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；
（2）配电间应配置在用电大户附近，并置于上风位置
（3）机修车间应放在与各生产车间联系方便而安全的位置上；
（4）中心试验室和仪表修理间应置于清洁卫生、噪音少、灰尘少的上冈位置；
（5）仓库设在与生产车间联系方便，并靠近运输干线的位置上。
行政管理部门及住宅区的位置应建：在工厂外，最好位于工厂的上风位置。
3、对已选定的二、三个厂址方案中如何进行分析比较，优选出一个合理的方案。
对已选定的二、三个厂址方案进行技术经济比较，应根据工厂主要要求，抓住几个主要因素，对其优缺点进行分析比较。
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1、在进行化工工艺设计时，主要从哪几个方面来论证一条工艺路线的可行性。
应符合技术上先进、经济上合理的要求。一种产品往往有几种不同的生产方法生产，要对其逐个研究分析，进行多方面的比较，要做定性分析，也要做定量分析，找到一个相对优良的方法。
2、化工工艺流程图设计分哪三步进行？这三种图在工艺流程设计中起到什么作用？
生产工艺流程草图；只是定性地标出由原料转变为产品的路线，以及采用的各种化工过程及设备，流程草图一般由物料流程、图例、设备一览表三部组成。
物料流程图；是在完成了物料衡算和能量衡算基础上来绘制的，是用图形和表格相结合来反映设计计算某些结果的图样，是设计带控制点的工艺流程图的依据。
带控制点的工艺流程图：是在物料流程图的基础上绘制的，设备计算结束、控制方案确定以后，即可着手绘制。
化工工艺流程设计的任务是什么？
（1）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。（2）绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，（3）以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。
4、简述绘制化工工艺流程图的步骤，图中的主要设备、主要物料管线和辅助物料管线等线条如何表达？
先绘流程草图，再根据草图进行物料、能量衡算，然后绘制物料流程图，在设备设计计算后，绘制带控制点的工艺流程图。①设备示意图：可按设备的大致形状画出（或用方块图表示），设备位置的相对高低不要求准确，但要标出设备的名称和位号。
②物流管线及流向箭头：包括全部物料管线和部分辅助管线，如：水、汽、压缩空气、真空等。
③必要的文字注释：设备名称、物料名称、来自何处、去向何方。图例（只标管线图例）阀门、仪表可不标出。
第四章
1、物料衡算的作用是什么？在进行物料衡算时应遵守什么原则？
在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的浪费和生产过程的反常现象，从而帮助找出改进措施，提高成品率及减少附产品、杂质和“三废”排放量；还可以检验生产过程的完善程度，对化工工艺设计也有着重要指导作用，通过计算，可以定出原料及辅助材料的消耗量，制订单耗指标，还可以标出中间产品、副产品、成品的产量和“三废”排放量等，是能量衡算、设备工艺计算的基础。
根据质量守恒定理：
ΣG入＝ΣG出＋ΣG损
2、能量衡算的作用是什么？在进行能量衡算时应遵守什么原则？
通过热平衡计算，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量利用经济合理
能量守恒定理
3、化工设备计算设计的主要任务是什么？对所选择的设备有何要求？
主要任务:采用定型（标准）设备要选好规格和型号；
采用非定型（非标）设备要通过计算，确定其主要尺寸，给设备设计人员提供设计条件，及编写设备一览表。
技术经济指标要求: 单位生产能力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本
设备结构上的要求: 强度、刚度、耐久性、用材和制造、操作和检修、运输方便
一反应分离系统，将150 kmol/h的P2O5转化成H3PO4，每一单程有80％的P2O5被转化成H3PO4 ，在分离器内没有物质变化，分离后有95％的P2O5和2％H3PO4再循环，求P2O5和H3PO4的循环流率。
解：(150+M×95%)×(1-80%)=M，所以M=37.037kmol/h N×2%+(150+M×95%)×80%=N，所以N=151.172kmol/h P 2 O 5 循环流率=M×95%=37.037×95%kmol/h=35.185kmol/h H 3 PO 4 循环流率=N×2%=151.172×2%kmol/h=3.023kmol/h
