化工设计习题及答案(陈声宗)
第一章 化工厂设计的内容与程序
Design of Chemical Engineering
思考题: （1）什么是化工设计？它包括哪些内容？ （2）化工工艺设计包括哪些内容？ （3）化工设计人员应具备哪些基本素质，才 能完成设计任务？
化工设计
Design of Chemical Engineering
1.3 化工设计分类
1.3.1、根据项目性质分类 1.3.2、根据设计性质分类
• 非工艺设计条件 （7章，2h）
• 毕业设计 • 复习（2h）
化工设计
（2h）
Design of Chemical Engineering
第一章 化工设计概论
•化工设计的目的意义 •化工厂设计的内容 •化工设计分类 •化工厂设计的工作程序 •化工车间工艺设计程序及内容 •国家和行业的基本设计政策和规范 •设计文件
编制初步设计书，其内容和深度能使对方了解设计方 案、投资和基本出处为准。
化工设计
Design of Chemical Engineering
工程设计
2). 扩大初步设计
• 根据已批准的初步设计，解决初步设计中 的主要技术问题，使之明确、细化。 • 编制准确度能满足控制投资或报价使用的 工程概算。
化工设计
生产装置规模进行的假想设计。 • 内容 根据研究者提供的概念和数据，确定流程和工艺条 件以及主要设备的型式和材质，三废处理等措施， 最终得出基建投资和产品成本等主要技术经济指标。 • 作用 暴露和提出基础研究中提出的一些问题，并为解决 这些问题提供途径或方案；结合技术经济评价，应 得出开发的新产品或新技术是否有工业化价值的结
• 现场环境污染状况；
• 周围地区工厂和居民点分布状况和协调要求；
3）选出几种方案，编写报告。
化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题问题详解
第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程2 2.52 2.560.5268.314190.60.427480.42748 3.2224.610c c R T a Pa m K mol P -⨯===⋅⋅⋅⨯ 53168.314190.60.086640.08664 2.985104.610c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴()0.5RT a P V b T V V b =--+()()50.5558.314323.15 3.22212.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.6 1.695r c T T T === 124.6 1.259r c V V V ===＜2∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTP P P V == ∴c r PV Z P RT =654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.462301Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。
化工热力学陈钟秀第六章制冷习题解答
第七章习题答案7-17在25℃时，某气体的P-V-T 可表达为PV=RT +×104P ，在25℃，30MPa 时将该气体进行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升仍是下降？解；判定节流膨胀的温度转变，依据Joule-Thomson 效应系数μJ ，即公式（7-6）。
由热力学大体关系式可取得：pP HJ C VTVT P T -∂∂=∂∂=)()()(μ （7-6） 由P-V-T 关系式P RT PV 4104.6⨯+=可得4104.6⨯+=PRT V求偏导得 PRT V P =∂∂)(，故有 0104.6104.644<⨯-=⨯-=⨯-=-⨯=pp p p J C C C P PV RT C VP RT μ可见，节流膨胀后，温度升高。
7-18 由氨的T s -图求1kg 氨从的饱和液体节流膨胀至 MPa （）时，(a) 膨胀后有多少氨汽化？ (b)膨胀后温度为多少？(c) 分离出氨蒸气在紧缩至 2p = MPa = atm 时， ?'2=t （绝热可逆紧缩）解：由附录8氨的T-S 图知：)17.8(828.01atm MPa p =时 kg kcal h /701=等焓膨胀至 atm p 68.02= 时 1123.0--⋅⋅=kg K kcal s02=sl s （饱和液体） 1142.12--⋅⋅=kg K kcal s sv （饱和蒸汽） （a ）求干度： slsv s x x s s 22222)1(-+= 211.0042.103.02222=--=--=slsv sls s s s x即汽化的液氨为。
（b ）由附录8得 C t 402-=（C ）氨气等熵紧缩至，由附录8得C t 110'2=7-19.某郎肯循环以水为工质，运行于14MPa 和之间，循环最高温度为540C，试求：（a ）循环的热效率； (b) 水泵功与透平功之比； (c) 提供1kW 电的蒸汽循环量。
第一章 工艺流程图
PID是设备布置图和管道布置图的设计依据，也是其他专业的设计依据， 并可供施工安装、生产操作时参考。
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（二）设备的画法与标注
1. 图形
（1）用细实线按规定图例（35-39页）或 设备外部形状和内部构件特征画出设备 示意图，画出全部管口。 标注设备位号、名称和管口符号。
公称直径是管子的名义直径，以DN表示。它是与内径相近的整数。
凡是同一公称直径的管子，外径必定相同，而内径则因壁厚不同而异。 如： DN50：φ 57×3.5，φ 57×4
DN100：φ 108×4，φ 108×6
公称压力 MPa：1.0, 1.6, 2.0, 2.5, 4.0, 6.4, 10.0, 16…
