西工大《化工过程设计》大作业离线作业
西工大《化工过程设计》19年10月作业考核答案
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。
19秋学期西交《化工过程设计》在线作业满分答案
19秋西交《化工过程设计》在线作业
试卷总分:100 得分:100
1.设计卧式储存罐双鞍座支承时，两支座的状态应采用：（）
[A、]两个都固定
[B、]两者均可移动
[C、]一个固定，一个移动
[D、]以上均可
参考选择是:C
2.低温球罐支柱与球壳连接处最好采用：（）
[A、]接连接结构形式
[B、]加托板结构
[C、]U型柱结构形式
[D、]支柱翻边结构
参考选择是:C
3.卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是：（）
[A、]支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩
[B、]圆筒上不设置加强圈
[C、]支座的设置位置不适合
[D、]设计压力过高
参考选择是:A
4.随着石油业的发展，在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是：（）
[A、]纯桔瓣罐体
[B、]足球瓣式罐体
[C、]混合式罐体
[D、]两个半球组成的罐体
参考选择是:C
5.根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（）
[A、]固定管板式换热器
[B、]蓄热式换热器
[C、]浮头式换热器
[D、]U形管式换热器
参考选择是:B
6.常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（）
[A、]直接接触式换热器
[B、]蓄热式换热器
[C、]间壁式换热器
[D、]中间载热体式换热器
参考选择是:C。
化工设计_西北大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化工设计_西北大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.化工生产中分离过程单元操作有答案:精馏_沉降_吸收2.混合物分离依据的化合物性质有答案:沸点_溶解度_密度3.釜式反应器内温度以夹套公用工程为操纵变量，控制方案有答案:前馈控制_分程控制_串级控制4.甲醇立式换热器的管线管口主要有答案:物料进料管口_物料出料管口_加热剂进料管口5.换热器的控制方案有答案:控制传热面积_控制平均传热温差_控制另一股物流流量6.离心泵的控制方案有答案:出口压力控制_改变转速控制_开关控制7.釜式反应器内温度为被控变量，可选择的操纵变量有答案:进入夹套的低压蒸汽_进入夹套的循环冷却水_进入夹套的热水8.釜式反应器可选择的被控变量有答案:釜内温度_釜内压力_釜内液位9.管道敷设时如果有以下可利用条件应尽量答案:沿柱敷设_沿墙敷设_沿操作台敷设10.管道的主要敷设方式有答案:架空敷设_埋地敷设_沿地敷设11.热衡的主要依据有答案:物衡结果_工艺设计要求_工艺流程示意图12.热衡的主要目的有答案:计算并设计或选性传热设备_确定能耗指标_为非工艺设计提供条件13.本节流化床反应器计算的主要工艺尺寸为答案:浓相段直径_浓相段高度_稀相段直径14.以下属于公用工程的有答案:蒸汽_循环水_电力15.管道号标注位置为答案:水平管道上方_竖直管道左侧16.管道布置图中，管道平面定位标注方法为答案:从土建柱中心线到管道中心线_从已定位的设备中心线到管道中心线_从已定位的管道中心线到管道中心线17.管道布置图中，管道标注有答案:管道中心线平面定位尺寸_管道中心线标高尺寸_管道物流流动方向18.管道布置图中管道线条为答案:粗实线_粗虚线19.管道布置图的内容有答案:土建_设备_管道20.管道仪表流程图中，以下管道绘制正确的有答案:管道上管件应绘制_管道流向应绘制_工艺管道应从图纸左右两侧进出21.设计计算10万吨/年丙烯腈合成工段物衡。
化工过程开发与设计作业答案解析(DOC)
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。
化工设计大作业-2
化⼯设计⼤作业-2化⼯设计课程设计年产180万吨PTA项⽬设计⽬录⽬录 ........................................................................................................................................... - 2 -前⾔........................................................................................................................................... - 4 -第⼀章⼯艺流程设计................................................................................................................ - 5 -1 ⽣产⼯艺流程.................................................................................................................. - 5 -2 ⼯艺流程说明................................................................................................................... - 7 -2.1PX氧化单元........................................................................................................... - 7 -第⼆章反应⼯段塔设计............................................................................................................ - 8 -第三章醋酸分离塔设计.......................................................................................................... - 16 -1.简介................................................................................................................................. - 16 -2.⼯艺流程图..................................................................................................................... - 16 -3.物料衡算......................................................................................................................... - 17 -4.设计结果⼀览表............................................................................................................. - 17 -第四章⼲燥⼯段设计.............................................................................................................. - 18 -1.⼲燥⼯段的设计............................................................................................................. - 18 -第五章全场⾃动设计控制...................................................................................................... - 20 -1控制图（1）................................................................................................................... - 20 -2控制图（2）................................................................................................................... - 20 -第六章⼯⼚平⾯图.................................................................................................................. - 21 -1三维图（1）................................................................................................................... - 21 -2三维图（2）................................................................................................................... - 21 -第七章经济分析...................................................................................................................... - 22 -第⼋章项⽬可⾏性报告.......................................................................................................... - 22 -1.