原培训班化设计复习题

化工设计复习题

第一章化工厂设计的内容与程序

一、简答题

1. 简述工程项目从计划建设到交付生产所经历的基本工作程序。（p5）

2. 化工设计根据化工过程开发程序分类可分为哪几类，工程设计又分为哪几个阶段？（p1~2）

3. 化工设计根据项目性质分类可分为哪几类？（p1）

第二章工艺流程设计

1.简述工艺流程设计的主要任务。（p20~21）

2.工艺流程图有哪几种？简述其主要作用。（p24~28）

3.试述管道及仪表流程图的绘制中对设备画法及标注、管道的画法及标注、阀门与管件的表示方法、仪表控制点的表示方法有何具体要求？（p28~42）

三、设计题

1. 离心泵是最常用的液体输送设备，常通过改变出口阀门的开度来调节其输出流量，试确定该方案带控制点的工艺流程图。

2. 容积式泵的出口不能堵死，其流量常通过控制回路阀门的开度来调节。试以齿轮泵为例，确定容积式泵的回路调节自控流程。

3. 对于列管式换热器，若冷、热流体在换热过程中均无相变化，试确定下列几种情况下的自控流程。

(1) 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)小于冷流体的温升(t2-t1)。

(2) 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)大于冷流体的温升(t2-t1)。

(3) 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)小于冷流体的温升(t2-t1)。

(4) 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降(T1-T2)大于冷流体的温升(t2-t1)。

4. 用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40~55℃，并逐渐升温至80℃；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。试以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的单耗作为方案评判标准比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。

方案I，硝化－分离方案

方案II，硝化－分离－萃取方案

方案III，硝化-分离-萃取-浓缩方案

萃取废酸出

图3-1 常压过滤方案

方案II，真空抽滤方案

接真空

滤液图3-2 真空抽滤方案方案III，真空抽滤－冷凝方案

方案IV，加压抽滤方案

6.在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。已知混酸组成为：HNO3 5%、H2SO4 65%、H2O 30%；苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa，反应温度为130℃；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。试以单位能耗为评判标准，比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。

方案I，间接水冷-常压浓缩方案

方案II，原料预热-闪蒸浓缩方案

第三章化工计算

1、试述限制反应物、过量反应物、过量百分数和收率的定义。

2. 简述物料衡算的方法和步骤。

3. 简述能量衡算的方法和步骤。

三、计算题

1. 硝化混酸配制过程的物料衡算。已知混酸组成为H2SO4 65%(质量百分比，下同)、HNO3 5%、H2O 30%，配制混酸用的原料为9

2.5%的工业硫酸、98%的硝酸及含H2SO4 67%的硝化废酸。试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算，设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。

2．以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇-水混合物，制取纯乙醇。假定料液混合物含水60%，乙醇40%，在精馏塔馏出液中含苯75%，水24%，其余为醇（组成均为质量分数），塔底产品为无水乙醇。若要求乙醇产量为1000kg/h，试计算精馏中所需的苯量。

3. 一蒸发器连续操作，处理量为25吨／时溶液，原液含10％NaCl，10％NaOH及80％（w%)H2O。经蒸发后，溶液中水分蒸出，并有NaCl结晶析出，离开蒸发器的溶液浓度为：2％NaCl，50％NaOH及48％（w%)H2O。计算：（1）每小时蒸出的水量；（2）每小时析出的NaCl量；（3）每小时离开蒸发器的浓溶液的量。

4.含H2和CO混合气和空气燃烧，燃烧后废气分析结果如下：N279.8％（mol%),O2 18.0%，CO2 2.4%(为干基）计算：（1）H2和CO混合燃料的组成；（2）混合燃料和空气的比率。

第四章设备的工艺设计及化工设备图

1.简述化工设备选型和工艺设计考虑的原则。（P82）

2.简述化工设备的视图表达特点。（P95~99）

3. 简述化工设备的基本结构特点。（P94）

练习题

一、选择题

1、可行性研究是工程项目投资决策的基础，其研究报告提出的投资估算的偏差范围应小于：（1）±5；（2）±10；（3）±15 ；（4）±20。

2、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC-203，其中字母C表示( )。

（1）电导率；（2）报警；（3）控制或调节；（4）指示。

3、用苯氯化制备一氯苯时，为减少副产二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。已知每100mol 苯与40mol氯反应，反应产物中含40mol氯苯、1mol二氯苯以及59mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收55mol的苯，损失4mol苯，则苯的总转化率为：

（1）41.0% ；（2）55% ；（3）59% ；（4）91.1%. 4、在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指：

（1）可行性研究和工艺流程设计； （2）中试设计和施工图设计；（3）初步设计和施工图设计；

（4）初步设计和初步扩大设计。

5、在绘制工艺流程框图时，单元反应常用的表示形式为：

（1）圆框；（2）方框；（3）棱形框；（4）圆框或方框或棱形框均可。 6、右图是某管道的压力控制点示意图(图中符号 “ ”表示压力变送器)，图中的压力指示仪表安装形式为：

（1）就地安装的仪表；（2）嵌于管道中的仪表；（3）集中仪表盘面安装的仪表；（4）就地仪表盘面安装的仪表。

7、为了减少溶剂的挥发损失，低沸点溶剂的热过滤不宜采用： （1）真空抽滤，出口设置冷凝冷却器（2）加压过滤；

（3）真空抽滤，出口不设置冷凝冷却器；（4）无上述限制，上面 几种过滤工业上均可采用。

8、某厂共有4个车间，其中3车间共有5道工序。已知第3车间第2工序中有三台相同的编号为02的反应器并联，则在带控制点的工艺流程图中这三台反应器的设备位号常表示为： （1）D030202A 、B 、C ；（2）E3202A 、B 、C （3）E030202A 、B 、C ；（4）D3202A 、B 、C 。

9、当两管子的DN 相同，则有：

（1）两管子的外径必相同；（2）两管子的内径必相同；（3）两管子的外径和内径均必相同；（4）两管子的外径和内径均必不相同。

10、同一标准的管法兰具有相同的连接尺寸的条件是：

（1）公称直径相同；（2）公称压力相同；（3）公称直径和公称压力相同；（4）以上三项均不对。

11、在带控制点的工艺流程图中，右面图例表示的仪表为：

(1)就地安装仪表；（2）就地仪表盘面安装仪表；（3）就地仪表盘后安装仪表；（4）集中仪表盘后安装仪表。 12、项目建设单位与设计单位签定项目合同时，设计单位除用具体名称表示外，还常表示为：

（1）甲方；（2）乙方；（3）丙方；（4）甲方或乙方或丙方。 13、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC-203，其中字母I 表示：