化工过程开发与设计作业答案解析
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化工过程分析与综合习题答案
Q1.分析原料氧化铝的工艺:
A.将原料氧化铝通过氧化物催化剂在氧气中加热,实现氧化反应,生成氧化铝和水蒸气。
Q2.化工过程中分子筛的使用:
A.分子筛是一种广泛应用于精细化工制造的物料,用于过滤污染物,除去杂质,或用于分级、萃取和精制的过程。
Q3.用化学药品控制水质:
A.一般使用氯化,钙离子添加剂或碱性物质来控制水质,使水质符合饮用标准,并确保水中没有有害有机物,抗生素等。
Q4.分析化工中热反应器的作用:
A.热反应器是在固定温度、压力和时间内将物质反应,转变为新的物质的装置,它可以将物质分解、结晶、混合和催化。
Q5.分析化工中活性炭的作用:
A.活性炭可以将有毒物质从水或其他溶液中净化出来,同时也可以去除水中可溶性有机物,保护水质。
Q6.分析化工中烘干的工艺:
A.烘干是一种化学处理过程,利用加热溶剂将水份直接从物料中移除的方法,常用于一些物料的熔融、均质和蒸发处理等。
Q7.分析化工中冷冷凝的工艺:
A.冷凝是一种化工过程,用于精细提纯液体溶剂,是一种经济的分离方法,可以从液体中获得高纯度的成分。
Q8.分析化工中熔融加工的工艺:。
1化工厂设计的工作程序: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可行性研究报告;经上级主管部门批准后,编写设计任务书,进行扩大初步设计;经上级主管部门认可后,进行施工图设计。
2简述化工装置设计的主要程序?项目建议书;可行性研究;编制设计任务书;扩大初步设计;施工图设计;设计代表工作。
3在化工设计中,简述工艺设计人员提供设计条件的其他主要相关专业?土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水。
4在工艺流程设计中,常进行多种方案的比较论证,简要说明工程上常用的判断根据?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。
进行方案比较的基本前提是保持原始信息不变,原始信息是指过程的操作参数,如温度、压力、流速、流量等。
5简要说明化工容器或管道需要保温的场合类型?凡设备或管道表面的温度超过50°C,需要减少热损失;设备内或输送管道内的介质要求不结晶、不凝结;制冷系统的设备和管道中介质输送要求保冷;介质的温度低于周围空气露点温度,要求保冷;季节变化大,有些常温湿气或液体冬季易冻结,有些介质在夏季易引起蒸发、汽化。
6简要说明在管道仪表流程图绘制中,常用的三种线条类别及其推荐应用?见P29 图。
7在管道标注时,例如PL0901-50 A1A-H,说明有关数字及字母符号表示的意义?(DPL:物料代号(工艺流体)PG:工艺气体。
⑵09:工程工序(主项)编号:(01-99)为止)⑶01:管道顺序号(01-99为止)⑷50:管道尺寸(管径)一般为公称直径mm⑸A1A:管道等级第一个A表示公称压力,1表示顺序号,表示同一工程中一种压力管道的序号;第二个A表示管道材质类别“铸铁”⑹H:隔热或隔声代号。
8在绘制化工设备图时,哪些零部件或结构常采用简化画法?接管法兰;标准化零部件;外购部件;液面计;重复结构简化。
第一章1. 科学研究的分类?答:基础研究应用基础研究应用研究开发研究2. 为何说化学工业是一门工业艺术?(从原料、产品、技术的多方案性进行论述)第二章1.选题的基本原则与程序?答:科研选题的原则1、需要性原则:选择有重大意义或急需解决的问题。
2、目的性原则:目标集中,不含糊,不笼统。
3、创新性原则:针对科学而言,没有地域性。
4、先进性原则:针对技术而言,有地域性。
5、科学性原则:有依据;符合客观规律;设计科学。
6、可行性原则:主要技术指标实现的可能性。
7、效能性原则:社会效益、经济效益、应用价值等。
选题的基本程序(1)提出问题(2)查阅文献,提出假说(3)确定题目,并提出科研设计(4)积极申报相关课题,实施开发研究2. 举例说明化工前沿技术有哪些?并对你最熟悉的一个进行简单阐述。
答:(1)生物技术(传统生物技术:应用酿造酦酵、配育新种等传统的方法来生产对人类医学或农业有用的物质或生物。
现代生物技术:以生物化学或分子生物方法改变细胞或分子的遗传形质以达上述目的。
现代生物技术,是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础,包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等四大体系组成的现代高新技术)(2)能源技术(3)绿色化工新技术第三章1. 科学研究的方法论框图?2. 科研中省时节资的主要途径是什么,并简要解释之。
答:主要途径是强化思考过程。
实验是费时耗资甚巨的,而思考过程主要发生在研究者的脑海之中,经济代价极小。
因此,强化思考过程在科研中的主导性和有效性是省时节资的主要途径。
3.工程研究的一般方法有哪几种?分别进行简要说明。
答:(1)系统论方法(具有两个特点:整体性与相关性;模型化与最优化。
(2)信息论方法。
信息方法有三层含义:信息分析、信息综合和信息进化.(3)控制论方法。
主要方法有控制方法、信息方法、反馈方法、功能模拟方法和黑箱方法等。
4. 化工过程开发的两种基本方法及各自的基本步骤及基本特征?答:两种基本方法:逐级经验放大法与数学模型法(1)逐级经验放大法基本步骤:①反应器的选型(通常都在小试中进行)。