将含有40％（质量百分率，下同）硫酸的废液与98％的浓硫酸混合生成90％的硫酸，产量为1000Kg/h，各液体的第2组分为水，试完成其物料衡算。
解：M×40％+N×98％=1000×90％M×60％+N×2％=1000×10％所以M=137.931Kg/h，N=862.069Kg/h 即进料中，40％硫酸的废液流率为137.931Kg/h，98％的浓硫酸流率为862.069Kg/h。
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1、简述车间布置的任务。
任务是根据生产规模和生产特点以及厂房面积、地形条件、气候等综合考虑厂房采用集中式还是分散式（如：大规模采用集中式；小规模采用分散式；易燃、易爆物品采用分散式等）；根据生产工艺的可能性和具体地理条件考虑设备露天化问题等（如大型反应釜、高大塔等）
2、在进行厂房设计时，其平面、立面上有何具体要求？
平面要求：（1）平面设计应力求简单，通常采用长方形，也可采用“L”型和“T”型厂房；（2）确定厂房柱网布置时，要根据设备的要求，又要满足建筑物模数（3的倍数）的要求。一般情况下，单层、多层厂房采用6×6米的柱网，一定上要加大时，最好不超过12×12米；（3）多层厂房总宽度不超过24米，单层厂房总宽度不超过30米，常用厂房跨度有：6、9、12、14.4、15、18、24米等，一般有机化工厂生产车间宽度为12～18米；（4）厂房的长度应根据生产规模及工艺要求决定；（5）柱子的大小：有600×600和360×360（单层厂房）；柱子形式：墙中柱、墙外柱和墙内柱；（6）墙厚度：有360和240墙；（7）墙上开窗要求：南北向开窗，其大小有2.0×1.5米；（8）开门要求：①单门：一般宽度700~800mm，高度为2米；②双门：一般宽度2~3米，高度为2米。
?立面要求：（1）厂房立面布置的形式有单层、多层或单层与多层结合的形式，
可根据工艺特点及安全来选择；（2）层高要求：厂房的每层高度取决于设备的高低、安装位置及条件。一般情况下，每层厂房高度约4~6米，最底层不宜小于4.5米，一旁采用5.1米或6米，尽可能符合建筑模数；（3）楼板厚度：根据该层承重情况确定，一般为5~10cm厚；（4）屋顶形状：现代厂房均为平顶（水泥），应有排水渠道，简易厂房（一层）均采用人字顶。
3、试述换热器的布置形式及其特点。
换热器：（1）换热器的布置原则：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。如：塔的换热器应近塔布置，再沸器、冷凝器也应近塔布置，回流冷凝器除要靠近塔外，还要靠近回流槽和回流泵。（2）布置空间受限制时，应考虑立、卧式的互换等。如原设计的换热器太长，可换成一个粗短的换热器，以适应空间布置的要求，或者卧式的换成立式的，以节约占地面积；立式的换成卧式的，以降低高度，视具体情况而定。（3）换热器常采用成组布置，水平的换热器可重叠布置，这样可以节约占地面积，合用上、下水管，但上层不能太高，一般管壳顶部高度不能大于3.6米。
4、试述反应釜的车间布置形式及其特点。
（1）室外布置：大型搅拌式反应釜，体积大、重量大，又有振动和噪音，应采用室外布置。用支脚直接支承在地面上，要离开建筑物一定距离，并留有检修、安装空间。（2）室内布置：中小型间歇式反应釜或操作频繁的反应釜，应布置在室内，用罐耳悬挂在搂板的设备孔中，呈单或双排布置，设备孔通常为方形，也可以为圆形。
5、试述塔设备的布置形式及其特点。
1）独立布置：单塔或特别重大的塔采用独立布置，利用塔身设计操作平台，供进出人孔、操作、维修用，塔的顶部设有吊杆。
（2）成列布置：几个塔的中心线排成一条直线，并将高度相近的塔相邻布置，通过适当调节安装高度和操作点就可以就采用联合平台，操作方便，投资省。相邻小塔之间距离一般为直径的3～4倍。
（3）成组布置：数量不多、结构和大小相近塔可以成组布置，操作平台集中布置。若塔的高度不同，只要求将第一层操作平台对齐，其它各层可不考虑，几个塔组成一个空间体系，增加了塔的刚度，塔的壁厚就可以降低。
（4）沿建筑物或框架布置：将塔安装在高位换热器和容器的建筑物或框架旁，利用换热器和容器的平台作为人孔、仪表、阀门的操作与维修通道，将细而高的塔或负压塔的侧面固定在建筑物或框架的适当高度，可增加塔的刚度，降低其壁厚。
（5）室内或框架内布置：小塔安装在室内或框架中，平台和管道等承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋梁下，利用位差重力回流。
6、简述容器的几种形式和在车间中的布置情况与特点。
