化工设计考试复习.doc

1、简述化工设计的概念、作用与分类。答：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。 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：标准设计、因地制宜设计、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及工程概算书。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及工程预算书。3、 写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。答：前期准备工作项目建议书可行性研究决策计划任务书初步设计扩大初步设计施工设计 项目建议书主要内容：项目建议目的和意义；产品需求初步预测；产品方案和拟建规模；、工艺技术方案；资源、主要原材料、燃料和动力的供应；建厂条件和厂址初步方案；环境保护；工厂组织和劳动定员估算；项目实施规划设想；投资估算和资金筹措设想；经济效益和社会效益的初步估计。 可行性研究主要内容：总论；需求预测；产品方案及生产规模；工艺技术方案；原材料、燃料和动力的供应情况；建厂条件和建厂方案；公用工程和辅助设施方案；环境保护及安全、工业卫生；工厂组织、劳动定员和人员培训；项目实施计划；投资估算和资金筹措；经济评价及社会效益评价；结论。 计划任务书主要内容：建设目的和依据；建设规模、产品方案、生产方法或工艺原则；矿产资源、水文地质资料、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；建设地点和占地面积；环境保护、“三废”治理的要求；防空、防震等要求；建设工期；投资控制数；劳动定员控制数；要求达到的经济效益。4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？ 答：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。5、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？答：1、节约用地，考虑发展；2、利用城镇设施，节约投资；3、满足环境卫生及交通运输要求；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。 6、在化工厂总平面布置设计时，对于生产车间、辅助生产车间、行政办公楼、住宅及道路等有何具体要求。答：生产车间：应按工艺过程的顺序进行布置，生产线路尽可能做到直线而无返回流动。一般功能、工艺相似的车间、工段尽可能布置在一起，车间之间的管道尽可能沿道路的铺设。生产有害气体或粉尘车间要放置在下风或平行风侧。 辅助车间：锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方，其附近不得有易燃、易爆的车间或仓库，应放置在下风位置；配电间应配置在用电大户附近，并置于上风位置；机修车间应放在与各生产车间联系方便而安全的位置上；中心试验室和仪表修理间应置于清洁卫生、噪音少、灰尘少的上冈位置；仓库设在与生产车间联系方便，并靠近运输干线的位置上。 行政办公楼：应建在工厂外，最好位于工厂的上风位置。住宅：应在厂区外面，并在上风位置。厂内人行道：一般为1.82.0米宽；厂内公路：宽度不应小于5米，能允许两辆大卡车面对面通过，同时应考虑输送路线的循环性，避免交通阻塞。7、 在进行化工工艺设计时，主要从哪几个方面来论证一条工艺路线的可行性。答：1、设计的流程符合工业化学过程的目的和要求，确保生产合格的产品，并达到设计的要求。 2、充分利用原料，未反应物与生成物的产品分离回收和循环使用，副产物要加工成副产品，并尽量减少废料的产生和排放。 3、合理安排各种不同品位能量的交换利用，充分利用反应热，注意回收一切可利用的能量，尽量减少能量损失。 4、对大宗产品的生产宜采用连续作业，提高自控水平，达到产品质量的提高和降低成本。 5、对于精细化工小批量多品种的生产，设计的流程应有一定的灵活性，以适应改变产量和更换产品品种的需要。 6、生产过程中的三废应得到妥善处理，尽可能回收和综合利用，不能随便排放，污染环境。8、 化工工艺流程图设计分哪三步进行？这三种图在工艺流程设计中起到什么作用？ 答：生产工艺流程草图（定性地标出由原料转变为产品的路线，以及采用的各种化工过程及设备）； 物料流程图（用图形和表格相结合来反映设计计算某些结果的图样，是设计带控制点的工艺流程图的依据）； 带控制点的工艺流程图（得到正式带控制点的工艺流程图，编入设计阶段文件）。9、 化工工艺流程设计的任务是什么？答：1、确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，以达到加工原料制出产品的目的； 2、绘制工艺流程图，就是与图解的形式表示物料所经过的工艺过程及设备、物料组成和能量所发生的变化及流向。