化工过程开发与设计考试重点
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化工设计知识点概括化工设计是指根据工艺技术要求和经济指标,对化工产品的工艺过程进行优化设计的过程。
在化工设计过程中,需要掌握一些基本的知识点。
本文将概括介绍几个重要的化工设计知识点。
1. 化工工艺流程化工工艺流程是指化工产品的生产工艺过程中的各个环节及其相互关系。
通常,化工工艺流程包括原料处理、反应过程、分离过程和产品收率等几个基本步骤。
在设计过程中,需要对每个步骤进行合理安排,以保证产品质量和生产效率。
2. 物质平衡和能量平衡物质平衡和能量平衡是化工设计中的两个重要方面。
物质平衡要求对原料和产物之间的质量关系进行准确计算和控制,以确保产品的质量稳定。
能量平衡则是指对能量流动进行计算和优化,以提高能源利用效率和降低生产成本。
3. 设备设计在化工设计中,需要进行各种设备的设计,如反应器、蒸馏塔、换热器等。
设备的设计要考虑到工艺流程的特点和要求,以及设备的操作安全和可靠性。
因此,在设计过程中需要掌握各种设备的性能参数和设计原理。
4. 材料选择化工设计中的材料选择非常重要,它直接影响到产品的质量和生产成本。
在选择材料时,需要考虑到其化学性质、物理性质、耐腐蚀性等方面的要求。
同时,还需要根据不同的工艺条件选择合适的材料。
5. 安全与环保安全和环保是化工设计的重要考虑因素。
合理设计化工过程,减少事故风险,遵循安全操作规程,确保工作人员的生命安全和健康。
同时,在设计过程中应考虑到对环境的影响,并采取相应的措施减少污染。
以上仅是化工设计中的部分知识点概括,实际上,化工设计是一个综合性强的学科,需要掌握化学、工程学和计算机等多个领域的知识。
通过不断学习和实践,不断提高自己的综合能力,才能成为一名优秀的化工设计师。
化工设计知识点总结化工设计是化学工程领域中非常重要的一部分,它涉及到各种化工流程、设备选择和操作等方面的内容。
本文将对化工设计中的一些关键知识点进行总结,并分为以下几个方面来进行讨论:一、化工流程设计化工流程设计是化工设计的核心内容,它包括流程图的绘制、物料平衡、能量平衡、设备选择等方面的内容。
1. 流程图的绘制在化工流程设计中,流程图的绘制是非常重要的一步。
可以使用标准的符号和线条来表示不同的操作步骤和设备,以清晰地表达化工过程中的各个环节。
2. 物料平衡物料平衡是指在化工流程中,对物料的输入和输出进行计算和控制。
通过物料平衡的计算,可以确保化工过程中物料的使用效率和产出效果。
3. 能量平衡能量平衡是指在化工流程中,对能量的输入和输出进行计算和控制。
能量平衡的计算是化工过程中节能减排的重要手段,可以提高能量利用效率。
4. 设备选择在化工流程设计中,选择合适的设备是非常重要的一环。
需要考虑设备的工艺性能、安全性能、经济性、可靠性等方面的因素,以确保化工过程的稳定运行。
二、化工设备设计化工设备设计是化工设计中的另一个重要内容,它涉及到各种设备的结构设计、功能设计和操作设计等方面。
1. 结构设计化工设备的结构设计是指对设备的外形和内部结构进行设计和优化。
需要考虑设备的强度、稳定性和方便性等方面的因素,以确保设备在使用过程中的安全性和可靠性。
2. 功能设计化工设备的功能设计是指根据化工过程的需求,对设备的功能进行设计和调整。
需要考虑设备的传热、传质、混合等功能,以满足化工过程的要求。
3. 操作设计化工设备的操作设计是指对设备的操作方式和操作流程进行设计和规划。
需要考虑操作的简便性、安全性和效率性等方面的因素,以确保设备在操作过程中的顺利运行。
三、化工安全设计化工安全设计是化工设计中最重要的一部分,它涉及到化工过程中的安全措施和应急预案等方面的内容。
1. 安全措施化工安全设计需要考虑设备的安全性能、操作的安全性和人员的安全等方面的因素。
化工设计必背知识点化工设计是化工专业的核心课程之一,是培养学生工程设计能力的重要环节。
掌握化工设计的必备知识点对学生能否成功完成化工工程设计项目起着决定性作用。
下面将介绍一些化工设计中必须牢记的核心知识点。
一、化工工艺流程化工工艺流程是化工设计的基础。
设计师需要了解具体化工工艺的原理、步骤和流程,从而确保工程的顺利进行。
常见的化工工艺流程包括物料平衡、能量平衡、质量平衡、反应工程等。
