化工工艺设计基础作业

北京化工大学化学工程学院设计说明书“化工设计”课程作业题目：应用PROⅡ软件设计苯酐的生产工艺过程学生：班级：学号：2010 年月日苯酐工艺设计说明书一、工艺流程说明：1、设计任务1.1设计任务试设计40000t/年邻苯；甲酸酐（苯酐)的装置，年工作时数为每年8000h，产品流量5000kg/h，产品纯度（质量分数）大于99.9％，产品回收率为92％1.2产品规格及用途苯酐，白色有光泽针状晶体或鳞片状固体。

相对密度1.527，沸点284.5℃，熔点131℃，自燃点570℃，闪点（闭环)151.6℃，在沸点以下易升华。

难溶于水，微溶于热水、乙醚和二氧化碳，溶于乙醇、苯、氯仿和吡啶。

有毒，空气中最高允许浓度2×10-6；易燃，遇明火、强氧化剂有引起燃烧爆炸的危险，其蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.7％～10.4％。

苯酐目前广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门。

我国的苯酐主要用来生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，耗用的苯酐约占苯酐总消费量的60％，染料和油漆占25％，不饱和树脂及其他产品占15％左右。

1.3原材料的规格及来源邻二甲苯（96％)，主要生产企业为一些国内大型石化企业。

催化剂为V2O5-TiO2系列负载型催化剂。

2.生产方法及工艺流程2.1生产方法选择苯酐生产的工艺路线有以萘为原料的流化床技术和以萘或邻二甲苯为原料的固定床氧化技术。

邻二甲苯因其高产率、廉价和高选择性成为现代生产苯酐的首选原料，邻二甲苯固定床工艺有低能耗（LEVH)法和低空气比率（LAR）法两种方式，其流程和设备基本类似，本设计以LAR法作为设计和计算基础。

2.2工艺流程简述苯酐生产工艺系统包括氧化反应部分、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。

2．2．1 氧化反应部分邻二甲苯通过换热器预热，经净化换热器加热后在汽化器内混合均匀并完全雾化，进入反应器反应。

反应器内埋填换热列管，用熔盐循环移去反应热，热的熔盐产生高压蒸汽。

注册化工工程师-化工设计基础(总分148,考试时间90分钟)单项选择题1. 一个新产品或新工艺从开始研制到投入生产，需要进行______。

A．概念设计、中试设计及基础设计 B．初步设计和施工图设计 C．概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计2. 下述说法正确的是______。

A．中试设计用于所有单元过程 B．中试设计是某些开发项目不能采用数学模型法放大时而进行的 C．中试装置的流程和设备结构在形式上一定要与工业装置完全相同3. 工程设计包括的内容是______。

A．初步设计和施工图设计(有的书将施工图设计称为详细设计) B．中试设计、初步设计和施工图设计 C．概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计4. 在初步设计程序中有生产方式的选择。

现有一个年产600吨的原料药合成车间，正确的生产方式是______。

A．连续生产 B．间歇生产 C．既可连续生产，也可间歇生产5. 在初步设计中物料计算的成果是______。

A．原料消耗定额、三废排放量和三废组成B．原料消耗定额、三废排放表和物料平衡表C．三废排放量和三废组成D．原料消耗定额6. 可行性研究是基本建设前期工作的重要内容，其主要任务是______。

A．对项目的必要性和可行性作分析预测B．对项目技术的先进性、经济的合理性作论证和比较C．应该包括A、B两项D．对项目的必要性和先进性进行论证7. 在初步设计中工艺流程设计根据各个阶段不同要求，应绘制______。

A．工艺流程方框图、工艺流程草图和带控制点的工艺流程图B．工艺流程方框图、工艺流程草图、物料流程图和带控制点的工艺流程图 C．管道布置图D．仪表布置图8. 按照化工工艺流程图绘制方法，下列说法正确的是______。

A．设备轮廓线与辅助物料管线相同，都用中实线(0.6mm)表示B．设备轮廓线与主物料线相同，都用粗实线(0.9mm)表示C．设备轮廓线用细实线(0.3mm)表示D．主物料线用中实线(0.6mm)表示9. 在化工工艺流程图中，符号中的A、B、C表示______。

