程。
（7）雷诺数小的走管程。
五、画图题
1．画出换热器分流调节控制方案的示意图
2．画出常压塔的塔顶馏出液的冷却水流量控制方案示意图
3．画出真空泵流量调节中的真空管吸入管阻力调节示意图
4．画出加压塔塔顶通过冷却水流量控制冷凝器的传热量方案的示意图。
5．画出离心泵出口直接节流调节示意图。
6．画出通过调节传热面积来控制换热器温度的示意图。
六、计算题
1.利用甲烷在空气中氧化制取二氧化碳，该过程的化学反应方程式如下： CH 4（气）＋2O 2 →CO 2（气）＋2H 2O （气）已知甲烷的转化率为65%，氧气完全反应。如以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。（假定空气中含有79%的氮气和21%的氧气）
甲烷于25o C 进反应器，空气于25o C 进反应器，如要保持出口产物为150o C ，需从反应器
取走多少热量？
P
C （N 2,150o C ）＝29.24 J/（mol·o C ）P C （CO 2,150o C ）＝39.52 J/（mol·o C ） P C （H 2O ,150o C ）＝34.00 J/（mol·o C ）P C （CH 4,150o C ）＝39.2J/（mol·o
C ） ΔH 0f （CH 4）=－74.85kJ/mol ΔH 0f （CO 2）=－393..5kJ/mol
ΔH 0f （H 2O ）=－241.83kJ/mol
解：以100mol 进反应器的甲烷为基准：则反应器入口物料组成为：
CH 4：100mol O 2：2×100×65%=130mol N 2：130/21×79=489mol
出口：
CH 4：100×（1－0.65）=35mol N 2：489mol
CO 2：65mol H 2O ：130mol
取25o C 时生成各个反应物和产物的各种单质（即C 、O 2、H 2）为基准，非反应物质N 2
也取25o C 为基准将各个焓值计算如下。
进料焓值：
H 进（CH 4,25o C ）= n ΔH 0f （CH 4）=－74.85×100=－7485kJ
出料焓值：
H 出（N 2,150o C ）= n
P C （N 2,150o
C ）×(150－25)=1787kJ
H出（CH4,150o C）= nΔH0f （CH4）+n P C（CH4,150o C）×(150-25)=（－74.85+4.9）×35=
－2447KJ
H出（H2O,150o C）= nΔH0f （H2O）+n P C（H2O,150o C）×(150-25)=（－241.83+4.25）×130=－30885KJ
H出（CO2,150o C）= nΔH0f （CO2）+n P C（CO2,150o C）×(150-25)=（－393.5+4.94）×65=
－25256KJ
需从反应器的热量：ΔH=1787－2447－30885－25256－（－7485）=－49326KJ
2．乙苯脱氢制苯乙烯时，通常利用水蒸气将热量带入反应器中。已知某厂乙苯脱氢制苯乙烯的过程中采用的水蒸气与乙苯的摩尔比为14，通入脱氢反应器的水蒸气和纯乙苯的总量为60 kmol/h，乙苯转化率为60%，其中在转化掉的乙苯中有80%转化成苯乙烯；20%转化成苯；试计算反应器出口各物料的摩尔流量。
转化成苯乙烯的反应： C8H10→C8H8+H2
转化成苯的反应：C8H10→C6H6+C2H4
解：以每小时为计算基准。
每小时通入乙苯：60×1/15 =4 kmol/h；
参加反应的乙苯：4×60%=2.4 kmol/h；
剩余乙苯：4－2.4=1.6 kmol/h；
配入水蒸气：60×14/15=56 kmol/h；
在参加反应的乙苯中，
转化成苯乙烯反应掉的乙苯：2.4×80%=1.92 kmol/h；
转化成苯反应掉的乙苯：2.4×20%=0.48 kmol/h；
则反应生成：
苯乙烯：1.92 kmol/h；氢气：1.92 kmol/h；
苯：0.48 kmol/h；乙烯：0.48 kmol/h；
产物中水蒸气：56 kmol/h。
3．工业上采用乙烯在空气中直接氧化法制备环氧乙烷。在催化剂的作用下，乙烯在过量的空气中进行氧化反应，已知料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯30%（mol），乙烯转化率为35%，计算反应器出口各物料的摩尔流量。（假定空气中含有79%的氮气和21%的氧气）反应方程式如下：2C2H4+O2→2C2H4O
解：以每小时为计算基准。
进料：乙烯=1000×30%=300（mol/h）；
空气=1000×70%=700（mol/h）；
其中：氮气=700×0.79=553（mol/h）；
氧气=700×0.21=147（mol/h）；