物料平衡是指在化工过程中物质的输入和输出量保持平衡,即通过计算原料和产物的物料流量,确保系统内各组分物质的平衡。
能量平衡是指在化工过程中能量的输入和输出量保持平衡,即通过计算热量传递和产生的热效应,确保系统的能量平衡。
质量平衡是指在化工过程中各组分物质的质量保持平衡,即通过计算组分的质量流量,确保系统内各组分物质的质量平衡。
反应工程是化工过程中最核心的环节之一,涉及化学反应的原理、速率以及反应器的设计等。
设计师需要了解不同反应条件下的反应行为,选择合适的反应器,并评估反应过程中的反应速率和转化率等参数。
二、化工设备选型在化工设计中,合理选型适用的化工设备对于工程的顺利运行至关重要。
设计师需要根据工艺流程和工程要求,选择适当的化工设备。
常见的化工设备有反应器、分离设备(如蒸馏塔、萃取塔、吸收塔等)、传热设备(如换热器、冷凝器等)等。
在设备选型中,设计师需要考虑工程的规模、物质的性质、操作条件和经济性等因素。
合理选型能够提高设备的效率、减小能耗,并确保产品的质量和安全性。
三、化工安全化工安全是化工设计中的重要环节。
设计师需要对工艺过程中的潜在危险进行评估,并采取相应的措施确保工程的安全性。
化工安全的关键是风险评估和控制。
设计师需要了解化学品的性质和危险性,评估工艺中的各种风险,并制定相应的安全措施。
同时,设计师还需要了解相关的安全法规和标准,确保工程符合法规要求,并保障操作人员的安全。
四、工程经济工程经济是化工设计中的重要考虑因素之一。
化工过程分析与合成考点1.化工过程基本原理:包括质量守恒、能量守恒以及物质守恒等基本原理。
考生需要掌握物质在化工过程中的转化过程,掌握流体力学、传热传质以及反应工程的基本原理。
2.化工过程流程分析:对化工过程进行流程分析,包括对物料流动、能量传递、物质传递以及反应转化等的分析。
考生需要理解流程图、平衡图以及相图等工具的使用方法,用以分析化工过程中的流程特点与问题。
3.化工过程的参数确定:化工过程中的参数确定是化工工程设计的重要环节。
考生需要了解不同参数对化工过程的影响,并能根据过程需求确定合理的参数范围。
此外,还需要了解参数确定的方法与技巧,包括试验方法、模型分析以及经验公式等。
4.化工过程的合成方法:化工过程的合成方法是实现化学转化与物质变换的重要手段。
考生需要了解常见的合成方法,包括物性分析、反应机理分析以及催化剂的设计与选择等内容。
此外,还需要了解合成方法的优化与控制策略,以便能够根据具体过程需求设计合适的合成方法。
在准备化工过程分析与合成的考试时,考生需要重点掌握以下知识点:1.物料平衡的计算方法:根据不同的化工过程,需要掌握不同的计算方法,包括闭式系统的物料平衡、开式系统的物料平衡以及多元物料平衡等。
2.能量平衡的计算方法:了解化工过程中的能量转化与传递过程,掌握能量平衡的计算方法,包括热平衡、热效益以及不同热传导方式的计算等。
3.反应动力学与反应工程:了解反应动力学的基本原理,掌握反应速率与反应物浓度的关系,了解反应器的选型与设计原则。
4.分离与纯化技术:了解不同的分离与纯化技术,包括蒸馏、吸附、萃取、结晶等方法,掌握其原理与应用。
5.废水处理与废气治理技术:了解废水处理与废气治理的基本原理和技术,包括生物处理、化学处理、物理处理以及催化氧化等方法。
6.过程设计与控制:了解化工过程设计与控制的原则与方法,包括流程设计原则、安全设计原则以及自动化控制等。
准备化工过程分析与合成的考试,需要考生从理论与实践两个方面进行综合准备。
化工过程开发与设计作业名字:韦良优班级:应化12班学号:2014092021011.化工过程开发步骤有哪些?具体是什么?答:1.实验室研究1)基础研究:指在实验室进行的筛选技术路线和工艺方案,测定有关物性数据及反应热、动力学参数,筛选分析方法和研制催化剂等。
2)小试:在基础研究的基础上,在实验室建立小型实验装置进行工艺模拟试验,主要任务是优化工艺条件。
2.收集资料:包括过程放大和设计装置所需的数据和判据,以及围绕工艺过程评价或项目评估所需要的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境等多种信息。
3.概念设计(预设计):它是根据实验室研究成果和收集的技术经济资料,对被开发过程的工业化方案提出的初步设想。