项⽬背景......................................................................................................................... - 22 -1.1项⽬名称.............................................................................................................. - 22 -1.2项⽬拟建地区和地点.......................................................................................... - 22 -1.3项⽬背景简介...................................................................................................... - 23 -10. PX氧化反应过程................................................................................................ - 23 -11. 主要经济技术指标............................................................................................. - 23 -4.项⽬使⽤的专业标准规范............................................................................................. - 23 -5.存在的问题及建议......................................................................................................... - 24 -6. ⽅案构建（PTA⼯艺路线论证）............................................................................... - 24 -7. 项⽬地址选择论证....................................................................................................... - 24 -8. ⽣产⼯⼚技术⽅案....................................................................................................... - 25 -9.车间布置设计................................................................................................................. - 25 -10. 环境保护..................................................................................................................... - 25 -11. 经济技术分析..................................................................................................... - 25 -12. 不确定分析................................................................................................................. - 25 -13. 效益分析..................................................................................................................... - 26 -13.1环境效益............................................................................................................ - 26 -13.2社会效益............................................................................................................ - 26 -第九章结束语.......................................................................................................................... - 26 -前⾔本⽂以180万吨PTA⽣产装置氧化⼯段流程为对象，建⽴了氧化⼯段核⼼流程以及氧化⼯段全流程的严格机理模型。
化工过程设备设计第三阶段在线作业14秋教材
第三阶段在线作业14秋单选题 (共20道题)展开收起1.（2.5分）增大法兰盘的厚度或增大法兰盘外径则其刚度• A、增加• B、减小• C、不变我的答案：A 此题得分：2.5分2.（2.5分）标准法兰公称压力的选取原则是使法兰在设计温度下所能承受的最高工作压力• A、大于设计压力• B、小于设计压力• C、等于设计压力我的答案：A 此题得分：2.5分3.（2.5分）短圆筒侧向失稳时波数n为• A、2• B、> 2• C、< 2我的答案：B 此题得分：2.5分4.（2.5分）法兰密封的影响因素是• A、螺栓预紧力• B、垫片厚度• C、流体速度我的答案：A 此题得分：2.5分5.（2.5分）一台卧式容器一般选几个鞍式支座• A、2个• B、4个• C、3个我的答案：A 此题得分：2.5分6.（2.5分）一台卧式容器2个鞍式支座中，一个为固定式，另一个为• A、固定式• B、滑动式• C、固定或滑动均可我的答案：B 此题得分：2.5分7.（2.5分）中低压容器常用的补强形式有• A、贴板补强• B、接管补强• C、整体补强我的答案：A 此题得分：2.5分8.（2.5分）高压容器常用的补强形式有• A、贴板补强• B、接管补强• C、整体补强我的答案：C 此题得分：2.5分9.（2.5分）塔设备的最大质量载荷出现在• A、水压试验时• B、操作时• C、检修时我的答案：A 此题得分：2.5分10.（2.5分）内压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在• A、操作时设备迎风侧• B、操作时设备背风侧• C、检修时设备迎风侧我的答案：A 此题得分：2.5分11.（2.5分）外压容器指的是其• A、内外压力差大于零• B、内外压力差小于零• C、内外压力差等于零我的答案：B 此题得分：2.5分12.（2.5分）外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在• A、操作时设备迎风侧• B、操作时设备背风侧• C、检修时设备迎风侧我的答案：B 此题得分：2.5分13.（2.5分）外压容器的主要失效形式是失稳，所以外压容器的设计方法是• A、强度设计• B、稳定性设计• C、塑性设计我的答案：B 此题得分：2.5分14.（2.5分）受外压的长圆筒，侧向失稳时的波数n为• A、2• B、〉2• C、< 2我的答案：A 此题得分：2.5分15.（2.5分）导致外压圆筒失稳时的压力为• A、临界压力• B、工作压力• C、设计压力我的答案：A 此题得分：2.5分16.（2.5分）当外压圆筒的计算长度大于临界长度时称为• A、长圆筒• B、短圆筒• C、刚性圆筒我的答案：A 此题得分：2.5分17.（2.5分）钢制聚乙烯聚合釜，中径1580mm，计算长度7060mm，设计外压力0.1MPa，有效厚度 11mm，Et=1.84×105Mpa，此聚合釜的临界压力为• A、0.1MPa• B、0.43MPa• C、0.3MPa我的答案：B 此题得分：2.5分18.（2.5分）分馏塔内径2000mm，塔的计算长度6333mm，塔在370℃及真空条件下操作，此塔材料为Q245R，c=1.8mm，Et=1.7×105MPa，分馏塔名义壁厚• A、14mm• B、12.2mm• C、10mm我的答案：A 此题得分：2.5分19.（2.5分）外压圆筒上设置加强圈后，其计算长度• A、减小• B、增加• C、不变我的答案：A 此题得分：2.5分20.（2.5分）法兰联接结构中，垫片• A、是不可缺少的元件• B、是可有可无的元件• C、无法确定我的答案：A 此题得分：2.5分判断题 (共20道题)展开收起21.（2.5分）法兰密封中，预紧力越大对法兰密封越有好处•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分22.（2.5分）开孔补强中的补强圈中应设计一M10的螺纹孔•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分23.（2.5分）同一型式的鞍座有滑动鞍座与固定式鞍座之分•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分24.（2.5分）采用补强圈进行补强时，可在开孔部位的局部区域进行补强即可，无需整个容器补强•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分25.（2.5分）金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分26.（2.5分）金属垫片主要用于中、高温但不能用于中、高压的法兰联接密封中•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分27.（2.5分）塔设备的最大弯矩指的是风载荷与地震载荷之和•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分28.（2.5分）塔设备设计时应考虑质量载荷、地震载荷和风载荷的作用，可不考虑操作压力的作用•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分29.（2.5分）塔设计时组合拉应力的校核还应校核水压试验时产生的组合轴向拉应力的作用•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分30.（2.5分）塔设备无论在何时都应设置一定数量和规格的地脚螺栓•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分31.（2.5分）假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生失稳•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分32.（2.5分）任意塔与裙座的焊接既可选用对接焊也可选用搭接焊•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分33.（2.5分）用18CrMoNbR钢板制造的外压容器要比用Q235-AR钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分34.（2.5分）设计钢制外压短圆筒采用Q245R钢板算得的临界压力比设计要求低10%，改用屈服点高的Q345R钢，可满足设计要求•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分35.（2.5分）几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：Pcr不锈钢> Pcr铝> Pcr铜•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分36.（2.5分）外压圆筒的计算长度就是筒体的几何长度•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分37.（2.5分）外压圆筒的稳定性与其它形式的稳定性计算均可用计算法计算•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分38.（2.5分）外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分39.（2.5分）法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分40.（2.5分）直径为1错误00mm的吸收塔，封头与筒身采用法兰联接，该塔操作温度为285℃，设计压力为0.4MPa，材质为20。