（1）中间容器：按流程顺序布置在有关设备附近或在厂房附近；（2）原料、成品贮罐：集中布置在贮罐区，高度、直径相近的容器应成组布置和共同设置平台、通道和支承。室内布置：（1）立式容器用罐耳支承在框架或楼板上；（2）卧式容器在框架上的布置容器应尽量合并支承在一跨上，可以减少一根梁，一只支座直接支承在柱顶上。（3）室外或室内底层容器的布置大型、重型容器采用这样的布置，直接支阴在钢筋混凝土的支柱上，比吊在框架或楼板上要经济得多。
7、
如何绘制车间平面和立面图？其绘图的线条与流程图有何区别？答：绘制平面图：明确图线；画出建筑物定位轴线；画出与设备安装有关的厂房建筑基本结构；画出设备中心线；画出设备、支架、基础、操作平台等的轮廓形状；标注定位轴线；标注厂房建筑及构件尺寸；标注设备尺寸；设备名称与位置的标注。在每一建筑物轴线一端画出直径8~10mm 的细线
第六章
1、化工管道布置设计的任务是什么？布置化工管道时一般采用何种布置方法？为什么？答：主要任务是：确定各设备的管口方位和各管段在空间的具体位置、安装、连接和支撑方式等。
布置方法种类及原因：1、考虑物料因素:（1）输送易燃、易炸介质的管路应设防火装置和防爆安全装置，如安全阀、防火膜、阻火器、水材等。（2）上述管道不得设在生活区、楼
梯、门和走廊等处。（3）输送腐蚀性介质管路与其它管路并列时，应设在下方或外侧。（4）冷、热流体管路应避开，不能避开时，热管在上，冷管在下。（5）根据流体物性，确定管路坡度，一般取1/1000~5/1000，粘度较大的流体取1/100，固体结晶取5/100。
2、考虑施工、操作、维修方便（1）管道尽量明线架空、成行、平列走直线，少交叉，并列管道的阀门要错开。（2）支管应布置在平行管的外侧。（3）管道应尽量沿墙布置，离墙距离以能容纳法兰或活接头为准。（4）管道应集中敷设，穿墙和楼板时尤应注意。（5）平列管道间应保持一定距离，管间最突出物距离不小于50~80mm，最突出物距墙、管架边、柱边距离不小于100mm。
3、考虑安全生产（1）管道通过人行道时，最低点离地面不小于2米，离公路不小于4.5米，离铁路不小于6米，离厂交通干线一般为5米。（2）地下管道通过道路或受载荷地区应加保护。（3）不锈钢管不宜与碳钢制的管架直接接触，一般用胶垫隔离，以免因电位差造成腐蚀核心。（4）易燃、易爆物的管道应采取接地措施。
4、考虑其他因素（1）距离相近的两个设备不能直连，一般采用45度或90度弯管；（2）管路与阀门的重量不能支承在设备上。（3）工艺管道布置时，还需考虑其他非工艺管道。
2、化工管道布置设计的基本原则是什么？
答：(1)较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处。公用工程管道布置在管架当中，支管引向左侧的布置在左侧，反之置于右侧。
(2)连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边；连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。进出车间的原料和产品管道可根据其转向布置在右侧或左侧。(3)当采用双层管架时，一般将公用工程管道置于上层，工艺管道置于下层。有腐蚀性介质的管道应布置在下层和外侧。小直径管道可支承在大直径管道上，节约管架宽度，节省材料。
(4)管架上支管上的切断阀应布置成一排，其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和维修。高温或低温的管道要用管托，将管道从管架上升高O.lm，以便于保温。
(6)支架间的距离要适当，固定支架距离太大时，可能引起因热膨胀而产生弯曲变形；活动支架距离大时，两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。
3、如何绘制化工管路图？
答：①用细实线画出厂房平面图。画法同设备布置图，标注柱网轴线编号和柱距尺寸。②用细实线画出所有设备的简单外形和所有管口，加注设备位号和名称。
化工原理教案（下册） 第一章蒸馏（下册） 1. 教学目的 通过本章的学习，掌握蒸馏的基本概念和蒸馏过程的基本计算方法。 2. 教学重点 （1）两组分理想物系的汽液平衡关系 （2）蒸馏过程的原理 （3）两组分连续精馏过程的计算（物料衡算与进料热状况的影响、理论板层数的计算与回流比的影响、塔板效率） 3. 教学难点 进料热状况参数及对精馏的影响；多侧线的精馏塔理论板层数的求解；间歇精馏的计算。 4. 本章学习应注意的问题 （1）汽液平衡关系是精馏过程计算的基础，要理解平衡常数、相对挥发度等基本概念，熟练地运用汽液平衡关系进行有关计算。 （2）两组分连续精馏过程计算的主要内容是物料衡算、理论板层数的计算及塔高和塔径的计算，涉及到进料热状况、最小回流比和回流比、塔板效率等诸多概念，要理解上述概念，熟练地掌握各计算公式之间的联系。 （3）两组分连续精馏过程计算所涉及的公式较多，学习时不要机械地记忆，应注意掌握其推导过程。 （4）塔板效率计算通常需联立操作线方程、汽液平衡方程及塔板效率定义式，应注意给出有关组成可计算塔板效率；给出塔板效率亦可计算有关组成。计算时应注意所求塔板的位置和类型（是理论板还是实际板）。 5. 教学方法 以课堂讲授为主，辅之以课堂讨论和习题课进行巩固和强化训练。 6. 本章学习资料 (1)夏清等.化工原理,下册. 天津: 天津大学出版社, 2005 (2)姚玉英等. 化工原理,下册. 天津: 天津大学出版社, 1999 (3)大连理工大学. 化工原理,下册. 大连: 大连理工大学出版社, 1992 (4) 贾绍义，柴诚敬.化工传质与分离过程.北京：化学工业出版社，2001 (5) 蒋维钧，雷良恒，刘茂林.化工原理,下册.北京：清华大学出版社， 1993 1-1 蒸馏过程概述与汽液平衡关系
化工热力学试验讲义 李俊英 齐鲁工业大学 化学与制药工程学院 化学工程与工艺实验室 2013.10
实验一二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定气体的压力、体积、温度(p、v、t)是物质最基本的热力学性质：pvt数据不仅是绘制真实气体压缩因子固的基础，还是计算内能、始、嫡等一系列热力学函数的根据。在众多的热力学性质中，由于pvt参数可以直接地精确测量，而大部分热力学函数都可以通过pvt参数关联计算，所以气体的pvt性质是研究其热力学性质的基础和桥梁。了解和掌握真实气体pvt性质的测试方法，对研究气体的热力学性质具有重要的意义。 一、实验目的 1. 了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。 2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。 4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。 二、实验内容 1. 测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标图中绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=40℃)的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析差异原因。 2. 测定CO2在低于临界温度时，饱和温度与饱和压力之间的对应关系。 3. 观测临界状态 (1) 临界状态时近汽液两相模糊的现象。 (2) 汽液整体相变现象。 (3) 测定的CO2的t c,p c,v c等临界参数，并将实验所得的v c值与理想气体状态方程和范德华方程的理论值相比较，简述其差异原因。 三、实验装置 实验装置由压力台、恒温器、试验本体、及其防护罩三大部分组成。 1.整体结构：见图1。 2.本体结构：见图2。
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；
化工原理教案 ★每章编写概要： 1、本章内容大串联:包括主要内容简介、重点难点提示、突出“三基”内容和工程观点。 2、典型实例：密切结合生产实例,重在理论联系实际,拟补相关教材“重理论，轻实践”的不足；突出知识的灵活运用；考研题解。 3、工程观点及概念补充练习题。 ★课程特点： 化工原理是一门工程性、实用性很强的课程。在课程内容中，既有详细的过程分析，又有大刀阔斧的粗描概略；既有详尽的理论分析，又有许多的经验总结。作为一门专业基础课，起着承前启后的作用，对于帮助学生建立基本的工程观点、培养专业的学习兴趣至关重要。 化工原理也是化工类研究生入学考试的必考课，由于它讨论的各种单元操作也广泛地被应用于其它工业过程，同时也是制药、食品、冶金、纺织、材料等类专业的选考课。目前全国开设此课的院校有百多家，教材种类繁多，其中最有代表性的是华东理工大学、天津大学、谭天恩、清华大学等所编的教材。这些教材编写格局大致相同，局部内容有差异。因此同学在报考不同院校时，首先应注意选择教材，其次应熟悉各院校的出题思路。各院校的命题指导思想，命题原则是基本一致的。即：是否牢固地掌握了基础知识；是否具备定量计算能力；是否树立了工程观点具备理论联系实际的分析和解决问题的能力。 无论升学考试还是专业学习，化工原理的教学目的是一致的。因此，教学中，我们十分强调学生能力的培养和工程观点的建立，在每一章后都补充相应的概念题，主要是把重要的工程观点和基本概念通过练习题书面化加强学生这方面的学习。另外在具体知识的讲解中，再三强调方法的重要性。通过具体知识的学习，将实验研究方法、因次理论下的实验研究方法、数学模型法介绍给学生。 化工原理主要研究化工单元操作的基本原理、典型设备的设计及操作调节等，又称为化学工程基础或化工单元操作。化工生产中涉及到大大小小几十种单元操作，在有限的学时内，不可能一一介绍，那么对于一个新的单元操作应如何分析和掌握哪些内容呢？ ★如何着手分析某一单元操作? 一、单元操作的目的是什么? 二、单元操作的依据是什么? 三、采取什么措施? 四、典型设备的操作与调节 五、过程的经济性 单元操作从理论上分析，可归结为三大类：遵循动量传递规律、遵循热量传递规律、遵循质量传递规律。因此化工原理的重点内容为：流体流动及输送、传热、精馏、吸收、干燥等。这也是课程学习中需加深理解、重点掌握的内容。 第一章流体流动及输送