化工工艺流程设计基础知识化工工艺流程设计是指将化工原料经过一系列操作加工变换，最终得到所需的化工产品的过程。

它包括了化工原料的选用、物理、化学和生物反应的进行、操作条件的控制和产品的分离纯化等步骤。

下面将从化工工艺流程设计的基础知识、流程设计的步骤以及工艺流程设计的要点等方面进行介绍。

一、基础知识：1、物料平衡：不同物料在反应器中输入和输出的质量要保持平衡，即输入物料质量等于输出的物料质量。

2、能量平衡：对于化工反应器，要保持输入热量等于输出热量，确保反应器内部的温度和压力等条件稳定。

3、反应动力学：研究化学反应速率、反应机制，选择合适的催化剂、温度、压力等条件，提高反应速率和选择性。

4、传质和传热：反应器内部需要适当的传质和传热，将反应物质从液相或气相传递到反应表面，提高反应速率。

5、设备设计：根据反应物料的特性，选择适当的反应器和分离设备，确保反应过程高效、稳定和安全。

二、流程设计步骤：1、原料筛选：根据产品要求和市场需求，选择合适的原料，考虑原料的可获得性、成本和环境友好性等因素。

2、反应选择：根据反应动力学研究和反应物料的特性，选择适当的反应方式和反应条件，保证反应的高效和选择性。

3、传质传热：根据反应物料的特性，选择适当的传质和传热方式，提高反应速率和控制反应温度、压力等条件。

4、分离纯化：根据反应产物的特性，选择适当的分离纯化方法，将目标产物从混合物中提取出来，达到产品纯度和分离效率的要求。

5、设备设计：根据反应过程的要求，选择适当的反应器、分离设备和辅助设备，确保反应过程高效、稳定和安全。

三、工艺流程设计的要点：1、考虑原料和产品的可获得性和成本，选择合适的原料和反应方法，降低生产成本。

2、考虑环境因素，选择环境友好的反应和分离纯化方法，减少对环境的污染。

3、进行反应动力学研究，选择适当的反应条件和催化剂，提高反应速率和选择性。

4、确保反应物料的平衡和能量的平衡，保持反应过程的稳定性。

化工设计设计基础1. 引言化工设计是化学工程领域的核心任务之一，它涉及到从实验室到工业生产的过程中的化学反应、物质传递和能量转化等方面的设计和优化。

本文将介绍化工设计的基础知识，包括设计的目标、设计流程和设计方法等。

2. 设计目标化工设计的主要目标是将实验室中的研究成果转化为可行的、高效的工业生产过程。

具体来说，设计目标可以包括以下几个方面：•生产成本：通过优化设计来降低生产成本是化工设计的一个重要目标。

这涉及到最小化原材料和能源的消耗，同时提高生产效率和产品质量。

•安全性：化工设计还需要考虑工艺过程中的安全性，防止事故的发生。

这包括设计合适的控制措施和应急预案，以及考虑到可能出现的风险因素。

•环境友好：在设计化工过程时，还需要考虑到对环境的影响，并寻找减少废弃物和排放物的方法。

•可持续发展：化工设计还应该考虑到可持续发展的要求，选择符合环保要求和资源可持续利用的工艺和材料。

化工设计的一般流程通常分为几个主要阶段，包括前期调研、方案设计、详细设计和实施等。

具体流程如下：3.1 前期调研前期调研阶段是对项目进行全面了解和分析的过程。

在这个阶段，设计人员需要收集相关的信息和数据，了解产品的要求和目标。

方案设计阶段是根据前期调研阶段的结果，制定一个初步的设计方案。

在这个阶段，设计人员需要确定适用的反应工艺、材料和设备等。