化工过程分析与综合大作业
化工过程分析与综合大作业姓名：班级：化工1101学号：大作业（一）精馏塔三对角矩阵法模拟计算一．模型建立精馏塔模型二．计算框图1．泡点计算框图输入：j p ,ij xj n =设定温度初值：j T计算：ij K =f(j p ,j T ,i,j x )计算：ij y计算∑=-=ε1ijn yfn=n+1'1/n n n j n j f f T T -=+NYjij ij ij j T K y x p 、、、、输出：Stop610-<ε2．三对角矩阵法计算框图、、、、、、、、输入：f f f fij j N N R D P T Z F 1=k计算初值：ij j x T 、jij ij ij T K y x 、、、计算：jj ij j j V L H h H 、、、、三对角矩阵计算ij xi,j i,jx /x ∑k=k+1YYStop计算收敛判据Tε输出：、、、ij ij ij K y x j T 、j j V L 、j VL 、ε< 0.18三．计算步骤给定设计变量进料组成：乙醛，乙醚，乙醇，水R=5; %回流比N=16; %塔内实际板数D=2.53; %塔顶采出F=zeros(N+2); %含冷凝器与再沸器的每块理论板进料F(7)=100; %只有在第6块进料，进料量为100Kmol/hZ=zeros(4,18);Z(:,7)=[0.01 0.015 0.05 0.925]; %进料组成PF=101.325KP %进料压力TF=95+273.15 %进料温度，K1．给定各塔板上的压力P（j）2．程序：Pmin=101.3;Pmax=110;for j=1:N+2P0(j)=Pmin+(Pmax-Pmin)/(N+1)*(j-1);%线性赋值Endresult：塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9初始压101.3000 101.8118 102.3235 102.8353 103.3471 103.8588 104.3706 104.8824 105.3941 力P0（KP）塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器初始压105.9059 106.4176 106.9294 107.4412 107.9529 108.4647 108.9765 109.4882 110.0000 力P0（KP）3．给定液相组成X（i，j）程序：x=[0.4 0.58 0.01 0.01;0 0 0.05 0.95];for i=1:4for j=1:N+2X(i,j)=x(1,i)+(x(2,i)-x(1,i))/(N+1)*(j-1);endendresult：塔板数冷凝器2 3 4 5 6 7（进料）8 9X（乙醛）0.4000 0.3765 0.3529 0.3294 0.3059 0.2824 0.2588 0.2353 0.2118 X（乙醚）0.5800 0.5459 0.5118 0.4776 0.4435 0.4094 0.3753 0.3412 0.3071 X（乙醇）0.0100 0.0124 0.0147 0.0171 0.0194 0.0218 0.0241 0.0265 0.0288 X（水）0.0100 0.0653 0.1206 0.1759 0.2312 0.2865 0.3418 0.3971 0.4524 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器X（乙醛）0.1882 0.1647 0.1412 0.1176 0.0941 0.0706 0.0471 0.0235 0X（乙醚）0.2729 0.2388 0.2047 0.1706 0.1365 0.1024 0.0682 0.0341 -0.0000 X（乙醇）0.0312 0.0335 0.0359 0.0382 0.0406 0.0429 0.0453 0.0476 0.0500 X（水）0.5076 0.5629 0.6182 0.6735 0.7288 0.7841 0.8394 0.8947 0.95004．赋初值T0（j）程序：A=[16.02 15.916 18.9119 18.3036];B=[2465.6 2447.36 3803.98 3816.4];C=[-37.15 -41.95 -41.68 -46.13];Tb=B./(A-log(760))-C;Tmax=max(Tb);Tmin=min(Tb);for m=1:N+2T0(m)=Tmin+(Tmax-Tmin)/(N+1)*(m-1);Endresult：塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9初始温299.8200 304.1335 308.4469 312.7604 317.0738 321.3873 325.7007 330.0142 334.3276 度T0（K）塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器初始温338.6411 342.9545 347.2680 351.5814 355.8949 360.2083 360.2083 368.8352 373.1487 度T0（K）5．平衡常数K（i，j）的计算（1）计算威尔逊系数a（i，m，j）程序：function a=aa(T0)g=[1,0.007445,2.7459,0.3721;1.9197,1,0.3446,0.1270;0.6656,0.8856,1,1.8071;1.3838,0.4304,0.4741,1]; %修正威尔逊配偶系数m/kmolvmc=[0.157,0.17,0.16692,0.063494]; % 临界体积3zc=[0.2274,0.2744,0.2482,0.2609]; %压缩因子tc=[461,400.05,516.25,647.35]; %临界温度，Kfor j=1:18for i=1:4vm(i,j)=vmc(i)*zc(i)^((1-T0(j)/tc(i))^0.2857);endendfor j=1:18for i=1:4for m=1:4a(i,m,j)=(vm(m,j)/vm(i,j))*(exp(-(g(i,m)-g(i,i))/8.3145/T0(j))); %威尔逊系数endendend(2) γ(i,j)及K(i,j)的计算程序：N=16;a=aa(T0); %调用威尔逊系数for j=1:N+2for i=1:4rr=0;for m=1:4rr=rr+a(m,i,j)*X(m,j)/(sum(a(m,:,j).*(X(:,j))'));endr(i,j)=exp(1-log(sum(a(i,:,j).*(X(:,j))'))-rr); %计算活度系数endendfor j=1:N+2for i=1:4p0(i,j)=exp(A(i)-B(i)/(T0(j)+C(i)));%计算泡点K(i,j)=r(i,j)*p0(i,j)/(P0(j)/101.3*760);%计算Kendendresult：塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7（进料）8 9K（乙醛）0.6509 0.7502 0.8603 0.9819 1.1156 1.2621 1.4218 1.5953 1.7831 K（乙醚）0.3226 0.3706 0.4232 0.4805 0.5427 0.6097 0.6814 0.7575 0.8379 K（乙醇）0.0508 0.0642 0.0806 0.1004 0.1241 0.1525 0.1861 0.2257 0.2721K（水）0.0340 0.0435 0.0552 0.0695 0.0868 0.1077 0.1328 0.1626 0.1978 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器K（乙醛） 1.9856 2.2031 2.4361 2.6846 2.9490 3.2292 3.5253 3.8371 4.1647 K（乙醚）0.9219 1.0090 1.0984 1.1890 1.2795 1.3680 1.4523 1.5294 1.5953 K（乙醇）0.3263 0.3891 0.4615 0.5448 0.6400 0.7485 0.8715 1.0105 1.1671 K（水）0.2393 0.2878 0.3443 0.4097 0.4852 0.5718 0.6708 0.7836 0.91146．newton 迭代求y（i，j），K（i，j），T（j）（1）编写f（T）程序：function y=fnq(T0,X)N=16;A=[17.135 16.36 18.912 18.304];B=[2845.3 2176.8 3804 3816.4];C=[-22.067 -24.673 -41.68 -46.13];Pmin=101.3;Pmax=110;for j=1:N+2P0(j)=Pmin+(Pmax-Pmin)/(N+1)*(j-1);enda=aa(T0); %调用aa，求威尔逊数for j=1:N+2for i=1:4rr=0;for m=1:4rr=rr+a(m,i,j)*X(m,j)/(sum(a(m,:,j).*(X(:,j))'));endr(i,j)=exp(1-log(sum(a(i,:,j).*(X(:,j))'))-rr); %求活度系数endendfor j=1:N+2for i=1:4p0(i,j)=exp(A(i)-B(i)/(T0(j)+C(i)));%求泡点K(i,j)=r(i,j)*p0(i,j)/(P0(j)/101.3*760);%求相平衡系数endendfor j=1:N+2y(j)=sum(K(:,j).