化工设计复习

1、第一章1、简述化工设计的概念、作用与分类。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：（1）标准设计；（2）因地制宜设计； （3）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。主要分为：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

2、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。前期准备工作T项目建议书T可行性研究T决策（评估）1计划任务书T初步设计T扩大初步设计T施工设计4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？主要包括： 1.1 设计准备； 1.2 方案设计，根据有关的基础理论 对不同的生

3、产方法和工艺流程要对比分析； 1.3 化工计算，包括：物 料衡算、能量衡算以与设备工艺计算和选型三方面内容； 1.4 车间布 置，确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中正确的具体位 置，相应地确定厂房或框架的结构形式； 1.5 化工管路设计，确定装 置的全部管线、 阀件、 管件以与管架与其位置， 以满足生产工艺要求； 1.6 提供设计条件； 1.7 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？考虑的主要因素为： （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

4、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。2、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、住宅与道路等有何具体要求？对生产车间的要求： 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（便于集中管理） ，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。对辅助生产车间的要求： （1 ）锅炉房尽可

5、能布置在用蒸汽较多 的地方（可成减少热损失，缩短管路） ，其附近不得有易燃、易爆的车 间或仓库，应放置在下风位置； （2 ）配电间应配置在用电大户附近， 并置于上风位置； （ 3）机修车间应放在与各生产车间联系方便而安全 的位置上；（4 ）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； （5 ）仓库设在与生产车间联系方便，并靠近运输 干线的位置上。对行政办公楼的要求：应建在工厂外，最好位于工厂的上风位 置。居民住宅应在厂区外面，并在上风位置。对道路的要求：厂内人行道， 一般为1.82.0米宽（上、下班 通过人数而定）； 厂内公路宽度不应小于 5 米，能允许两辆大卡车面 对面

6、通过， 同时应考虑输送路线的循环性， 避免交通阻塞。 总图的布置， 还应考虑美化环境， 改善劳动条件等， 如植树、 种花、种草以净化空气。3、对已选定的二、三个厂址方案中如何进行分析比较，优选出一个 合理的方案。第三章1、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。主要是从以下几个方面来论证的：生产技术；工业化生产的条件； 技术经济指标； “三废”处理；自动化水平。2、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？第一步：流程草图；作用：用来表示整个工厂或车间生产流程 第二步：物料流程图；作用：以图形与表格相结合的形式来反映物料衡算和热量 衡算的

7、结果第三步：带控制点的工艺流程图。作用：编入设计阶段文件。3、化工工艺流程设计的任务是什么？ 任务是：（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，达到由原料制得所需产品的目的； （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与设备、 物料组成和能量所 发生的变化与流向。4、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？第一，绘制流程草图；第二，绘制物料流程图；第三，绘制带控制点的工艺流程图；图线规定：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；第四章1 、物料衡算的作用是什

8、么？在进行物料衡算时应遵守什么原则？? 作用：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， 提高成品率与减少附产品、 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，可以定出原料与辅助材 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， 应遵守质量守恒的原则。2 、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？? 作用：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

9、工艺， 重新进行计算，直到合理为止，其主要任务： （1 ）计算加热剂或冷 却剂的用量，为其它工程提供设计依据（如供水、汽等） ；（ 2）计算 由设备传递的热量，为改进设备和设备设计提供依据； （3 ）通过计 算，分析工程设计和操作中热量利用是否合理，以提高利用热量的 水平。计算是遵守能量守恒定理。3、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？主要任务是：采用定型（标准）设备要选好规格和型号；采用非定型（非标）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，与编写设备一览表。所选设备要求：基本要求是要全面贯彻“先进、适用、高效、安全、可靠、省材和节资”等原则。? 1

10、.1技术经济指标要求，主要包括单位生产能力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本。? 1.2设备结构上的要求，主要包括强度、刚度、耐久度、用材和制造、操作和检修、运输方便。?4 、一反应分离系统，将 150 的 P2O5 转化成 H34 ，每一单程有 80 的P2O5 被转化成 H34 ，在分离器内没有物质变化， 分离后有 95的 P2O5 和 2 H34 再循环，求 P2O5 和 H34 的循环流率。5、将含有 40 （质量百分率，下同）硫酸的废液与98 的浓硫酸混合生成 90 的硫酸，产量为 1000 ，各液体的第 2 组分为水，试完成其物料 衡算。第五章1 、简述车间布置的任务。任务

11、是根据生产规模和生产特点以与厂房面积、地形条件、气候等 综合考虑厂房采用集中式还是分散式 （如： 大规模采用集中式； 小规模 采用分散式；易燃、易爆物品采用分散式等） ；根据生产工艺的可能性 和具体地理条件考虑设备露天化问题等（如大型反应釜、高大塔等） 。2、在进行厂房设计时，其平面、立面上有何具体要求？ 平面要求：（1）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（2）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（ 3 的倍数）的要求。一般情况下，单层、多 层厂房采用6 X6米的柱网，一定上要加大时，最好不超过 12 X12米;（ 3 ）多层厂房总宽度

