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化工原理大作业---填料塔中的技术进展

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化工原理大作业

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填料塔中的技术进展

填料塔是化工类企业中最常用的气、液传质设备之一,在塔体内设置填料使气液两相能够达到良好传质所需的接触状况。填料塔具有结构简单,安装方便,压降小,处理能力大,耐腐蚀性好等优点,已在石油化工行业广泛应用,并有取代板式塔的趋势。

近年来,人们对填料塔作了大量的实质性研究,并取得了突破性进展,主要表现在一些新型高效塔内件和塔填料的问世,加上人们对传质过程的仿真模拟及放大效应的解决,使填料塔在以前以板式塔应用为主的场合,尤其是大型塔的应用中得到了很好的应用,并取得了很好的经济效果。

现从填料塔的塔填料、塔内件,两方面来说明填料塔技术的新进展。

一、散装填料

从环形填料、鞍型环填料到鞍环类填料,人们千方百计地改进填料结构,之后又出现了一些新型的填料,如格型环、阶梯短环、高流环、诺派克环、扁环、共轭环、弹簧丝、莱佛厄派克环、刺孔环等,以促使孔隙率和比表面积尽可能地增大,堆积后又不会相互套叠。但改进都不大。到目前为止,几乎所有的散装填料都是从拉西环和弧鞍这两个雏形演变而来的。

散装填料的分类方法有多种,根据几何形状和结构来划分,有以下几种不同的种类:

散装填料的分类

近年来在塑料材质的设计方面,出现了由塑料诺派克环带头的格子结构的设计,紧随其后出现了金属,陶瓷的哈弗罗环,大量实验表明,格子结构填料是高性能的填料,而且可以成功的用于热敏物系分离以及那些需要很多理论级及能量消耗较多的场合。另外对于实验室或生产中,针对于沸点接近的难分离物质,研究出了高效散装填料,这些高效填料尺寸相当小,一般只有1.5~10mm,但是比

表面积很大。高效填料一般采用丝网,细金属丝刺孔金属片等制造,常用的高效散装填料有θ网环、鞍型环、压延孔环、螺线圈、网带卷等。

1. θ网环填料和三角形弹簧填料

θ网环填料是金属丝网制成的环状填料,由于金属丝网具有的毛细作用现象,液体在其表面很容易分散成膜,易于气液两相的传质、传热。θ网环填料比表面积很大,表面润湿较为完全,成膜率高,因此θ网环填料分离效率也很高。三角形弹篑填料是金属丝通过绕制形成,三角形弹簧填料的每一圈是三角形,每一圈的三角形错开一定的角度,从纵向看三角形弹簧填料是多边形。三角形弹簧填料分离效率较高,但不及θ网环填料。

θ网环(Dixon环)填料禾11三角形弹黃填料的形状结构

2.IMPAC填料

IMPAC填料最初由美国Lantc公司提出,它集扁、鞍和环结构于一体。可以看作由若干个Intalox填料联体而成,采用多褶壁面,多层筋片,消除床内死角和单体互相嵌套。所以,从一个颗粒填料来看,应是多个/单个填料0的规则型,而从多个颗粒填料整体来看,又是散堆形式,所以该填料兼有规整填料和散堆填料之特性。其特点如下:1)与一般散堆填料相比,通量可提高10%~30%;2)具有高的比表面积131 m2/m3,与一般散堆填料相比,单元传质高度低,可下降5%~35%;3)无翻边结构,避免了汽液滞留;4)多层翅片,自分布性能优良,故对汽液分布器的要求远不如规整填料严格;5)压力降小,可比一般散堆填料下降5%~15%;6)单体外形呈扁环,使填料单元立放最稳,有利于加强气液湍动,活化内表面;7)既具有一般散堆填料拆装方便,维修改造灵活的特性,又具有规整填料比表面积大、空隙率高,流体分布均匀的长处。

3. 阶梯短环填料

阶梯短环填料(Cascade Mini Ring,CMR)是美国Glitsch公司兼并英国传质公司后大力推广的一种散堆填料,与其前身阶梯环相比,高径比从原有的015降到013。这种看似简单的几何特性却是CMR性能优越的关键。大量试验表明,CMR的性能确实明显优于鲍尔环和筛板塔,其压降约为拉西环的30%,传质系数比拉西环大约

提高50%。因此,CMR的应用很广泛,已在近千座工业塔中得到广泛应用。

4. 超级扁环填料

清华大学研制的内弯弧型筋片扁环填料(QH-1型扁环填料),其结构特点为:1)采用和传统填料不同的内弯弧型筋片结构,使填料内部的流道更为合理,提高了传质效率,同时这种结构可提高填料的强度;2)针对液液体系轴向混合严重的特点,采用012~013的高径比,使填料在乱堆时也能体现一定程度的有序排列,从而降低了阻力,有效抑制了两相的非理想流动,有助于进一步提高处理能力和传质效率;3)可根据体系和生产要求,采用多种材质加工制造,且有多种规格,因而选用范围宽,操作弹性大。实验研究和工业应用表明,QH-1型扁环填料具有优异的性能:用于液液萃取时,此填料的性能明显优于鲍尔环、Intalox等填料,轴向混合小,处理能力大,压力降小,传质效率提高20%以上。为进一步提高扁环填料的性能,又开发了新的挠性梅花扁环填料(QH-2型扁环填料),比QH-1型又有所提高。试验表明,与鲍尔环相比,QH-2型扁环填料处理能力约高15%~35%,传质效率约高15%~25%。

5. 双鞍环填料

北京化工大学开发的双鞍环新型高效填料具有如下特点:1)双鞍环在结构上属于开孔环、鞍环,既包含环矩鞍的构成,又融入纳特环的构思。由于突破一般填料的对称性,有利于构成较为均衡的床层,提供良好的水力学和传质的硬件条件;2)双鞍环的基本性能全面优于环矩鞍。负载能力提高约10%;压力降减少10%~20%;分离效率提高约17%。尤其是传质单元压降减小近40%,这对于塔的节能改造、热敏性物系的分离以及真空精馏设计具有较高的实用价值;3)在若干技术经济指标的对比上,双鞍环不仅有较高的综合技术指标,而且在节省材耗和提高强度重量比等方面也呈现出较强的经济性,比环矩鞍更具竞争力。