*X(:,j))-1;%f（T）end（2）编写f’(T)程序：function y=dfnq(t,X)N=16;A=[16.02 15.916 18.9119 18.3036];B=[2465.6 2447.36 3803.98 3816.4];C=[-37.15 -41.95 -41.68 -46.13];syms t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18T0=[t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18];g=[1,0.007445,2.7459,0.3721;1.9197,1,0.3446,0.1270;0.6656,0.8856,1,1.8071;1.3838,0.4304,0.47 41,1];vmc=[0.157,0.17,0.16692,0.063494];zc=[0.2274,0.2744,0.2482,0.2609];tc=[461,400.05,516.25,647.35];for j=1:18for i=1:4vm(i,j)=vmc(i)*zc(i)^((1-T0(j)/tc(i))^0.2857);endendfor j=1:18for i=1:4for m=1:4a(i,m,j)=(vm(m,j)/vm(i,j))*(exp(-(g(i,m)-g(i,i))/8.3145/T0(j)));endendendPmin=101.3;Pmax=110;for j=1:N+2P0(j)=Pmin+(Pmax-Pmin)/(N+1)*(j-1);endfor j=1:N+2for i=1:4rr=0;for m=1:4rr=rr+a(m,i,j)*X(m,j)/(sum(a(m,:,j).*(X(:,j))'));endr(i,j)=exp(1-log(sum(a(i,:,j).*(X(:,j))'))-rr);endendfor j=1:N+2for i=1:4p0(i,j)=exp(A(i)-B(i)/(T0(j)+C(i)));DK(i,j)=diff(r(i,j)*p0(i,j)/(P0(j)/101.3*760),T0(j));endendt1=t(1);t2=t(2);t3=t(3);t4=t(4);t5=t(5);t6=t(6);t7=t(7);t8=t(8);t9=t(9);t10=t(10);t11=t(11);t12=t(12);t13=t(13);t14=t(14);t15=t(15);t16=t(16);t17=t(17);t18=t(18); for j=1:18for i=1:4ddk(i,j)=eval(DK(i,j));endendfor j=1:N+2y(j)=sum(ddk(:,j).*X(:,j));end（3）编写newton主程序function tt=niudun(T0,X)eps=1.e-4;%精度maxcnt=10000;%迭代最大次数cnt=0;%cnt为迭代次数for i=1:18%求解18次while cnt<maxcnt%maxcnt为最大迭代次数f=fnq(T0,X);%求函数值df=dfnq(T0,X);%求导数值t(i)=T0(i)-f(i)/df(i);%newton迭代if(abs(t(i)-T0(i))<eps)%规定精度break;endT0(i)=t(i);cnt=cnt+1;endif cnt==maxcnttt(i).jieguo=bushoulian;elsett(i).jieguo=t(i);endtt(i).cishu=cnt;end输入初始温度T0，初始X（i，j）result：（1）T0（j）塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9初始压299.0075 300.6543 302.2994 303.9470 305.6017 307.2689 308.9558 310.6717 312.4294 力P0（KP）塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器初始压314.2474 316.1539 318.1940 320.4457 323.0560 326.3387 331.1008 340.1879 373.9640 力P0（KP）（2）Y（i，j）塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7（进料）8 9 Y（乙醛）0.3937 0.4315 0.4683 0.5031 0.5346 0.5613 0.5816 0.5938 0.5958 Y（乙醚）0.4675 0.5086 0.5473 0.5819 0.6107 0.6320 0.6438 0.6441 0.6311 Y（乙醇）0.0009 0.0013 0.0020 0.0029 0.0041 0.0056 0.0076 0.0101 0.0131 Y（水）0.0002 0.0019 0.0045 0.0085 0.0142 0.0224 0.0338 0.0494 0.0704 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器Y（乙醛）0.5859 0.5621 0.5227 0.4666 0.3937 0.3050 0.2043 0.0986 0 Y（乙醚）0.6032 0.5593 0.4992 0.4238 0.3360 0.2406 0.1456 0.0614 0 Y（乙醇）0.0168 0.0211 0.0262 0.0318 0.0378 0.0438 0.0491 0.0528 0.0533 Y（水）0.0982 0.1348 0.1825 0.2438 0.3220 0.4206 0.5434 0.6934 0.8715 （3）K（i，j）塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7（进料）8 9K（乙醛）0.9841 1.1460 1.3268 1.5273 1.7477 1.9879 2.2472 2.5235 2.8137 K（乙醚）0.8060 0.9318 1.0694 1.2182 1.3770 1.5437 1.7154 1.8878 2.0553 K（乙醇）0.0851 0.1083 0.1364 0.1705 0.2112 0.2594 0.3158 0.3810 0.4554 K（水）0.0220 0.0287 0.0373 0.0481 0.0615 0.0783 0.0989 0.1244 0.1555塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器K（乙醛） 3.1125 3.4125 3.7023 3.9663 4.1826 4.3211 4.3416 4.1926 3.8128 K（乙醚） 2.2099 2.3419 2.4386 2.4845 2.4618 2.3509 2.1338 1.7998 1.3573 K（乙醇）0.5389 0.6307 0.7291 0.8308 0.9303 1.0191 1.0845 1.1080 1.0657 K（水）0.1935 0.2395 0.2951 0.3620 0.4418 0.5364 0.6473 0.7751 0.91746．焓值计算程序：Z=[0.01,0.015,0.05,0.925];TF=95+273.15; %进料组成，进料温度HLcoef=[0,0,0,0;-273.2,170.7,0,0;-277.63,106.52,165.7,575.3;-283.56,75.296,0,0];%液相焓系数HVcoef=[-166.36,62.8,31.05,121.457;0,0,0,0;-235.31,71.1,20.694,205.38;-241.825,30.12,11.30,0]%气相焓系数;for j=1:N+2for i=1：4L(i,j)=HLcoef(i,1)+HLcoef(i,2)*(1.e-3)*((T0(j)-298.15))+HLcoef(i,3)*((T0(j)-298.15)^2)*(1.e-6) /2+HLcoef(i,4)*((T0(j)-298.15)^3)*(1.e-9)/3; %纯组分液相焓计算HV(i,j)=HVcoef(i,1)+HVcoef(i,2)*(1.e-3)*((T0(j)-298.15))+HVcoef(i,3)*((T0(j)-298.15)^2)*(1.e -6)/2+HVcoef(i,4)*((T0(j)-298.15)^3)*(1.e-9)/3; %纯组分气相焓计算if j==7Hf(i,j)=HLcoef(i,1)+HLcoef(i,2)*(1.e-3)*((TF-298.15))+HLcoef(i,3)*((TF-298.15)^2)*1.e-6/2+H Lcoef(i,4)*((TF-298.15)^3)*(1.e-9)/3; %纯组分进料焓值elseHf(i,j)=0;endendH(j)=sum(HL(:,j).*X(:,j)) %混合液相焓h(j)=sum(HV(:,j).*Y(:,j)); %混合气相焓endHFF=sum(Hf(:,7).*Z');HF=zeros(1,18);HF(7)=HFF;%混合进料焓Result：（1）液相焓塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9H（KJ/mol）163.8995 170.4845 177.0816 183.6908 190.3121 196.9453 203.5906 210.2478 216.9170 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器H（KJ/mol）223.5981 230.2911 236.9959 243.7126 250.4410 257.1812 263.9331 270.6967 277.4720(2)气相焓塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9h（KJ/mol）65.7005 72.3813 79.1590 85.9539 92.6853 99.2780 105.6703 111.8252 117.7466 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器h（KJ/mol）123.4989 129.2358 135.2358 141.9501 150.0610 160.5479 174.7426 194.3139 221.0031 （3）进料焓塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9 HF（KJ/mol）0 0 0 0 0 0 -274.4300 0 0 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器HF（KJ/mol）0 0 0 0 0 0 0 0 07．