化工设计习题及答案

第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些？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。

2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。

3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。

4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。

二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。

三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。

四、车间布置设计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的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。

五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。

六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。

七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。

第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。

2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。

3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。

4、工艺流程图的种类有哪些？答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。

5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？答：①HW0201-表示管道号，其中：HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。

②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。

③L1B -管道等级，其中：L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。

6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。

(a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制第三章物料衡算与热量衡算第四章 设备的工艺设计及化工设备图1、化工设备选用一般原则的内容是什么？答：（1）合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。

（2）先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。

（3）安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。

（4）经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。

（5）系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。

2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？答：①标题栏②明细栏③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。

第五章车间布置设计1、化工车间由哪些设施所组成？答：由下列设施组成：⑴生产设施⑵生产辅助设施⑶生活行政福利设施⑷其他特殊用室。

2、车间平面布置方案中，厂房的平面形式主要有几种？哪种形式是最常用的？为什么？答：厂房的平面形式主要有直线（长方）形、L形、T形和∏形（按管廊的外形看）。

直线（长方）形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面，是最常用的厂房平面形式。

3、车间设备布置设计的主要内容是什么？答：①确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置。

②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置。

③确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸。

④在上述各项的基础上，确定建筑物与场地的尺寸。

⑤其他（确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。

）4、车间设备布置的要求有哪几条？答：（一）满足生产工艺要求（二）满足安装和检修要求（三）满足土建要求（四）满足安全、卫生和环保要求（五）工艺设备竖面布置的原则。

第六章管道布置设计1.管道布置设计的内容有什么？答：①确定车间中各个设备的管口方位与之相连接的管段的接口位置。

②确定管道的安装连接和铺设、支承方式。

③确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。

④画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置,作为管道安装的依据。

⑤编制管道综合材料表,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。

2．管道布置设计应符合的标准有哪些？答： HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》和SH3012-2000《石油化工管道布置设计通则》3.真空管线布置设计时应注意什么？答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。

4.玻璃管等脆性材料管道应如何处理？答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。

5．管架已有哪些标准设计？答：HG/T21623-1990《管架标准图》和HG/T21640-2000《H型钢结构管架通用图》。

6．管道支架按其作用分哪几种？答：管道支架按其作用分固定支架、滑动支架、导向支架和弹簧吊架。

7．立式容器的管口方位划分为哪两部分？答：立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。

一般划分为操作区和配管区两部分。

加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区,排出管布置在容器底部。

8. 卧式容器的人孔如何布置？答：人孔可布置在顶上,侧面或封头中心,以侧面较为方便,但在框架上支撑时占用面积较大,故以布置在顶上为宜。

人孔中心高出地面3.6m以上应设操作平台。

一、填空题1．设备布置图是在厂房建筑图的基础上增加设备布置的内容，用粗实线表示 设备 ，厂房建筑用 细实线 画出。

2．设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的 平面图和反映某处立面布置情况的 剖面图 。

二、选择题1．厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用（ A ） 依次编号。

A 、 、 、B 、 、 、C 、A 或B 2．在化工设备图中，设备的轮廓，一般按比例用（ A ）绘制。

A 、粗实线（b ）B 、中实线（2b/3）C 、 细实线（b/3）D 、点划线3．在布置 （ A ）时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。

A 、换热器B 、塔C 、泵D 、搅拌器4．设备布置图中的标高用（ A ）表示。

A 、mB 、cmC 、mmD 、都可以5．在设备平面布置图中，设备标注为T-101b ，其中T 表示（ B ）。

A 、一种设备等级B 、一种设备代号C 、设备一种材质D 、一种设备保温等级6．在对塔进行布置时，对于（C ）需采用独立布置方案。

A 、将高度相近的塔B 、数量不多、结构与大小相似的塔C 、单塔或特别高大的塔D 、较小的塔7．以下有关工程设计阶段及PID 版次的叙述错误的是（B ）。

A 、工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段B 、在基础设计阶段，PID 应完成初步设计条件版（A ）版，内部审核版（B版）和用户批准版（C ）版三个版次的设计C 、在详细工程设计阶段，PID 应完成1版（详细设计1版），2版（详细设计2版），3版（施工版）三个版次的设计D 、对于小型或成熟工艺装置的PID 设计，至少应完成初步条件版，设计版231A B C和施工版三个版次8．设备布置设计不包括的内容是（B ）。

A、确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置B、确定车间中各个设备的管口方法C、确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置D、确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸解答：B．正确答案。

车间设备布置设计主要包括：①确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置；②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置；③确定供安装、操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸；④确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；⑤确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。

9．在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是（A ）。

A、对于原料和成品贮罐，一般集中布置在贮罐区，同时为缩短流程、节省管长，原料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置B、对于大型换热器独立布置时应尽量安排在室外以节约厂房C、泵的布置应尽量靠近供料设备，以保证有良好的吸入条件D、反应器安装在室内或框架内，其基础与建筑物分开，以免将振动和噪声传递给建筑物10．设备布置时设备间、设备与墙之间、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范供设备布置设计时参照执行。

工艺设备与道路间的距离不应小于（B ）。

A、0.5 m B．1.0 m C、1.5 m D、2.0 m11．请指出下列有关安全距离数据中（A ）是不正确的。

A、回转机械彼此间距离为不小于1.5 mB、贮槽之间的距离不小于0.4～0.6 mC、换热器之间的距离不小于1.0 mD、塔与塔之间的距离1.0～2.0 m解答：A．正确答案。

依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，回转机械彼此间距离为不小于0.8～1.2 m。

12．“泵的布置设计时应尽量集中布置，排成一条线，电机端对齐，正对道路。

以下关于泵的布置正确的是（C ）。

A、泵与泵之间的距离视泵的大小而定，一般不小于1.0mB、双排泵之间的距离一般不小于1.5mC、泵与墙之间的距离一般不小于1.2m，以便通行D、泵的基础一般比地面高④400～500mm解答：C．正确答案。

泵与泵之间一般不小于0.7 m，双排泵之间一般不小于2.0 m，泵基础一般高出地面100～200 mm。

13．某工厂车间设备布置时，为节省投资，减少厂房面积，工艺设备与道路间的距离定为0.6 m；操作设备时设备到墙的距离为0.8 m；操作平台梯子的坡度为65°；通道通行部分的最小净空为2.1 m。