化工总控工技能笔试[1].doc

一、问答题： 1、根据传热原理从实用热能的角度出发，简要叙述节约热能的途径。答：总的来说一靠加强管理，二靠技术进步，具体来说： （1）、充分回收工艺过程中的废热，（2）、按质用热，逐级利用。（3）、充分发挥热效用，减少热损失2、精馏操作中影响塔压变化的主要因素是什么？如何控制塔釜压力稳定？答、 一般情况下，影响塔压变化的主要因素是：（1）冷却剂的温度（2）、流量（3）、塔顶采出量的大小（4）、不凝气体的积聚塔釜压力控制（1）当冷却剂的温度升高（2）、流量变小（3）、塔顶采出量减小时将会使塔压升高。反之亦然。3、化工生产装置长期停车要进行的工作有哪些？（1）、平稳地进行降温、降压或升温、升压操作，直至恢复常态；（2）、按操作规程将物料安全地输送到仓库和指定地点；（3）、置换，置换和吹净必须经分析达到规定指标后，方可完全停下来开始检修；（4）、长期停车期间，要按设备管理规程做好停用设备的维护保养，如运转设备的盘车、注油，停用设备的防腐、防潮、防冻等；4、简要分析影响Texaco水煤浆加压气化的气化效率的因素有哪些答：（1）水煤浆浓度 由水煤浆浓度与气化效率的关系可知，在较低的气化温度下，增加煤浆浓度，可提高气化效率，但煤浆浓度增加，会引起煤浆黏度的剧增，给气化炉加料带来困难。（2）气化温度 提高气化温度可加快气化反应速度，提高气化效率，缩短反应时间，由于采用液态排渣，操作温度必须大于煤的灰熔点温度，一般在13501500（3）氧碳比 适当提高氧碳比，可提高气化效率，但过高会增加氧气的消耗，一般在0.90.95。（4）喷嘴的结构和几何尺寸 喷嘴属于核心设备，其主要功能是借助高速氧气流将水煤浆雾化并充分混合，为气化创造条件。5、生产中如何调节尿素合成塔的温度? 答：由于合成塔塔顶、塔底温度的变化受进塔NH3/CO2、H2O/CO2和氨预热温度的影响，因此生产上一般均以这三个参数来调节合成塔温度。 （1）NH3/CO2的调节：一般生产中NH3/CO2维持在3.84之间，过高不仅需要提高氨预热温度，而且转化率没有明显提高，并且给中压吸收操作带来困难，因此控制适当的NH3/CO2，选择适宜的合成温度，相对延长停留时间，有利于二氧化碳转化率的提高。生产过程中若负荷改变 、塔温大幅度变化、中压吸收塔甲铵液组成发生变化、开停一段甲铵泵、二氧化碳压缩机等设备时要及时调节进料NH3/CO2。（2）H2O/CO2的调节：H2O/CO2的控制对合成塔温度及转化率的影响较大，为控制好合成塔循环水量，开车时，甲铵泵以很慢速率向合成塔送入氨水，使中压吸收塔保持适宜水量，维持液位稳定，尽量少排放，稳定中压吸收塔操作，保证甲铵液组分在指标范围之内。（3）氨预热温度的调节：氨预热温度根据H2O/CO2的不同而不同，一般维持在4050之间，一般氨预热温度上升1020，塔顶温度变化12。二、计算题水从水塔的贮水槽流下，水的密度为1000kg/m3，粘度为1CP，在管径为542mm，的铸铁管内的流速为1m/s，其管内的摩擦系数=0.03，在截面1-1处安装一压力表，其读数为0.06 MPa（表压），其他尺寸如图所示。（水银=13600kg/m3）。在截面2-2处安装一接通大气的水银压差计，试求其读数R为多少mm解：如图：在测压表处取1-1截面 在U型管处取2-2截面 取基准水平面 1、2两截面间列柏努力方程 代入数值得: 解得：p2=589875(Pa) 三、流程方案设计来自催化裂解装置的液化石油气经脱硫醇处理后进入精馏系统，将各组分分离，液态原料组成（mol%）如下：乙烷1%、丙烯49%、丙烷8%、丁烷17%、丁烯25%，压力约2.5Mpa，温度约40。（1）设计该原料的分离方案（2）比较所设方案的优劣答：（1）方案一： 方案二： (1) 两种方案所需要的精馏塔的个数相同。第一种方案是含量较多的C4首先分离出来,而第二种方案则是含量很少的C2分离出来，含量很高的C4仍留在混合物体系中，两种方案相比，C4在第一种方案中经过了两次蒸发和冷凝，而在第二种分离序列中要经过三次蒸发和冷凝，因此前一个方案的能耗较低，后一种能耗高。四、请详细论述你在工作过程中所进行的技术革新，并比较革新前后的异同点一、问答题：）1、化工生产装置长期停车要进行的工作有哪些？