气液相流量分布程序：function [x,y]=funlv(HF,H,h)syms l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9 l10 l11 l12 l13 l14 l15 l16 l17 l18;syms v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9 v10 v11 v12 v13 v14 v15 v16 v17 v18;L=[l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9 l10 l11 l12 l13 l14 l15 l16 l17 l18];V=[v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9 v10 v11 v12 v13 v14 v15 v16 v17 v18];R=5;N=16;D=2.53;F=zeros(N+2);F(7)=100;Z=zeros(4,18);Z(:,7)=[0.01 0.015 0.05 0.925];qc=V(2)*(h(2)-H(1));qr=L(18)*H(18)+V(18)*h(18)-L(17)*H(17);Q=[qc,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 qr];for j=1:18if j==1e(1)=1*V(j);%方程1e(2)=R*D-L(1);%方程2endif j>=2&j<=17e(j+1)=L(j)+V(j)-(V(j+1)+L(j-1))-F(j);%18e(j+17)=L(j-1)*H(j-1)-V(j)*h(j)-L(j)*H(j)+V(j+1)*h(j+1)+F(j)*HF(j)-Q(j);%34 endif j==18e(35)=100-L(N+2)-D;%35e(36)=L(N+1)-V(N+2)-L(N+2);%36endends=solve(e(1),e(2),e(3),e(4),e(5),e(6),e(7),e(8),e(9),e(10)...,e(11),e(12),e(13),e(14),e(15),e(16),e(17),e(18),e(19),e(20)...,e(21),e(22),e(23),e(24),e(25),e(26),e(27),e(28),e(29),e(30)...,e(31),e(32),e(33),e(34),e(35),e(36));y=eval(cat(1,s.v1,s.v2,s.v3,s.v4,s.v5,s.v6,s.v7,s.v8,s.v9,s.v10,s.v11,s.v12,s.v13,s.v14,s.v15,s.v16,s.v17,s.v18));x=eval(cat(1,s.l1,s.l2,s.l3,s.l4,s.l5,s.l6,s.l7,s.l8,s.l9,s.l10,s.l11,s.l12,s.l13,s.l14,s.l15,s.l16,s.l17,s.l18));result：（1）液相流量塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9L(Kmol/h) 12.6500 11.8565 11.1836 10.6141 10.1373 9.7477 168.5350 161.1218 154.6641 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器L(Kmol/h) 149.1512 144.6467 141.3276 139.5606 140.0308 143.8795 152.1340 160.4078 97.4700(2)气相流量塔板数冷凝器 2 3 4 5 6 7(进料) 8 9V(Kmol/h) 0 15.1800 14.3865 13.7136 13.1441 12.6673 12.2777 71.0650 63.6518 塔板数10 11 12 13 14 15 16 17 再沸器V(Kmol/h) 57.1941 51.6812 47.1767 43.8576 42.0906 42.5608 46.4095 54.6640 62.93788．编写三对角矩阵程序：function X=sanduijiao(L,V,K)N=16;A=zeros(4,N+2);B=zeros(4,N+2);C=zeros(4,N+2);D=zeros(4,N+2);triM=zeros(18,18,4);Z=zeros(4,18);Z(:,7)=[0.01 0.015 0.05 0.925];F=zeros(N+2);F(7)=100;for j=1:18 %计算三对角矩阵中的元素if j==1A(:,1)=0;for i=1:4B(i,1)=-V(1)*K(i,1)+L(1);C(i,1)=V(2)*K(i,2);endD(:,1)=0;endif 2<=j&j<=(N+1)A(:,j)=L(j-1);for i=1:4B(i,j)=-V(j)*K(i,j)-L(j);C(i,j)=V(j+1)*K(i,j);D(i,j)=-F(j)*Z(i,j);endendif j==18A(:,j)=L(j-1);for i=1:4B(i,j)=-(L(j)+V(j)*K(i,j));endC(:,j)=0;D(:,j)=0;endendfor j=1:N+2%构造三对角矩阵if(j>1)triM(j,j-1,:)=A(:,j);endtriM(j,j,:)=B(:,j);if(j<N+2)triM(j,j+1,:)=C(:,j);endendfor i=1:4X(i,:)=(triM(:,:,i)\(D(i,:))')';endresult：X（i，j）塔板乙醛乙醚乙醇水冷凝器0.0036 -0.0029 -0.0000 -0.00002 0.0025 0.0024 0.0000 0.00003 0.0070 0.0071 0.0000 0.00004 0.0100 0.0110 0.0003 0.00015 0.0120 0.0141 0.0015 0.00246 0.0132 0.0163 0.0076 0.04017 0.0140 0.0179 0.0327 0.56538 0.0122 0.0171 0.0339 0.58989 0.0104 0.0163 0.0350 0.612610 0.0086 0.0156 0.0359 0.633011 0.0070 0.0151 0.0366 0.650012 0.0056 0.0149 0.0370 0.662313 0.0043 0.0152 0.0372 0.668014 0.0032 0.0160 0.0371 0.665415 0.0023 0.0170 0.0372 0.654716 0.0014 0.0174 0.0373 0.642417 0.0008 0.0166 0.0367 0.6384 再沸器0.0004 0.0144 0.0347 0.64039．计算收敛判据程序：for j=1:18s=s+(T(cnt,j)-T(cnt-1,j))^2;end10．圆整X程序：function x=yuanzheng(X)for j=1:18for i=1:4x(i,j)=X(i,j)/sum(X(:,j));endend11．一次圆整不能满足规定精度，所以迭代计算程序：function x=yuanzheng(X)for j=1:18for i=1:4x(i,j)=X(i,j)/sum(X(:,j));endendresult：板数乙醛乙醚乙醇水液相负荷L(kmol/h)汽相负荷V(kmol/h)乙醛乙醚乙醇水塔板温度T（K）X1 X2 X3 X4 K1 K2 K3 K4冷凝器0.40020.59970.00000.000112.6500 0 1.03591.00820.01870.0706299.00751 0.4082 0.58960.00000.0022 12.6768 15.18001.05521.09490.02180.0730 300.65432 0.4078 0.58660.00000.0056 12.7036 15.20681.07611.19340.02550.0756 302.29943 0.4045 0.56590.00010.0295 12.7302 15.23361.09891.30580.02990.0783 303.94704 0.3553 0.48320.00170.1598 12.7570 15.26021.12411.43560.03510.0811 305.60175 0.1889 0.25110.01380.5461 12.7834 15.28701.15211.58690.04120.0841 307.2689进料6 0.04580.05990.04420.8502 112.9185 15.31341.18371.76550.04840.0874 308.95587 0.0355 0.03040.04630.8878 112.9617 15.44851.21971.97960.05690.0910 310.67178 0.0274 0.01450.04760.9105 113.0048 15.49171.26152.24060.06720.0949 312.42949 0.0211 0.00650.04830.9241 113.0482 15.53481.31132.56570.07950.0993 314.247410 0.0162 0.00270.04880.9323 113.0916 15.57821.3722.98160.09450.1044 316.153911 0.0124 0.00110.04910.9375 113.1343 15.62161.4493.53210.1130.1106 318.194012 0.0094 0.00040.04920.9410 113.1775 15.66431.55134.29460.13660.1183 320.445713 0.0071 0.00010.04910.9437 113.2199 15.70751.69675.41940.16800.1288 323.056014 0.0053 0.00000.04870.9459 113.2631 15.74991.92527.24240.21340.1449 326.338715 0.0039 0.00000.04810.9480 113.3061 15.79312.347110.69400.29070.1747 331.100816 0.0028 0.00000.04700.9502 113.3487 15.83613.413619.59860.47930.2550 340.1879再沸器0.00230.00000.04600.9517 97.4700 15.878710.244378.68231.99020.9479 373.9640三．