年产 10 万吨对二甲苯车间设计报告书目录第一章 任务设计书概述................................................................................................................. 2 1.1 项目概述及建议................................................................................................................ 2 1.2 可行性................................................................................................................................ 2 1.3 计划任务书........................................................................................................................ 2第二章 物料特性、产品性能和应用市场前景 ............................................................................. 2 2.1 物料特性............................................................................................................................ 2 2.2 产品性能............................................................................................................................ 3 2.3 应用市场前景.................................................................................................................... 3第三章 合成工艺流程分析和选择................................................................................................. 3 3.1 合成工艺流程分析............................................................................................................ 3 3.2 合成工艺流程选择............................................................................................................ 4第四章 物料衡算和热量衡算......................................................................................................... 5 4.1 物料衡算............................................................................................................................ 5 4.2 热量衡算............................................................................................................................ 6第五章 流程组织与合成分析、系统可靠性分析和安全性分析 ............... 错误!未定义书签。
《化工过程设计》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1、(B)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、塔盘在结构方面要有一定的(B)以维持水平。
A 强度B 刚度C 稳定性D 其它3、生产方法确定以后,就可以设计绘制(D)A 设备布置图B 车间布置图C 化工设备图D 流程草图4、流程草图中动力管线用(A)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。
5、球壳上的开孔,开孔系数ρ,δnt/δn,应力集中系数K越大。
(B)A 越大,越大B 越大,越小C 越小,越小D 越小,越大6、下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的:(B)A 蛇管式换热器B 套管式换热器C 管壳式换热器D 缠绕管式换热器7、在设备布置图中,视图的表达内容主要有建筑物及其构件和(B)A 装置。
B 设备。
C 管线。
D 厂房。
8、无缝钢管的公称直径指的是管子的(D)。
A 内径B 外径C 中径D 其他9、不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于(B)A 百分之一B 千分之一C 万分之一D 万分之三10、(B)不是连续过程具有的性质。
A 整年不间断进料;B 具有稳定的反应区间;C 产物不间断的分离;D 具有稳定的物流流率。
11、立式容器的管口方位取决于(B)A 车间布置的需要。
B 管道布置的需要。
C 设备布置的需要。