目的在于检验实验室研究成果是否符合技术开发的要求,对以后开发步骤的研究或设计工作提供指导。
主要内容:◆工艺路线和工艺方法的说明◆工艺流程简图◆简单的物料衡算和能量衡算◆原材料及其消耗指标◆主要设备型式◆预计的“三废”◆排放量及毒害性◆投资成本估算◆中试研究的建议4.技术经济评价:它是对开发项目进行技术可靠性和经济合理性的考察,以便对技术方案和开发工作进行决策。
技术经济评价贯穿于开发过程的始终。
1)初步评价(立题评价):是在选题或确定开发项目时决定取舍所进行的评价。
2)中间评价:是在开发过程中,对开发研究的各个阶段结果作出评价,通常侧重于技术方案的科学性和可靠性,以及在经济上的合理性。
3)最终评价(工业化评价或项目评估):是在技术开发工作后期进行的评价。
目的是为项目的投资建设作出决策。
评价的依据是开发研究报告、市场研究报告等技术经济资料。
若评价结论肯定,即可投资进行建设。
5.模型试验:一般是对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟试验。
所用设备一般比实验室规模大并且具有工业设备的仿真性质。
主要研究内容:考察各种工程因素对过程的作用及其规律,观察放大效应和分析、寻找产生放大效应的原因。
6.中试(中间试验工厂):它是在小试或模型试验之后进行的半工业化规模的模拟试验。
1. 化工厂按生产方式可分为连续操作型操作和间歇操作型操作,一般大、中型化工厂多是前者。
2. 新技术开发过程中有几个重要的环节,即概念设计,中试设计和基础设计等,这类设计主要由开发研究单位的工程开发部门负责进行。
3.流程设计一般由浅入深,根据先后程序大体上可分为流程框图、流程示意图、流程草图和工艺流程图等四种。
4. 化工设备从设计角度可分为两类:标准设备(定型设备)和非标准设备(非定型设备。
5. 管壳式换热器管子的直径:碳钢与合金钢19mm 和25mm ;不锈钢为19mm 和 25mm。
管子一般按正三角形或正方形的形式排列。
7. 真空度是衡量真空泵性能的主要技术参数之一,可以用绝对压力(p)或者真空度(pv)表示。
8. 取样流程有直接取样流程和压差式取样流程。
压差式取样流程又有压差式循环流程和压差式非循环流程。
9. 化工管路设计包括管路计算和管道布置两大部分。
10.管道的敷设可以分为架空敷设和地下敷设两种。
地下敷设埋地敷设,管沟敷设11. 在化工设计过程中,化工工艺专业人员给设备设计人员提供的应包括设备简图1. 化工设计是以化工厂或化工生产装置的建设为目的的。
3.典型的化工工艺流程一般由六个单元组成,按生产顺序分别为原料贮存、原料预处理、反应、产品的分离、产品精制及包装和贮存。
6. 取样系统流程设计时一般需注意,取样点应选择在压力管道上上,并应在流动的工艺物料主管道的低温部位引出。
取样介质温度,一般介质应小于或等于40℃为宜。
7.型号为G500II—2.5—80的管壳式换热器,G表示型号代号;500是公称直径;II表示管程数;2.5是公称压力;80是公称换热面积。
8. 车间布置设计的内容可分为车间厂房布置和车间设备布置。
9. 在绘制管道布置图时,主要物料管道采用粗实线(0.9mm)画出,其它管道用中粗实线画出。
大直径(DN≥250mm)或重要管道,可用中粗实线双线绘制。
2.化工厂布置主要包括三方厂址的选择,化工厂总平面布置和车间布置。
化工设计关键知识点化工设计是化学工程领域中重要的一环,涵盖了广泛的知识点和技术要求。
在本文中,我们将介绍几个化工设计中的关键知识点,帮助读者对该领域有更深入的了解。
一、化学反应工程化学反应工程是化工设计的核心内容之一。
它涉及到了化学反应的基本原理和机制,通过控制反应条件来实现产品的高效合成。
反应速率、反应平衡以及反应的废物处理等都是需要考虑的重要因素。
在化学反应工程中,化学工程师需要明确不同反应的热力学性质,并确定反应的最适条件。
此外,还需要考虑反应的安全性以及可能产生的副产物对环境的影响。
二、过程流程图过程流程图是化工设计中常用的工具,用于清晰地描述整个化工生产过程。
它包括了原料准备、反应、分离、纯化、处理、储存等各个环节。
通过绘制过程流程图,化工工程师可以更好地理解和优化整个生产过程。
在过程流程图中,需要准确描述每个操作步骤的详细参数,例如温度、压力、流量等。
同时,还需要标明主要设备的位置和作用,以及各个操作单元之间的连线和物质流动情况。