转化掉乙烯=300×35%=105（mol/h）；
则产物中：
未反应的乙烯：300－105=195（mol/h）；
生成环氧乙烷：105（mol/h）；
消耗氧气：105×0.5=52.5（mol/h）；
剩余氧气：147－52.5=94.5（mol/h）；
氮气：553（mol/h）。
4. 乙烯直接水合制乙醇是工业上常见的制备乙醇的方法。其主反应是：
C 2H 4＋H 2O C 2H 5OH 同时存在的副反应包括：2C 2H 4＋H 2O (C 2H 5)2O
nC 2H 4 聚合物C 2H 4 +H 2O CH 3CHO + H 2
已知进入反应器的混合气的组成为：C 2H 4为86%，惰性气体为13%，H 2为1%；乙烯的单程转化率为7%（其中生成乙醇占95%，生成乙醚占2%，聚合物占2%，生成乙醛占1%），求出反应器的组成物的流量？（以100mol 干燥气为计算基准）
解：若以100mol 干燥气为计算基准，则反应器入口混合气的各组分的量：
C 2H 4：86mol ；惰性物质：13mol ；H 2：1mol
反应器出口的各组分的量：
经过反应器转化的乙烯 86×7%=6.02mol
其中生成乙醇 6.02×95%=5.719mol
生成的乙醚 6.02×2%×0.5=0.0602mol
生成的聚合物 6.02×2%=0.1204mol
生成的乙醛 6.02×1%=0.0602mol
生成的氢气 6.02×1%=0.0602mol
出口氢气的总量 1+0.0602=1. 0602mol
未反应的乙烯 86×（1-7%）=79.98mol
惰性组分量 13mol
5.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 25o C 、101．3kPa 的反应热为ΔH 0r =－904.6KJ 。现有25o C 的100molNH 3/h 和
950mol 空气/h 连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300 o 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。（假定空气中含有79%的氮气和21%的氧气）
300 o C 时NO 、O 2 和 H 2O 的
P C （NO ）＝
P C （NO ）＝29.50+0.8188×10-2T －0.2925×10-5T 2+0.3652×10-9T 3 J/（mol·o C ）
P C （O 2）＝30.80 J/（mol·o C ）
P C （H 2O ）＝34.80 J/（mol·o C ）
P C （N 2）＝29.50J/（mol·o
C ） 解：根据题意，由物料衡算得到反应器出口各组分的摩尔流量。
n （H 2O ）＝100×(6/4)＝150mol/h
n （NO ）＝100×(4/4)＝100mol/h
n （O 2）＝950×0.21－100×(5/4)＝74.5mol/h
n （N 2）＝950×0.79＝750.5mol/h
算焓时的参考态：25 o C ，101.3KPa ，NH 3（气），O 2（气），NO （气），H 2O （气）。因此进
口的两股物料的焓均为零。计算出口物料的焓 ：
H （H 2O ）＝ n （H 2O ）
P C （H 2O ）×(300-25)=1435.5KJ/h H （NO ）＝ n （NO ）
P
C （NO ）×(300-25)
＝(29.50+0.8188×10-2T －0.2925×10-5T 2+0.3652×10-9T 3)×(300-25)
＝845.2 KJ/h
H （O 2）= n （O 2）
P C （O 2）×(300－25)=631KJ/h H （N 2）= n （N 2）
P C （N 2）×(300－25)=6088KJ/h 反应放热ΔH 0r = 100 × (－904.6)/4 =－22615 KJ/h
所以，过程的ΔH=－22615＋1435.5＋845.2＋631＋6088=－13615.3KJ/h
6. 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 o C 进反应器．空气于25 o C 进反应器，
如要保持出口产物为150 o C ，需从反应器取走多少热量？（假定空气中含有79%的氮气和21%
的氧气）
P
C （N 2,150 o C ）＝29.24 J/（mol·o C ）P C （HCHO ,150 o C ）＝9.12 J/（mol·o C ） P C （H 2O ,150 o C ）＝34.00 J/（mol·o C ）P C （CH 4,150 o C ）＝39.2J/（mol·o