D 工艺流程的需要。
12、从受力角度考虑,椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中,(C)的受力情况最好。
A 椭圆形封头B 碟形封头C 半球形封头D 折边球面封头13、工艺管道及仪表流程图是以(B)A 工艺流程图为依据。
B 物料流程图为依据。
C 管道流程图为依据。
D 仪表流程图为依据。
14、在化工设计过程中,下面的哪个步骤不需要主管部门批准(C)A 编制项目建议书B 可行性研究报告C 施工图设计,提出预算D 扩大初步设计,提出总概算15、在塔和塔段最底一层塔盘的降液管末端设置液封盘,其目的是(B )。
化工设计理论真题答案解析化工设计是化学工程专业的核心课程之一,旨在培养学生对化工过程的整体把握和优化能力。
本文将结合过往真题,对其中的问题进行解析,以帮助读者更好地理解化工设计理论。
第一道题目是关于化工流程图的设计。
流程图是化工设计中不可或缺的工具,能够直观地展示化工流程中各个单元操作的关系和流程流向。
在设计过程中,要注意以下几点:首先,流程图应该具备层次清晰、简洁明了的特点,能够让读者一目了然。
其次,应该注意单元操作之间的连线顺序,要按照流程流向进行连接,以确保流程的顺畅进行。
并且,各个单元操作之间的参数传递也需要通过连线来表示。
最后,应该在流程图中标明各个单元操作的名称和所用的设备,以便读者更好地理解整个流程。
第二道题目是关于化工设备选型的问题。
在化工设计中,设备选型是至关重要的一环。
在进行设备选型之前,我们需要充分了解产品的性质、要求和生产能力的指标。
通过对这些指标的分析,我们可以确定所需的设备类型、规格和数量。
常见的设备选型标准包括设备的传热传质效果、设备的安全性能、设备的稳定性和可靠性等。
在进行设备选型时,我们还需要考虑设备的成本和运行维护的便利性,以制定出最佳的方案。
第三道题目是关于工艺流程图的编制。
工艺流程图是化工设计中另一个重要的工具,用于展示化工生产过程中各个步骤和操作条件。
在绘制工艺流程图时,我们需要确保步骤的排列顺序正确,各个步骤之间的条件和参数准确无误。
同时,需要将工艺流程图与装置图、设备选型和工艺原理相结合,以确保整个流程的合理性和可操作性。
此外,还需要标明各个步骤所需的操作时间和操作人员,并对可能存在的风险和安全措施进行充分的考虑。
第四道题目是关于物料平衡的计算。
物料平衡是化工设计中一个重要的环节,用于确保化工过程中原料和产物的质量平衡。
在进行物料平衡计算时,我们需要收集和整理各个物料的质量和流量信息,通过对输入和输出端的物质量进行比较,以确定物料平衡的关系式。
在实际计算过程中,我们需要考虑各个物料组成的变化、反应的转化率以及可能存在的损失等因素。
二、单项与多项选择题1、〔 B 〕衡算式是化学反响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〔 ABCD 〕。
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〔 ABCD 〕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、〔 C 〕不是化工设计的内容。
A.反响过程选择与优化;B.别离过程选择与优化;C.厂区道路规划与设计;D.化工过程系统优化5、管道安排图包含下面〔 ACD 〕图样。
A.管件图; B.管架图管道施工说明;C.蒸汽伴管系统安排图;D.管道平面安排图6、〔 C 〕别离过程不是速率操纵别离过程。
A.膜别离过程;B.反渗透别离过程;C.冷冻枯燥别离过程;D.超滤别离过程7、间歇过程有〔 ACD 〕特点。
A.生产灵敏性高; B.易完成自动化;C.合适有固相的物流;D.合适生产季节性产品8、别离过程的选择应分析别离过程的〔 ABCD 〕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〔 AC 〕。
A.能量衡算法;B.热流分析法;C.熵分析法;D.功衡算法10、夹点之上地域不可设置〔 A 〕。
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〔 AC 〕A.概念设计;B.装置设计;C.中试设计;D.反响设计12、换热网络设计的目的是得到〔 CD 〕。
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、〔 BD 〕别离过程是扩散别离过程。
A.渗析别离过程;B.结晶别离过程;C.超滤别离过程;D.精馏别离过程14、能量过程的特点表达在〔 AD 〕方面。
化工设计练习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1、新技术开发过程中的设计:包括概念设计、可行性分析、工艺包设计、基础设计。
2、工程设计的两个阶段:初步设计阶段(或基础工程设计)和施工图设计阶段(或详细工程设计阶段)。
3、工程设计单位的资质:分为甲级、乙级、丙级。
4、甲级、乙级设计单位可以承担的工程规模:甲级设计资质不受规模和国内地域的限制;乙级设计单位只能承担中、小型规模的工程设计,但不受国内地域的限制。
5、化工基本建设阶段分为三个时期:投资决策前时期、投资期和生产时期。
6、项目建议书和可行性研究阶段属于化工基本建设的那个时期答:属于投资决策前时期。
7、化工工艺设计的主要内容包括9个方面;1)原料路线和技术路线的选择2)工艺流程设计3)物料衡算4)能量衡算5)工艺设备的设计和选型6)车间设备布置设计7)化工管路设计8)非工艺设计项目的考虑9)编制设计文件(包括编制设计说明书,附图附表)8、工艺流程设计的两大任务:(1)确定工艺流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式;(2)在工艺流程设计的不同阶段绘制不同的工艺流程图。