三、设备选型与设计化工设计中,设备选型是至关重要的一步。
化学工程师需要根据工艺流程和生产需求来选择最适合的设备,并进行合理的设计。
设备选型和设计需要考虑到物料的性质、工艺的特点以及所需的产能等多个因素。
在设备选型和设计中,还需要充分考虑安全性和经济性的因素。
例如,选择符合规范和标准的设备,确保设备能够正常运行并提供良好的产品质量。
四、工艺安全工艺安全是化工设计中的重要内容,涉及到人员安全、设备安全以及对环境的保护。
化学工程师需要对潜在的危险因素进行评估,并提出相应的防范措施。
在工艺安全中,需要考虑到化学品的危险性和使用条件,以确保操作人员的安全。
此外,还需要制定应急预案,以应对可能发生的事故和突发情况。
五、质量控制与优化在化工设计中,质量控制和优化是必不可少的环节。
化学工程师需要通过合理的工艺控制和分析手段,确保产品的质量满足要求。
质量控制和优化涉及到实验室研究、数据分析、统计方法等多个方面。
化⼯设计复习题⼀《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。
1. 化工厂按生产方式可分为连续操作型操作和间歇操作型操作,一般大、中型化工厂多是前者。
2. 新技术开发过程中有几个重要的环节,即概念设计,中试设计和基础设计等,这类设计主要由开发研究单位的工程开发部门负责进行。
3.流程设计一般由浅入深,根据先后程序大体上可分为流程框图、流程示意图、流程草图和工艺流程图等四种。
4. 化工设备从设计角度可分为两类:标准设备(定型设备)和非标准设备(非定型设备。
5. 管壳式换热器管子的直径:碳钢与合金钢19mm 和25mm ;不锈钢为19mm 和 25mm。
管子一般按正三角形或正方形的形式排列。
7. 真空度是衡量真空泵性能的主要技术参数之一,可以用绝对压力(p)或者真空度(pv)表示。
8. 取样流程有直接取样流程和压差式取样流程。
压差式取样流程又有压差式循环流程和压差式非循环流程。
9. 化工管路设计包括管路计算和管道布置两大部分。
10.管道的敷设可以分为架空敷设和地下敷设两种。
地下敷设埋地敷设,管沟敷设11. 在化工设计过程中,化工工艺专业人员给设备设计人员提供的应包括设备简图1. 化工设计是以化工厂或化工生产装置的建设为目的的。
3.典型的化工工艺流程一般由六个单元组成,按生产顺序分别为原料贮存、原料预处理、反应、产品的分离、产品精制及包装和贮存。
6. 取样系统流程设计时一般需注意,取样点应选择在压力管道上上,并应在流动的工艺物料主管道的低温部位引出。
取样介质温度,一般介质应小于或等于40℃为宜。
7.型号为G500II—2.5—80的管壳式换热器,G表示型号代号;500是公称直径;II表示管程数;2.5是公称压力;80是公称换热面积。
8. 车间布置设计的内容可分为车间厂房布置和车间设备布置。
9. 在绘制管道布置图时,主要物料管道采用粗实线(0.9mm)画出,其它管道用中粗实线画出。
大直径(DN≥250mm)或重要管道,可用中粗实线双线绘制。
2.化工厂布置主要包括三方厂址的选择,化工厂总平面布置和车间布置。
化工设计重点部分第一章绪论什么是《化工设计》?简言之,就是把化工领域的科研成果和先进技术转化为可以施工的图纸(包括表格及说明);或者是对现有生产装置创造性的“复制”。
➢化工设计是把化工工程从设想变成现实的一个建设环节。
➢化工设计是化工工程建设的灵魂,起着主导和决定作用。
➢化工设计要求:技术可行、工艺可靠、经济合理。
简答:化工生产的特点➢工艺流程复杂——流程很长,如乙烯工业➢操作状态变化大——如原油的二次加工过程➢流体输送多——管道、输送设备多➢具有腐蚀性——管道、设备材质第二章化工设计的程序与内容1 开发研究单位提供基础设计,工程研究部门根据建厂地区的实际情况做出工程设计。
2 中试装置设计要求:在设计流程、规模和设备结构型式不一定与工业装置完全相同,但必须在实本质上反映工业装置的特性和规律,为基础设计提供基础数据。
3 初步设计☐根据设计任务书,对设计对象进行全面研究,寻求技术上可能、经济上合理、安全适用、三废治理完善的设计方案。
☐确定全厂性的设计原则、标准、方案和水、电、汽的供应方式和用量,关键设备的选型及产品成本,三废治理,项目投资等重大技术经济问题。
☐初步设计阶段应编写初步设计说明书——设计成品。