（1）、平稳地进行降温、降压或升温、升压操作，直至恢复常态；（2）、按操作规程将物料安全地输送到仓库和指定地点；（3）、置换，置换和吹净必须经分析达到规定指标后，方可完全停下来开始检修；（4）、长期停车期间，要按设备管理规程做好停用设备的维护保养，如运转设备的盘车、注油，停用设备的防腐、防潮、防冻等；2、简述吸收塔的正常操作要点答、(1)保证吸收剂的质量和用量（2）控制好吸收温度（3）控制好吸收塔液位（4）吸收塔压强差的控制（5）控制好气体的流速3、在连续吸收操作中，考虑前后工序的相互制约，操作液气比常需及时调节控制，在调节控制时，主要应考虑哪几个方面的问题？ 答：（1）、为确保填料层的充分润湿，喷淋密度不能太小。（2）、最小液气比的限制决定于预定的生产目的和分离要求，并不说明对业已确定的吸收塔不允许在更低的液气比下操作，对于指定的吸收塔而言，在液气比小于原设计的最小液气比下操作只是不能达到规定的分离要求而已，当放宽分离要求时，最小液气比也可以放低。（3）、当吸收塔入塔气体条件（V、y1）发生变化时，为达到预期的分离要求，应及时调整液体喷淋量。（4）、当吸收与解吸联合进行时，吸收剂进口条件（L、t、x2）将受解吸操作的影响。若加大吸收剂用量，虽能增大吸收推动力，但应同时考虑解吸设备的生产能力。如果吸收剂循环量增大，使解吸操作恶化，则使吸收塔进口液相浓度上升，致使增加吸收剂用量得不偿失；若解吸是在升温条件下进行的，而解吸后的吸收剂冷却效果不好，还将使吸收操作温度上升，吸收效果下降，此时的操作重点是设法提高解吸液的冷却效果。若为气提解吸则应增大气提气量。若为减压再生，则应增大真空度。4、简要分析影响Texaco水煤浆加压气化的气化效率的因素有哪些（4分）答：（1）水煤浆浓度 由水煤浆浓度与气化效率的关系可知，在较低的气化温度下，增加煤浆浓度，可提高气化效率，但煤浆浓度增加，会引起煤浆黏度的剧增，给气化炉加料带来困难。（2）气化温度 提高气化温度可加快气化反应速度，提高气化效率，缩短反应时间，由于采用液态排渣，操作温度必须大于煤的灰熔点温度，一般在13501500（3）氧碳比 适当提高氧碳比，可提高气化效率，但过高会增加氧气的消耗，一般在0.90.95。（4）喷嘴的结构和几何尺寸 喷嘴属于核心设备，其主要功能是借助高速氧气流将水煤浆雾化并充分混合，为气化创造条件。5、简要说明氨合成塔催化剂床层温度的调节方法答：（1）调节塔副阀：开大塔冷气副阀，使进入冷管气体的温度降低，因而催化剂床层的温度降低，反应速率减小。反之，床层温度升高。 （2）调节循环量：当温度波动幅度较大时，一般以循环量调节为主，以塔冷气副阀配合调节。如：关小循环机副线，增加循环量，带出的热量增加，催化剂床层温度就会下降；反之，就会上升。 （3）调节冷激气量：冷激气的直接加入，催化剂床层温度迅速下降，调节迅速、方便。 （4）其他方法：凡是促进氨合成反应的各种因素，使按合成反应速率加快，放出反应热多的，都能提高催化剂床层的温度。如:通过降低入塔循环气中氨含量、惰性气体含量，提高操作压力和使用电加热器等方法，都能提高催化剂床层的温度，反之，会降低。二、计算题如图为并联管路，于B点处管路分为两支，在C点处又合为一条管路，图中所指管长均包括局部阻力的当量长度在内，总管中液体流量为60m3/h，试求液体在两支管中的流量（两支管中的均可取0。02）。解：在并联管路中，BC段的阻力等于任一支管的阻力，即 hfBChf1=hf2， -(1分)总管中的流量等于各支管流量之和，即V总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s管子内径d10.053m，d20.0805m， 由及- ，hf1=hf2 =-即得：.V2=.V2=0.454V2, 将0.454V2代进式中：0454V2+V2=0.01671.454V200167得：V2=0.0115m3/s=41.3m3/hV1=0.0052m3/s=18.7 m3/h.BC管段的阻力损失：=31.48J/kg 三、方案分析题： 用纯溶剂吸收某惰性气体中的溶质。已知该系统为易溶气体吸收，即气膜控制平衡线和操作线如图所示。若气液流量和入塔组成不变，但操作压强降低，试分析气液两相出口浓度如何变化？并粗略绘出新条件下的操作线和平衡线。解、当系统温度不变时，由于操作压强降低，会使相平衡常数（m=E/P）增大。新条件下的平衡线如图中3所示。