同一主项内的两 张图纸之间管道 的接续符号：
两主项之间管道 接续标记：
2. 管道标注
管道标注由由四部分组成：管道号（也称管段号）、公称 直径、管道等级和隔热或隔音。
例：
PG 0601-50 B2A-H
管 物料代号 段 主项代号 号 管道顺序号
公称直径
隔热或隔音代号
管道材质代号
管
同一管道等级顺序号 道
或称为为A、B、C、D、E、F、G版。
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管道仪表流程图PID的内容
符合HG20519-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》 图形：设备示意图、管道流程线、管件、阀门、仪表控制点符号； 标注：设备位号与名称、管段编号、控制点代号，必要的尺寸，例如 有位差要求的，应标注限位尺寸；例如高位槽、液封等； 标题栏：图名、图号、设计阶段、设计单位等。
反应气体通 过固定的催 化剂床层
化工设计习题及答案(陈声宗)
第一章化工厂设计的内容与程序（陈声宗习题与思考题2010.9）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。
化工设计习题1及答案
一、填空题
1、事故通风排风量应按工艺提供的设计资料通过计算确定。
当工艺不能提供有
关设计资料时，可按由正常通风系统和事故通风系统共同保证每小时换气次数不低于（）次计算。
2、通常可将一个工艺流程分为(
)四大部分。
3、有隔热层的管道，在管墩、管架处应设管托。
当隔热层厚度大于80mm时，
选用高（）的管托。
4、管道标注时，上方标注（双线管道在中心线上方）介质代号、管道编号、
公称通径、管道等级及隔热型式，下方标注（）。
5、在设备布置图中，所有设备、设备的金属支架、电机及其传动装置用（)
线画出，车间建筑物及其构件用( ) 线画出。
6、管廊柱中心与塔设备外壁的距离不应小于（）。
塔基础与管廊柱基
础间的净距离不应小于（）。
7、对于重大项目和使用较复杂技术的项目，为了保证设计质量，工程设计可以
按(
)三个阶段进行。
8、在化工工艺流程图中，辅助物料管用()线画出。
9、项目经济分析评价是以时间、金钱和利润三种指标为基准，通常采用（
）两类评价方法。
10、固定成本是指在一定生产规模限度内不随产品产量增减而变化的费用，其特
点是产品产量发生变化时，费用总额保持不变。
但单位产品的固定成本是可变的，并与产品产量呈（）变化。
二、简述题
1、化工设备的基本结构特点
2、需对管道或设备容器进行保温的主要场合
3、简述车间设备布置的内容
4、管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时处理方法
5．设计任务书的主要内容。
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二、单项与多项选择题1、〔 B 〕衡算式是化学反响过程物料衡算不能应用的。
A．总质量衡算式； B．组分质量衡算式；C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有〔 ABCD 〕。
A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有〔 ABCD 〕步骤。
A．划分温区； B．各热流温度按高到低顺序排列；C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线4、〔 C 〕不是化工设计的内容。
A．反响过程选择与优化；B．别离过程选择与优化；C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化5、管道安排图包含下面〔 ACD 〕图样。
A．管件图； B．管架图管道施工说明；C．蒸汽伴管系统安排图；D．管道平面安排图6、〔 C 〕别离过程不是速率操纵别离过程。
A．膜别离过程；B．反渗透别离过程；C．冷冻枯燥别离过程；D．超滤别离过程7、间歇过程有〔 ACD 〕特点。
A．生产灵敏性高； B．易完成自动化；C．合适有固相的物流；D．合适生产季节性产品8、别离过程的选择应分析别离过程的〔 ABCD 〕方面。
A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模9、对能量过程的分析方法有〔 AC 〕。
A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法10、夹点之上地域不可设置〔 A 〕。
A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器11、对新过程的化工设计需要进行〔 AC 〕A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反响设计12、换热网络设计的目的是得到〔 CD 〕。
A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数；C．换热效益最大化； D．合理的公用工程量13、〔 BD 〕别离过程是扩散别离过程。
A．渗析别离过程；B．结晶别离过程；C．超滤别离过程；D．精馏别离过程14、能量过程的特点表达在〔 AD 〕方面。
化工设计概论期末考试题库及答案
化工设计概论期末考试题库及答案一、单项选择题1. 化工设计的主要任务是（）。
A. 确定工艺流程B. 确定设备参数C. 确定工厂布局D. 确定产品价格答案：A2. 化工设计中，工艺流程设计的主要依据是（）。