4 施工图设计☐根据已批准的扩大初步设计,结合建厂地区条件,在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。
☐根据建筑施工、设备制造及安装工程的需要将初步设计中确定的设计原则和设计方案进一步具体化。
☐此设计阶段的设计成品包括详细的施工图纸,必要的文字说明和工程预算书。
5 可行性研究——拟议中的投资项目在决定实施以前,对该项目技术上的可行性和先进性,及经济上的合理性和获利性进行调查研究、分析论证好方案选优的工作。
6 工艺技术方案➢国内外工艺技术概括;➢工艺技术的对比和选择,新技术的先进性和可靠性;引进技术来源、特点及推荐理由,转让费估算,引进方式及消化吸收建议;7 工作内容:➢确定全厂性的设计原则、标准和方案及水、电、汽供应方式和用量,关键设备的选型及产品成本、项目投资等重大技术经济问题8 现场服务设计代表的任务:参加基本建设的现场施工和安装(必要时修正设计),装置建成后参加试车运转工作,使装置达到设计所规定的各项指标要求。
化工设计重要知识点化工设计是化学工程领域中的重要分支,涉及到广泛的知识领域。
在化工设计过程中,有一些关键的知识点至关重要,对于确保设计方案的可行性和高效性具有重要意义。
本文将介绍化工设计的一些重要知识点。
1. 原料选择与性质评估在化工设计中,选择合适的原料是至关重要的。
原料的选择应考虑其性质、供应稳定性、价格、环境影响等因素。
同时,对于所选原料的性质进行评估也是必要的,包括物理性质、化学性质、安全性等。
通过对原料的评估,可以合理选择原料,并为后续的设计工作提供依据。
2. 反应工艺设计反应工艺设计是化工设计的核心。
它包括反应装置的选择、反应动力学的研究、反应条件的确定等。
在反应工艺设计中,需要考虑反应的稳定性、选择适当的反应催化剂、确定反应的温度、压力等参数。
合理设计反应工艺可以提高反应的效率和产物的纯度。
3. 分离与纯化技术在化工设计中,分离与纯化技术是不可或缺的环节。
它们用于将反应产物与未反应的原料或其他杂质进行分离,以获得纯净的目标产品。
常用的分离与纯化技术包括蒸馏、结晶、吸附、萃取等。
在设计过程中,需要选择适当的分离与纯化技术,并优化操作条件,以提高分离效率和产品质量。
4. 热力学计算与能量平衡热力学计算与能量平衡是化工设计中的重要内容。
它们用于确定化工过程中的热力学性质和能量变化。
通过热力学计算,可以确定反应的焓变、熵变等参数,评估反应的热力学可行性。
能量平衡则用于计算化工过程中的能量输入与输出,为设备选型和操作参数的确定提供依据。
5. 安全性与环保性考虑在化工设计中,安全性与环保性是至关重要的考虑因素。
设计过程中应采取措施确保化工过程的安全性,避免事故的发生。
同时,还需要考虑化工过程对环境的影响,减少污染物的排放,并寻求环保的替代方案。
综上所述,化工设计涉及到许多重要的知识点,包括原料选择与性质评估、反应工艺设计、分离与纯化技术、热力学计算与能量平衡、安全性与环保性考虑等。
了解并熟练应用这些知识点,可以为化工设计提供有力的支持,确保设计方案的可行性和高效性。
化工设计期末知识点总结化工设计是化工专业学生必修的一门课程,主要涉及到化工流程的设计、优化和改进。
在期末考试中,掌握和理解重要的知识点是取得好成绩的关键。
本文将对化工设计期末考试的知识点进行总结,以帮助同学们更好地复习和备考。
一、化工设计概述化工设计是指在确定了产品种类、工艺路线和原料配方之后,对化工生产过程进行结构分析、参数计算和设计,并在此基础上确定化工生产设备和流程的一门综合性课程。
化工设计的核心内容是流程设计、设备设计和工艺设计。
1.1 流程设计流程设计是化工设计的起点和基础,它确定了化工生产的工艺路线和生产流程。
在流程设计中,需要考虑反应器的类型和选型、反应条件的确定以及原料和产物的流动方式等因素。
1.2 设备设计设备设计是化工设计的重要环节,它与整个化工生产过程的顺利进行密切相关。
在设备设计中,需要考虑设备的类型、尺寸和选型,并根据工艺流程要求确定设备的操作压力、温度和流量等参数。
1.3 工艺设计工艺设计是化工设计的核心内容,它包括反应过程的工艺条件、产物纯度要求、设备的规格和操作要求等方面。
在工艺设计中,需要进行物质平衡计算、能量平衡计算以及传质和传热计算等,以确保化工生产过程的稳定和高效。
