聚合物工艺设计复习题1

1简述化工厂设计的阶段和内容答：（1）四个阶段：编制设计任务书、初步设计和总概算、施工图设计、设计代表工作或立项阶段、工程设计阶段、施工阶段、开车验收阶段（2）化工工程设计或工艺设计内容：1设计准备：①熟悉设计任务书②了解设计内容及方法步骤③查阅文献资料④收集第一手资料.2方案设计：根据所收集的文献资料进行理论分析比较以确定生产方法和生产流程3化工计算：①物料衡算②能量衡算③设备选型和计算④绘制物料流程图、主要设备总图和带控制点工艺流程图4车间布置设计：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。

绘制车间平、立面图。

5化工管路设计：管路配置设计的任务：确定装置的全部管线、阀件、管件以及各种管架的位置。

注意：节约管材，方便操作、检查和安装检修。

6提供设计条件：内容：总图、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、工业炉等。

7编制概算书及编制设计文件①编制概算书：在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算，主要为车间建筑、设备及安装工程费用，以此作为国家对基本建设单位拨款的依据。

②技术经济指标：产品成本、基本建设投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额。

遵循经济合理性；8编制设计文件：设计说明书、附图和附表的总汇。

2化工设计的意义？答：化工设计的意义：国家的工作重点是经济建设，基本建设是发展生产力的重要手段，而设计工作又是基本建设的重要环节和先导。

化工行业是国家的基础行业，那么化工设计就是一个国家设计工作的重点所在。

同时，国家倡导技术经济，只有好的技术，才有可能使得国家的经济迅速发展，因此设计技术水平的提高也显得日趋重要。

由于石油化工的迅速发展，使得三大合成材料的生产有了急剧的发展，这与化工设计的重要贡献是分不开的。

化工设计知识有助于培养学生综合运用多学科基本理论，联系生产实际，提高分析和解决问题的能力；有助于培养深入实际，注重调查研究的作风；有助于提高查阅文献资料、收集和整理数据的能力；有助于提高运算能力，掌握电子计算机使用技术等。

3 施工图设计的任务和主要工作内容？答：①施工图设计的任务：是根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具体问题，并以其作为施工单位编制施工设计、施工组织、施工预算和进行施工的依据。

②主要工作内容：是在初步设计的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管道的保温及防腐设计，其详细内容（工艺专业）：图纸总目录，工艺图纸目录，带所有管道和仪表的工艺流程图，首页图，设备布置图，设备一览表及条件表，管路安装图，综合材料表，设备管口方位图，设备、管路保温及防腐设计管架管件图等。

还要做出施工总预算表4化工车间工艺设计的主要内容？（化工工艺设计的主要内容？）答：（一）设计准备①熟悉设计任务书；②制定工作计划；③查阅相关技术资料；④掌握相关的设计资料。

（二）工艺方案设计这个阶段的主要任务是：确定工艺路线和工艺流程的设计，是整个工艺设计的基础与主线。

（三）化工工艺的计算化工工艺计算包括物料衡算、能量衡算、设备工艺计算三个主要计算。

在此基础上绘制出物料平衡图、能量平衡图、设备工艺设计图以及设备工艺一览表（包括定型设备和非定型设备）。

（四）车间布置设计车间设计的主要内容有：确定整个工艺流程中全部设备在车间平面和空间的具体位置；确定生产辅助设施、生活行政设施等的分布情况；确定厂房或框架的结构型式等；绘制车间平面布置图。

（五）化工管道设计管道设计主要包括管道的工艺设计和管道布置设计。

（六）提供其他专业设计条件需提供的设计条件包括总图、土建、配管、设备机械、自控、电气、电讯、采暖通风、空调、给排水、工业炉等专业的设计条件。

（七）经济概算投资概算主要包括建筑费、设备费、安装费、其他费用等。

主要经济指标除投资费用外还有投资回收率、生产费用、消耗定额、劳动力需求、劳动生产率、工资总额等。

（八）编制设计文件设计文件包括设计说明书（设计依据，产品方案、工艺流程概述，化工计算等）、附图（流程图、布置图、设备图等）、附表（设备一览表、材料一览表、概算表）。

5 工艺方案设计的主要任务和内容？答：工艺方案设计的主要任务和内容：主要任务：确定工艺路线和工艺流程主要为两个方面的内容：①工艺路线的选择通过定量的技术经济比较，着重评价总投资和总成本，从而选择一条技术上先进成熟，经济上合理，安全上可靠，环境保护得到解决。

且因地制宜。

可以实施的工艺路线。

②工艺流程的设计包括车间、工序、设备之间的相互连接顺序、物料流动及变化情况、工艺参数的确定、自控方案的确定等项内容的设计，最终以带控制点的工艺流程图及相应的文字说明的形式阐述清楚。

6聚合物合成工艺路线多样性的表现？答：(1)原料不同：生产同一种聚合物，可使用不同单体(2)聚合机理不同：连锁和逐步聚合同一种单体可以由不同的聚合机理进行聚合反应。

(3)实施方法不同：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合(4)操作过程不同：分批式（间歇）操作、连续操作、半分批式（半连续）操作7 工艺路线或生产方法选择的原则和主要步骤？答：1选择工艺路线的基本原则如下：(1)满足产品的性能指标要求(2)生产上的可靠性(3)技术上的先进性(4)经济上的合理性(5)生产装置大型化(6)清洁生产、注重可持续发展2工艺路线选择的主要步骤1 收集资料2 分析与比较3 筛选与确定8工艺流程设计的意义和任务？答：意义：工艺流程设计是将所选定的工艺路线具体化的过程，是将整个设计工作的主线与核心。