6. 其它

Envicon公司的Mc-Pac环金属填料,据称与50mm鲍尔环相比,其效率提高40%,压降减小60%。Raschig公司的Raschig-Super-Ring塑料环,与50 mm塑料鲍尔环相比,它的压力损失减少了70%,负荷能力提高了50%。Lantc公司的Q-pac Metal HybridPacking(混合填料),既有规整填料的效率和能力,又有散堆填料的经济性和通用性,能降低HETP(理论塔板等效高度)30%以上,压力损失减少40%。Lantc公司的LANPAC环保塔填料,与其他尺寸相同的填料相比,它可更有效地降低压降,提高传质效率,且现场作业证明不堵塞。Koch公司的K4GTM高效填料,自称是从拉西环算起的第四代第一个散堆填料,具有更低的压降和非常高的分离能力,经美国得克萨斯州大学能量研究中心试验证明,其传质效率可比鲍尔环提高15%。

二、规整填料

与散装填料相比,规整填料在整个塔截面上,几何形状规则、对称、均匀。在相同的能量和压降下,规整填料可以安排更大的表面积,它规定了气液流路,

改善了沟流和壁流现象,压降可以很小。由于其结构的规整性,合理的设计几乎可以做到没有放大效应,因此在短短的几十年间就形成了比较完整的规整填料系列。规整填料种类很多,根据其几何结构可以分为波纹填料、格栅填料、脉冲填料等,即使同一类型,亦有各种规格,它们的比表面积、空隙率及几何尺寸存在差异。

国外主要新型规整填料

1.网、栅填料

网类材料规整填料适用于低液体流率场合;格栅类规整填料,由于有很大孔隙率,尤其适用于含固体的流体或要求压力降小场合。目前在大型填料塔上应用效果较好的网、栅规整填料有:波纹丝网填料(DX, E)、带孔波纹丝网填料(AX, BX, CY)、双层丝网(夹层内可装有催化剂)填料( KatapaK)、丝网型Katamax和Flexeramic、Mc-pak规整丝网填料、板网片Pyrapak G和Pyrapak F填料、脉冲填料(Unapak填

料);格栅(陶瓷)、网孔格栅Perform Grid等。

SW系列网孔波纹填料

上海化工研究院将金属薄带经适当处理,冲制拉伸成特定规格的压延网孔制成波纹填料,开发出SW系列网孔波纹填料,综合了丝网与孔板波纹填料的优点,分离效率大约为每米(7~8)块理论板,已成功应用于分离甲醇、甲醛、硝基氯苯等等。

蜂窝型格栅填料

蜂窝型格栅是清华大学近年开发的一种新型规整填料,经试验对比,蜂窝型塔的比负荷约为Filip型填料塔的114倍。实践表明,该填料具有处理能力大、压力降小、传质效率高及易于加工制造和安装维修等优点,在汽油脱硫醇、溶剂脱沥青、润滑油糠醛精制等液-液抽提过程中得到成功的应用。

2. 板、片填料

板、片填料与网、栅类填料相比,比表面积较小,分离能力相对较低,但其持液量小,抗堵塞性能好,特别适用于处理较大气液负荷的粗分离过程和吸收操作过程。目前在大型填料塔上应用效果较好的有:圆盘状环弧规整填料、花形规整填料、导向板波纹填料、薄密筛板填料、陶瓷波纹板填料(Kerapak)、侧向/V0字形波纹鞍环板波填料、弯曲导流波纹填料及Kon-Tane填料等。

为了有效地提高填料表面利用率及传质速率,在上述的基础上先后出现了带孔波纹板填料(Me-llapak)、波纹状穿孔板以及板片、不锈钢网板式填料(Rombopak 填料)、带缝隙波纹板式填料(Ras-chig-Su-perpak)、开槽条片Snan grid、金属织物结构金属片BSH、双重波纹片Intalox填料等,其填料分离性能介于织网型和格栅型之间,且具有持液量小和抗堵塞的特点。

组片式(Zupak)和峰谷搭片式(Dapak)波纹填料

组片式(Zupak)和峰谷搭片式(Dapak)波纹填料都是天津大学开发的专利产品。Zupak的每一周期波纹由位于四个平面上的断续平面图形薄片相交所组成,其侧向投影形状为两条互相交错的波纹状折线。Dapak主要特征在于在填料波纹板片的波峰和波谷上,规则间断地开设截面形状呈三角形的谷段和峰段,构成谷段的两个谷面为上小下大的梯形,构成峰段的两个峰面为上大下小的梯形。Dapak 与Zupak相比具有更加优良的流体力学和传质性能,与相应型号的Mellapak填料相比,分离效率提高约10%,通量提高20%,压力损失降低30%左右。目前两者都已有成功的工业应用。

3. 复合填料

将散装填料或不同型号的规整填料按一定规律充填在同一填料层中或分别装在不同的填料层中形成复合填料。常见的复合形式有夹心式(规整)散装)规整)、

两层式(规整)散装)、双夹心式(规整)散装)规整)散装)规整)等。

用于高压蒸馏的组合式填料,依据塔内各段的不同分离要求和两相负荷沿塔高的分布,选用不同类型的填料,可强化气液两相间的传质,提高处理能力和分离效率。

薄密筛板填料

薄密筛板填料综合了板式塔和填料塔的优点,其板间距更为紧密,筛板及液层均较薄。结构排布方式则充分利用了液柱(或液滴)密布的空间,气液两相界面的更新频繁,强化了传质。

流态化填料

流态化填料较好地解决了悬浮于气相和液相中的固体颗粒堵塞填料床的问题,可实现较高的气流速率和传质速率。国外推出一种Euromatic填料,为塑料椭球形空心薄壁填料,它的开发促使人们对流态化填料床的研究更加深入。