A. 市场需求B. 原料供应C. 产品规格D. 所有以上因素答案：D3. 在化工设计中，以下哪项不是工艺流程设计的基本步骤？（）A. 确定原料和产品B. 确定工艺路线C. 确定设备类型D. 确定工厂规模答案：D4. 化工设计中，以下哪项是反应器设计的关键因素？（）A. 反应器类型B. 反应器尺寸C. 反应器材质D. 所有以上因素答案：D5. 化工设计中，以下哪项不是分离过程设计的关键因素？（）A. 物料性质B. 分离效率C. 设备成本D. 反应器类型答案：D二、多项选择题6. 化工设计中，以下哪些因素会影响工艺流程的选择？（）A. 原料成本B. 产品需求C. 环境法规D. 技术可行性答案：ABCD7. 化工设计中，以下哪些因素会影响设备的选择？（）A. 操作条件B. 物料性质C. 设备成本D. 安全性答案：ABCD8. 在化工设计中，以下哪些因素会影响工厂布局？（）A. 原料供应B. 产品运输C. 环境影响D. 劳动力成本答案：ABCD三、判断题9. 化工设计的目标是实现经济效益最大化。
（）答案：正确10. 化工设计中，工艺流程设计和设备设计是相互独立的。
（）答案：错误四、简答题11. 简述化工设计的基本步骤。
答案：化工设计的基本步骤包括：确定项目目标、原料和产品规格；工艺流程设计，包括确定工艺路线、反应器设计、分离过程设计等；设备设计，包括设备选型、尺寸计算、材料选择等；工厂布局设计，包括工厂平面布局、设备布置、物流规划等；经济分析，包括成本估算、投资回报分析等；环境和安全评估。
12. 描述化工设计中工艺流程设计的重要性。
答案：工艺流程设计是化工设计的核心，它决定了整个工厂的生产效率、产品质量和经济效益。
化工设计习题及答案重点
一、填空题〔每空1分，共30分〕1.新建工程设计包含新产品设计和采纳新工艺或新技术的产品设计。
2.设计代表的任务是参加根本建设的现场施工和安装。
3.化工计算包含工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。
4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必定涉及到的因素。
5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明物料的名称X及去向。
6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注位号和名称。
7.对于连续操作过程，选用单位时间作为基准是很自然的。
8.工艺设计的任务是依据工艺需要，计算并选择某种型号设备，以便订货。
9.依据工艺流程的特点，确定反响釜是连续操作还是间歇操作。
10.设备安排首先要满足工艺流程和工艺条件的要求。
11.化工厂使用最多的换热器是列管式换热器与再沸器。
12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和阀门以降低阻力，到达更高的真空度。
13.管架是用来支承、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。
15.物质的燃烧必须具备三个条件。
16.化工设计可依据工程性质分类，也可按设计性质分类。
17.施工图设计的任务是依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问题。
18.扩大初步设计的设计文件应包含以下两局部内容：设计说明书和说明书的附图、附表。
19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包含三个组成局部：即管道号、管径和管道等级。
20.执行器的图形符号由执行机构和调节机构两局部组合而成。
21.加压操作的塔可分为气相出料和液相出料两种。
22.物料衡算的理论依据是质量守恒定律。
23.流量大而扬程不高时可选用单级离心泵。
24.对于釜式反响器，依靠搅拌器来完成物料流动和混合接触。
25.车间设备安排是确定各个设备在车间平面和立面上的位置。
26.容器分中间贮存容器与原料及成品贮罐两类。
27.管架按位置可分为室外管架和室内管架两类。
28.换热器与邻近设备间可用管道直接架空连接。
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三．名词解释题1.概念设计：概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。
2. 工艺流程图：把各个生产单元按照肯定的目的要求，有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，即是工艺流程图。
3.车间厂房安排：是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面安排。
4.地基：建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。
5.总预备费：总预备费包含根本预备费和涨价预备费两项。
6..根底设计：根底设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。
7.工艺流程设计：工艺流程设计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产品输出的过程。
8.化工设备：化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。
9. 管道安排：用管道将各工段和各设备连接起来。
称管道安排。
10.设备购置费：设备购置费包含设备原价及运杂费用。
11.概算书：概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。
12. 工艺流程草图：工艺流程草图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
13.车间安排：将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、安排称车间安排。
14.根底：根底是建筑物的下部结构，埋在地面以下。
15.其他费用：其他费用是指工程费用以外的建设工程必须支出的费用。
1、热：有温度差存在时体系与体系〔或体系与环境〕之间所传递的能量。
