化工设计复习题二样本

《化工设计》习题及解答

第一章化工设计概论

1．化工设计种类有哪些？

依照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、已有装置改造设计。

依照化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基本设计和工程设计；其中工程设计又涉及：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。

2．请画出化工厂设计工作程序示意图。

3．可行性研究报告包括哪些内容？

（1）总论。涉及项目名称、可行性研究主办单位和负责人，可行性研究编制根据和原则，可行性研究根据，项目提出背景、投资必要性和经济意义，研究范畴和重要过程；研究简要综合结论，存在重要问题和建议。

（2）市场预测。涉及国内外市场状况预测和产品价格分析。

（3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合公司既有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。

（4）工艺技术方案。涉及工艺技术方案选取、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、重要设备选取和原则化等内容。

（5）原料、原料、辅助材料及燃料供应。

（6）建厂条件和厂址方案。

（7）公用工程和辅助设施方案。

（8）节能。涉及能耗指标及分析、节能办法综述、单项节能工程等内容。

（9）环保与劳动安全。

（10）工厂组织和劳动定员。

（11）项目实行规划。涉及建设周期规划实行进度规划等内容。

（12）投资估算和资金筹措。

（13）财务、经济评价及社会效益评价。

（14）结论。涉及综合评价和研究报告结论等内容。

4．设计任务书内容重要涉及哪些内容？

（1）项目设计目和根据；

（2）生产规模、产品方案、生产办法或工艺原则；

（3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运送等协作条件；

（4）资源综合运用、环保、三废治理规定；

（5）厂址与占地面积和都市规划关系；

（6）防空、防震等规定；

（7）建设工期与进度筹划；

（8）投资控制数；

（9）劳动定员及组织管理制度；

（10）经济效益、资金来源、投资回收年限。

第二章工艺流程设计

1．化工工艺设计涉及哪些内容？

生产办法选取，工艺流程设计，工艺计算，设备设计与选型，设备布置，管道设计，对非工艺设计提条件，设计阐明书，概预算书。

2．在选取生产办法和工艺流程时，应当着重考虑原则有哪些？其环节有哪些？

先进性、可靠性、合理性；

资料收集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研成果进行全面分析对比。

3．工艺流程设计环节有哪些？

拟定整个流程构成，拟定每个过程或工序构成，拟定工艺操作条件，拟定控制方案，原料与能量合理运用，制定“三废”解决方案，制定安全生产办法。

4．工艺流程图种类有哪些？

工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点工艺流程图，管道仪表流程图。

5．管道仪表流程图有哪些版式？

基本工程设计阶段有：A 版PI 图(初版)、B 版PI 图(内审版)、C 版PI 图(顾客版)及D 版PI 图(确认版)；

详细工程设计阶段有：E 版PI 图(详1版)、F 版PI 图(详2版)、G 版PI 图(施工版)。

6．某管道标注为“PG1310-300 A1A-H ”，表达什么意思？

7．固定床反映器温度控制形式有哪些？画出示意图。

FC

TC TC

TC

TC

空气

氨气

进料

载热体

出料

进料出料

出料

出料

(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

8．PIDCAD 软件具备哪些特点？

PIDCAD 软件操作简朴、以便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理。

第三章 物料衡算与热量衡算

习题1持续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％混合溶液，规定馏出液中能回

收原料中97％苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为0kg ／h ，求馏出液和釜残液流量和构成。

解：苯相对分子质量为78，甲苯相对分子质量为92。如下标B 代表苯。

进料中苯摩尔分数 38

780.419638627892

FB x =

=+ 釜残液中苯摩尔分数 2

780.023*********

WB x =

=+ 进料平均相对分子质量 0.419678(10.4196)9286.13M =⨯+-⨯= 进塔原料摩尔流量 2000

232.2/86.13

F kmol h =

= 依题意，馏出液中能回收原料中97%苯，因此

97.430.9794.51/DB Dx kmol h =⨯=

作全塔苯质量衡算得 FB DB WB Fx Dx Wx =+ 作全塔总质量衡算得 F W D =+ 将已知数据代人上述质量衡算方程得

232.20.419694.510.02351⨯=+ 232.2W D =+ 解得 124.2/,108/W kmol h D kmol h == 因此，94.5194.51

0.8752DB x =

== 组分

塔进料

塔顶馏出物

釜残液

kg/h

%(wt) kmol/h %(mol) kg/h %(wt) kmol/h %(mol) kg/h

%(wt) kmol/h %(mol) 苯

7600

38

97.43 41.96 7372.6 85.60 94.52 87.52 227.8 2.0 2.92 2.35 甲苯 12400 62 134.8 58.04 1240.2 14.40 13.48 12.48 11159.4

98.0

121.3 97.65 共计 0

100

232.2

100

8612.8 100

108

100

11387.2 100

124.2

100

习题2 丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反映方程式为：