二、化工热力学热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,对于化工设计而言,热力学的理论和方法是不可或缺的。
以下是化工热力学的常见知识点总结。
2.1 热力学基本定律热力学基本定律包括能量守恒定律、熵增定律和化学势定律。
能量守恒定律指出,在孤立系统中,能量既不能自己产生也不能自己消失,只能由一种形式转化为另一种形式。
熵增定律指出,孤立系统的总熵只能增加或保持不变,不能减少。
化学势定律指出,化学势是描述系统中物质变化趋势的物理量。
2.2 热力学循环热力学循环是指在一定条件下,将热能转化为功的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、布雷顿循环和雪球循环等。
2.3 状态函数和过程函数在热力学中,我们常常用状态函数和过程函数来描述系统的热力学性质。
化工过程设计知识点化工过程设计是指通过合理地设计化工生产过程的各个环节和参数,以达到预定的生产目标和经济效益的科学方法。
在化工过程设计中,需要涉及到一系列的知识点。
一、物料平衡物料平衡是化工过程设计的基础,是指在化工生产过程中,对物料的进出量进行平衡计算。
通过物料平衡,可以确定各个装置的输入和输出物料流量,以及反应过程中各个组分的转化率。
在进行物料平衡计算时,需要考虑到各种反应、蒸馏、吸收、萃取等化工操作过程。
二、能量平衡能量平衡是指在化工过程中,对能量的输入和输出进行平衡计算,以确定能量的转换和利用方式。
通过能量平衡,可以确定各设备的能耗和热交换需求,以及判断各个装置是否能够满足工艺要求。
能量平衡计算中需要考虑到化学反应的热效应、物料的相变、传热和传质等过程。
三、反应工程学反应工程学是研究化学反应在工程上的应用的学科,主要研究反应过程中的动力学、热力学和传质过程。
在进行化工过程设计时,需要根据反应工程学的知识,确定反应的动力学参数、热力学平衡条件和传质过程的速率,以达到最优的反应条件和产率。
四、设备选择与设计在化工过程设计中,需要选择和设计适当的化工设备,以实现预定的物料和能量平衡。
设备选择与设计需要考虑到化学反应的条件、操作压力和温度、材料的耐腐蚀性以及设备的可靠性和经济性等因素。
常见的化工设备包括反应釜、蒸馏塔、换热器、泵和压缩机等。
五、工艺流程图工艺流程图是化工过程设计中的重要工具,用于描述化工生产过程中各个操作和设备之间的关系。
工艺流程图需要清晰地展示物料和能量的流动路径,以及各个操作单元的功能和作用。
通过工艺流程图,可以帮助工程师和操作人员理解和控制化工生产过程。
六、安全与环保在进行化工过程设计时,需要考虑到对人员和环境的安全与环保。
这包括对危险品的储存和使用、防火防爆设计、废水废气的处理以及事故应急措施等。
化工过程设计中的安全与环保措施需要符合国家和行业的相关法律法规和标准。
综上所述,化工过程设计涉及到物料平衡、能量平衡、反应工程学、设备选择与设计、工艺流程图以及安全与环保等知识点。
化工过程开发复习化工过程开发是指将化学反应、物料传递、热传递和质量传递等过程所涉及的现代化工技术,应用于化工工业中的新产品和新工艺的开发过程。
化工过程开发包括研究目标的确定、方案设计、实验验证和工程转化等环节,旨在开发出满足市场需求、具有竞争力的新产品和新工艺。
化工过程开发首先需要确定研究目标。
在确定研究目标时,需要考虑市场需求、技术可行性和经济效益等因素。
市场需求是化工过程开发的根本动力,只有满足市场需求的产品和工艺才能得到市场认可。
技术可行性是指在资源、设备和技术等方面是否具备开发目标的条件。
经济效益是化工过程开发的重要指标之一,需要对项目的投资和回报进行综合评估。
方案设计是化工过程开发的核心环节。
在方案设计中,需要选择合适的反应路径、确定适宜的反应条件和选择合适的催化剂。
反应路径的选择需要考虑反应产物的结构和性质,以及反应速率和选择性等方面的要求。
反应条件的确定需要考虑反应温度、压力和反应物的浓度等因素,以保证反应的效率和产物的质量。
催化剂的选择可以提高反应速率和选择性,降低反应温度和压力,从而提高工艺的经济性和环保性。
实验验证是化工过程开发的关键环节。
通过实验验证可以评估方案的可行性和有效性,从而指导工业化生产。
实验验证包括小试实验和中试实验两个阶段。