C ） ΔH 0f （CH 4）=－74.85KJ/mol ΔH 0f （HCHO ）=－115.9KJ/mol
ΔH 0f （H 2O ）=－241.83KJ/mol
解：物料基难：100mol 进料CH 4
入口：CH 4：100mol
O 2：100×50%=50mol
N 2：50÷21×79=188mol
出口：
CH 4：100－50=50mol
N 2：188mol
HCHO ：50mol
H 2O ：50mol
取25 o C 时生成各个反应物和产物的各种原子（即C 、O 2、H 2）为基准，非反应物质N 2
也取25 o C 为基准 ，将各个焓值计算如下。
H 出（N 2,150 o C ）= n
P C （N 2,150 o C ）×(150－25)=687KJ H 进（CH 4,25 o C ）= n ΔH 0f （CH 4）=－74.85×100=－7485KJ
H 出（CH 4,150 o C ）= n ΔH 0f （CH 4）+n
P C （CH 4,150 o C ）×(150-25)=（－74.85+4.9）×50=－3497.5KJ
H 出（H 2O ,150 o C ）= n ΔH 0f （H 2O ）+n P C （H 2O ,150 o
C ）×(150-25)=（－241.83+4.25）×50=－11879KJ
H 出（HCHO ,150 o C ）= n ΔH 0f （HCHO ）+n P C （HCHO ,150 o
C ）×(150-25)=（－115.9+1.14）×50=－5738KJ
ΔH=687－3497.5－11879－5738－（－7485）=－12942.5KJ
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。
西南科技大学网络教育学院（2017）/（2018）学年第 2 学期试题单〈A卷〉课程名称：化工工艺设计专业班级：命题教师：廖辉伟 学生姓名：学号：成绩： 考试时间：月日 一、名词解释题 ( 每题5分，共4题，共20分 ) 1.工艺路线的可靠性 2.能量衡算法 3.化工单元操作 4.内部收益率 二、填空题1 ( 每题3分，共10题，共30分 ) 5.化工设备选用及工艺设计的合理性是指（）。 6.生产工艺流程草图一般由物料流程、( )和设备一览表等三个部分组成。 7.化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管部门认可后写出（），上级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。 8.化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类，根据项目性质分类可将其分为 ①新建项目设计；②（）和③已有装置的改造设计。 9.施工图设计的主要工作内容是在（）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。10.化工车间管道布置应符合下列要求：(1)符合生产工艺流程的要求，并能满足生产要求；(2)便于操作管理；(3)并能保证安全生产；(4）要求( )，并尽量节约材料和投资。 11.化工设备选用及工艺设计的先进性是指（）。 12.施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，完善（）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。 13.化工设计按设计性质分类可将其分为①新建项目设计；②重复建设项目设计；③（）。 14.方案设计阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础。要求运用所掌握的各种资料，根据有关的基本理论进行（）的对比分析。 三、论述题 ( 每题5分，共4题，共20分 )
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；
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
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
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。
《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。（×）
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。
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