2、活塞流型反响器：物料返混为零的反响器。
如管式反响器。
3、管件：管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。
4、别离过程：就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。
5、温-焓图(T-H)：是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图，它表示了物流的热特性。
6、固定床反响器：是指所用固体催化剂，或固体反响物，固定于反响器中的一类反响器。
7、聚式流态化：在流化床反响器中，固体颗粒在不同程度上成团聚状态。
安徽工程大学化工设计第三版（陈声宗主编）各章节重点期末考试重点考点
安徽工程大学化工设计第三版（陈声宗主编）各章节重点期末考试重点考点化工设计第三版（陈声宗主编）各章节重点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？国外通用的设计程序分为那几个阶段?2、画出化工新技术开发的工作框图。
3、画出化工厂设计的工作程序示意图。
4、工厂通常由哪些部门和设施所构成？5、车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？6、可行性研究报告包括哪些内容？7、设计任务书主要包括哪些内容？第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容（工艺流程的任务有哪些）？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？3、工艺流程设计的步骤有哪些？4、工艺流程图的种类有哪些？管道仪表流程图有哪些版式？5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B”，表示什么意思？6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。
7、根据HG/T20519.2-2009标准，填写工艺流程图的设备类别代号。
8、根据管道仪表流程图中的图例，填写（管道、阀门、设备、等）名称。
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？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？3、简述泵的选用与设计程序。
4、简述换热器的设计原则。
5、填料塔设计程序。
6、化工设备施工图的组成。
7、化工设备的绘制方法和步骤。
8、化工设备图阅读的基本要求。
第五章车间布置设计1、化工车间由哪些设施所组成？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？3、简述车间布置设计的原则。
4、简述车间布置设计的内容。
5、车间设备布置的要求有哪几条？6、简述车间平面布置的内容和要求。
7、车间设备布置设计的主要内容是什么？8、车间设备布置的要求有哪几条？9、工艺对设备布置有哪些要求？10、简述车间布置设计的原则。
第六章管道布置设计1、管道布置设计的内容有什么？2、管道布置设计应符合的标准有哪些？3、真空管线布置设计时应注意什么？4、管道布置时管道焊缝的设置，应符合哪些要求？5、管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如何处理？6、玻璃管等脆性材料管道应如何处理？7、管架已有哪些标准设计？8、管道支架按其作用分哪几种？9、立式容器的管口方位划分为哪两部分？10、卧式容器的人孔如何布置？11、换热器的配管要求是什么？12、塔的管道固定与热补偿要注意什么？13、管道布置图的设计依据？14、管道支架的编号含义是什么？15、管道的标注分几部分？16、管道布置图的比例和图幅如何定的？17、管道布置图的分区原则和方法是什么？18、管道布置图的阅读步骤？19、管道轴测图的内容有哪些？20、管口方位图的视图如何画？21、管口方位图中管口表包含哪些内容？22、管架图的图幅、比例和主要内容有什么？23、非标准的特殊管件按什么标准绘图并且主要内容有什么？24、管道建模的主要过程包括哪些？第七章非工艺专业1、公用工程一般包括哪些专业？2、简要说明给排水系统的划分和相应的设计条件。
化工设计复习题及答案
第一章1、简述化工设计的概念、作用与分类。
答：（1）概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的安排，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。
（2）作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量直接关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。
分类：根据项目性质可分为：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、中式设计、基础设计和工程设计。
2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。
答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。
初步设计：是根据计划任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书。
扩大初步设计：根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书与工程概算书（允许误差较大）。
施工设计：根据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有详细的施工图纸和必要的文字说明书以与工程预算书（误差较小）。