小试实验主要是评估方案的技术可行性,通过少量原料进行实验验证,获得初步的反应动力学和质量传递等数据。
中试实验主要是评估方案的经济可行性,通过大量原料进行实验验证,获得完整的工艺参数和产物质量等数据,为工程转化提供可靠的依据。
工程转化是化工过程开发的最终目标。
在工程转化中,需要考虑设备的选型和设计、工艺的优化和调整、安全与环保的考虑等因素。
设备的选型和设计需要考虑原料的物性和反应的工艺条件等因素,以确保设备能够稳定运行,满足工艺的要求。
工艺的优化和调整需要根据实验验证的结果进行相应的调整,以提高工艺的效率和产物的质量。
安全与环保是工程转化的重要指标之一,需要考虑反应的危险性和废物的处理等方面的问题,以确保生产过程的安全和环保。
一、名词解释(10分)
1、化学工艺(Chemical Techonlogy):凡是运用化学方法改变物质组成、结构,合成新物质
的生产过程和技术。
2、化学工业(Chemical Industry):运用化学工艺生产化学品的产业部们。
3、化学工程(Chemical Engineering):研究化学工业生产过程中的共同规律,解决规模放大、
设计和生产操作的科学。包括传递过程、化工热力学、化学反应工程、分离工程、单元操作
和过程系统工程等。
4、化工过程:是指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成
的工作,即化学品的变化。
5、化工过程开发:是指从一个有关新产品、新技术或新工艺概念的形成,到科研、设计、
建设工厂,从实验室研究成功的过渡到第一套工业规模生产装置,付诸实施的全部过程。
6、工程设计:用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的过程。
7|、工艺发表:工艺专业向项目内部有关专业发表工艺文件的一种行为。
8、折旧 :将固定资产的损耗按一定方法逐步转移到生产成本之中,通过产品销售的收入加
以补偿。
9、放大系数:放大后与放大前的规模之比为放大系数。
10、柱距和跨度:纵向定位轴线间距称为跨度,横向定位轴线间距称为柱距。
11、概念设计:依据小试提供的技术信息和收集的相关技术经济资料,对开发项目的工业化
方案提出的一个初步设想。
12、返混:不同停留时间物料的混合称为返混。
13、增值税:纳税人在特定时期生产或销售产品及提供劳务等各环节所取得的收入,大于购
进原料支付金额的差额,此部分为新增加值。对此增值部分形成的征税科目,即增值税。
14、开间与进深:开间指房间在建筑外立面上占的宽度;垂直于开间的房间深度尺寸叫进深
15、风玫瑰图:即风向频率玫瑰图。将风向分为8个或16个方位,按照个各方位风的出现
频率以相应的比例长度点在8个或16个轴线图的轴线上,再将各相邻方向的线段用直线连
接,即成为闭合折线,此闭合折线即风向玫瑰图。
五、问答题(60分)
(一)化工过程开发的基本内容:
根据实验室开发基础研究的成果和有关的工程资料,按照科学的方法,寻求技术可靠、经济
合理的途径来制备该化学品,然后进行扩大实验,评价过程的可行性,设计工业装置,实现
工业化。
(二)化工过程开发是研究概念的形成并涉及从化学实验室研究成果成功地过渡到大规模商
品生产的一门工程技术研究。其核心是“放大”和“优化”
(三)化工过程开发的特点:
1、原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性。
2、化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用
3、环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题
4、在化工过程开发中技术经济观点十分重要
(四)数学模型方法用于过程开发和放大时的步骤:
①将过程分解成若干个子过程;
②分别研究各子过程的规律并建立数学模型;如反应动力学模型、流动模型、传热模型、传
质模型等;
③过程综合,或称计算机模拟,即通过数值计算联立求解各子过程的数学模型,以预测不同
条件下大型装置的性能。
(五)数学模型方法的优点:
①可以实现高倍数的放大;
②用数学模型在计算机上进行“试验”可大量节省人力、物力和时间;
6、在化工过程开发中,在什么情况下最易产生放大效应,应如何克服放大效应?