所用公式（查找的除课本以外的附加公式）1 泡点计算.ijiiij CTBAp+-=ln2 相平衡常数计算jijijijijij ppxyKγ==3 活度系数计算∑∑∑===--=NkNjjkjkkiNjjijixxx111)ln(1lnλλλγ4 威尔逊配偶系数计算)(,,e x pRTggVViiijLimLjmij--=λ5 摩尔体积的计算2857.0)1(,,cT T cc m L im Z V V-⨯=6 液相焓，气相焓，进料焓计算ij i ijj y HH ∑==1ij i ij j x h h ∑==1Fi i Fi F zHH ∑==1大作业（二）管壳换热器无相变传热模拟计算实例matlab程序clccleara=130;%传热面积ds=0.7;%壳体直径d=0.02;%管子内径l=6;%管长at=0.0438;%管程通道截面积as=0.0525;%壳程通道截面积wh=68250;%渣油质量流量,kg/hwc=175000;%原油质量流量，kg/hth1=382;%渣油入口温度tc1=275;%原油入口温度np=2;%管程nb=19;%壳程挡板数ri=0.0005;%渣油侧，管内侧热阻ro=0.0001;%原油侧，管外侧热阻th20=300 %渣油出口温度初值i=1;fprintf('试差计算开始...')while 1%原油和渣油物理性质计算tmh=(th20+th1)/2;%渣油定性温度d20h=0.919;%渣油20℃相对密度kh=12.5;%渣油特性因数cph=((0.7072+0.000551*d20h)*tmh-0.318*d20h)*(0.055*kh+0.35)*4.18;%渣油比定压热容%求解冷端即原油的出口温度tc20.因与cpc与tc20有关，化成一元二次方程d20c=0.850;%原油20℃相对密度kc=12.5;%原油特性因数p=[(0.7072+0.000511*d20c)/2 -0.318*d20c -((0.7072+0.000511*d20c)/2*tc1^2-0.318*d20c*tc1+wh*cph*(th1-th20)/(wc*(0.055*kc+0.35)*4.18))];%一元二次方程系数矩阵t=roots(p);%解有关tc20的一元二次方程tc20=t(t>0);fprintf('原油出口温度tc20= %8.2f\n',tc20)tmc=(tc20+tc1)/2;%原油定性温度cpc=((0.7072+0.000551*d20c)*tmc-0.318*d20c)*(0.055*kc+0.35)*4.18;%原油比定压热容fprintf('比定压比热容cph= %8.2f\n \tcpc= %8.2f\n',cph,cpc)%相对密度计算xh=1+tmh/100;dh=0.942+0.248*xh+0.174*d20h^2+0.0841/(xh*d20h)-0.312*xh/d20h-0.556*exp(-xh);%渣油相对密度xc=1+tmc/100;dc=0.942+0.248*xc+0.174*d20c^2+0.0841/(xc*d20c)-0.312*xc/d20c-0.556*exp(-xc);%原油相对密度fprintf('相对密度dh= %2.4f\n \tdc= %2.4f\n',dh,dc)%l表示热导率lh=0.4213*(1-0.00054*tmh)/d20h;%渣油热导率lc=0.4213*(1-0.00054*tmc)/d20c;%原油热导率fprintf('热导率lh= %2.4f\n \tlc= %2.4f\n',lh,lc)%关于运动粘度的计算t1=50;t2=100;v1h=1500;v2h=120;%渣油分别在50℃、100℃下的运动黏度v1c=90;v2c=13;%原油分别在50℃、100℃下的运动黏度bh=log(log(v1h+1.22)/log(v2h+1.22))/log((t1+273)/(t2+273));ah=log(log(v1h+1.22))-bh*log(t1+273);vh=exp(exp(ah+bh*log(tmh+273)))-1.22;%渣油运动黏度bc=log(log(v1c+1.22)/log(v2c+1.22))/log((t1+273)/(t2+273));ac=log(log(v1c+1.22))-bc*log(t1+273);vc=exp(exp(ac+bc*log(tmc+273)))-1.22;%原油运动黏度%黏度y是运动黏度与密度的乘积yh=dh*vh;%渣油黏度yc=dc*vh;%原油黏度fprintf('黏度yh= %2.4f\n \tyc= %2.4f\n',yh,yc)%hi,管内传热系数计算%现在是渣油即热流体走管程，内表面壁温twhuh=wh/(at*dh*1000*3600/2);%质量流量换算reh=dh*1000*d*uh*10^4/yh;%渣油雷诺数prh=cph*(yh*10^-4)/lh;%渣油普朗特数nuh=0.023*reh^0.8*prh^0.33;%渣油努塞尔数qh=wh*cph*(th1-th20);hi=nuh*lh/d;%管内传热系数，未考虑壁温影响twh=tmh+qh/(hi*a*3600);j=0;while 1vwh=exp(exp(ah+bh*log(twh+273)))-1.22;%内表面为twh的运动黏度ywh=dh*vwh;%内表面为tw的黏度hiw=hi*(yh/ywh)^0.14;twhi=tmh+qh/(hiw*a*3600);if abs(twhi-twh)<0.0001breakelsetwh=twhi;j=j+1;endendfprintf('通过计算壁温twh、传热系数hi、迭代次数j分别是twh= %2.4f\n \thi= %2.4f\n \t j= %d\n',twh,hiw,j)%ho,管外传热系数计算%现在是原油即冷流体走壳程，外表面壁温twcuc=wc/(as*ds*1000*3600);%质量流量换算rec=dc*1000*ds*uc*10^4/yc;%原油雷诺数prc=cpc*(yc*10^-4)/lc;%油普朗特数nuc=0.023*rec^0.55*prc^0.33;%原油努塞尔数qc=wc*cpc*(tc20-tc1);ho=nuc*lc/ds;%管外传热系数，未考虑壁温影响ao=a*1.5625;%考虑管子厚度，管外传热面积twc=tmc+qc/(ho*ao*3600);k=0;while 1vwc=exp(exp(ac+bc*log(twc+273)))-1.22;%内表面为twh的运动黏度ywc=dc*vwc;%内表面为tw的黏度how=ho*(yh/ywh)^0.14;twci=tmc-qc/(how*ao*3600);if abs(twci-twc)<0.0001breakelsetwc=twci;k=k+1;endendfprintf('通过计算壁温twc、传热系数ho、迭代次数k分别是twc= %2.4f\n \tho= %2.4f\n \t k= %d\n',twc,how,k)%传热系数kn=(1/hi+ri)*1.5625+(1/ho+ro);K=1/n;fprintf('传热系数K=%2.4f\n',K)%用传热效率x和传热单元数ntu计算出口温度c=[wc*cpc wh*cph];cmin=min(c);cmax=max(c);ntu=k*a/cmin;m=ntu*sqrt(1+(cmin/cmax)^2);x=2/((1+cmin/cmax)+sqrt(1+cmin/cmax)*(1+exp(-m))/(1-exp(-m)));rc=cmin/cmax;%热容流率比if cmin==wc*cpc %冷流体即原油热容流率为（wcp)min时tc2=tc1+x*(th1-tc1);th2=th1-rc*(tc2-tc1);elseth2=th1-x*(th1-tc1);tc2=tc1+rc*(th1-th2);endfprintf('th2= %2.4f\n\ttc2= %2.4f\n',th2,th1)if abs(tc2-tc20)<0.01breakelseth20=th2i=i+1endend%管程流体阻力pt计算gi=wh/(3600*at);%质量流速fsi=1.5;%结垢校正系数if reh<10^5fi=0.4513*reh^-0.2663;elsefi=0.2864*reh^-0.2258;endpt=(fi*l/d+4)*gi^2*np*fsi/(2*10^3*dh);fprintf('管程流体阻力pt= %2.4f\n',pt)%壳程流动阻力ps计算fso=0.15;%结垢校正系数de=0.027;%根据《化工原理》介绍我国制造浮头式换热器，中心距取32mm,管子排列是正方形fse=10;%壳程入口导流阻力系数go=wc/(3600*as);%质量流量if rec<150fo=120*rec^-0.993;elseif rec>1500fo=0.7664*rec^-0.0854;elsefo=10*(15.312/(log(rec))^4.735-0.44);endps=(ds*(nb+1)*fo*fso/de+fse)*go^2/(2*10^3*dc);fprintf('管程流体阻力ps= %2.4f\n',ps)。
化工工艺设计-习题集(含答案)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《化工工艺设计》课程习题集一、填空题11.工艺流程设计是化工设计中非常重要的环节，它通过（）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.2.工艺流程设计是化工设计中非常重要的环节，它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（）的过程.3.工艺流程设计是化工设计中非常重要的环节，它通过( )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.4.工艺流程图集中地概括了整个生产过程的全貌,其中包括物料和能量的变化,物料的流向以及（）和使用的设备仪表。
5.确定生产方法，选择工艺流程一般要经过三个阶段：①搜集资料，调查研究，②（），③全面对比.6.确定生产方法，选择工艺流程一般要经过三个阶段：①( )，②落实设备，③全面对比.7.确定生产方法，选择工艺流程一般要经过三个阶段：①( )，②落实设备，③全面对比.8.生产工艺流程草图一般由（）、图例和设备一览表等三个部分组成。
9.生产工艺流程草图一般由物料流程、图例和（）等三个部分组成。
10.生产工艺流程草图一般由物料流程、( )和设备一览表等三个部分组成。
11.所谓化工过程，是指由原料经（）和物理处理加工成化学产品或中间产品的生产过程。
12.化工过程的实现，它包括许多工序，每个工序又由若干个或若干组设备组合而成。
开发一个新的化工过程，从技术角度来考察，它主要决定于下述三类因素：（1）( )，（2）化学工程因素，（3）机械设备、仪表及控制手段。
13.开发一个新的化工过程，从技术角度来考察，它主要决定于下述三类因素：（1）化学工艺因素，（2）( )，（3）机械设备、仪表及控制手段。
14.开发一个新的化工过程，从技术角度来考察，它主要决定于下述三类因素：（1）化学工艺因素，（2）化学工程因素，（3）（）。
15.所谓化工过程，是指由原料经化学处理和( )加工成化学产品或中间产品的生产过程。
16.化工过程就是指由原料经化学处理和物理处理加工成（）或中间产品的生产过程。
化工设计个人作业1
题目：用化工过程结构分析法分析硫铁矿制造硫酸，并组合流程，用流程框图表示，用文字说明依据。