3.3 详细设计在详细设计阶段，设计人员将对方案进行进一步完善和优化。

这个阶段的重点是确定工艺参数、选取最适合的设备和材料，以及设计相关的控制系统。

3.4 实施实施阶段是将设计方案付诸实施的过程。

在这个阶段，设计人员需要协调各个部门和人员，确保设计方案的顺利运行。

4. 设计方法化工设计涉及到复杂的化学反应和物质流动等过程，因此需要运用一系列的设计方法和工具来帮助设计人员完成任务。

4.1 模拟和模型模拟和模型是化工设计中常用的工具。

通过建立数学模型和模拟计算，设计人员可以预测和优化工艺参数、能量转化效率等。

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。

化工识图与CAD基础作业一、引言化工识图和CAD基础是化工工程专业学习的重要组成部分，它们在化工工程设计和工艺流程优化中起到了至关重要的作用。

本文将介绍化工识图和CAD基础的基本概念、作用和应用场景，并通过具体案例分析，深入理解其在化工工程中的应用。

二、化工识图基础化工识图是化工工程中使用的一种图形语言，用于描述化工设备和工艺流程。

常见的化工识图包括流程图、设备图、管道图等。

下面着重介绍流程图和设备图的基础知识。

1. 流程图流程图是化工工程中最常用的识图方式之一，它用图形符号表示物质和能量在化工过程中的转化和传递过程。

流程图主要包括设备、管道、阀门、仪表等。

设备符号设备符号是流程图中的基本元素，用于表示化工过程中使用的各种设备。

常见的设备符号有反应器、蒸发器、混合器等。

通过设备符号的组合和连接，可以构建出完整的流程图。

管道符号管道符号用于表示物料在流程中的输送和传递过程。

常见的管道符号有直线、弯曲线、箭头等。

根据不同的需求，可以选择适合的管道符号进行表示。

控制符号控制符号用于表示控制系统中的各种仪表和元件。

常见的控制符号有传感器、阀门、调节阀等。

通过控制符号的连接和布置，可以实现对化工过程的控制和调节。

2. 设备图设备图是化工工程中描述设备结构和工作原理的一种图形方式。

通过设备图，可以清晰地了解设备的结构和功能，为工艺流程的设计和优化提供依据。

设备图主要包括设备的外观图、断面图、零部件图等。

通过各个部分的图示，可以直观地了解设备的组成和工作原理。

三、CAD基础CAD（计算机辅助设计）是一种通过计算机软件进行设计、分析和优化的技术。

在化工工程中，CAD被广泛应用于设备设计、工艺模拟和布局优化等方面。

1. CAD软件介绍常用的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。

这些软件提供了丰富的绘图工具和功能模块，可以满足不同需求的化工工程设计。

2. CAD在化工工程中的应用CAD在化工工程中有诸多应用。

2016年秋西南大学网教[0977]《化工工艺基础》新版作业及参考答案1、任何化学反应过程都需要从（ A ）和反应速率两方面来综合考虑。

前者属于热力学研究范畴，后者则属于动力学研究范畴。

A. 化学平衡B. 反应温度C. 反应压力D. 反应途径2、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是（ D ）A. AlB. PdC. PtD. Ag3、从热力学上分析，合成氨反应属于（ B ）体积缩小的反应。