应用化工热力学课程设计任务书
题目一： 设计完全互溶体系低压条件下，气液平衡泡点温度和气相组成的计算程序。并采用该程序计算甲醇（1）—水（2）体系： 1，压力为101.325KPa,液相组成x1=0.40时的泡点温度和气相组成. 2，压力为101.325KPa,液相组成x1=0.30时的泡点温度和气息组成. 已知该体系液相活度系数满足Wilson方程，A12=0.2972，A21=1.3192。
涉及公式 Wilson方程：lnr1=-ln(x1+x2*A12)+x2[A12/(x1+x2*A12)-A21/(x2+x1*A12)]; lnr2=-ln(x2+x1*A21)+x1[A21/(x2+x1*A21)-A12/(x1+x2*A21)]; 其中A12=0.2972，A21=1.3192； r1：甲醇的活度，r2表示水的活度； x1：液相中甲醇的摩尔分数；x2：液相中水的摩尔分数； 查得的安托万方程lnP i s=A-B/(T+C),P i s单位是mmHg，T的单位是K。 甲醇安托万方程参数如下：A=18.5875，B=3626.55，C=-34.29, 水的安托万方程参数如下：A=18.3036，B=3816.44，C=-46.13 y1= x1* r1* P1s/p; y2= x2* r2* P2s/p; P1s：甲醇的饱和蒸汽压，单位：Pa； P2s：水的饱和蒸汽压，单位：Pa y1：气相中甲醇的摩尔分数；y2：气相中水的摩尔分数； p：给定环境压力，单位：Pa；T：所求温度，单位:T 题目二： 有一台并流换热器，燃气的压力为0.1013Mpa，温度为1400K，换热后温度降至810K。水以1.2吨/h，1Mpa，423K进入换热器，产生1Mpa，533K的过热 =4.56KJ/Kg· K。大气环境温度为298K，燃气可蒸汽送出，燃气的平均热容C p 燃 视为理想气体，忽略换热过程压降，假设燃气放出的热量全部被水吸收。 ⑴计算该过程的有效能损失及目的有效能效率。 ⑵试画出换热器的热利用线图，并由此图讨论如何降低换热器换热过程的有效能损失。
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。
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。
南京师范大学化学与材料科学学院 教学团队设置方案与教研活动开展细则 1.本方案拟按照二级学科为基础设置教学团队。 2.教学团队是学院直接从事教学活动的基本单位，直属系领导。 3.教学团队负责人由学科带头人召集团队成员讨论后指定，报各系和学院备案。 4.教学团队主要工作内容：执行教学计划；拟定教学大纲；选编教材、编写教学参考资料；实 施各个环节的教学工作；开展教学研究与青年教师培养；组织考试命题及阅卷；落实听课制度，检查教学质量；对教师定期考核；搞好教学改革和课程建设。 5.教学团队负责人除主持常规的教学活动外，有责任带领团队在教学团队建设、师资队伍建设、 人才培养模式改革、课程与教学资源建设、教学方式方法改革、实践教学环节、教学管理改革、课程整合与建设等开展工作。 6.教研活动安排在每周三下午，每个教学团队至少安排教研活动6次/学期，每次教研活动必 须有教学督导或教学委员参加。以下三次活动为必开时间：开学第一周的教研活动安排在教学活动正常开展前一天或二天，讨论学期教学活动计划；期中教研活动集中讨论上半学期教学中存在问题与改进措施，开展教学检查活动；在学院制定下学期教学计划前，组织一次教研活动，制定教材，安排教师（A角和B角，A角为主讲教师、B角为备讲教师）。另外三次教研活动针对第五条开展。 7.参与教研活动的教师的工作量按3课时/次计算；每次教研活动须填写教研活动总结报告， 由教学负责人和教学督导或教学委员签字认定，交教学秘书保存。 8.学院将对教学团队的教研活动进行适当资助。