9、五种工艺流程图的名称:1)方块流程图2)工艺流程草图3)工艺物料流程图4)带控制点的工艺流程图5)管道仪表流程图10、请问工艺物料流程图和带控制点的工艺流程图属于工程设计的那个阶段管道仪表流程图属于工程设计的那个阶段答:初步设计阶段,施工图设计阶段11、精馏塔按塔内件的结构分为哪两种塔型:板式塔和填料塔。
12、管壳式换热器主要有哪三种类型其名称分别为什么固定管板式换热器,浮头式换热器,U型管式换热器13、柱塞泵的出口管线上通常设置安全阀,为什么柱塞泵通常是单行程容积泵,出口压力较大,对于计量要求较高的情况,加装出口阻遏对稳定流量具有很大的帮助,出口安装安全阀,当压力超过额定值时就会有动荡,跳到入口管线,达到保护设备的目的14、化工厂布置设计的主要内容:总图竖向布置、车间厂房布置和设备布置三部分内容。
三.名词解释题1.概念设计:概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。
2. 工艺流程图:把各个生产单元按照肯定的目的要求,有机地组合在一起,形成一个完整的生产工艺过程,并用图形描绘出来,即是工艺流程图。
3.车间厂房安排: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安排。
4.地基:建筑物的下面,支承建筑物重量的全部土壤称为地基。
5.总预备费:总预备费包含根本预备费和涨价预备费两项。
6..根底设计:根底设计是新技术开发的最终成果,它是工程设计的依据。
7.工艺流程设计:工艺流程设计通过工艺流程图的形式,形象地反映了化工生产由原料进入到产品输出的过程。
8.化工设备:化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。
9. 管道安排:用管道将各工段和各设备连接起来。
称管道安排。
10.设备购置费:设备购置费包含设备原价及运杂费用。
11.概算书:概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。
12. 工艺流程草图:工艺流程草图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
13.车间安排:将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、安排称车间安排。
14.根底:根底是建筑物的下部结构,埋在地面以下。
15.其他费用:其他费用是指工程费用以外的建设工程必须支出的费用。
1、热:有温度差存在时体系与体系〔或体系与环境〕之间所传递的能量。
2、活塞流型反响器:物料返混为零的反响器。
如管式反响器。
3、管件:管件就是用于在管道系统中改变走向、高度,或改变管径,或引出支管等所使用的管道部件。
4、别离过程:就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。
5、温-焓图(T-H):是以温度T为纵轴,以热焓H为横轴的曲线图,它表示了物流的热特性。
6、固定床反响器:是指所用固体催化剂,或固体反响物,固定于反响器中的一类反响器。
7、聚式流态化:在流化床反响器中,固体颗粒在不同程度上成团聚状态。
第一章化工设计程序和内容本章习题及答案:1、化工设计的种类有哪些?国外通用的设计程序分为哪几个阶段?答: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。
国外通用的设计程序分为工艺设计(Process Design)、基础工程设计(Basic Engineering Design)和详细工程设计(Detailed Engineering Design)三个阶段。
2.请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、画出化工新技术开发的工作框图。
4、化工设计人员应具备哪些基本素质,才能完成设计任务?答:1) 具有丰富的工程经验和扎实的化工基础理论知识;2) 充分了解工艺过程,掌握现代化的设计工具和化工单元及最新发展动态;3) 熟知本专业与其他相关专业的关系。
5、厂址选择的主要影响因素有哪些?为什么?答:影响因素:a)原料,b)能源,c)水资源,d)运输条件,e)环境影响a)厂址宜选在原材料、能源较丰富或供应方便的地区。
b)厂址宜选在水资源丰富、水质较好的地区;c)厂址应具有较便利的运输条件;d)选厂应注意节约用地、少占耕地;e)选厂应注意对当地的环境保护;f)选厂应考虑周围的协作关系;g)地势要高、不淹不涝;h)其他一些注意事项;(避免在地震断层和基本烈度9度以上的地震区,易遭受洪水、泥石流、滑坡的危害的山区,又开采价值的矿藏地区,国家规定的历史文物、生物保护和风景旅游点)。
6、为什么要进行可行性研究?可行性研究报告包括哪些内容?答:a)作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据;b)作为向银行申请贷款的依据;c)作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据;d)作为建设项目开展初步设计的基础;e)作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据;f)作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据。