3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。
答：化工设计程序前期准备工作→项目建议书→可行性研究→决策（评估）→计划任务书→初步设计→扩大初步设计→施工设计4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？设计准备、方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、提供设计条件、编制概算书的设计文件第二章1、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？（1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展佘地）；（2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等靠近电厂或水水电站，靠近燃料供应点，水靠近江、河、湖等）；（3）满足环境卫生与交通运输要求（能妥善处理“三废”，优先使用水路、铁路运输，适当增加公路运输）；（4）不旱不涝，地质可靠；（5）少挖少填，有利于协作等，还要与城市规划协调。
化工设计期末考试题及答案
化工设计期末考试题及答案# 化工设计期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工设计中，以下哪个不是反应器的基本类型？- A. 固定床反应器- B. 流化床反应器- C. 离心泵- D. 搅拌釜反应器答案：C2. 在化工生产中，下列哪个参数不是反应器设计时需要考虑的？ - A. 反应速率- B. 反应物浓度- C. 反应温度- D. 反应器的体积答案：D3. 化工设计中，以下哪个不是分离过程的类型？- A. 蒸馏- B. 萃取- C. 过滤- D. 热解答案：D4. 在化工设计中，下列哪个设备不是用于物料输送的？- A. 泵- B. 压缩机- C. 换热器- D. 管道答案：C5. 化工设计中，以下哪个不是换热器的类型？- A. 壳管式换热器- B. 板式换热器- C. 热管换热器- D. 离心机答案：D6. 在化工设计中，以下哪个不是压力容器的设计参数？ - A. 工作压力- B. 工作温度- C. 容积- D. 反应时间答案：D7. 在化工设计中，以下哪个不是化工单元操作？- A. 混合- B. 反应- C. 分离- D. 燃烧答案：D8. 化工设计中，以下哪个不是物料平衡的基本步骤？ - A. 确定输入物料- B. 确定输出物料- C. 计算转化率- D. 确定反应速率答案：D9. 在化工设计中，以下哪个不是能量平衡的基本步骤？- A. 确定输入能量- B. 确定输出能量- C. 确定热损失- D. 确定反应物浓度答案：D10. 化工设计中，以下哪个不是工艺流程图（PFD）的组成部分？- A. 设备清单- B. 物料流- C. 能量流- D. 反应方程式答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述化工设计中物料平衡的重要性及其基本步骤。
答案：物料平衡在化工设计中至关重要，它确保了过程的连续性和效率。
基本步骤包括：确定输入物料的组成和数量，分析过程中的化学反应和物理变化，确定输出物料的组成和数量，以及计算过程中的损失和转化率。
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。
化工设计习题及答案重点精选全文
可编辑修改精选全文完整版一、填空题〔每空1分，共30分〕1.新建工程设计包含新产品设计和采纳新工艺或新技术的产品设计。
2.设计代表的任务是参加根本建设的现场施工和安装。
3.化工计算包含工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。
4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必定涉及到的因素。
5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明物料的名称X及去向。
6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注位号和名称。
7.对于连续操作过程，选用单位时间作为基准是很自然的。
8.工艺设计的任务是依据工艺需要，计算并选择某种型号设备，以便订货。
9.依据工艺流程的特点，确定反响釜是连续操作还是间歇操作。
10.设备安排首先要满足工艺流程和工艺条件的要求。
11.化工厂使用最多的换热器是列管式换热器与再沸器。
12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和阀门以降低阻力，到达更高的真空度。
13.管架是用来支承、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。
15.物质的燃烧必须具备三个条件。
16.化工设计可依据工程性质分类，也可按设计性质分类。
17.施工图设计的任务是依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问题。
18.扩大初步设计的设计文件应包含以下两局部内容：设计说明书和说明书的附图、附表。
19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包含三个组成局部：即管道号、管径和管道等级。
20.执行器的图形符号由执行机构和调节机构两局部组合而成。
21.加压操作的塔可分为气相出料和液相出料两种。
22.物料衡算的理论依据是质量守恒定律。
23.流量大而扬程不高时可选用单级离心泵。
24.对于釜式反响器，依靠搅拌器来完成物料流动和混合接触。
25.车间设备安排是确定各个设备在车间平面和立面上的位置。
26.容器分中间贮存容器与原料及成品贮罐两类。
27.管架按位置可分为室外管架和室内管架两类。
化工设计概论期末考试题库及答案