是后续各项具体设计的依据，后续各项设计的结果返回来还会影响到工艺流程，所以工艺流程设计需贯穿于整个设计工作的始终。

主要任务：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到加工原料以制得所需产品得目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量－控制流程。

9 确定主工艺流程的主要内容有哪些？答: ①确定整个生产装置由几条生产线组成②确定流程中的工序组成③确定各工序中的设备组成④确定各生产线、各工序之间的交叉点⑤确定各设备的操作条件⑥确定控制方案⑦对“三废”处理过程及其他辅助过程提出工艺设计要求。

10聚合工序中主要的工艺参数？答：聚合工序中主要的工艺参数：1工艺配方：引发剂或催化剂与单体的比例、共聚时各单体的投料比例、溶液聚合时单体的浓度、悬浮聚合或乳液聚合时分散介质与单体的比例、分散稳定剂或乳化剂与单体的比例等；2 加料方式、操作过程等；3反应控制条件：反应温度及变化、反应压力及变化、反应时间或停留时间、物料流量等；4 反应终点产品指标：单体转化率、相对分子质量及其分布、共聚组成及其分布、颗粒大小及其分布等。

11 确定反应过程工艺参数的主要依据？答：确定反应过程工艺参数的主要依据：1基础物性数据（密度、比热容、反应热、多相反应时的相变数据等）；2物料衡算结果；3基础动力学模型（微观动力学模型）；4混合、流动模型、传质、传热模型；5反应器操作方程。

12 确定反应过程工艺参数的的研究方法？答：模拟法：就是为了研究一个复杂的大规模的系统A，先设法找到另一个比较简单的小规模的系统B，通过对系统B的研究来间接地研究系统A。

系统B称为系统A的“模型”，系统A称为系统B的“原型”。

相似模拟法：如果系统B与系统A的化学和物理过程基本相同，尺寸不同，则称模拟过程为“相似模拟法”。

类似模拟法：如果系统B与系统A的化学和物理过程不同，但系统B能够描述系统A的本质，则称模拟过程为“类似模拟法”。

13反应过程工艺参数的确定方法有哪些？答：工艺参数的确定方法与生产装置的放大设计过程相似，可分为三种：（1）逐级经验放大法主要内容为：①建立小试装置②假设变化规律相似；③研究反应规律，确定反应工艺条件（工艺参数）；④将该过程在工业装置上实施。

其优缺点为：耗费人力、物力、财力大，研究开发周期长，不能适应市场快速变化的需求。

（2）数学模拟法主要内容：首先建立一个能够反映实际生产过程的综合数学模型，然后通过在计算机上求解该数学模型，模拟实际生产过程。

其优缺点：可以节省研发过程中的大量的人力、物力、财力；可以大大缩短研发周期；对研发对象及影响因素的分析与讨论更深入，更细致，更全面；便寓全系统的优化设计。

（3）改进数学模拟法主要内容：将综合数学模型用于大规模工业装置设计之前，还要经过一步或几步中试规模的实验，用中试实验的数据检验综合数学模型的可靠性，并对综合数学模型的做进一步修正，确保工程设计的可靠性。

其优缺点：既节省了研发过程中的人力、物力、财力，缩短了研发时间，又提高了设计的可靠程度，还能便于全系统的优化设计，根据预定目标，选择最佳工艺参数。

14 反应器内反应温度控制的典型方案有哪些？答：反应器的控制方案有：1电加热型，即调节加热电压，改变加热功率，控制反应温度。

2一次循环控制，即通过调节传热介质的流量来控制反应器内的温度。

3二次循环控制，即提高传热介质的流量以提高传热系数，实现二次循环控制。

4反应釜外循环控制，即将物料导出，在外置换热器中进行交换后再送回反应器。

5汽化冷凝控制，即利用小分子物质汽化等发生相变来控制温度。

6分程控制，即更据控制器输出值的范围分别控制两个或两个以上的调节阀来控制。

15 流体输送泵为离心泵时，常采用的两种控制方式？答：流体输送泵设备为离心泵：常为两种方式①②①直接流量调节。

流量计及调节阀安装在输出管道上，流量计在前，调节阀在后，通过调节阀门的开启度，调节管路中流体流量的大小。

②旁路流量调节。

调节阀设在循环旁路管道上，流量计设在输出管道上，泵的流量是固定的，通过调节循环旁路中阀门的开启度，调节旁路中流体流量的大小，间接控制主路中的流体流量。

循环旁路可接到吸入罐中，也可接到泵进口管道上。

③分支流动控制方案。

一台泵同时供给多路并联管路输送流体。

各分支管路中的流量独立控制，同时保证泵的流量恒定。

16 物料流程示意图的主要内容及画法？答：答：物料流程示意图是根据工艺流程草图画出的物料平衡关系示意图。

其主要内容包括：⑴设备示的画法。

①按物料流经顺序自左向右展开，依次绘制，备用设备不必画出，若为相同的多条生产线，只需画出一条生产线的工艺流程图。

②用细实线按比例画出各设备外型轮廓及主要内部结构特征、反应器主要特征、换热器的管程及壳程的折流板等。

泵、压缩机等设备不按比例绘制。

③PFD应在设备一览表中标出设备的外型尺寸。

④注明设备名称及位号。

⑵物料管线的表示方法①在工艺流程图中带流向的粗实线作为物料管线表示物流及流向。