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与工程概算书(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与工程预算书(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)满足环境卫生与交通运输要求(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。
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。
化工过程开发与设计复习题第一章化工过程开发概述一.填空题1.化工开发过程是指________________________的科学技术活动。
2.直接搜集材料的基础形式:. . 和等。
3.化工过程开发的基本方法:. 。
4.化工过程开发包括:. 。
二.名词解释:1.冷模实验:2.热模实验:3.工程研究:三.简答题1.化工过程开发的主要步骤有哪些?2.化学实验室研究与化工生产有何区别?为什么实验室一般不能作为放大成工业规模的设计依据?四.论述题1.过程研究和工程研究分别指什么,以及两者间的关系。
第二章科学选题一.填空题1.产品需求预测采用. 和。
2.我国科学科学研究和科技开发项目的来源的来源主要有三条途径,即.和。
3.技术经济资料主要来源于. 和。
4.863计划从世界高技术发展的趋势和中国的需要与实际出发,坚持‘有限目标,突出重点’方针,选择了. . . .. . 7个高新技术领域作为我国高技术研究发展的重点。
二.简答题1.选择开发课题应遵循的应遵循的原则有哪些?2.一项技术技术开发是否可立项的条件有哪些?3.我国的开发研究经费来源有哪些?三.某化工产品2004年至2008年的需求统计数据如下表,预测2011年的需求量。
年份/年2004 2005 2006 2007 200810 11 13 14 17产量×10 4/t第三章绿色化学与技术一.填空题原子经济性反应的最大特点是:二.名词解释1.绿色化学:2.清洁生产:三.简答题1.原子利用率和产率的区别?2.清洁生产的内容?四.分析题自选一条目前使用的有机合成路线,用绿色化学原理对其进行评价。
第四章实验室工作一.填空题1.运用逻辑思维最重要最常见的一些科学方法有:.. .2.发散思维的主要特征:. .3.红外光谱的三要素. .二.名词解释1 .发散思维:2 .离子交换分离法:3 .热分析技术:三.简答题1 .简要回答实验室研究的方法有哪些?2 .膜分离中“膜”的定义。
可编辑修改精选全文完整版一、填空题〔每空1分,共30分〕1.新建工程设计包含新产品设计和采纳新工艺或新技术的产品设计。
2.设计代表的任务是参加根本建设的现场施工和安装。
3.化工计算包含工艺设计中的物料衡算、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,是确定技术路线和工艺流程时必定涉及到的因素。
5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明物料的名称X及去向。
6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注位号和名称。
7.对于连续操作过程,选用单位时间作为基准是很自然的。
8.工艺设计的任务是依据工艺需要,计算并选择某种型号设备,以便订货。
9.依据工艺流程的特点,确定反响釜是连续操作还是间歇操作。
10.设备安排首先要满足工艺流程和工艺条件的要求。
11.化工厂使用最多的换热器是列管式换热器与再沸器。
12.真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门以降低阻力,到达更高的真空度。
13.管架是用来支承、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,会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。
15.物质的燃烧必须具备三个条件。
16.化工设计可依据工程性质分类,也可按设计性质分类。
17.施工图设计的任务是依据扩大初步设计审批意见,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含以下两局部内容:设计说明书和说明书的附图、附表。
19.工艺管道及仪表流程图上,管道的标注内容应包含三个组成局部:即管道号、管径和管道等级。
20.执行器的图形符号由执行机构和调节机构两局部组合而成。
21.加压操作的塔可分为气相出料和液相出料两种。
22.物料衡算的理论依据是质量守恒定律。
23.流量大而扬程不高时可选用单级离心泵。
24.对于釜式反响器,依靠搅拌器来完成物料流动和混合接触。
25.车间设备安排是确定各个设备在车间平面和立面上的位置。
26.容器分中间贮存容器与原料及成品贮罐两类。
27.管架按位置可分为室外管架和室内管架两类。
化⼯过程分析与综合习题答案习题解答2-1(1)d=n-m n=4(c+2) m=c+c+1+1=2c+2 d=4(c+2)-(2c+2)=2c+6给定流⼊流股:2(c+2) 平衡级压⼒:1所以没有唯⼀解(2)存在热损失n=4(c+2)+1 m= =2c+2 d=2c+7给定2c+5 所以没有唯⼀解(3)n=2(c+2)+2+2+1=2c+9 m=1+c+2=c+3 d=c+6给定进料:c+2 冷却⽔进⼝温度:1所以没有唯⼀解2-2(1)N v=3(c+2)(2)物料衡算:F i Z Fi=Vy Fi+Lx Fi (i=1,2……c)热量衡算:FH F=VH V+LH L相平衡:y Fi=k i x Fi (i=1,2……c)温度平衡:T V=T L 压⼒平衡:P V=P L(3)N e=2c+3(4)d= N v- N e=c+3(5)进料(c+2)和节流后的压⼒(1)2-3N x u压⼒等级数 1 进料变量数2(c+2)=4+3=7合计9N a u串级单元数 1回流分配器 2侧线采出单元数2传热单元数 5合计15N v u=9+15=24 d=24 给定的不满⾜要求,还需给定⼊塔混合物的温度,两塔的操作压⼒,塔2的回流⽐。