12、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；（4 ）厂房的长度应根据生产规模与 工艺要求决定；（5 ）柱子的大小：有600 X600和360 X360 （单层厂 房）；柱子形式：墙中柱、墙外柱和墙内柱； （ 6）墙厚度：有 360 和 240墙；（7）墙上幵窗要求：南北向幵窗，其大小有 2.0 X1.5米；（8）7 / 11幵门要求：单门：一般宽度 700800 ，高度为2米；双门：一 般宽度 23 米，高度为 2 米。?立面要求：（1 ）厂房立面布置的形式有单层、多层或单层与

13、多 层结合的形式，可根据工艺特点与安全来选择；（2 ）层高要求：厂房的每层高度取决于设备的高低、 安装位置与条件。 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； （3 ）楼板厚度：根据该层承重情况确定，一般 为 510 厚；（ 4）屋顶形状：现代厂房均为平顶（水泥） ，应有排水渠 道，简易厂房（一层）均采用人字顶。3 、试述换热器和容器的布置形式与其特点。换热器：（ 1）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。 如：塔的换热器应近塔布 置，再沸器、冷凝器也应近塔布置，回

14、流冷凝器除要靠近塔外，还要靠 近回流槽和回流泵。 （2）布置空间受限制时，应考虑立、卧式的互换 等。如原设计的换热器太长， 可换成一个粗短的换热器， 以适应空间布 置的要求， 或者卧式的换成立式的， 以节约占地面积； 立式的换成卧式 的，以降低高度，视具体情况而定。 （3 ）换热器常采用成组布置，水 平的换热器可重叠布置，这样可以节约占地面积，合用上、下水管，但 上层不能太高，一般管壳顶部高度不能大于 3.6 米。容器：（1 ）中间容器：按流程顺序布置在有关设备附近或在厂房 附近； （ 2 ）原料、成品贮罐：集中布置在贮罐区，高度、直径相近的 容器应成组布置和共同设置平台、通道和支承。室内布置

15、：（1 ）立式8 / 11容器用罐耳支承在框架或楼板上； （2 ）卧式容器在框架上的布置 容器应尽量合并支承在一跨上， 可以减少一根梁， 一只支座直接支承在柱顶 上。（ 3）室外或室内底层容器的布置 大型、重型容器采用这样的布置， 直接支阴在钢筋混凝土的支柱上，比吊在框架或楼板上要经济得多。4 、试述反应釜的车间布置形式与其特点。（ 1）室外布置：大型搅拌式反应釜，体积大、重量大，又有振动 和噪音， 应采用室外布置。 用支脚直接支承在地面上， 要离开建筑物一 定距离，并留有检修、安装空间。（ 2）室内布置：中小型间歇式反应釜或操作频繁的反应釜，应布 置在室内， 用罐耳悬挂在搂板的设备孔中， 呈

16、单或双排布置， 设备孔通 常为方形，也可以为圆形。5 、试述换热器的车间布置形式与其特点。6 、简述容器的几种形式和在车间中的布置情况与特点7、如何绘制车间平面和立面图？其绘图的线条与流程图有何区别？第六章1 、化工管道布置设计的任务是什么？布置化工管道时一般采用何种布置 方法？为什么？主要任务是：确定各设备的管口方位和各管段在空间的具体位置、 安装、连接和支撑方式等。布置方法种类与原因： 1 、考虑物料因素 :（1 ）输送易燃、易炸介质 的管路应设防火装置和防爆安全装置，如安全阀、防火膜、阻火器、水 材等。（2 ）上述管道不得设在生活区、楼梯、门和走廊等处。 （3）输 送腐蚀性介质管路与其它

17、管路并列时，应设在下方或外侧。（4 ）冷、热流体管路应避开，不能避开时，热管在上，冷管在下。（5 ）根据流体物性，确定管路坡度，一般取 1/10005/1000 ，粘度较大的流体 取 1/100 ，固体结晶取 5/100 。2、考虑施工、操作、维修方便（ 1 ）管道尽量明线架空、成行、平列 走直线，少交叉，并列管道的阀门要错开。 （2 ）支管应布置在平行管 的外侧。（ 3 ）管道应尽量沿墙布置，离墙距离以能容纳法兰或活接头 为准。（4 ）管道应集中敷设，穿墙和楼板时尤应注意。 （ 5）平列管道 间应保持一定距离， 管间最突出物距离不小于 5080 ，最突出物距墙、 管架边、柱边距离不小于 100 。3、考虑安全生产（ 1 ）管道通过人行道时，最低