南京师范大学化学与材料科学学院 2013-08-20 附录一： 教学团队设置如下： 无机学科教学团队：刘红科、包建春、黄晓华、陈晓峰、蒋晓青、唐亚文、方敏、戴志晖、兰亚乾、韩敏、吴勇、赵文波、李顺利、吴萍、周小四 分析化学教学团队：杨小弟、杜江燕、周耀明、张继双、李卉卉、屠闻文、毕文韬、陈维 物理化学教学团队：蔡称心、周益明、赵波、杨春、卫海燕、李淑萍、周泊、李晓东、朱银燕、张卉、陈煜、孙冬梅、吴平、沙兆林、李亚飞 有机化学教学团队：孙培培、魏少华、王炳祥、杨锦飞、肖亚平、顾玮瑾、韩巧荣、林云、职慧珍、周林、韩维、邵科峰、马振毛 化工教学团队：顾正桂、王玉萍、杨维本、林军、马振叶、崔世海、刘俊华、李明海、张英华、王春梅、苏复 高分子及材料教学团队：李利、周宁琳、毛春、章峻、朱丹、肖迎红、莫宏、袁江 附录二： 南京师范大学化学与材料科学学院本科专业课程概况
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。 化工设计基础试题 1、创新确实是“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”。它包括五种情形：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采纳一种新的生产方法；③开创一个新的市场；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，如制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，技术创新的要紧特点可归结为以下几个方面：(1)制造性(2)累积性(3)效益性(4)扩散性(5)风险性。 3、技术创新的风险性要紧表达在以下三个方面：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，我们能够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要紧有：要紧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，但其要紧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，还包括设备外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咨询题有：1）投资机会是否有期望；2）是否需要进行下一步可行性研究；3）有哪些关键性咨询题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、市场推测要紧包括的内容有：①推测生产的进展和变化趋势；②推测市场容量及其变化；③推测对外贸易的变化；④推测市场价格的变化；⑤推测消费者需求的变化；⑥推测市场占有率。 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资金来源及筹措情形这四个附件。 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工艺流程图绘制；④典型设备的自控流程四个内容。 14、工艺流程图一样有①全厂总工艺流程图或物料平稳图；②物料流程图；③工艺管道及外表流程图三种。 15、自控设计条件内容有①管道外表流程图、②设备布置图和自控设计条件表三个方面。 16、确定产品方案时应考虑：①产品名称和性质；②产品质量规格；③产品规模(吨／年)； ④副产品数量(吨／年)；⑤产品包装方式等方面的内容。 17、进行物料衡算时，能够采纳的运算基准有：(1)时刻基准(2)批量基准(3)质量基准(4)物质的量基准(5)标准体积基准。 18、化工设备从总体上可分为：标准设备或定型设备和非标准设备或非定型设备两类。 19、设备选型和工艺设计的原则是：(1)合理性(2)先进性(3)安全性(4)经济性。 20、在反应器设计时，除了通常讲的“合理、先进、安全、经济”原则，在落实到具体咨询题时，考虑下列设计要点：(1)保证物料转化率和反应时刻；(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；此外，选择材质与反应器的反应温度、加热方法有关联，与反应粒子的摩擦程度、摩擦消耗等因素也有关。 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？ 化学与土木工程 化学就是把实验室的实验放大到工业生产特别是大规模的生产，生产规模扩大和经济效益提高的重要途径是装置的放大，以节省投资，降低消耗，减少占地, 节约人力。但是,在大装置上所能达到的某些指标，通常低于小型试验结果，原因是随着装置的放大，物料的流动、传热、传质等物理过程的因素和条件发生了变化。而这些问题的解决这些都在化学工程的研究范围之内。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是在放大中的效应，以解决关于过程开发、置设计和操作的理论和方法等问题。 