化工设计概论期末考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化工设计中，以下哪个因素不是影响工艺流程设计的主要因素？（）A. 原料和产品的性质B. 工艺路线的选择C. 设备的选型D. 工厂的地理位置答案：D2. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程图的主要组成部分？（）A. 工艺流程图B. 物料平衡图C. 能量平衡图D. 工厂布局图答案：D3. 化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计的基本步骤？（）A. 确定工艺路线B. 确定设备选型C. 确定工厂布局D. 确定生产规模答案：C4. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的环保因素？（）A. 废水处理B. 废气处理C. 废渣处理D. 工厂的经济效益答案：D5. 化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的安全因素？（）A. 防火防爆B. 有毒有害物质的处理C. 设备的腐蚀防护D. 工厂的经济效益答案：D6. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的经济因素？（）A. 生产成本B. 投资成本C. 运行成本D. 工厂的地理位置答案：D7. 化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的技术因素？（）A. 设备的选型B. 工艺路线的选择C. 工厂的经济效益D. 工艺参数的确定答案：C8. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的操作因素？（）A. 操作条件的确定B. 操作参数的调整C. 工厂的经济效益D. 操作的连续性答案：C9. 化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的质量因素？（）A. 产品质量的控制B. 产品质量的检测C. 工厂的经济效益D. 产品质量的保证答案：C10. 在化工设计中，以下哪个不是工艺流程设计中需要考虑的可靠性因素？（）A. 设备的可靠性B. 工艺的可靠性C. 工厂的经济效益D. 操作的可靠性答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 化工设计中，以下哪些因素是影响工艺流程设计的主要因素？（）A. 原料和产品的性质B. 工艺路线的选择C. 设备的选型D. 工厂的地理位置答案：ABC2. 在化工设计中，以下哪些是工艺流程图的主要组成部分？（）A. 工艺流程图B. 物料平衡图C. 能量平衡图D. 工厂布局图答案：ABC3. 化工设计中，以下哪些是工艺流程设计的基本步骤？（）A. 确定工艺路线B. 确定设备选型C. 确定工厂布局D. 确定生产规模答案：ABD4. 在化工设计中，以下哪些是工艺流程设计中需要考虑的环保因素？（）A. 废水处理B. 废气处理C. 废渣处理D. 工厂的经济效益答案：ABC5. 化工设计中，以下哪些是工艺流程设计中需要考虑的安全因素？（）A. 防火防爆B. 有毒有害物质的处理C. 设备的腐蚀防护D. 工厂的经济效益答案：ABC三、判断题（每题2分，共20分）1. 化工设计中，工艺流程设计是整个设计过程的核心。
化工设计练习题
化工设计练习题化工设计是化学工程领域中非常重要的一部分，它涉及到各种化学工艺过程的设计和优化。
化工设计练习题是帮助学生巩固对化工设计理论的理解，并提高解决实际问题的能力。
下面是一个化工设计练习题，以帮助读者更好地理解化工设计的过程。
问题描述：假设您是一家化工公司的工艺工程师，负责设计一条新的化工生产线。
您需要设计一个生产苯乙烯的过程，从苯和乙烯两种原料开始。
生产线的基本要求如下：1. 生产线的产能为每年10万吨苯乙烯；2. 原料使用效率要高，尽量减少废料产生；3. 生产过程要稳定可靠，并确保产品质量符合标准。
请按照以下步骤设计该化工生产线：1. 原料选择和储存根据该生产线的要求，选择合适的苯和乙烯供应商，并确保供应的稳定性和可靠性。
考虑到生产线的连续性，应充分考虑原料的储存问题，确保原料供应充足但不会造成堆积。
2. 反应过程设计根据苯和乙烯的化学反应特性，设计一个合适的反应器，并确定最佳的反应条件，例如温度、压力和反应物的投入比例。
在设计反应过程时，需要考虑到反应速率和选择性，以达到最理想的产物产量和质量。
3. 产物分离与纯化在反应结束后，需要对产物进行分离和纯化。
根据苯乙烯和其他副产物的物理化学性质的差异，设计一个合适的分离工艺，例如萃取、蒸馏或结晶。
在分离过程中，要注意提高分离效率和减少能源消耗。
4. 废物处理在化工生产过程中，难免会产生一些废物。
设计一个合适的废物处理系统，确保对环境无害且符合法规要求。
可以考虑采用物理、化学或生物处理方法，将废物彻底处理掉或转化为有价值的物质。
5. 过程优化设计一个自动化的控制系统，用于监测和调节整个生产过程。
通过实时数据采集和分析，对生产过程进行优化，提高产能和能源利用效率，减少废料产生，并确保产品质量的稳定性。
以上是一个基本的化工生产线设计的步骤。
在实际应用中，还需要考虑到安全性、经济性和可持续性等方面的因素。
化工设计是一个复杂且细致的过程，需要综合考虑众多因素，并做出合理的决策。
化工设计练习题
化工设计练习题第1~章一、名词解释1、概念设计；2、初步设计；3、可行性研究；4、工艺流程设计；5、先进性；6、可靠性；7、总工艺流程图；8、物料流程图；9、工艺流程草图；10、标准设备；11、非标准设备；12、总图；13、装配图；14、管口方位图；15、标准图；16、通用图；17、通用技术条件；18、视图分析；19、设备分析；20、车间布置；21、设备布置图；22、安装方位标；23、工艺流程图；24、相变热；25、管道布置图；26、采暖；27、设计能力；二、填空1、新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品设计。