2-4N x u压⼒等级数N+M+1+1+1(N 和M 为两个塔的塔板数)进料变量数c+2 合计c+N+M+5N a u串级单元数 4回流分配器 4侧线采出单元数1传热单元数 4合计10N v u= c+N+M+5+10= c+N+M+15d= c+N+M+152-52-62-7简捷算法:Reflex Ratio:-1.3 Light Key:Methanol 0.95Heavy Key:Ethanol 0.1585Pressure:Condenser:1.9 公⽄Reboiler:1.8 公⽄最⼩回流⽐为:3.529 实际回流⽐:4.588最⼩理论板数:14.47 实际板数:26.18进料板:10.47逐板计算:27 块塔板,11 板进料,塔顶采出:31.67kmol/hr,回流⽐:4.6 3-186 57 161 215 173 413 1410 111293-22 4 5 121 311 67 8 9103-31.单元串搜索法(1)1,2,3,4,3---合并3,4---1,2,(3,4)(2)1,2,(3,4),6,5,2---合并2,3,4,5,6---1,(2,3,6,5)4(3)1,(2,3,6,5),7,1,2,3-------合并1,2,3,4,5,6,47----------((7,1,2,3),6,5)4(4)加上8所以计算顺序为(1,2,3,4,7),85,67A1234CB56Loop Matrix:S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 RA 1 1 1 1 4B 1 1 1 1 4C 1 1 2f 1 2 1 1 1 1 1 1 1S2,S6,S7,S8,S9,S10 包含于S3S5 包含于S4断开S3,A,B 回路打开,断开S4,C 回路打开。
1.一个较好的分离方案应尽量做到设备(投资少)、操作(费用低)、安全性好,产品质量稳定。
2.绿色化工又称(环境无害化学)或它(清洁化学)是在绿色化学基础上开发的从(源头上消除污染)上阻止环境污染的化工技术。
3.工艺流程图中仪表功能的代号“Z”指(位置)“J”指(功率)“T”指(温度)4.供热设计包括锅炉房和厂区(蒸汽)、(冷凝水)系统的设计。
5.计算机辅助设计中,关于物理模拟,说法错误的是( B )A成本高B灵活性大C可靠性相对较高6.在化工过程设计衡算中“EB”指的是(D)A物料衡算B热量衡算C能量衡算D物料衡算与能量衡算的联立计算7 自控功能代号"Q”代表的含义为( C )A指示B控制C累积D记录8 请选出符合条件的软件,主要设备核算,馏程短或精馏核算的软件是( C )A HYSYSB ASPENC PRO/IID ChemCAD9 关于间歇生产流程,以下说法错误的是( A )A参数不仅是位置的函数,也是时间的函数B适用产量小,物系稳定性较差需要切开批次的过程C衡算计算基准是时间基准10 生产装置露天化章即化工设备尽量布置在露天,既可改善工作条件,防止有害气( B )A正确B错误11 化工过程模拟是反向进行的,已知系统模型及特性,从输出预测分析其输入。
( B )A正确B错误12 通过重新做流程组织对流程结构进行改头换面的大变动,达到对流程进行优化的目的( B )A正确B错误13 自控功能代号“R”代表的含义为人工遥控。
( B )A正确B错误14 在化工流程控制中干扰变量指受执行装置操纵,用来使被控变量保持在设定值的某个物理量。
(A )A正确B错误简答:15 化工工艺设计包括哪些内容?答:原料路线和技术路线的选择,工艺流程设计,物料计算,能量计算,工艺设备的设计和选型,车间布置设计,化工管路设计,非工艺设计项目的考虑,即由工艺技术人员提出非工艺设计项目的设计条件,编制设计文件(包括编制设计说明书、附图和附表)16 流程组织的基本原则是哪些?答:物料及能量的充分利用,流程的连续化、自动化,易燃易爆的安全措施,适宜的单元操作及设备形式。
专升本《化工过程分析与开发》一、(共50题,共153分)1. 三大合成材料为:化纤、塑料和________。
(1分).标准答案:1. 橡胶;2. 古往今来,人类在直接搜集事实材料方面积累了宝贵的经验,基本形式有:观察法、测量法、____________和____________等。
(2分).标准答案:1. 实验法;2. 模拟法。
;3. 化工过程开发的两种基本方法为:____________________________和____________________________。
(2分).标准答案:1. 逐级经验放大法;2. 数学模型法;4. 正交表设计时,中,L代表____________________,4代表____________________,2代表____________________,3代表____________________。
(4分).标准答案:1. 正交表编号;2. 实验次数;3. 因素(子)的水平数;4. 列数,正交表中最多允许安排的因素个数。
;5. 工程研究广泛地涉及科学理论与方法论,而最具普遍意义的方法论是____________、信息论和____________。
(2分).标准答案:1. 系统论;2. 控制论;6. 小型工艺试验按其序贯性和阶段性可分为预实验和________________,其中预实验有包括________________、________________和________________。