答:因过程规模变大造成指标不能重复的现象称为“放大效应”;放大后设备内物料的流动
和混合、传质和传热等情况与放大前不同,最易产生放大效应。
7、试述装置布置设计的特点和发展趋势。
答: 露天化、流程化、集中化、定型化
8、简述正交设计法的优越性。
答:能较快地找到最佳条件,判断出主要因素,及因素间的交互作用。
9.一般人缺乏创造性的重要原因是存在各种思想障碍。你知道哪些典型的说法或想法是阻碍
人们开动创新思维的?
答: 水平低,脑子笨;过分迷信权威;想法不成熟不忙提出,免得人家笑话;女人头发长,
见识短等。
10、 化工过程开发中的“放大效应”指的是什么?在什么情况下最易产生放大
效应?
答:
放大效应是指化工过程放大以后,在相同工艺条件下进行同一过程的结果不同。放
大后设备内物料的流动和混合、传质和传热等情况与放大前不同,最易产生放大效应,常采
用冷模试验的办法,掌握产生放大效应的规律。
11、 试述管道布置设计的基本要求。
答:
①保证安全,正常生产及便利操作、检修
②节约材料及投资
③尽可能整齐、美观
12、简述装置布置设计的一般要求。
答: ①工艺设计要求
②主导风向
③安全要求
④操作要求
⑤设备的安装和检修
⑥经济要求
⑦用户要求
⑧外观
一、 计算题(10分)
1、在燃烧炉中进行丙烷完全燃烧,化学反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
空气加入量为理论量的125%(空气过剩系数为25%),试计算得到100mol燃烧产物
所需要的空气摩尔数。
解: C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O
M 0.6M 0.8M
MmolO2由5mol空气提供
则需空气量 5M*125%=6.25Mmol
燃烧后剩余N2、O2:6.25M-M=5.25Mmol
则5.25M+0.6M+0.8M=100
M=100/6.65
故M空=6.25M=6.25*100/6.65=94mol
2、液态己烷在25ºC,0.1MPa下,以每小时100mol的速率进入蒸发器,出蒸发
器的己烷蒸汽为300ºC。设过程无热损失,试计算蒸发所需要的热量。已知己烷
在正常沸点69ºC时的气化热为28.9kJ/mol。液体己烷的平均热容
Cp=215.6kJ/(kmol·ºC)(25ºC为基准)。气体己烷的真实热容方程式为:
Cp=137.44+0.4085T-2.3910-4T2+5.7710-8T3kJ/(kmol·ºC)
解:ΔH1=ΔH2+ΔHV+ΔH
3
ΔH2=CPΔT=215(342-298)=9480J/mol
ΔH3=CPdT=(137.44+0.4085T-2.39*104T2+5.77*10-8T3)dT
=47100 J/mol
ΔHV=28.90 kJ/mol
ΔH1=9.48+28.90+47.10=85.48 kJ/mol
Q=nΔH1=100*85.48=8548 kJ/h
二、 填空题(10分)
1.将一种或多种化工原料经过一个特定的过程得到另一种或多种化工产品(或中
间产品),这个特定的过程称为_工艺过程__。过程中包括的化学反应、反应的设
备、管线和反应的控制等方面的技术称为__工艺技术______
2.工艺系统设计内容主要体现在___管道仪表流程图___的设计上 。
3.在工艺流程图中一般用粗实线来表示_ 工艺物料____管线,细实线表示 __其它
4.在单因素实验中的0.618法又称__黄金分割法_____
5.依据选用设备和管道基本识别色的原则,蒸汽管表面色为___银色_,污水管为
______黑色__________。
1.1.数学模型放大法是在掌握研究对象规律的基础上,通过_
合理简化
___,形成能反映__过程本质___的模型。
2. 2.项目建议书是基本建设程序中 ____最初阶段
____________的工作,
并且是开展__
可行性研究
______________的依据。
3.在工艺系统设计中,除正常生产的主物料管线外,还要考虑非正常操作情
况(_开车、停车、催化剂再生、蒸汽吹扫、设备除垢等)下所需的管线和阀门。
4.工艺流程图的图纸一般均采用___1号___图纸,特殊情况下经设计经理批准可
采用_小于1号__图纸。
5.将一种或多种化工原料经过一个特定的过程得到另一种或多种化工产品(或中
间产品),这个特定的过程称为__工艺过程___。过程中包括的化学反应、反应
的设备、管线和反应的控制等方面的技术称为___工艺技术________。