2、化工新技术开发过程中要进行概念设计、中试设计和基础设计等三种设计。
3、概念设计的作用是暴露和提出基础研究中存在的工艺流程、主要单元操作、设备结构及材质、过程控制方案及环保安全等方面存在的问题，并为解决这些问题提供途径或方案。
4、基础设计除了一般的工艺条件外，还包括大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据，以及利用这些数据进行设计计算的结果。
5、为保证工程设计质量，可初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个阶段进行设计。
6、初步设计是根据设计任务书，对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。
7、可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。
8、可行性研究的任务是根据国民经长期规划的要求，对化工建设项目的技术路线、工艺过程、和工程条件及社会效益进行深入细致的调查研究。
9、可行性研究的内容包括市场销售情况的研究，原料和技术路线的研究，工程条件的研究，劳动力来源和费用、人员培训、项目实施计划的研究，资金的使用和成本核算的研究，经济评价研究等。
10、施工图设计的主要内容是在扩大初步设计的基础上，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、管路的保温及防腐设计。
化工设计习题及答案(陈声宗)讲解
第一章化工厂设计的内容与程序（陈声宗习题与思考题2010.9）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。
化工设计习题答案
化工设计习题答案化工设计习题答案化工设计是化学工程领域中至关重要的一部分，它涉及到了工业生产中的各个环节。
通过设计化工过程，可以使原材料转化为有用的产品，并确保生产过程的高效和安全。
在化工设计的学习过程中，习题是不可或缺的一部分。
下面将给出一些常见化工设计习题的答案，希望对学习者有所帮助。
1. 习题：某化工厂需要生产100吨乙醇，已知反应方程式为C2H4 + H2O →C2H5OH，反应转化率为80%，求需要多少吨乙烯和水？答案：根据反应方程式，可以得到乙烯和水的摩尔比为1:1。
由于反应转化率为80%，即80%的乙烯转化为乙醇，所以需要的乙烯摩尔数为100吨乙醇的摩尔数/80% = 125摩尔。
由于乙烯和水的摩尔比为1:1，所以需要的水的摩尔数也为125摩尔。
根据乙烯和水的摩尔质量，可以得到需要的乙烯和水的质量。
2. 习题：某化工过程中，需要将液体A从一个容器转移到另一个容器，已知液体A的密度为0.8 g/cm³，容器A的体积为1000 mL，容器B的体积为500 mL，求将液体A转移到容器B后，容器B中的液体A的质量是多少？答案：首先，需要计算容器A中液体A的质量。
根据密度公式，质量 = 密度× 体积，可以得到容器A中液体A的质量为0.8 g/cm³ × 1000 mL = 800 g。
然后，将液体A转移到容器B后，容器B中的液体A的质量仍然为800 g。
3. 习题：某化工反应需要在30℃下进行，已知反应速率常数k为0.01 min⁻¹，求反应的半衰期是多少？答案：半衰期是指反应物浓度减少到初始浓度的一半所需的时间。
对于一级反应，半衰期可以通过公式t₁/₂ = ln2/k计算，其中t₁/₂为半衰期，k为反应速率常数。
代入已知数据，可以得到半衰期t₁/₂ = ln2/0.01 min⁻¹ ≈ 69.3 min。
4. 习题：某化工过程中，需要将液体A从25℃加热到80℃，已知液体A的热容为4.18 J/g℃，液体A的质量为500 g，求加热液体A需要多少热量？答案：加热液体A需要的热量可以通过公式Q = mcΔT计算，其中Q为热量，m为质量，c为热容，ΔT为温度变化。
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第一章化工厂设计的内容与程序（陈声宗习题与思考题2010.9）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。
FCTC TCTCTC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)用冷料量控制第三章物料衡算与热量衡算习题1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。
进料流量为20000kg ／h ，求馏出液和釜残液的流量和组成。
解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。
以下标B 代表苯。
进料中苯的摩尔分数 38780.419638627892FB x ==+ 釜残液中苯的摩尔分数 2780.023*********WB x ==+ 进料平均相对分子质量 0.419678(10.4196)9286.13M =⨯+-⨯= 进塔原料的摩尔流量 2000232.2/86.13F kmol h == 依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以 97.430.9794.51/DB Dx kmol h =⨯= 作全塔苯的质量衡算得 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 == 所以，94.5194.510.8752DB x ===习题2 丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为： 38222534C H O CO H O +→+试计算得到100摩尔燃烧产物（又称烟道气）需要加入的空气的摩尔量。
