化工设计期中作业
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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
釜残液中苯的摩尔分数
进料平均相对分子质量
进塔原料的摩尔流量
依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以
作全塔苯的质量衡算得 作全塔总质量衡算得
将已知数据代人上述质量衡算方程得
解得 所以，
组分
塔进料
塔顶馏出物
釜残液
(3)矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件
(4)资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。
(5)建设地区或地点，占地面积的估算。
(6)防空、防震等的要求。
(7)建设工期与进度计划。
(8)投资控制数。
(9)劳动定员控制数。
(10)经济效益、资金来源、投资回收年限
三、计算题
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，试对该塔进行物料衡算并列出物料平衡表。
解方框图如下：B
水水
A
污水处理
热空气滤饼
产品
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
合计
20000
100
232.2
100
8612.8
100
108
100
11387.2
100
124.2
100
2、丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为：
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：设丙烷反应掉的摩尔数为X，氧气在空气中的含量为20.95%
（2）、冷冻管需保温。
（3）、要求介质不能结晶凝结的场合。
（4）、冬天怕结冻，夏天怕气化的管道需套管保温。
3、简述车间设备布置的内容
答：
（1）、一组视图；
（2）、尺寸及标注；
（3）、安装方位标；
（4）、说明与附注；
（5）、设备一览表；
（6）、标题栏。
4、管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时处理方法
答：
二、简述题
1、化工设备的基本结构特点
答：
（1）、基本形体以回转体为主；
（2）、各部分结构尺寸大小相差悬殊；
（3）、壳体上开孔和管口多；
（4）、广泛采用标准化零部件；
（5）、采用焊接结构多；
（6）、对材料有特殊要求；
（7）、防泄漏安全结构要求高。
2、需对管道或设备容器进行保温的主要场合
答：
（1）、表面温度超过50℃，减少能量损失，防此烫伤人。
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（管道标高）。
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（粗实线)画出，车间建筑物及其构件用(中粗实线)画出。
6、管廊柱中心与塔设备外壁的距离不应小于（3m）。塔基础与管廊柱基础间的净距离不应小于（300mm）。
丙烷燃烧反应
C3H8+ 5O2= 3CO2+ 4H2O
X 5X 3X 4X
所需空气的量为：
烟道气的量为：
所需空气的量为： mol
四、图解题
1、在管道仪表流程图中，以下图形分别表示何种阀门。
减压阀
隔膜阀
球阀
闸阀
角式百度文库阀
角式截止阀
2、试画出两种用进料温度控制固定床反应器温度的控制方案示意图。
答：
用进料温度控制Ⅰ用进料温度控制Ⅱ
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(初步设计、扩大初步设计及、施工图设计)三个阶段进行。
8、在化工工艺流程图中，辅助物料管用(中线条0.5mm)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（静态评价、动态评价）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（反比）变化。
应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。管套应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。
5．设计任务书的主要内容
答：
(1)项目设计的目的和依据；
(2)生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则。
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（8）次计算。
2、通常可将一个工艺流程分为(工艺流草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图、工艺管道及仪表流程图)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（150mm）的管托。
3、某化工过程，液态原料A先经汽化、再与空气混合，经预热再在固定床中进行反应（连续反应过程），反应产物冷凝后进入精馏塔，塔顶镏出物为主产品，釜液经中和后（间歇操作）排放。试设计该工艺过程（用方块图表示）。
答：
4、某化工过程，液态原料A经预热后，一次性加入反应釜（间歇反应）中，原料B经计量连续滴加进入反应釜进行反应。反应完成后，产物经过滤分离、洗涤（间歇过程）和气流干燥得产品。试设计该工艺过程（用方块图表示）。
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
釜残液中苯的摩尔分数
进料平均相对分子质量
进塔原料的摩尔流量
依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以
作全塔苯的质量衡算得 作全塔总质量衡算得
将已知数据代人上述质量衡算方程得
解得 所以，
组分
塔进料
塔顶馏出物
釜残液
(3)矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件
(4)资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。
(5)建设地区或地点，占地面积的估算。
(6)防空、防震等的要求。
(7)建设工期与进度计划。
(8)投资控制数。
(9)劳动定员控制数。
(10)经济效益、资金来源、投资回收年限
三、计算题
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，试对该塔进行物料衡算并列出物料平衡表。
解方框图如下：B
水水
A
污水处理
热空气滤饼
产品
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
合计
20000
100
232.2
100
8612.8
100
108
100
11387.2
100
124.2
100
2、丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为：
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：设丙烷反应掉的摩尔数为X，氧气在空气中的含量为20.95%
（2）、冷冻管需保温。
（3）、要求介质不能结晶凝结的场合。
（4）、冬天怕结冻，夏天怕气化的管道需套管保温。
3、简述车间设备布置的内容
答：
（1）、一组视图；
（2）、尺寸及标注；
（3）、安装方位标；
（4）、说明与附注；
（5）、设备一览表；
（6）、标题栏。
4、管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时处理方法
答：
二、简述题
1、化工设备的基本结构特点
答：
（1）、基本形体以回转体为主；
（2）、各部分结构尺寸大小相差悬殊；
（3）、壳体上开孔和管口多；
（4）、广泛采用标准化零部件；
（5）、采用焊接结构多；
（6）、对材料有特殊要求；
（7）、防泄漏安全结构要求高。
2、需对管道或设备容器进行保温的主要场合
答：
（1）、表面温度超过50℃，减少能量损失，防此烫伤人。
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（管道标高）。
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（粗实线)画出，车间建筑物及其构件用(中粗实线)画出。
6、管廊柱中心与塔设备外壁的距离不应小于（3m）。塔基础与管廊柱基础间的净距离不应小于（300mm）。
丙烷燃烧反应
C3H8+ 5O2= 3CO2+ 4H2O
X 5X 3X 4X
所需空气的量为：
烟道气的量为：
所需空气的量为： mol
四、图解题
1、在管道仪表流程图中，以下图形分别表示何种阀门。
减压阀
隔膜阀
球阀
闸阀
角式百度文库阀
角式截止阀
2、试画出两种用进料温度控制固定床反应器温度的控制方案示意图。
答：
用进料温度控制Ⅰ用进料温度控制Ⅱ
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(初步设计、扩大初步设计及、施工图设计)三个阶段进行。
8、在化工工艺流程图中，辅助物料管用(中线条0.5mm)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（静态评价、动态评价）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（反比）变化。
应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。管套应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。
5．设计任务书的主要内容
答：
(1)项目设计的目的和依据；
(2)生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则。
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（8）次计算。
2、通常可将一个工艺流程分为(工艺流草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图、工艺管道及仪表流程图)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（150mm）的管托。
3、某化工过程，液态原料A先经汽化、再与空气混合，经预热再在固定床中进行反应（连续反应过程），反应产物冷凝后进入精馏塔，塔顶镏出物为主产品，釜液经中和后（间歇操作）排放。试设计该工艺过程（用方块图表示）。
答：
4、某化工过程，液态原料A经预热后，一次性加入反应釜（间歇反应）中，原料B经计量连续滴加进入反应釜进行反应。反应完成后，产物经过滤分离、洗涤（间歇过程）和气流干燥得产品。试设计该工艺过程（用方块图表示）。