化工设计软件期末考试卷1

化工设计软件期末考试
班级 姓名 学号 总成绩：
1、一台离心泵的特性曲线如下表：
为降低能耗，采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量，用该泵输送15℃、1 bar 的水。

试求当泵的转速为2222 rpm 时的特性曲线数据(流量、扬程、效率，
功率（指轴功）三组数据)。

（Pump ）（15分） 2.环氧丙烷水解的绝热CSTR
丙二醇（PG ）由环氧丙烷与过量水在绝热和接近环境条件以少量可溶的硫酸
作为均相催化剂的液相水解反应生产：
283263O H C O H O H C →+
因为反应的放热明显，采用过量水。

而且，因为PO 在水中不是全溶的，在进料中加入甲醇，进料进入反应器的温度为23.9℃，流量如下所列：
环氧丙烷：
20 kmol/hr 水，在此范围内确定 160-500 kmol/hr 甲醇
30 kmol/hr
假定考虑采用一台现成的搅拌釜反应器，反应器可在3bar 下（抑制蒸发）
绝热操作，反应器内的液相体积为1.2m 3。

反应经过一系列基元步骤进行，控制步骤涉及二个PO 分子。

幂函数动力学方程为：
2
522)/10556.1ex p(1015.9PO PO C RT r ⨯-⨯=-
式中
PO
C单位为kmol/ m3，R = 8.314 kJ/kmol-K，T单位为K。

确定水的进料量为200kmol/hr时PO转化率的大小及物料出口温度。

(RCSTR，20分)
3要求用一个精馏塔分离苯和苯乙烯在77o F和1atm条件下的等摩尔混合物。

塔顶馏出物中甲苯的含量不高于1.5mol%，且应包含进塔原料中95mol%的苯。

用过程模拟软件确定全回流下的最少理论塔板数（N
min ）、最小回流比（R
min
）和R
＝1.4 R min时处于平衡的理论塔板数。

（DSTWU，20分）
4.分别使用严格 HeatX模型（simulation）模拟用水冷却混合烃
•烃物流：
温度: 200 ℃压力: 4 bar 流量: 10000 kg/hr
百分组成: 50 wt% 苯, 20% 苯乙烯, 20% 乙苯和 10% 水•冷却水：
温度: 20 ℃压力: 10 bar 流量: 8000 kg/hr
百分组成: 100% 水
•严格 HeatX 模拟:
壳程直径 0.325 m, 管程数为1
裸管90 根, 6 m 长、管心距 31 mm、内径21 mm、外径25 mm
所有管嘴 80 mm 隔板5个、切削15%
1）求冷却水和烃物流在上述换热器中换热的的出口状态
2）2）若要求将热物流冷却到气相分率为0.7，问该换热器是否可行，若可行，冷却水的质量流量为多少，冷却水在壳层中的流速为
多少？壳层压降为多少？（heatx，25分）。

5.设有下列离开甲醇反应器的混合物：CO，100kmol/h；H
2
，200kmol/h；甲醇，100kmol/h。

该气体处于100atm和320℃，1）试利用aspen查询三种组分的沸点（TB）2）计算其密度RHOMX（气相）。

分别采用理想气体定律和SRK方程。

试比较两个个结果，问该混合物能否作为理想气体？ (20分)。