10、简述绘制化工工艺流程图的步骤，图中的主要设备、主要物料管线和辅助物料管线等线条如何表达？ 答：先绘流程草图，再根据草图进行物料、能量衡算，然后绘制物料流程图，在设备设计计算后，绘制带控制点的工艺流程图。 化工设备按比例用细实线（b/3）绘制，要显示出外形轮廓特征图；工艺物料管道用粗实线绘制，辅助物料管线用中实线绘制，仪表管线用细实线或细虚线绘制。11、物料衡算的作用是什么？在进行物料衡算时应遵守什么原则？ 答：在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的浪费和生产过程的反常现象，从而帮助找出改进措施，提高成品率及减少附产品、杂质和“三废”排放量；还可以检验生产过程的完善程度，对化工工艺设计也有着重要指导作用，通过计算，可以定出原料及辅助材料的消耗量，制订单耗指标，还可以标出中间产品、副产品、成品的产量和“三废”排放量等，是能量衡算、设备工艺计算的基础。在进行物料衡算时应遵守质量守恒定理。12、能量衡算的作用是什么？在进行能量衡算时应遵守什么原则？答：通过热平衡计算，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量利用经济合理，如发现不经济合理，要考虑改进设备或工艺，重新进行计算，直到合理为止。在进行能量衡算时应遵守能量守恒定理。13、化工设备计算设计的主要任务是什么？对所选择的设备有何要求？ 答：主要任务是采用定型设备要选好规格和型号；采用非定型设备要通过计算，确定其主要尺寸，给设备设计人员提供设计条件，及编写设备一览表。对所选择的设备要全面贯彻“先进、适用、高效、安全、可靠、省材和节资”等原则。14、 一反应分离系统，将150 kmol/h的P2O5转化成H3PO4，每一单程有80的P2O5被转化成H3PO4，在分离器内没有物质变化，分离后有95的P2O5和2 H3PO4再循环，求P2O5和H3PO4的循环流率。 150 kmol/h的P2O5H3PO480%分离器反应器95%P2O52%H3PO4Mkmol/hP2O5Nkmol/hH3PO4解：(150+M95%)(1-80%)=M， 所以M=37.037kmol/hN2%+(150+M95%)80%=N， 所以N=151.172kmol/h P2O5 循环流率=M95%=37.03795%kmol/h=35.185kmol/h H3PO4循环流率=N2%=151.1722%kmol/h=3.023kmol/h15、将含有40（质量百分率）硫酸的废液与98的浓硫酸混合生成90的硫酸，产量为1000Kg/h，各液体的第2组分为水，试完成其物料衡算。 混合器40H3PO4MKg/h98H3PO4NKg/h90H3PO41000Kg/h解：M40+N98=100090M60+N2=100010所以M=137.931Kg/h，N=862.069Kg/h即进料中，40硫酸的废液流率为137.931Kg/h，98的浓硫酸流率为862.069Kg/h。16、简述车间布置的任务。答：厂房的整体布置和厂房的轮廓设计、设备布置设计原则、典型设备的布置、设备布置设计方法与步骤。17、在进行厂房设计时，其平面、立面上有何具体要求？ 答：厂房的平面布置：厂房平面设计应力求简单，通常采用长方形，也可采用“L”型和“T”型厂房。 确定厂房柱网布置时，要根据设备的要求，又要满足建筑物模数的要求。一般情况下，单层、多层厂房采用66米的柱网，一定上要加大时，最好不超过1212米。多层厂房总宽度不超过24米，单层厂房总宽度不超过30米，常用厂房跨度有：6、9、12、14.4、15、18、24米等，一般有机化工厂生产车间宽度为1218米。厂房的长度应根据生产规模及工艺要求决定。柱子的大小有600600和360360；柱子形式有墙中柱、墙外柱和墙内柱；墙厚度有360和240墙。墙上开窗要求：南北向开窗，其大小有2.01.5米。开门要求：单门一般宽度700800mm，高度为2米；双门一般宽度23米，高度为2米。 厂房的立面布置：厂房立面布置有单层、多层或单层与多层结合的形式，可根据工艺特点及安全来选择。厂房的每层高度取决于设备的高低、安装位置及条件。一般情况下，每层厂房高度约46米，最底层不宜小于4.5米，一旁采用5.1米或6米，尽可能符合建筑模数。楼板厚度：根据该层承重情况确定，一般为 510cm厚。屋顶形状：现代厂房均为平顶，应有排水渠道，简易厂房均采用人字顶。18、试述反应釜的车间布置形式及其特点。答：独立布置：单反应釜或特别重大的反应釜采用独立布置，利用反应釜设计操作平台，供进出人孔、操作、维修用，反应釜的顶部设有吊杆。 成列布置：几个反应釜的中心线排成一条直线，并将高度相近的反应釜相邻布置，通过适当调节安装高度和操作点就可以就采用联合平台，操作方便，投资省。相邻小反应釜之间距离一般为直径的34倍。 19、试述换热器的车间布置形式及其特点。 答：换热器的布置原则：顺应流程和缩短管道长度，故它的位置取决于与它密切联系的设备的位置。布置空间受限制时，应考虑立、卧式的互换等。20、简述容器的几种形式和在车间中的布置情况与特点。答：中间容器按流程顺序布置在