A. 可逆吸热B. 可逆放热C. 不可逆放热D. 不可逆吸热4、催化裂化常使用的催化剂是： A 。

A. 硅酸铝B. 硅酸镍C. 三氧化二铝D. 二氧化硅5、化学工业是指生产过程中以( A )为主要手段，将原料转化为化学产品的工业。

A. 化学方法B. 物理方法C. 单元操作D. 自动控制6、固相催化剂一般包括如下组分：活性组分、助催化剂、（ C ）、抑制剂等。

A. 副催化剂B. 主催化剂C. 载体D. 共催化剂7、常见的固体催化剂的制备方法包括沉淀法、浸渍法和混合法。

这三种方法的共同点是工艺上都包括：（ A ）、活性组分制备、热处理和成型等四个主要过程。

A. 原料预处理B. 活性组分选择C. 载体选择D. 载体制备8、催化剂之所以能加速化学反应，是因为它能与反应物生成不稳定的中间化合物，活化能得以（ C ）从而改变了反应的途径，使反应速率加大。

A. 升高B. 不变C. 降低D. 以上都有可能9、三大合成材料是指（ B ）、合成塑料、合成橡胶。

A. 合成树脂B. 合成纤维C. 合成高分子D. 合成氨10、根据天然气中（ C ）和其他烷烃含量不同，将天然气分为干气和湿气。

A. 丙烷B. 乙烷C. 甲烷D. 丁烷11、化工生产过程按其操作方式可分为连续过程、间歇过程与半间歇过程。

按操作状况可分为（ B ）和非稳态操作。

A. 连续操作B. 稳态操作C. 间歇操作D. 单元操作12、以下属于共聚物的是？ABCDA. 酚醛树脂B. 脲醛树脂C. 乙丙橡胶D. ABS树脂13、按照产品结构和性质，有机化学工业可以分为以下几个类别（ ABD ）。

化工设计基础试题一、选择题（每题4分，共10题）1.在化工流程设计中，以下哪种过程是属于物理过程？ A. 氧化反应 B. 蒸馏过程 C. 酯化反应 D. 氧化还原反应2.设计酸碱中和时，采用以下哪种酸碱反应？A. 酸酸反应B. 硫酸和氧化钠反应C. 碳酸钠和盐酸反应 D. 盐酸和氢氧化钠反应3.在化工过程中，以下哪种单位最常用于描述物质的质量？ A. 摩尔 B. 吨 C. 克 D. 毫升4.化工反应器的类型有很多种，以下哪种类型的反应器适用于高压、高温的反应条件？ A. CSTR（连续搅拌式反应器） B. PFR（管式反应器） C. BPR（固定床反应器） D. SBR（序批式反应器）5.化工传热过程中，以下哪种方式的传热效果最佳？ A. 对流传热 B. 辐射传热 C. 导热传热D. 直接传热6.以下哪种方法不属于化工工艺设计的基本步骤？ A. 原料选择 B. 设计参数确定 C. 工艺流程设计 D. 反应温度控制7.化工物料平衡是一种重要的计算方法，以下哪种因素不属于进行物料平衡计算的基本要素？ A. 反应物和产物的化学计量数 B. 反应物的摩尔质量 C. 反应进程中物料的流速 D. 反应物的浓度8.化工过程中，以下哪种装置可以实现气体吸附的分离？ A. 吸附塔 B. 蒸发器 C. 分液漏斗D. 过滤器9.在化工流程设计中，以下哪种操作不属于传质运输过程？ A. 蒸馏 B. 吸附 C. 酸碱中和 D. 离心分离10.以下哪种参数不是衡量化工流程经济性的关键指标？ A. 产量 B. 能耗 C. 设备维护费用 D. 原料成本二、简答题（每题10分，共4题）1.什么是化工流程设计？请简要描述化工流程设计的主要步骤。

答：化工流程设计是指根据化学反应的原理和物质的性质，通过制定合理的工艺流程和操作条件，设计出满足生产要求的化工生产过程的过程。

化工流程设计的主要步骤包括：原料选择、各种操作参数的确定、工艺流程设计、设备安装与调试、生产实施等。

《化工基础》作业一填空1．化工产品种类繁多，生产工艺流程千差万别，具体内容是动量传递、质量传递、热量传递和，但其基础理论可概括为和三传一反。

2．在相同条件下，逆流传热比并流传热的推动力，完成相同传热任务所需的传热面积比并流传热。

3．空气和水分别在同种规格的管内作稳定流动，若它们的质量流量不变，当温度升高时，空气的雷诺数将，水的雷诺数将。

4．精馏是以液体混合物中各组分的不同，实现液体混合物分离的方法，精馏塔一般分为和精馏段。

5．对多釜串联反应器，每一级都是全混流反应器，各釜之间物料无，串联级数越多，各级间的越小，其性能越接近平推流反应器。

6．在合成氨生产中，用燃料高温转化法制原料气的方法有，和重质烃部分氧化法等。

7．工程上考察流体的运动规律时，着眼点是流体的运动；流体流经管路系统时的阻力因其不同的外部条件可分为阻力和局部阻力。

8．流体在圆管内作层流流动时，流体主体质点彼此平行地沿着方向作直线运动，此时层流的平均流速是管内最大流速的倍。

9．合成氨工业采用的烃类蒸汽转化法造气工艺，是在催化剂的作用下，将与蒸气发生反应，生成和碳的氧化物。

10．吸收是分离混合物的操作，吸收的依据是利用混合物组分在液相中的差异而分离的。

11．在气体的流量、气体进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将，操作线平衡线。

12．流体在圆形管内作湍流流动时，在靠近管壁出存在，当雷诺数增大时，该层的厚度变。

13．吸收三氧化硫所用的硫酸除了控制其浓度外，还必须控制温度。

温度过低，会使增大，降低。

14．将二氧化硫转化为三氧化硫是催化氧化反应过程，采用的催化剂是，实施这一反应过程的主要设备是。

15．当流体在圆管内作层流流动时，其摩擦阻力系数为；当流体在圆管内作湍流流动时，其摩擦阻力与和R e有关。

16．在精馏塔中，经过多次部分气化，在气相中可得到高纯度的组分，经过多次部分冷凝，在液相中可得到高纯度的组分。

17．投资利税率是指在投资项目达到设计生产能力后，一个正常年度的年利润，税金总额或项目生产期内的年平均与的比率。