解：以1mol 入口丙烷为计算基准根据反应方程式，1mol 丙烷需要5mol 的氧气与之反应，因氧气过量25%，故需要加入的空气量为1.25529.760.21mol ⨯= 其中 226.25,23.51O mol N mol 烟道气中各组分的量：38C H 0 mol 2N 23.51 mol2CO 313mol ⨯= 2O 6.255 1.25mol -= 2H O 414mol ⨯=从计算结果可以看出，当空气加入量为29.76mol 时，可产生烟道气31.76mol ，所以，每产生100mol 烟道气需加入的空气量为10029.7693.731.76mol ⨯=习题3天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图转化炉内进行烃类蒸汽转化反应，以甲烷为例，烃类蒸汽转化的反应方程式为422CH +H O CO+3H 垐?噲?天然气经一段转化炉转化后继续进入二段转化炉反应，在一段转化炉出口添加空气以配合合成氨原料气中所需的氮气，同时，一段转化气中的一部分氢气遇2O 燃烧供给系统热量。
二段转化后再经一氧化碳变换工序使混合气中的CO 大部分转化为2CO 和2H ，CO 转化为2CO 和2H 的方程式为222CO+H O CO +3H 垐?噲?，变换后的气体进入脱除2CO 工序脱除2CO ，再经甲烷化工序除去残存的微量CO 和2CO 后作为合成氨合格原料气。
已知某厂天然气的组成为：要求合成氨原料气的组成为：计算天然气的用量和空气的用量。
解：以100 kmol 合成氨原料气为计算基准。
设天然气用量为x kmol ，添加空气量为y kmol 。
（1）作系统N 2平衡因为在天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中，N 2没有参加反应，它的数量在反应器的进口、出口物料中没有变化，作系统N 2平衡得0.0033x + 0.79y =24.64 (A) (2)作系统氢平衡甲烷转化制H 2的计量关系推导如下：甲烷蒸汽转化反应过程 422CH +H O CO+3H 垐?噲? CO 变换反应过程 222CO+H O CO +3H 垐?噲? 总过程 4222CH +2H O CO +4H 垐?噲?用同样的方法可推导出烃类蒸汽转化制2H 的计量关系通式为n 2n+2222C H +2nH O =nCO +(3n+1)H因此，100kmol 天然气可提供的理论H因此，x kmol 天然气进料可提供的理论H 2为x 471.63kmol 100氢气燃烧的反应过程 2222H +O =2H O 燃烧消耗的H 2为y ⨯20.21kmol 作系统H 2平衡得20.2173.974 1.08x y -⨯=+⨯471.63100(B)式中（4 1.08⨯）是合成氨原料气的CH 4折合为H 2物质的量(mol)(A) 式合(B)式联解得到x =18.92kmol y =31.11kmol因此，制造100kmol 的合成氨原料气需加入天然气18.92kmol ，一段转化炉出口需添加31.11kmol 的空气。
习题4 乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下：242241()()()2C H g O g C H O g +−−→试计算0.1013MPa 、25℃下的反应热。
解：乙烯（g ）的标准生成热为 0298,,52.28/f H kJ mol ∆=乙烯环氧乙烷(g)的标准生成热为 0298,,51/f H kJ mol ∆=环氧乙烷－ 因此，0.1013Mpa ，25℃下的反应热计算如下：000298,298,298,()()r i f i f H n H n H ∆=∆∆∑∑反应物产物－1151152.280103.3/2kJ mol ⨯⨯⨯＝（－）－＋＝－ 习题5 乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应： 主反应 242241()()()2C H g O g C H O g +−−→ 副反应 24222()3()2()2()C H g O g CO g H O g +−−→+ 反应温度基本维持在250℃，该温度下主、副反应的反应的反应热分别为523105395/H kJ kmol -∆=乙烯 0523*******/H kJ kmol -∆=乙烯乙烯的单程转化率为32％，反应的选择性为69％，反应器进口混合气的温度为210℃，流量450003()/m STP h ,其组成如下：热损失按反应放出热量的5%考虑，求热载体移出的热量。
假设如下热力学途径：210℃下反应器入口混合气体热容0.03564.430.8230.040.14531.3831.44/()p C kJ kmol K =⨯+⨯+⨯=⋅250℃下反应器入口混合气体热容0.03564.940.8230.170.14531.6731.67/()p C kJ kmol K =⨯+⨯+⨯=⋅因此，反应器入口混合气体在210℃～250℃的平均热容为 ,1(31.4431.67)31.56/()2p m C kJ kmol K =+⨯=⋅ 414500031.56(250210) 2.53610/22.4H kJ h ∆=⨯-=⨯ 245000450000.0350.320.69(105395)0.0350.32(10.69)(1321726)22.422.4H ∆=⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-- 71.08610/kJ h =⨯67612 2.53610 1.086108.32410/H H H kJ h ∆=∆+∆=⨯-⨯=-⨯ 65528.32410( 4.16210) 4.16210/H H Q kJ h ∆=∆-=-⨯--⨯=-⨯由热载体移走的热量为656128.32410( 4.16210)7.90810/Q H Q kJ h =∆-=-⨯--⨯=⨯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。