小波纹齿角梯形规整填料

小波纹齿角梯形规整填料是一种综合性能优良、有广泛应用前景的新型波纹规整填料,其单位床层压降可减小30%,同时传质效率提高了16%。

规整填料的材质主要是陶瓷、不锈钢、碳钢和塑料。陶瓷材料耐高温、耐腐蚀,但阻力大且强度较低;不锈钢金属材料成本高,碳钢金属材料不耐腐,塑料润湿性差。

其它新型复合填料

清华大学研究开发的新型复合填料,是在规整填料基础上采用交错90b排列的水平波纹(PFG)组合而成。PFG本身是填料,同时又起到分布器的作用,具有良好的自分布性能,传质效率比规整填料提高15%~20%。每米填料的理论板数比同规格的Sulzer填料高15%左右。

此外,清华大学在新型复合填料基础上采用一定厚度的复合填料单元体作为塔板,形成分层填料塔板。其传质效率高,填料用量少(降低填料成本),高效低阻,性能优于一般塔板和填料,特别适用于真空精馏工况下的高纯度分离。

三、塔内件

塔内件包括气体分布器、填料支承板、床层限位器、液体分布器、壁流收集分配锥、液体收集器和再分布器等。其设计、制造及安装都极为重要。填料塔分离性能首先取决于填料,其次取决于塔内件等。

1.液体分布器

国内外研究表明,填料塔直径对填料性能的影响很小,填料床层上液体的初始分布是影响填料效率发挥的关键因素。

现在已发展的形式有,盘式、槽式、排管式、槽盘式、喷嘴式及飞溅式等。液体从分布器中流出的形式有小孔型、溢流型及喷洒型等。

槽式液体分布器

槽式液体分布器是工业中最常用的液体分布器,属于重力型液体分布器。根据液体分配次数可以将其分成一级、二级和多级槽式液体分布器。多级槽式液体分布器在大型填料塔中应用很广,目前多采用带垂直布液板的线分布型结构,按其支承方式可分为3种:压圈托槽式、悬槽式、埋藏梁托槽式。

槽盘式气液分布器

槽盘式气液分布器是盘式液体分布器的发展,并具有槽式液体分布器的某些优点。该分布器的主要特点在于增设了防护屏和自动排污系统,抗堵塞能力更强,可同时起到集液、气体分布、液体分布和侧线采出的功能。

槽盘式气液分布器结构示意图

孔盘式液体分布器

分为孔盘式和堰盘式2种,液体流动推动力均为重力,其重要构件有液体分布盘和升气管。该类分布器均布性能优良,操作弹性较高,液体通量大,最大喷淋密度可达到75 m3/(m2*h),气液分流,流动互不干扰;其不足之处在于,结构比较复杂,孔口容易被杂物堵塞。

国内在塔内件方面也进行了开发,有些技术还获得了专利。如天津天久新技术公司发明的虹吸式高弹性液体分布器,已获得国家专利。国外制造厂商以及国内一些单位都各有自己的技术秘密。

2.气体分布器

目前,常用的进气分布器类型有多孔直管式、直管挡板式、切向号角式、单切向环流式、双列叶片式、双切向环流式和轴径向式。其中双切向环流分布器综合性能颇为优良,多用于大型填料塔,主要由顶板、入口导流板、弧形导流板、内套筒和外套筒(塔壁)组成。弧形通道、弧形导流板、塔底空间和分布器上方均布空间的共同作用使进料气体在塔内均匀分布。

近年为进一步改善塔内气体的分布,提高传质效率,又开发了许多性能优良的气体分布器。天津大学化学工程研究所设计出了带导流器和捕液吸能器的新型双切向环流式进气初始分布器。

双切向环流式进气初始分布器三维设计图

双切向环流式进气初始分布器

此分布器是在单切向环流式进气初始分布器的基础上开发出的一种面对称类、环流型、导流式进气初始分布器,由锥形进气口、环向导流板、内套筒、环形衬板、轴向导流板等部件组成。在国内炼油行业已推广应用于大型塔器中,但在塔中心气流偏多,环塔壁区气流偏少,轴向返转气流易将塔底部液层搅起形成液沫夹带。

辐射式进气初始分布器

辐射式分布器属径向式进气初始分布器,由进气管、分液器、辐射器、伞形导流器或捕液器组成。辐射器是由气体分配器和多层喇叭口状的导流器组成;伞形导流器是由伞骨、同心导流环和捕液器组成;捕液器则由环形框架和脱气填料组成。辐射式进气初始分布器具有优良的综合性能:气体分布不均匀度低;液沫夹带少;压力降小。

带导流器和捕液吸能器的双切向环流式进气分布器

该分布器克服了双切向环流式进气初始分布器的不足。其特点是上部的多层倒锥式导流板使气流更均匀,由栅板式框架及捕液填料组成的捕液器则将气体夹带的液滴捕集下来,同时减弱气体的动能,防止下部液体被气流搅起而产生严重的液体夹带。

3. 支承结构

大型规整填料塔的支承结构多采用常规支座、工字钢梁、垂直(穿流)塔圈和穿流式栅板,现发展到“四穿型支撑”,即穿流式支座、穿流式栅梁、穿流式塔圈和穿流式栅板。

钢梁结构

桁架支撑梁

它具有强度高、挠度小、透气性好等优点。桁架支承梁中间可以穿行,可利用空间高度大大降低,从而降低了全塔高度;同时桁架支承梁改善了大支承梁造成的气流旋流、冲击而影响塔板及填料性能发挥的缺点。桁架梁与普通工字钢梁相

比,可使气体实现横向混合,减少气相流动阻力,同时可减少金属质量。

无梁填料塔

无梁填料塔是由具有高效多功能内件组成,其特点: (1)在大直径塔中应用规整填料,增加了传质比表面积,提高了传质能力; (2)同时具有液体再分布、气体再分布、气液传质等功能; (3)消除了塔内支撑对塔效率的负面影响,提高了塔效率及处理通量; (4)采用了“超滤”技术,使规整填料不易堵塞。