对于气膜控制系统，气液量不变，则， 可近似认为不随压强而变；故HOG不变。填料高度一定，所以提供的传质单元数NOG也不变。）但是，由于m增大，使解吸因数S增大而对吸收不利。由图知，在相同的NOG下，S增大，将减小，即气体出口浓度增大（大于Y2），吸收率降低。 由物料恒算方程知，增大使减小。由于不变，故新工况下的操作线必于原操作线平行且上移，其两端点分别落在的垂线和的水平线上（见图中的红线）。四、请详细论述你在工作过程中所进行的技术革新，并比较革新前后的异同点 要求：（1）要阐明技术革新的理论基础，解决了生产中的那些问题；（2）语言精炼，说理透彻，书写清晰 ，不少于300字。一、问答题： 1、择换热器的流通空间时，主要应考虑哪些问题？ 答、一般原则：（1）、尽量使较小、流量较小的走管内。（2）、应使较脏的、有沉淀物的、易结垢的、有结晶的流体走管内。（3）、应使压强大的流体走管内。（4）、有腐蚀性流体走管内。（5）、应将与室温相差较大的流体走管内，但是，当用作冷却器时应使被冷流体走管外。（6）、应使饱和水蒸气走管间。2、简要分析温度对化学反应的影响规律（5分）答：温度对化学反应的影响很大，一般影响规律有： （1）从化学平衡的角度看，升高温度有利于提高吸热反应的平衡产率，降低温度利于提高放热反应的平衡产率。 （2）从化学反应速率的角度看，提高温度可加快化学反应的速率， 在同一反应系统中，主、副反应的速率都加快，一般的从相对速度看，温度升的越高，越有利于副反应的进行，所以实际生产中，用升高温度的方法来提高化学反应速率应有一定的限度。 （3）从温度对催化剂性能和使用的影响看，适宜的反应温度必须在催化剂活性的起始温度以上，此时，温度升高，催化剂的活性上升，但中毒系数也增大，且必须低于终极温度的安全范围内操作。 （4）从温度对反应的效果看，在催化剂适宜的温度范围内，温度较低时，反应速度较慢，但选择性较高；随着温度的升高，反应速率加快，但选择性下降。 总之，温度的选择首先根据催化剂的使用条件，在其活性起始温度和终极温度之间 。结合操作压力、空间速度、原料配比和安全生产的要求以及反应的效果等综合选择。3、较复杂生产工序原始开车的基本步骤有哪些？（5分）（1）、全系统检查； （2）、吹除清扫；（3）、耐压实验；（4）、第一次气密试验；（5）、单机试车 （6）、联动试车；（7）、装催化剂； （8）、系统置换；（9）、催化剂的升温还原 4、简要分析影响Texaco水煤浆加压气化的气化效率的因素有哪些答：（1）水煤浆浓度 由水煤浆浓度与气化效率的关系可知，在较低的气化温度下，增加煤浆浓度，可提高气化效率，但煤浆浓度增加，会引起煤浆黏度的剧增，给气化炉加料带来困难。（2）气化温度 提高气化温度可加快气化反应速度，提高气化效率，缩短反应时间，由于采用液态排渣，操作温度必须大于煤的灰熔点温度，一般在13501500（3）氧碳比 适当提高氧碳比，可提高气化效率，但过高会增加氧气的消耗，一般在0.90.95。（4）喷嘴的结构和几何尺寸 喷嘴属于核心设备，其主要功能是借助高速氧气流将水煤浆雾化并充分混合，为气化创造条件。5、简要分析甲醇合成催化剂层温度急剧升高的原因及处理方法答：原料气CO含量突然升高；处理方法：立即加大循环量，加开备用机，打开塔副线，必要时关小塔主线，并通知上一工段调整CO含量。（2）循环机故障；立即倒开备用机，排除故障，若无备用机可减机或停车，同时开大塔副线，关小塔主线。（3）操作失误，纠正操作，稳定温度。二、计算题如图为并联管路，于B点处管路分为两支，在C点处又合为一条管路，图中所指管长均包括局部阻力的当量长度在内，总管中液体流量为60m3/h，试求液体在两支管中的流量（两支管中的均可取0。02）。解：在并联管路中，BC段的阻力等于任一支管的阻力，即 hfBChf1=hf2， -(1分)总管中的流量等于各支管流量之和，即V总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s管子内径d10.053m，d20.0805m， -(1分)由及 ，hf1=hf2 =即得：.V2=.V2=0.454V2, 将0.454V2代进式中：0454V2+V2=0.01671.454V200167得：V2=0.0115m3/s=41.3m3/hV1=0.0052m3/s=18.7 m3/h.BC