它以物理学、化学和数学的原理为基础，广泛应用各种实验手段，与化学工艺相配合，去解决工业生产问题。同时，化学工程的研究对象通常也是非常复杂的，主要表现在：①过程本身的复杂性：既有化学的，又有物理的，并且两者时常同时发生,相互影响；②物系的复杂性: 既有流体（气体和液体），又有固体，时常多相共存。流体性质可有大幅度变化，如低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等，有时，在过程进行中有物性显著改变，如聚合过程中反应物系从低粘度向高粘度的转变；③物系流动时边界的复杂性：由于设备（如塔板、搅拌桨、档板等。化学的主要研究内容包括单元操作、化学反应工程、传递过程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等方面。 如今，化学化工技术的多项专利已在土木工程方面付诸实际，当今，化学化工技术的多项专利已在土木工程方面付诸实际使用，如由广东佛山金皇陶瓷技术开发中心研制成采用无污染、低能耗真空高压技术聚合而成的新型环保抛光石巨晶水晶石，京金燕冶金建筑技术发展中心开发的专利产品——金属彩板装饰瓦天然玻璃、人工玻璃）发泡制成的新型绝热材料——发泡玻璃，由连安邦塑胶有限公司自主开发研制并生产的新型建筑装饰材料——pvc外墙挂板等等，这就从客观上印证了化学化工技术的重要性。而在国外，化工技术在建筑方面的应用更加广泛，由于国外的科技力量发达，化工技术与土木工程的结合多倾向于绿色环保型，如低辐射镀膜玻璃、低辐射塑料薄膜玻璃复合技术、Low-E中空玻璃、胶粉聚苯颗粒外保温技术、纤维增强氯氧镁复合材料、混杂钢纤维-聚丙烯纤维增强混凝土等等。 人类与化工的关系十分密切，在现代生活中，几乎随时随地都离不开化从衣、食、住、行等物质生活，到文化艺术、娱乐等精神生活，都需要化工产品为之服务。有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用。它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。因此，学好化工技术是做一个优秀的土木建筑工程师的必然，所以，让我们努力研究，认真探索，争取为中国做出更大的贡献！ 一、填空题（每空1分，共68分） 1. 化工设计根据项目性质分类，分成新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 2. 工程设计中三段设计是指初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 3．化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的选型和计算三个内容。 4. 生产方法和工艺流程选择的原则主要是三条。即（1）先进性，（2）可靠性，（3）合理性。 5．生产方法和工艺流程确定的步骤要经过的三个阶段是：（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。 6. 工艺流程设计的任务有两个方面，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，二是绘制工艺流程图。 7．工艺流程图的种类有工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图和管道仪表流程图四种。 8. 在管道仪表流程图中主要的物料管道用粗线条来表示，线条宽度为1.0mm。 9. PG1310-300管道标注中PG代表物料代号，13代表工序编号，10代表管道序号，300代表管径。 10. 在化工设计过程中，进行物料衡算的依据是质量守恒定律，进行能量衡算的依据是能量守恒定律。 6．化工设备工艺设计的原则可归纳为：合理性、先进性、安全性、经济性、系统性。 7．化工设备图的基本内容包括标题栏、明细栏、管口表、设计数据表、技术要求、签署栏、注和其他。 8. 化工设备图中细节的表达方法有局部放大法和夸大画法。 9. 化工设备图的尺寸标注主要有规格性能尺寸、装配尺寸、外形尺寸、安装尺寸。 10. 化工车间的组成有生产设施、生产辅助设施、生活行政福利设施、其他特殊用室。 11. 装置车间的平面布置形式主要有长方形、L形、T形和Ⅱ形。 ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 《化工原理》电子教案 《化工原理》电子教案绪论化工原理就是研究除化学反应以外的诸物理操作步骤原理和所用设备的课程。 化工原理是实验性很强的工科课程，是化工类和相近专业学生必修的重要技术基础课。 主要介绍单元操作的基本原理，所用典型设备的结构、计算和选用。 