(4分).标准答案:1. 系统实验;2. 认识实验;3. 析因实验;4. 鉴别试验;7. 气固相反应器有多种分类方式,其中按固体运动方式,可以分为:____________、____________、气流床、回转窑等。
(2分).标准答案:1. 固定床;2. 流化床;8. 在国内建设总投资中,固定资产投资由________________、工程建设其他费用和________________三部分。
化工设计习题答案化工设计习题答案化工设计是化学工程领域中至关重要的一部分,它涉及到了工业生产中的各个环节。
通过设计化工过程,可以使原材料转化为有用的产品,并确保生产过程的高效和安全。
在化工设计的学习过程中,习题是不可或缺的一部分。
下面将给出一些常见化工设计习题的答案,希望对学习者有所帮助。
1. 习题:某化工厂需要生产100吨乙醇,已知反应方程式为C2H4 + H2O →C2H5OH,反应转化率为80%,求需要多少吨乙烯和水?答案:根据反应方程式,可以得到乙烯和水的摩尔比为1:1。
由于反应转化率为80%,即80%的乙烯转化为乙醇,所以需要的乙烯摩尔数为100吨乙醇的摩尔数/80% = 125摩尔。
由于乙烯和水的摩尔比为1:1,所以需要的水的摩尔数也为125摩尔。
根据乙烯和水的摩尔质量,可以得到需要的乙烯和水的质量。
2. 习题:某化工过程中,需要将液体A从一个容器转移到另一个容器,已知液体A的密度为0.8 g/cm³,容器A的体积为1000 mL,容器B的体积为500 mL,求将液体A转移到容器B后,容器B中的液体A的质量是多少?答案:首先,需要计算容器A中液体A的质量。
根据密度公式,质量 = 密度× 体积,可以得到容器A中液体A的质量为0.8 g/cm³ × 1000 mL = 800 g。
然后,将液体A转移到容器B后,容器B中的液体A的质量仍然为800 g。
3. 习题:某化工反应需要在30℃下进行,已知反应速率常数k为0.01 min⁻¹,求反应的半衰期是多少?答案:半衰期是指反应物浓度减少到初始浓度的一半所需的时间。
对于一级反应,半衰期可以通过公式t₁/₂ = ln2/k计算,其中t₁/₂为半衰期,k为反应速率常数。
代入已知数据,可以得到半衰期t₁/₂ = ln2/0.01 min⁻¹ ≈ 69.3 min。
4. 习题:某化工过程中,需要将液体A从25℃加热到80℃,已知液体A的热容为4.18 J/g℃,液体A的质量为500 g,求加热液体A需要多少热量?答案:加热液体A需要的热量可以通过公式Q = mcΔT计算,其中Q为热量,m为质量,c为热容,ΔT为温度变化。
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。
是一次较大规模的对开发的技术方案作较全面的试验考察。
其结果可作为基础设计的依据。
7.基础设计:它是在最终评价获得肯定结论后,根据中试研究结果及有关资料,对工业生产方案及生产装置所进行的原则设计。
内容:生产装置说明、工艺流程及流程叙述、物料衡算及能量衡算、设备型式和规格明细表、“三废”排放及治理、检测方法和检测仪表等详细设计内容。
8.过程设计(施工图设计):是依据基础设计编制的,用于指导过程实施的最终技术文件。
9.建立生产装置:依据过程设计的图纸和文件,购进和制作设备,安装生产装置,按工艺要求进行调试、开车和试生产。
2.化工过程开发有几种方法?具体都是哪些?答:一、逐级经验放大法:逐级经验放大法是运用物质模型从实验室规模的小试开始,经过逐级放大的模型试验研究直到将化工过程放大成为生产规模。
这种放大方法每放大一级都必须建立相应的模型装置,详细观察和记录模型试验中发生的各种现象和结果。
而每一级放大设计的依据主要是前一级试验所取得的研究结果和数据,故为经验性质的放大。
研究方法:化工过程开发需要解决的问题通常是如何合理选择设备型式,确定最佳的工艺条件,以及将设备放大达到过程开发的目标。
而逐级经验放大法的研究方法则主要是通过试验来取得设备选型,条件优化和设备放大的信息和结论。
1)设备选型:设备选型通常都以小试验的方式进行。
因为过程开发初期技术方案尚未确定,不可能花费大量投资建立各种型式的大型设备作设备型式的筛选试验,例如化学反应器选型是采用不同型式和结构的小型反应器,在实验室对所开发的反应过程进行试验研究。
从试验结果的优劣,即可确定最佳型式的反应器。
这种试验考察的因素仅仅是设备的型式和结构,故为结构变量试验。
2)优化工艺条件:优化工艺条件的试验研究应在设备选型试验之后进行,如果设备型式未定,则条件优化将无意义。
这种试验仍然可以在设备选型所确定的小型试验设备内进行。
试验考察的因素是各种工艺条件,并从不同操作条件的试验结果对比中筛选出最佳工艺条化。
由于试验仅仅改变工艺操作条件,故为操作变量试验。
3)反应器放大:反应器放大的试验研究是采用建立模型装置的方式进行逐级放大,每放大一级都必须重复前一级试验确定的条件,考察放大效应,并取得设备放大的有关判据或数据。
这种试验所考察的因素是设备几何尺寸改变以后对于过程结果产生的影响,故为几何变量试验。
二、数学模拟法:数学模拟法是一种新开发方法,它不一定要通过试验去取得放大的判据和数据,一般是在认识过程特征的基础上,运用理论分析找到描述过程规律的数学模型,并验证该模型与实际过程等效,就可以用来进行放大设计计算。
1. 数学模型:数学模型通常是一组微分方程或者一组代数方程,用以描述过程的动态规律。
由于化工过程一般都比较复杂,要找到真实描述过程动态规律的数学模型往往十分困难,即使是能够找到,也常因模型过于复杂,而无法实际应用。
因此,对于数学模型的要求,既要能够描述过程,又要简单而便于应用。
2、研究方法:根据建立数学模型的思想方法,以化学反应过程开发为例,数学模拟法可以按以下研究步骤进行。