支承圈

常规的支承圈为水平环板式,带筋板的垂直环板式可增加气体通道面积,降低压力降,减少气体分布的端效应,同时消除了易堵塞区。

四、结束语

随着工业的发展,生产装备逐渐向大型化发展,所用的填料塔径也越来越大,而塔的结构和填料也在不断改进。实践证明我们的科研工作者们,有足够的能力去迎接这个挑战,在以后的时间里,引领我们进入一个新时期。

参考文献

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化工原理课后答案

3.在大气压力为101.3kPa 的地区,一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔,仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作,则此时表压的读数应为多少? 解:KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力,采用如图所示的U 形压差计,指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解: kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10.硫酸流经由大小管组成的串联管路,其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3,体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的(1)质量流量;(2)平均流速;(3)质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11. 如附图所示,用虹吸管从高位槽向反应器加料,高位槽与反应器均与大气相通,且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动,设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg (不包括出口),试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’~

化工原理试验试题集

化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分是什么水分?实验过程中除去的又是什么水分?二者与哪些因素有关。 答:当干燥实验进行到试样重量不再变化时,此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分,实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度,湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内,已知理论板数为5块,F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料,在某一回流比下得到D =0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4,现下达生产指标,要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下,增加馏出液产量,有人认为,由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕,因此,完全可以采取操作措施,提高馏出物的产量,并有可能达到D =0.56kmol/h ,你认为: (1) 此种说法有无根据?可采取的操作措施是什么? (2) 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些? 答:在一定的范围内,提高回流比,相当于提高了提馏段蒸汽回流量,可以降低xW ,从而提高了馏出液的产量;由于xD 不变,故进料位置上移,也可提高馏出液的产量,这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD

化工原理作业详细答案

化工原理作业详细答案

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa,在甲 地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa。若改在乙地区操作,真空表的读数 为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度=()kPa 3. 65 Pa 10 20 10 3. 853 3= ? - ? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03 . 36 Pa 10 3. 65 10 33 . 1013 3= ? - ? 5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1=500 mm, R2=80 mm,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U管与大气连通的玻璃 管内灌入一段水,其高度R3=100 mm。试求A、B两点的表压力。 解:(1)A点的压力 ()(表) Pa 10 1.165 Pa 08 .0 81 .9 13600 1.0 81 .9 10004 2 汞 3 水 A ? = ? ? + ? ? = + =gR gR pρ ρ (2)B点的压力 ()(表) Pa 10 7.836 Pa 5.0 81 .9 13600 10 165 .14 4 1 汞 A B ? = ? ? + ? = + =gR p pρ 13.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至 精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压 力为1.0133?105 Pa。流体密度为800 kg/m3。精馏塔进口处的塔 内压力为1.21?105 Pa,进料口高于储罐内的液面8 m,输送管道 直径为φ68 mm ?4 mm,进料量为20 m3/h。料液流经全部管道 的能量损失为70 J/kg,求泵的有效功率。 解:在截面-A A'和截面- B B'之间列柏努利方程式,得 22 1122 1e2f 22 p u p u gZ W gZ h ρρ +++=+++∑ () s m 966 .1 s m 004 .0 2 068 .0 4 14 .3 3600 20 4 π kg J 70 m 0.8 Pa 10 21 .1 Pa 10 0133 .1 2 2 2 f 1 1 2 5 2 5 1 = ? - ? = = = = ≈ = - ? = ? = ∑ d V A V u h u Z Z p p ; ; ; ;

化工操作原理与安全实用版

YF-ED-J4941 可按资料类型定义编号 化工操作原理与安全实用 版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

化工操作原理与安全实用版 提示:该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全,以及交通运输安全等方面的管理,使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 一、化学反应与热量传递 几乎所有化学转化都离不开热量传递。虽 然传热装置都已标准化,但其使用特点却有很 大不同。如果夹层内壁两侧的物流能互相反 应,就应该安装特殊的检测装置,进行检漏和 报警。传热面的结垢会慢慢降低传热效率。如 果传热很快并且是在高温下进行,如燃烧炉中 的辐射管,管路上的垢层会形成热点,软化甚 至损坏管路。压力容器以及内部或外部的加热 或冷却蛇管结垢会降低设备的传热能力,有时

会使反应失控。入口和出口联线上的温度和压力测定一般能给出传热能力降低的警示,一旦达到危险限度,应该有视听信号报警。更严格的应该有自动关闭供油线路和自动启动通风系统的设施。还有按比例增加的问题。反应器的体积按其尺寸的立方增加,而夹套传热面积仅按其尺寸的平方增加。 除非反应器搅拌非常有效,处理的物质不很黏稠,以及通过冷却面的温度降很小,反应器内存在明显的径向温度梯度。如果从器壁到反应器中心的温度降是10℃,反应器中心的反应速率将比器壁附近的倍减。测温仪表一般安装于反应器的固定点,观测不出存在的径向温度梯度,而且,指示的温度往往不是温度的平均值。

化工原理作业答案

化工原理作业答案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

Pa ,乙地区的平均大气压力为 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地 区 操 作 时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解:(1)A 点的压力 ()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ (2)B 点的压力 13.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为? Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为? Pa ,进料口高于储罐内的液面8 m ,输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ,进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ,求泵的有效功率。 解:在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式,得 19.用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽(见本题附图)。反应器液面上方保持×103 Pa 的真空度,高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管, 总长 为35 m ,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率 为,求泵的轴功率。(已知溶液的密度为1073 kg/m 3,黏度为? Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm 。) 解:在反应器液面1-1,与管路出口内侧截面2-2,间列机械能衡算方程,以截面1-1,为基准水平面,得 22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ +++=+++∑ (1) 式中 z 1=0,z 2=17 m ,u b1≈0 p 1=×103 Pa (表),p 2=0 (表) 将以上数据代入式(1),并整理得