计算包括设计型计算和操作型计算两种。 设计型计算是指对给定的任务计算出设备的工艺尺寸；操作型计算是指对已有的设备进行查定计算。 学生学完本课程后应初步具有以下能力： （1）能理论联系实际，用工程和经济的观点处理遇到的各种化工单元操作的问题。 （2）会筛选恰当的单元操作去完成给定的生产任务；（3）在设计设备计算工作中能寻找出所需的经验数据以及适宜的公式；（4）能管理设备的正常运转，找出故障的原因并及时排除；（5）应具有强化设备与初步创新的能力。 各单元操作原理及设备的计算都是以物料衡算、能量衡算、传递速率和平衡关系的概念为依据，有关内容在以后各章中陆续介绍。 一、化工生产过程与单元操作 1、化学工业所谓化学 1 / 3 工业，是指将原料进行化学加工以得到有用的产品的工业，即：化工产品种类繁多，一般可分为无机、有机及生化产品。 若按产品用途及性能来分有染（颜）料化工、塑料橡胶化工、油脂化工、石油化工、食品化工、涂料化工、日用化工等等。 当今如何评价化学工业呢？评价可能为让你欢喜让你忧。 欢喜的是化学工业已经成为了国民经济中的支柱产业之一，近二、三十年以来化学工业得到了长足的发展。 化工产品处处可见，人们的衣食住行都已离不开它。 我国自七十年代以来先后引进了大型化肥、石油化工成套生产技术及成套设备，如 30 万吨合成氨, 45 万吨尿素成套设备及技术； 30 万吨乙烯, 45 万吨芳烃的成套设备及技术。 金山石化, 扬子石化, 齐鲁石化令人忧虑的是化学工业带来的污染十分严重。 水污染、空气污染、白色污染日益严重，危害人类生存及发展。 2、化工生产过程不论化工生产产品的品种不同、规模大小的差异，一个化工产品生产过程总是由两大部分组成的，即核心部分和辅助部分。 核心为化学反应过程，辅助部分为前、后处理过程。 为了保证化工生产过程经济合理有效地进行，这就要求反应器内必须保持最适宜的（最佳的）反应条件，如适宜的压强、温度和物料的组成等。 化工设计复习题答案 填空题： 1?根据化工过程幵发程序分类，化工设计可分为四种设计类型，分别是概念设计、 中式设计、基础设计禾口工程设计。 2. 化工设计中的计算主要包括：物料衡算、能量衡算和设备造型与 计算。 3. 选择生产方法和工艺流程是应着重考虑先进性、可靠性和合理性三 原则。 4. 换热器按照传热方式可分为直接传热式、间壁传热式和蓄热式。 5. 在化工施工图设计中，每个设备只能编一个位号，位号的第一个字母为设备类别代 号，说明下列设备类别代号代表什么： T —储罐、塔R —反应器V —容器机运设备 P —泵E —换热器塔F —容器 6. 在画设备布置图时，剖切到的厂房用粗实线画出，未剖到的厂房用细实 线画出。 7. 在换热器的设计或选型时，需要核算液体在直管内的流速，根据经验，排出下 列流体流速由小到大的顺序：a冷却水；b油类蒸汽；c气液混合流体；d油 类dacb 。 8. 在填料塔的设计时，陶瓷填料不适用于氢氟酸、热碱等工艺物料。 9. 工厂的三废治理工程要“三同时”，即同时设计、同时加工安装、同 时试车运行。 10.工程设计中的种类主要有三段设计二段设计和一段设计 11. 化工设备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 空间中的正确位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 12. 在化工设计中，工艺设计人员提供设计条件的其他相关专业是土建、给排水、 自控、电气、电讯等。 13. 扩大的初步设计完成后要编制的设计文件内容主要包括：编制准确度能满足 控制投资或报价使用的工程概算、设计说明书、设计说明书附图附表。 14. 易燃物品的自燃点随压力增加而降低o 15. 工艺流程草图又称为方案流程图、流程示意图，一般在生产方法确定后绘制，主要 为工艺计算服务，也是工艺方案的确定和工艺流程图设计的依据，但不列入设计文件。 16. 在泵的选型中，要求流量大而扬程低的，可选用单级离心泵：要求流量小而 扬程高的，宜选用复泵、多级离心泵。 17. 在厂房建筑物的视图中，凡未被剖切的墙、梁、柱、楼板等结构的轮廓，用』 基线画出；而被剖切后的剖面结构轮廓，用粗实线画出。 18. 常见的化工设备主要有王、压缩机、换热器、反应器、蒸馏塔等。 19. 化工设备的装备图，除了一般机械装备图的内容外，还有技术特性表、接 管表、修改表、选用表、图纸目录等，以满足化工设备图的特殊要求。 20. 在施工图设计中，设备布置设计一般应提供设备布置图、首页图、设备 安装图、管口方位图。 21. 管道支架按照其作用可分为：固定支架、滑动支架、导向支架、弹簧 吊架。化工设计复习题及答案
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