制造硫酸的反应方程式为：2223241128FeS O Fe O SO +=+（硫铁矿焙烧） （1） 22322SO O SO +−−−−→钒催化剂 （2）2432H O=H O O S S + （3）下图为制造硫酸的生产工艺流程。
由硫铁矿制造硫酸属于接触法制硫酸。
按反应可以分为三个工艺过程阶段组成，分别为SO 2的合成、SO 2转化为SO 3、SO 3吸收制H 2O 4根据制造硫酸的反应方程式，一般讲整个生产过程分为以下四个工序：1、 焙烧矿石硫铁矿的主要成分为FeS 、FeS2、Fe2O3、Fe3O4和FeO 等。
矿物中还含有铅、镁、钙、钡的碳酸盐，砷、硒、铜、银、金等化合物，矿石经粉碎，在沸腾焙烧炉中焙烧，该炉下部通入空气，炉膛温度680-720℃，炉顶温度900-950℃。
炉气从沸腾炉上部流出进入废热锅炉，回收热量，产生过热水蒸气。
2、 炉气精制炉气被冷却并进入旋风除尘器和电除尘器。
经除尘后，炉气进入净化工段，除去各种杂质。
在冷却塔进一步冷却后，进入洗涤塔。
炉气净化有水洗流程和酸洗流程，水洗流程会产生很多废水。
因此使用稀酸流程，且将稀酸循环使用。
经电除雾器处理后，进入干吸工序，用93%硫酸进一步脱除炉气中的水分。
3、 转化精制后的炉气，借助钒催化剂，利用炉气中剩余的扬起将二氧化硫氧化为三氧化硫。
转化器分四段，前三段转化后，转化率达到93%左右，然后经换热和在第一吸收塔吸收SO 3后，再进入第四段，最终转化率达到99.5%。
4、 吸收炉气经过换热后进入第二吸收塔，在此将SO 3吸收。
用浓硫酸吸收三氧化硫比用水吸收更容易，而且不会产生酸雾。
因此使用浓硫酸来吸收三氧化硫制得商品浓硫酸或发烟浓硫酸。
这套生产工艺流程优点如下：1、沸腾焙烧炉生产能力是机械焙烧炉的2.5倍以上。
对原料的适应性也比机械焙烧炉强。
2、焙烧工序产生的矿渣和从旋风除尘器及电除尘器下来的粉尘，经冷却增湿后送到钢铁厂做原料。
西交《化工过程设计》在线作业.E5939F7F-5C27-424A-A91B-04122032B80C(总16页)
西交《化工过程设计》在线作业
管道布置图一般只画管道和设备的()
A:立面布置图
B:俯视布置图
C:侧视布置图
D:平面布置图
答案：D
下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（）
A:在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。
B:蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。
C:套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。
D:套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。
答案：C
管道支架中（）只起支撑作用，允许管道在平面上有一定的位移。
A:固定支架
B:滑动支架
C:导向支架
D:弹簧吊架
答案：B
流程草图中动力管线用( )
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。
答案：A
在化工设计过程中，下面的哪个步骤不需要主管部门批准() 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
答案：C。
西工大《化工过程设计》A卷答案
5、参考数据：
（1）反应器直径 D=2 m
（2）取热损失为反应热为 4%
（3）k=exp(11.281-2545/RT)
（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)
（5）Cat 的有效系数 η1=0.7
η2=0.667
（6）填料情况：
取瓷环为 25×25 的拉西环，所填高度为 250mm，锥形高度为 250mm，锥角取 900
二、物料物性、产品性能和应用市场前景等描述
二甲苯，分子式 C6H4 (CH3)2，二甲苯(PX)属于芳香烃类，人在短时间内吸入高浓度 的甲苯或二甲苯，会出现中枢神经麻醉的症状，轻者头晕、恶心、胸闷、乏力，严重的 会出现昏迷甚至因呼吸循环衰竭而死亡，主要来自于合成纤维、塑料、燃料、橡胶等， 隐藏在油漆、各种涂料的添加剂以及各种胶粘剂、防水材料中，还可来自燃料和烟叶的 燃烧。二甲苯根据两个甲基在六碳环上的不同位置,可分为对二甲苯、邻二甲苯和间二 甲苯三种,是一中不饱和烃类有机化合物。
化工过程设计
学习中心： 考试时间 120 分钟
学 号
西北工业大学网络教育学院 2020 年 4 月大作业
课程名称： 化工过程设计
考试形式：大作业
姓名
考试日 期
A 卷√ B 卷□ 年月日
题目：年产 10 万吨对二甲苯车间设计
一、设计任务书概述
一、设计题目：年产 10 万吨对二甲苯车间设计
二、设计原始条件：
图 1.1 Lummus 的 SMART 甲苯脱氢工艺流程图
表 1.1“SMART”与 Classic 比较
反应条件和结果
Classic
“SMART”工艺
二甲苯选择性∕%
95.6
95.6
2023年西安交通大学课程考试化工过程设计作业考核试题
西安交通大学23年9月课程考试《化工过程设计》作业考核试题一、单项选择题（共30 道试题，共60 分。
）1. 无缝钢管旳公称直径指旳是管子旳（）。
A. 内径B. 外径C. 中径D. 其他对旳答案：2. 无缝钢管旳公称直径指旳是管子旳（）。
A. 内径B. 外径C. 中径D. 其他对旳答案：3. 塔设备设计中最需要设置地脚螺栓旳工况是（）。
A. 空塔检修B. 水压试验C. 满负荷操作D. 其他对旳答案：4. 下列措施中，不能起到换热器旳防振效果旳有：（）A. 增长壳程数量或减少横流速度。
B. 变化管子旳固有频率。
C. 在壳程插入平行于管子轴线旳纵向隔板或多孔板。
D. 在管子旳外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。
对旳答案：5. 项目提议书是进行可行性研究和编制( )A. 设计任务书旳根据。
B. 概算书旳根据。
C. 施工图设计旳根据。
D. 初步设计旳根据。
对旳答案：6. 管道支架中（）只起支撑作用，容许管道在平面上有一定旳位移。
A. 固定支架B. 滑动支架C. 导向支架D. 弹簧吊架对旳答案：7. 在高温高压条件下，换热器旳管板与管子一般采用（）连接保持紧密性。
A. 胀焊结合B. 胀接C. 搭接D. 对接对旳答案：8. 流程草图中物料管线用( )A. 粗实线画出。
B. 细实线画出。
C. 细虚线画出。
D. 粗虚线画出。
对旳答案：9. 对于低温容器，设计选材时应尤其注意材料旳（）A. 低温强度B. 低温刚度C. 低温硬度D. 低温韧性对旳答案：10. 概念设计旳规模应是( )A. 小试时旳最佳规模。
B. 工业化时旳最佳规模。
C. 中试时旳最佳规模。
D. 大型试验时旳最佳规模。
对旳答案：11. （）分离过程不是速率控制分离过程。
A. 膜分离过程；B. 反渗透分离过程；C. 冷冻干燥分离过程；D. 超滤分离过程对旳答案：12. 常见旳管壳式换热器和板式换热器属于如下哪种类型旳换热器：（）A. 直接接触式换热器B. 蓄热式换热器C. 间壁式换热器D. 中间载热体式换热器对旳答案：13. 在塔和塔段最底一层塔盘旳降液管末端设置液封盘，其目旳是（）。
西交《化工过程设计》在线作业.A765AC31-AA53-4856-959E-905E4A8ACFA9(总16页)
西交《化工过程设计》在线作业蒸馏塔的控制方案很多，但基本形式通常有( )
A:一种。
B:两种。
C:三种。
D:四种。
答案：B
车间布置设计的内容包括车间( )
A:厂房布置和车间设备布置。
B:管线布置和车间设备布置。
C:仪表布置和车间设备布置。
D:人员布置和车间设备布置。
答案：A
低温球罐支柱与球壳连接处最好采用：（）
A:接连接结构形式
B:加托板结构
C:U型柱结构形式
D:支柱翻边结构
答案：C
设计压力为2.5MPa的容器属于（）。
A:低压容器
B:中压容器
C:高压容器
D:超高压容器
答案：B
设备布置图中的所有设备，均需标出( )
A:型号与位号。
B:名称与位号。
C:功能与位号。
D:生产厂家与位号。
答案：B
对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的（）A:低温强度
B:低温刚度。
化工设计课程大作业
化工设计课程大作业2012-04-28目录1、绪论 (2)2、三聚氰胺的性能和用途 (2)2.1用作阻燃剂 (2)2.2 用作改性剂 (2)3、三聚氰胺衍生物及其应用 (3)3.1 三聚氰胺甲醛树脂的改性及其应用 (3)3.2三聚氰胺磷酸盐及其应用 (5)3.3 三聚氰胺氰尿酸盐及其应用 (6)4、三聚氰胺的生产工艺 (6)4.1 低压尿素分解法 (6)4.2中压尿素分解法 (7)4.3高压尿素分解法 (7)4.4常压法 (9)5 、三聚氰胺的生理毒性 (10)5.1三聚氰胺的生理毒 (10)5.2科学认识三聚氰胺 (12)6、三聚氰胺的检测方法 (12)6.1三聚氰胺的传统检测方法 (12)6.2高效液相色谱（HPLC） (12)6.3气相色谱-质谱联用法(GC-MS) (14)6.4 ELISA试剂盒法 (15)6.5 毛细管电泳法 (15)6.6近红外线吸收检测法 (15)6.7 总结 (16)7、结束语 (17)参考文献 (18)三聚氰胺的生产工艺1、绪论三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料，具有无毒、耐热、阻燃、耐弧、绝缘性好、易于着色等特性[1]。
纯三聚氰胺可作阻燃剂，也可作酚醛树脂、脲醛树脂的改性剂，其最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂的原料。
三聚氰胺主要用来与甲醛缩合，生成三聚氰胺树脂，该树脂属于热固性树脂，具有耐热，耐老化，耐酸碱，阻燃、电器性能好，以及强度高，外观光泽好等优点，使用相当广泛，其主要用途在于涂料、装饰板、层压板、模塑料、粘合剂、纤维及纸张处理剂、农药中间体和建筑用防水剂及防渗剂等。
通过改性手段，可制得具有阻燃特性的三聚氰胺衍生物，此类阻燃剂具有无卤、低烟、对热和光稳定等优点，在防火涂料、阻燃塑料、防火板材及其他阻燃材料中有着广泛的应用[2]。
目前，国内从事三聚氰胺生产的企业很多，产量供大于求，因此以三聚氰胺为原料开发具有特殊功能的化工产品有着广阔的发展前景。
西北工业大学智慧树知到“化学工程与工艺”《化工原理(下)》网课测试题答案卷1
西北工业大学智慧树知到“化学工程与工艺”《化工原理（下）》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.已知SO₂水溶液在三种温度t₁、t₂、t₃下的亨利系数分别为E₁=0.0035atm、E₂=0.011atm、E₃=0.00625atm，则()。
A.t₁B.t₃>t₂C.t₁>t₂D.t₃<t₁2.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，()。
A.回收率趋向最高B.吸收推动力趋向最大C.操作最为经济D.填料层高度趋向无穷大3.下列情况中，()不是诱发降液管液泛的原因。