化工原理作业

第一部分 概念题示例与分析 一、 填空题 4—1 精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。答案:多次部分气化;多次部分冷凝 4—2 最小回流比是指 。答案:塔板数为无穷时的回流比的极限值 4—3 当分离要求和回流比一定时, 进料的q 值最小,此时分离所需的理论板数 。答案:过热蒸气;最多 分析:5种进料状况中的q 值是依过冷液体、饱和液体、气液混合、饱和蒸气和过热蒸气顺序由大变小的,这是由热状况参数q 定义所确定的。 L V F V I I I I mol mol q --==原料液的气化潜热所需热量的原料变成饱和蒸气态11由定义可见,在V I 、L I 为定值的情况下, 原料的原状态焓值越低,q 值越大。q 值的改变使提馏段操作线与平衡曲线间的距离发生变化,当q 值减小时,两线靠近,故所需理论板数增多。 4-4 简单蒸馏的主要特征是________和______。答案:不稳定操作或过程不连续;无回流 4-5 若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有:①所得馏出物平均浓度______;②所______;③馏出物总量______。答案:①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度;②两种情况的残液浓度相同;③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。 4-6 恒沸精馏和萃取精馏主要针对_____和 ______物系,这两种特殊精馏均采取加入第三组分的办法以改变原物系的_______。答案:沸点差很小;具有恒沸物体系;相对挥发度 4-7 精馏操作的依据是 ______ 。精馏操作得以实现的必要条件包括______和 ______。 答案:混合液中各组分的挥发度的差异;自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流 分析:精馏操作的依据只能是各组分间挥发度的差异或者说相对挥发度不等于1,而不可认为是各组分间沸点的不同。对纯组分,当压力一定时,沸点低者挥发性大。但对混合溶液,由于一个组分的挥发性受其他组分的影响,故不能仅从沸点或蒸气压大小来判断其挥发性能,为此,组分的挥发度是以蒸气压与液相摩尔分数的比值来表示的。有些物系,各组分沸点虽存在差异,但在恒沸组成处,相对挥发度为1,不能用普通的精馏方法分离。 塔内始终有逆向流动的液、气两股物流是实现精馏的必要条件,但并不意味塔顶必须有液相回流,塔底必须有产生回流蒸气的再沸器。例如将液态原料自塔顶加入,将气态原料自塔底加入或将饱和蒸气直接加入塔底等情况,均可替代回流作用。 4-8 恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是① ______; ②______ 。答案:恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物;萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性 4-9 等板高度)(HETP 的意义是 ____。若某填料塔的填料层高度为m 10,完成分离要求共需22块理论塔板(包括塔顶的部分冷凝器和塔底的再沸器),则等板高度=HETP 。 答案:与一块理论塔板传质作用相当的填料层高度;m HETP 5.0)222/(10=-= 分析:由于塔顶分凝器和塔釜均起理论板的分离作用,故塔内的理论板数不应包括此2块,即全部填料层只起了20块塔内理论板的分离作用。 4-10相对挥发度α=1,表示不能用 普通精馏分离 分离,但能用 萃取精馏或恒沸精馏分离 分离。 4—11 当增大操作压强时,精馏过程中物系的相对挥发度 ,塔顶温度 , 塔釜温度 。答案:减小;增加;增加 分析:同一物系,总压越高,物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高,由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率,故各组分的挥发度差异变小。 4-12连续精馏操作时,操作压力越大,对分离越 ,若进料气液比为4:1(摩尔)时,则进料热状况参数q 为 。答案:不利;0.2

安全操作规程化工企业

安全操作规程化工企业 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

目录

一、2-萘酚车间安全操作规程 1 磺化岗位安全操作规程 一般规定 经过安全和本工种专业技术培训,通过考试取得合格证后,持证上岗。 严格执行岗位责任制、交接班制度和其他有关规定。 熟悉本岗位的结构、工作原理、技术特征和维护保养方法。熟悉本岗位设备开、停车顺序和操作,以及检查、分析、防止和排除故障的方法。 上岗时,按规定穿戴好劳保用品。 开车前准备 检查清理所有设备、管道、阀件无滴渗漏堵塞现象。 仪表、电器设备、传动装置等保持正常使用要求,备好使用工具。 开硫酸液下泵进酸于计量槽,待回流时停泵,备用。 磺化锅应无杂物,投料前应先加热夹套热油,预热烘干水份。调整磺化锅的各种阀门必须使其处于正确位置,在磺化操作过程中,排空管必须保持畅通。 运行中的操作 开启精萘打料泵,将熔融的萘打入萘计量槽,回流时应立即关闭打萘泵电源,以免超压跑料,造成火灾隐患。 加酸过程中必须使搅拌处于转动状态,加酸必须先慢后快,防止反应剧烈造成安全事故。

投料、保温维持、取样过程中,必须保持排空管畅通,生产过程中发生堵管,导致锅内压力或温度超标,必须停止投料,关闭导热油,待管道疏通后方可恢复生产。 取样分析严禁搅拌转动,必须保证反应釜无压力状态下才能缓慢打开手孔取样,取样时操作人员严禁正对手孔,取样结束后应立即关闭手孔,并打开搅拌。 取样分析合格后,通知水解吹萘岗位操作人员,经水解吹萘岗位操作人员确认后,方可吹扫管道,且必须确保管道畅通方可出料。磺化出料压力严禁超过,出料结束后必须将出料管道内物料全部吹扫干净,并通知水解吹萘岗位操作人员出料完毕;出料完毕锅内余压排空必须缓慢进行,防止回收塔压力过高萘气外泄。 操作时发生的异常情况,分析数据必须按实际情况填写。 停车操作 停止搅拌,切断电源,关闭各种阀门。 下锅时必须切断搅拌机电源,悬挂警示牌,并设人监护。 反应釜必须按压力容器要求进行定期技术检验,检验不合格,不得开车运行。 锅内严禁存放物料,萘、酸计量槽严禁存放原料。 安全注意事项 精萘:萘的蒸汽和粉末对眼睛及呼吸系统的粘膜、皮肤和脑神经均有刺激作用,一般容易出现头晕、头痛、食欲不振、呕吐等症状中毒现象,在空气中的允许浓度为毫克/立升。萘易燃,闪点为86℃,爆炸范围按体积百分比,下限为,上限为,萘的岗位,应保持良好的通风。 98%硫酸:高浓度的硫酸具有强烈的吸湿性、腐蚀性,落在皮肤上会引起严重的灼伤(稀硫酸沾在衣服上也会引起化学腐蚀),其蒸