1)实验室研究化学反应特征:实验室研究化学反应特征的主要任务是测定反应热力学和动力学的特征规律及其参数。
由于研究目的是掌握过程运行的内在规律,其研究内容和研究手段都与逐级经验放大法的实验室研究有很大差别。
它已不再是反应器选型和条件优化,而是希望从过程内在规律上去揭示过程运行的实质。
因此应尽可能排除外界因素对于过程内在规律的干扰,试验装置并不一定要求与生产装置相似,但对于试验测定的精度要求较高。
3.化工过程系统工程的基本任务和内容是什么?答:化工过程系统工程的基本内容:从化工系统的整体目标出发,根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系,确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。
任务:把系统工程的思想、方法用于解决化工过程系统的设计、开发、操作、控制等问题。
在一定的限制条件下,根据输入及输出要求,寻求整体性能最优的过程系统。
4.什么是化工过程?主要包括哪些过程?答:化工过程是以天然物料为原料,经过物理或化学加工制成产品的过程。
包括:原料制备、化学反应、产品分离等过程。
还有化学反应过程、催化反应过程、热裂解反应过程、电解质溶液离子反应过程、生物化学反应过程、换热过程、分离过程。
5.化工过程系统工程的基本内容是什么?答:化工过程系统工程的基本内容:从化工系统的整体目标出发,根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系,确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。
6.什么是化工过程的系统模拟?能解决哪些问题?如何建立一个模拟系统?答:系统的模拟:如果一个生产系统A是比较复杂的系统,而不能预知其效果如何,则可以找另外一个比较简单的系统B,其操作特性与系统A的相同,但是比A容易进行试验或解算,因而,为了预知系统A的效果,就可以用试验系统B的性能来代替A。
也就是说,利用一个更为方便、经济而性能相似的系统B来模仿A系统的性能—仿真。
B是A的模型。
如果系统B与系统A不仅性能相似,而且物理化学过程本质也一样,只不过规模尺寸大小不同,则这种模拟称为“物理模拟”(又称相似模拟)。
7.什么是化工过程的系统分析?能解决哪些问题?答:对于系统结构及其中子系统均已给定的现有系统进行分析,即建立各子系统的数学模型,按照给定的系统结构进行整个系统的数学模拟,预测在不同条件下系统的特性和行为,借以发现其薄弱环节并加以改进。
主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数。
分析的目的:使所选方案在技术上先进、可行,在经济上优越、合理。
8.什么是化工过程的系统合成?能解决哪些问题?答:按照规定的系统特性,寻求所需的系统结构及其各子系统的性能,并使系统按规定的目标进行最优组合。
寻优方法:模拟退火法、进化算法、遗传算法等。
9.化工过程的系统合成主要包括哪些过程?答:(1) 反应路径的合成:在给定的原料和规定的产品之间的反应步骤称作反就路径,优选反应路径是反应路径合成的任务。
(2) 换热器网络的合成:确定出具有最小的设备投资费和操作费,并满足把每一过程物流由初始温度达到指定温度的换热网络。
(3) 分离序列的合成:给定一进料流股,已知它的状态,系统化的设计出能从进料中分离出所要求产品的过程,并使费用最小。
(4) 反应器网络的合成:为制造所要求的产品,对于给定的化学反应路径以及主、副反应的速率数据,确定一个反应器的最优结构和操作条件,以使在给定的产率下总生产成本最小。
(5) 全流程的合成:寻求把给定原料转变成所要求产品的最经济、合理的流程结构。
(6) 公用工程系统的合成:满足公用工程要求的前提下确定系统的流程结构和操作条件,使系统总费用最小。
(7) 过程系统能量集成:采用更节能的操作单元,从全过程系统的能量供求关系上分析,把反应、分离、换热和公用工程一同考虑,综合利用能量。
10. 什么是CIMS和CIPS?答:(1)、CIMS (Computer Integrated Manufacturing System)计算机集成制造系统:通过计算机硬、软件,综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术,将企业生产活动中有关的人、技术经营三要素及其信息流、物质流有机集成为实施优化运作的大系统,形成CIMS。
(2)、Computer Integrated Process System以CIPS的概念和方法组织过程生产企业的运作环节,包括生产控制、调度、管理、经营决策、市场分析、新产品设计及研究开发,直到销售和售后服务、用户意见反馈,形成以市场为驱动、全局优化的企业系统。
11.间歇过程的设计与操作优化能解决哪些问题?答:间歇过程在化工生产中的重要地位:小批量、精细化工产品;单产品、多产品、多目的。
研究内容:减小操作循环周期,提高生产率;提高各批量生产的重复性以提高产品质量;合理利用原料、能源和设备以降低成本;提高适应性以应付产品规格及原料配方等的变化。
12.学好化工系统工程对你解决问题能有什么帮助?答::13. 进行化工车间管道布置时应注意哪些问题?答:(1)物料因素:①输送易燃、易爆、有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面2m以上。
②有腐蚀性物料的管道,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。
③管道铺设时应有一定的坡度,坡度方向一般是沿物流的方向,坡度一般为1/100-5/1000。
粘度小的液体物料管道可取5/1000左右,含固体的物料管道可取1/100左右。