A.液、气负荷过大B.过量雾沫夹带C.塔板间距过小D.过量漏液4.在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是()。
A.自由水分B.结合水C.非结合水D.平衡水分5.气流干燥器的干燥作用主要发生在干燥管的()。
A.进口段B.出口段C.中间段D.整个干燥管内6.系统的平均相对挥发度α可以表示系统的分离难易程度，α>1，可以分离，α=1，不能分离，αA.错误B.正确7.精馏的操作线是直线，主要基于以下()原因。
A.理论板假定B.理想物系C.塔顶泡点回流D.恒摩尔流假设8.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6，相应的泡点为t₁，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露点为t₂，则()。
A.t₁等于t₂B.t₁小于t₂C.t₁大于t₂D.不确定9.精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为()。
A.变小B.变大C.不变D.不确定10.理论板图解时与下列参数F，xf，q，R，α，xw，xD无关。
()A.错误B.正确第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案：A2.参考答案：D3.参考答案：D4.参考答案：D5.参考答案：A6.参考答案：A7.参考答案：D8.参考答案：A9.参考答案：B10.参考答案：A。
西安交通大学17年5月课程考试《化工过程设计》作业考核试题
西安交通⼤学17年5⽉课程考试《化⼯过程设计》作业考核试题西安交通⼤学17年3⽉课程考试《化⼯过程设计》作业考核试题⼀、单选题（共 30 道试题，共 60 分。
）V 1. 对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的（）. 低温强度. 低温刚度. 低温硬度. 低温韧性标准答案：2. 设备布置图中的所有设备，均需标出( ). 型号与位号。
. 名称与位号。
. 功能与位号。
. ⽣产⼚家与位号。
标准答案：3. 列管换热器的传热效率（）板式换热器，且⾦属消耗量⼤。
. 不如. ⾼于. 等同. 以上答案均不对标准答案：4. 化⼯计算包括⼯艺设计中的（）. 物料衡算、能量衡算、设备计算. 物料衡算、能量衡算、设备选型和计算. 设备选型和计算、管路计算. 物料衡算、能量衡算、管路计算标准答案：5. 随着⽯油业的发展，在⼤型球罐上最常采⽤的罐体组合⽅式是：（）. 纯桔瓣罐体. ⾜球瓣式罐体. 混合式罐体. 两个半球组成的罐体标准答案：. 蛇管式换热器. 套管式换热器. 管壳式换热器. 缠绕管式换热器标准答案：7. ⼯艺过程阶段中不包括（）过程。
. 反应过程；. 分离过程；. 产物回收过程；. 能量过程。
标准答案：8. （）分离过程不是速率控制分离过程。
. 膜分离过程；. 反渗透分离过程；. 冷冻⼲燥分离过程；. 超滤分离过程标准答案：9. 液体的闪点如果等于或低于环境温度的则称为 ( ). 可燃液体。
. 易燃液体。
. 不燃液体。
. 易挥发液体。
标准答案：10. 管道引出⽀管时，⽓体管道应从( ). 上⽅引出。
. 下⽅引出。
. 左⽅引出。
. 右⽅引出。
标准答案：11. 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( ) . 装置。
. 设备。
. 管线。
. ⼚房。
12. 低温球罐的⽀柱与球壳连接处最好采⽤：（）. 接连接结构形式. 加托板结构. U型柱结构形式. ⽀柱翻边结构标准答案：13. 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（）。
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332
化工过程设计
（1）采用 11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm
（2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3 乙苯/(m3Cat．h)
（3） =1050kg/m3
=1500kg/m3
5、参考数据：
（1）反应器直径 D=2 m
（2）取热损失为反应热为 4%
（3）k=exp(11.281-2545/RT)
注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。
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化工过程设计
苯乙烯单体并聚合成稳定、透明、无色塑料。1941～1945 年道化学、孟山都化学、Farben 等公司各自开发了自己的苯乙烯生产技术，实现了大规模工业生产。
50 年来，苯乙烯生产技术不断提高，到 50 年代和 60 年代已经成熟，70 年代以后 由于能源危机和化工原料价格上升以及消除公害等因素，进一步促进老工艺以节约原 料、降低能耗、消除三废和降低成本为目标进行改进，取得了许多显著成果，使苯乙烯 生产技术达到新的水平。除传统的苯和乙烯烷基化生产乙苯进而脱氢的方法外，出现里 Halcon 乙苯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺，其中环球化学∕鲁姆斯法的 UOP∕ Lummus 的“SMART” SM 工艺是最先进的，通过提高乙苯转化率，减少了未转化乙苯的 循环返回量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取 代中间换热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧 化中间加热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经 济性明显优于传统工艺。
99%
0.8%
0.2%
4、5、6
98%
1.2%
0.8%
2、操作条件：
年工作日：300 天，每天 24 小时，乙苯总转化率为 55%
乙苯损失量为纯乙苯投料量为 4.66%
配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）
温度 T：第一反应器进口温度 630℃，出口温度 580℃
第二反应器进口温度 630℃，出口温度 600℃ 压力 P：床层平均操作压力 1.5 * 105 Pa（绝）
力为 1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
（8）再沸器：取热损失为水蒸汽放出热量的 3%，Q 蒸汽=Q 吸/（1-3%）
（9）传热面积 A： 取 K=32.12 * 4.18 kJ
二、物料物性、产品性能和应用市场前景等描述
苯乙烯，分子式 C8 H 8 ，结构式 C6 H 5CH CH 2 ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成 员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN）、苯乙烯-顺丁烯二 酸酐共聚体（SMA）和丁苯橡胶(SBR)。
苯乙烯是 1827 年由 M· Bonastre 蒸馏一种天然香脂-苏合香时才发现的。1893 年 E· Simon 同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯。1867 年 Berthelot 发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯，这一发现被视为苯乙烯生产的起源。 1930 年美国道化学公司首创由乙苯脱氢法生产苯乙烯工艺，但因当时精馏技术未解决 而未工业化。直至 1937 年道化学公司和 BASF 公司才在精馏技术上有突破，获得高纯度
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化工过程设计
学习中心：
学 号
西北工业大学网络教育学院 2020 年 10 月大作业
课程名称： 化工过程设计
姓名
考试日 期
题目：年生产能力 10 万吨苯乙烯的车间设计
一、设计任务书概述
一、设计题目：年生产能力 10 万吨苯乙烯的车间设计
二、设计原始条件：
1、原料组成（质量%）
组别
乙苯
甲苯
苯
1、2、3
（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)
（5）Cat 的有效系数 η1=0.7
η2=0.667
（6）填料情况：
取瓷环为 25×25 的拉西环，所填高度为 250mm，锥形高度为 250mm，锥角取 900
（7）压力：第一反应器进口压力为 1.8 * 105 Pa，出口压力为 1.2 * 105 Pa，平均压
3、选择性：
C8H10→C8H8+H2
（1）
C8H10→C6H6+C2H4
（2）
C8H10+H2→C7H8+CH4
（3）
1、2、3
（1）90%
（2）3%
（3）7%
4、5、6
（1）92%
（2）3%
（3）5%
4、催化剂条件：
年月日
∑ 100% 100%
注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。
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化工过程设计
艺操作条件为 550～650℃，常压或减压，蒸汽∕乙苯质量比为 1.0～2.5。
图 1.1 UOP∕Lummus 的 Classic SM 工艺流程
UOP∕Lummus 的“SMART” SM 工艺是在 Classic SM 工艺基础上发展的一项新工 艺，即在工艺 Classic SM 工艺的脱氢反应中引入了部分氧化技术。可提高乙苯单程转 化率达 80%以上。
“SMART”技术的优点在于，通过提高乙苯转化率， 减少了未转化乙苯的循环返回 量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取代中间换 热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧化中间加 热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经济性明显 优于传统工艺。该技术可用于原生产装置改造，改造容易且费用较低。目前采用“SMART” 工艺 SM 装置有 3 套在运行。
三、合成工艺流程分析和选择及草图绘制 （一）生产工艺的选择
1.常见生产方法
（1）环球化学∕鲁姆斯法 以乙苯为原料，采用脱氢反应器，由开始的单级轴向反应器，中间经历开发了双
级轴向反应器到双径向反应器再到双级径向反应器的各种组合优化的多种反应器；反应 器的操作压力有开始的正压发展到今天的负压；汽油比有开始的 2.5:1 发展到今天 1.3： 1；蒸汽消耗由开始的 10kg∕kgSM 发展到今天的 4kg∕kgSM。UOP∕Lummus 的 Classic SM 流程中乙苯脱氢工艺装置主要有蒸汽过热炉、绝热型反应器、热回收器、气体压缩机和 乙苯∕苯乙烯分离塔。过热炉将蒸汽过热至 800℃而作为热引入反应器。乙苯脱氢的工