化工原理 第一章 习题及答案

化工原理第一章习题及答案

第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3.分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面

上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。 问题 5. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m2,水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向); (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么? 题5附图题6附图 答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下

大。 2)内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa ; 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa 。 因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。 问题 6. 图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U 形压差计,读数分别为R 1、R 2,两压差计间 用一橡皮管相连接,现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R 1与R 2有何变化?(说明理由) 答6.容器A 的液体势能下降,使它与容器B 的液体势能差减小,从而R 2减小。R 1不变,因为该 U 形管两边同时降低,势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7.由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g ,所以H 增加,压差增加,拔风量大。 问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8.前者指速度分布大小均匀;后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?

化工原理作业答案解析

3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?- ?5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解:(1)A 点的压力 ()表表表 Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042水3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ(2)B 点的压力 ()表表表 Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441 水A B ?=??+?=+=gR p p ρ13.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至 精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压 力为1.0133105 Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔 ?内压力为1.21105 Pa ,进料口高于储罐内的液面8 m ,输送管道 ?直径为φ68 mm 4 mm ,进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的 ?能量损失为70 J/kg ,求泵的有效功率。 解:在截面和截面之间列柏努利方程式,得 -A A '-B B '221 1221e 2f 22 p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑()s m 966.1m 004.02068.04 14.33600204πkg J 700m 0.8Pa 1021.1Pa 100133.1222f 1125251=?-?====≈=-?=?=∑d V A V u h u Z Z p p 表 表 表表

最新化工操作工理论考试试题库资料

化工操作工理论考试试题库 一、填空题 1.我公司的焦炉尺寸为(7.63)米,是亚洲最大的焦炉。 2.我公司主要的有毒有害气体有(甲醇)、(CO)、(苯)、(奈)、(H2S)、(SO2)、(NH3)。 3.甲醇的分子式为(CH3OH)。 4.NHD的全名为(聚乙二醇二甲醚)。 5.影响化学反应的速率的因素有(浓度)、(温度)、(催化剂)。 6.冬季四防的内容(防冻)、(防滑)、(防火)、(防中毒)。 7.容积泵启动前出口阀应处于(全开)位置。 8.系统使用除氧水的目的是(防止管道腐蚀结垢)。 9.离心泵的主要工作部件有(叶轮)、(泵轴)、(吸液室)、(泵壳)、(轴封箱)和(密封环)。 10.噪音防治一般有四种方法,分别为(吸声)、(隔声)、(消声)、(个人防护)。 11.燃烧必须具备的3个条件(可燃物)、(助燃物)、(火源)。 12.液位测量方法有直读式、(静压式)、(浮力式)、(电磁式)。 13.传热的3种方式有(热传导)、(对流)、(辐射)。 14.提高传热速率的途径有(增大传热面积)、(增大传热温差)、(提高传热系数) 15.我公司生产的主要产品有(焦炭)(甲醇)(硫磺)(焦油)(液氧)(液氩)。 16.硫酸的分子式为(H2SO4)。 17.压力测量仪表有单管、(U型压力表)、(压力表)、(压力变送器)。 18.影响化学平衡的因素有(浓度)、(压力)、(温度)、(催化剂)。 19.夏季四防的内容为(防雨)、(防汛)、(防雷击)、(防暑降温)。 20.离心泵启动前出口阀应处于(全关)位置。 21.系统使用除氧水的目的是(防止管道腐蚀结垢)。 22.离心泵的主要性能参数有(转速)、(流量)、(扬程)、(功率)和(效率)。 23.工业上的换热方式有(混合式)、(蓄热式)、(间壁式)。 24.常见的换热器主要有(夹套式换热器)、蛇管式换热器、(套管式换热器)、(列管式换热器)、(板式换热器)、(螺旋式换热器)、板翅式换热器、翅片式换热器及空气冷却器。 25. 灭火的基本方法有(隔离法)、(窒息法)、(冷却法)、(化学中断法)。 26.管路的连接方法有(螺纹连接)、(焊接连接)、(法兰连接)、承插连接。 27. 活塞式压缩机的主要零部件有:(机体)、活塞组件、(曲轴)、(轴承)、连杆、(十子头)、(填料)、气阀等. 28. 常用液位计有(玻璃管)液位计,(差压式)液位计,(浮筒)液位计等。 29. 进入设备容器的置换标准:(CO≤0.03mg/l、NH3≤0.03mg/l、H2S≤0.01mg/l、H2≤0.2%(V)、O2:18~21%(V) ). 30.灭火的基本方法有:(隔离法、窒息法、冷却法、化学中断法)。 31. 传热的基本方式有(传导)、(对流)和(辐射)。 32.压力容器有承受压力的壳体(连接体、密封元件、接管、开孔及其补强结构、支座)等主要部件组成. 33.煤的工业分析有(水份)、(挥发份)、(固定碳)、(灰份)四大常规分析。

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则 (1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 解:(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ? ??? ? ??=??=ελ 得 322 55 2121421 2211221 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩 短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍 解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ

化工原理实验思考题答案

化工原理实验思考题 实验一:柏努利方程实验 1. 关闭出口阀,旋转测压管小孔使其处于不同方向(垂直或正对流向),观测并记录各测 压管中的液柱高度H 并回答以下问题: (1) 各测压管旋转时,液柱高度H 有无变化这一现象说明了什么这一高度的物理意义是 什么 答:在关闭出口阀情况下,各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。这一现象可通过柏努利方程得到解释:当管内流速u =0时动压头02 2 ==u H 动 ,流体没有运动就不存在阻力,即Σh f =0,由于流体保持静止状态也就无外功加入,既W e =0,此时该式反映流体静止状态 见(P31)。这一液位高度的物理意义是总能量(总压头)。 (2) A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度为什么 答:A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度(排除测量基准和人为误差)。这一现象说明各测压管总能量相等。 2. 当流量计阀门半开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度H /并回 答以下问题: (1) 各H /值的物理意义是什么 答:当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲;当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静;两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。

(2) 对同一测压点比较H 与H /各值之差,并分析其原因。 答:对同一测压点H >H /值,而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值,原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。 (3) 为什么离水槽越远H 与H /差值越大 (4) 答:离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大,就直管阻力公式可以看出2 2 u d l H f ??=λ与 管长l 呈正比。 3. 当流量计阀门全开时,将测压管小孔转到垂直或正对流向,观察其的液位高度 H 2222d c u u =22 ab u ρcd p ρab p 2 2 u d l H f ??=λ计算流量计阀门半开和全开A 点以及C 点所处截面流速大小。 答:注:A 点处的管径d=(m) ;C 点处的管径d=(m) A 点半开时的流速: 135.00145.036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u A 半 (m/s ) A 点全开时的流速: 269.00145 .036004 16.0360042 2=???=???=ππd Vs u A 全 (m/s ) C 点半开时的流速: 1965.0012 .036004 08.0360042 2=???=???= ππd Vs u c 半 (m/s )

化工原理作业问题详解

3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa,在 甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa。若改在乙地区操作,真空表的 读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备绝对压力 绝压=大气压-真空度=()kPa 3. 65 Pa 10 20 10 3. 853 3= ? - ? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03 . 36 Pa 10 3. 65 10 33 . 1013 3= ? - ? 5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1=500 mm,R2=80 mm,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U管与大气连通的玻璃管灌入一 段水,其高度R3=100 mm。试求A、B两点的表压力。 解:(1)A点的压力 ()(表) Pa 10 1.165 Pa 08 .0 81 .9 13600 1.0 81 .9 10004 2 汞 3 水 A ? = ? ? + ? ? = + =gR gR pρ ρ (2)B点的压力 ()(表) Pa 10 7.836 Pa 5.0 81 .9 13600 10 165 .14 4 1 汞 A B ? = ? ? + ? = + =gR p pρ 13.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至 精馏塔3的中部进行分离。已知储罐液面维持恒定,其上方压力 为1.0133?105 Pa。流体密度为800 kg/m3。精馏塔进口处的塔压 力为1.21?105 Pa,进料口高于储罐的液面8 m,输送管道直径 为φ68 mm ?4 mm,进料量为20 m3/h。料液流经全部管道的能 量损失为70 J/kg,求泵的有效功率。 解:在截面-A A'和截面- B B'之间列柏努利方程式,得 22 1122 1e2f 22 p u p u gZ W gZ h ρρ +++=+++∑ () s m 966 .1 s m 004 .0 2 068 .0 4 14 .3 3600 20 4 π kg J 70 m 0.8 Pa 10 21 .1 Pa 10 0133 .1 2 2 2 f 1 1 2 5 2 5 1 = ? - ? = = = = ≈ = - ? = ? = ∑ d V A V u h u Z Z p p ; ; ; ;

化工操作原理与安全(最新版)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 化工操作原理与安全(最新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

化工操作原理与安全(最新版) 一、化学反应与热量传递 几乎所有化学转化都离不开热量传递。虽然传热装置都已标准化,但其使用特点却有很大不同。如果夹层内壁两侧的物流能互相反应,就应该安装特殊的检测装置,进行检漏和报警。传热面的结垢会慢慢降低传热效率。如果传热很快并且是在高温下进行,如燃烧炉中的辐射管,管路上的垢层会形成热点,软化甚至损坏管路。压力容器以及内部或外部的加热或冷却蛇管结垢会降低设备的传热能力,有时会使反应失控。入口和出口联线上的温度和压力测定一般能给出传热能力降低的警示,一旦达到危险限度,应该有视听信号报警。更严格的应该有自动关闭供油线路和自动启动通风系统的设施。还有按比例增加的问题。反应器的体积按其尺寸的立方增加,而夹套传热面积仅按其尺寸的平方增加。 除非反应器搅拌非常有效,处理的物质不很黏稠,以及通过冷

却面的温度降很小,反应器内存在明显的径向温度梯度。如果从器壁到反应器中心的温度降是10℃,反应器中心的反应速率将比器壁附近的倍减。测温仪表一般安装于反应器的固定点,观测不出存在的径向温度梯度,而且,指示的温度往往不是温度的平均值。 一般是通过热交换控制和调节反应过程。对于稳定操作,热量移出应和其生成速率平衡。考虑遵守Arrhenius定律的简单的放热反应,其产热速率可表示为 dQ/dt=Aexp(-E/RT)(1) 如果反应是在夹套式反应器中进行,热移出速率则表示为 dQ′/dt=UB(T—T0)(2) 式中Q和Q′分别为反应热和移出热;t为时间;A为常数;T 为反应混合物温度;T0为冷却水温度;U为传热系数;B为传热面积;R为气体常数。由式(1)和式(2)可见,放热反应的热生成速率与温度呈指数律,而热传递速率则与冷却介质与物料间的温差成线性关系。这常是产生事故的原因。 二、相平衡与组元分离

化工原理作业答案 (1)

Pa ,乙地区的平均大气压力为 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm , R 2=80 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃 管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解:(1)A 点的压力 ()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ

(2)B 点的压力 13.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为? Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为? Pa ,进料口高于储罐内的液面8 m ,输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ,进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ,求泵的有效功率。 解:在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式,得 19.用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽(见本题附图)。反应器液面上方保持×103 Pa 的真空度,高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管,总长为35 m ,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率为,求泵的轴功率。(已知溶液的密度为1073 kg/m 3,黏度为? Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为 mm 。) 解:在反应器液面1-1,与管路出口内侧截面2-2,间列机械能衡算方程,以截面1-1,为基准水平面,得 22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ +++=+++∑ (1) 式中 z 1=0,z 2=17 m ,u b1≈0 p 1=×103 Pa (表),p 2=0 (表) 将以上数据代入式(1),并整理得 =×17+24312.+1073109.253?+f h ∑=+f h ∑

化工原理实验模拟试题

流体流动阻力实验 一、在本实验中必须保证高位水槽中始终有溢流,其原因是: A、只有这样才能保证有充足的供水量。 B、只有这样才能保证位压头的恒定。 C、只要如此,就可以保证流体流动的连续性。 二、本实验中首先排除管路系统中的空气,是因为: A、空气的存在,使管路中的水成为不连续的水。 B、测压管中存有空气,使空气数据不准确。 C、管路中存有空气,则其中水的流动不在是单相的流动。 三、在不同条件下测定的直管摩擦阻力系数…雷诺数的数据能否关联在同一条曲线上 A、一定能。 B、一定不能。 C、只要温度相同就能。 D、只有管壁的相对粗糙度相等就能。 E、必须温度与管壁的相对粗糙度都相等才能。 四、以水作工作流体所测得的直管阻力系数与雷诺数的关系能否适用于其它流体 A、无论什么流体都能直接应用。 B、除水外什么流体都不能适用。 C、适用于牛顿型流体。 五、当管子放置角度或水流方向改变而流速不变时,其能量的损失是否相同。 A、相同。 B、只有放置角度相同,才相同。 C、放置角度虽然相同,流动方向不同,能量损失也不同。 D、放置角度不同,能量损失就不同。 六、本实验中测直管摩擦阻力系数时,倒U型压差计所测出的是: A、两测压点之间静压头的差。 B、两测压点之间位压头的差。 C、两测压点之间静压头与位压头之和的差。 D、两测压点之间总压头的差。 E、两测压点之间速度头的差。 七、什么是光滑管 A、光滑管是绝对粗糙度为零的管子。 B、光滑管是摩擦阻力系数为零的管子。 C、光滑管是水力学光滑的管子(即如果进一步减小粗糙度,则摩擦阻力不再减小的管 子)。 八、本实验中当水流过测突然扩大管时,其各项能量的变化情况是: A、水流过突然扩大处后静压头增大了。 B、水流过突然扩大处后静压头与位压头的和增大了。 C、水流过突然扩大处后总压头增大了。 D、水流过突然扩大处后速度头增大了。 E、水流过突然扩大处后位压头增大了 BCECAAAA

化工企业安全操作规程1

化工企业安全操作规程2016-10-17 《化工企业20个工种岗位安全操作规程》目录各工种岗位安全操作通则 一、车间操作工操作安全规程 二、公用工程岗位操作安全规程 三、焚烧炉岗位操作安全规程 四、污水处理岗位操作安全规程 五、… 六、 七、离心工岗位操作安全规程 八、烘房岗位操作安全规程 九、包装工岗位操作安全规程 十、装卸工岗位操作安全规程 十一、叉车工岗位操作安全规程 十二、五金仓管岗位操作安全规程 十三、剧毒品仓管岗位操作安全规程 十四、:

十五、原料库仓管操作安全规程 十六、 十七、成品库仓管操作安全规程 十八、机修工岗位操作安全规程 十九、电工岗位操作安全规程 二十、仪表工岗位操作安全规程 二十一、化验员岗位操作安全规程 二十二、研发员岗位操作安全规程 二十三、| 二十四、危险品车辆押运员岗位操作安全规程 二十、危险品车辆驾驶员岗位操作安全规程 各工种岗位安全操作通则1. 上岗前必须按规定正确穿戴好一切劳动防护用品,严禁穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋上岗。2. 自觉遵守安全生产规章制度,不违章作业,并及时制止他人违章作业,对违章指挥有权拒绝。3. 在岗位上车间内严禁打闹、玩笑、脱岗、串岗、睡岗等违法劳动纪律的的行为,以防发生事故。4. 现场一切电气、安全、消防等设施,不得随便拆动,发现隐患积极排除,并及时向上级报告。 5. 设备检修严格执行挂牌、监护、确认制,并认真填写检修工作票。

6. 所有员工一律持证上岗,特殊工种须有有关部门颁发的《特种作业人员操作证》,严禁无证上岗。 7. 积极参加各种安全活动,(包括班前会、班后会、事故分析会等),严格执行交接班制度,主动提出改进安全工作的合理化建议。 、1、车间操作工岗位操作安全规程 反应釜开车前:1. 检查釜内、搅拌器、转动部分、附属设备、指示仪表、安全阀、管路及阀门是否符合安全要求。2. 检查水、电、气是否符合安全要求。 反应釜开车中:1. 加料前应先开反应釜的搅拌器,无杂音且正常时,将料加到反应釜内,加料数量不得超过工艺要求。2. 打开蒸气阀前,先开回气阀,后开进气阀。打开蒸气阀应缓慢,使之对夹套预热,逐步升压,夹套内压力不准超过规定值。3. 蒸气阀门和冷却阀门不能同时启动,蒸气管路过气时不准锤击和碰撞。4. 开冷却介质(水、7℃水、盐水、冷乙醇)阀门时,先开回路阀,后开进路阀。冷却介质压力不得低于0.1兆帕,也不准高于0.2兆帕。5. 水环式真空泵,要先开泵后给水,停泵时,先停泵后停水,并应排除泵内积水。6. 螺杆式干燥真空本严格按照操作规程操作。7. 随时检查反应釜运转情况,发现异常应停车检修。8. 清洗反应釜时,不准用碱水刷反应釜,注意不要损坏搪瓷。 <

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