中国石油大学华东化工原理期末试卷库

1、卷化工原理期末试卷专业班级 材料化学 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空题（共30分，每空1分）研究单元过程的四个基本工具包括物料衡算、 、 和过程速率。某台设备在负压下操作，指示其内部压力的真空表读数为220mmHg，若当地大气压力为760mmHg，则设备内部的绝对压力为 kPa。一般情况下，温度升高时，气体的粘度 ，液体的粘度 。液体离开离心泵的叶轮进入蜗壳后，由于蜗壳流道逐渐 ，液体流速不断 ，液体压力上升。降尘室中颗粒能被分离出来的必要条件是 。在管内空气对流传热系数测定的实验中，在套管换热器内用饱和水蒸气加热空气，传热壁面的温度应接近于 的温度，总传热系数接近于

2、 侧的对流传热系数。根据黑体辐射的斯蒂芬波耳兹曼定律，温度为500K的黑体的辐射能力为 W/m2。大容积饱和沸腾随温差的变化出现三种不同的沸腾状态，即自然对流、 和 。根据溶液与蒸汽流向的相对关系，多效蒸发常见以下三种操作流程：并流加料、 和 。浓度为20%（质量分数）的硝酸钠水溶液，以2000kg/h的流率进料，在单效蒸发器中浓缩，若水分蒸发量为500kg/h，则完成液浓度为 。某泡点进料的连续精馏塔，已知其操作线方程分别为y=0.75x+0.24和y=1.2x-0.02,则回流比R= ,馏出液组成xD = ,釜液组成xW = 。一块完整的溢流式塔板可以分为 、 、 、安定区和边缘区五个区域

3、。用对流干燥除去湿物料中的水分时，当干燥介质一定，湿物料中 水分可以除去， 水分不可以除去。已知某湿空气的总压为一个大气压，某温度下水蒸气的饱和蒸气压为10kPa，若此温度下该湿空气的相对湿度为50%，则其绝对湿度应为 kg水/kg绝干空气。已知湿物料进料量为2000kg/h，物料的初始含水量为50%（湿基，以下同），干燥完成时物料含水量20%，则物料失去的水分为 kg/h。由干燥速率曲线可将干燥过程分为三段，即物料预热阶段、 和 。17根据吸附质与吸附剂间作用力类型的不同，可将吸附分为两类，即 和 。二、简答题（共20分，每题5分）1、如图所示，左侧水槽中液面高度H保持不变，若阀门开度减小，

4、则阀门前后两根测压管中水面如何变化？为什么？（假设此时摩擦系数不变） 2、简述恒压过滤实验中测定过滤常数的原理。3、画出板式塔气液负荷性能图并标明各线的名称。4、画出干燥平衡曲线，并在图中标明结合水、非结合水、自由水和平衡水的含量。三、计算题（50分）1、（20分）用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），管内摩擦系数=0.025，水的密度1000 k

5、g/m3，粘度1.010-3 Pas，泵的效率为65%。试求：(1)吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？（4分）(2)泵吸入口处A点的真空表读数？（6分）(3)泵向单位质量流体所作的功为多少？（6分）(4)泵的轴功率是多少？（4分）2、（15分）在某厂一套管换热器中，将某溶液与冷却水进行逆流换热，已知内管尺寸为252.5mm，溶液走管外，流量为1000kg/h，比热为3.35kJ/(kgK)，对流传热系数为1163W/(m2)，从150冷却到80；冷却水走管内，从15加热到65，定性温度下水的物理性质如下：比热为4.174kJ/(kgK)，导热系数为0.6338W/(m

6、K)，粘度为0.656mPas，密度为992.2kg/m3。求：(1) 冷却水用量； （2分）(2) 冷却水的对流传热系数；（5分）(3)如果忽略管壁热阻，求以传热外表面为基准的总传热系数；（2分）(4)该换热器使用6个月后，由于水侧管壁生垢，使传热能力下降，若冷却水流量不变，则水的出口温度为60，求污垢热阻。（6分） 3、（15分）含甲醇0.4（摩尔分率，以下同）的甲醇水溶液，在常压连续精馏塔中分离，进料速率为500kmol/h，饱和液体进料，操作回流比为1.2，进料中甲醇的93%进入塔顶馏出液中，要求馏出液中甲醇摩尔分率为0.93，全塔平均相对挥发度为4.0。试求：(1)塔顶、塔底的产品量

7、及塔釜残液中甲醇含量；（4分）(2)操作回流比是最小回流比的几倍？（6分）(3)由第二块塔板（从塔顶向下数）上升的汽相组成y2。（5分）卷化工原理期末试题答案专业班级 材料化学 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空题（共30分，每空1分） 能量衡算 、 系统的平衡关系 72 增大，减小 扩大 ， 下降 水蒸气 ， 空气 3543.75核状沸腾和膜状沸腾逆流加料和平流加料26.67%R = 3 , xD = 0.96 , xW = 0.1 降液管区 、 受液盘区 、 有效传质区(鼓泡开孔区) 自由，平衡0.0323 750 恒速干燥阶段和降速干燥阶段17 物理吸附 和 化学吸附 二、简答题（

8、共20分，每题5分）1、答：以管路中心线为高度基准，水槽液面为1-1截面，管路出口处为2-2截面，列两截面间的柏努利方程：已知，u1=0, p1=p2=0(表压), z2=0，上式变为当阀门开度减小时，流体流动阻力增大，即Hf增大，由上式可知u2减小。 (1分)以阀门左边测压管下端垂直于水平管路的截面为3-3截面，列1-1截面至3-3截面间的柏努利方程： 由于u2下降，Hf,1-3也下降，所以p3上升，测压管中水面上升。 (2分)以阀门右边测压管下端为4-4截面，列4-4截面至2-2截面间的柏努利方程： p2=0(表压)，由于u2下降，Hf,4-2也下降，所以p4减小，测压管中水面下降。 (2

9、分)2、答：恒压过滤基本方程为，上式可变形为： (2分)由此可知，t/q与q成直线关系，在直角坐标纸上，若用纵坐标表示t/q，横坐标表示q做图得一条直线。直线的斜率为1/K，截距为2qe/K，由此可以求出K，qe，进而求得teqe2/K，所求得的K、qe和te即为恒压过滤操作条件下的过滤常数。 (3分)3、答： 1、过量液沫夹带线2、过量漏液线3、液泛线4、液相负荷下限线5、液相负荷上限线(画出图给3分,标明各线名称给2分)4、答：(画出图给3分,标明各种水的的含量给2分)三、计算题（50分）1、解：（1）已知水流量qV=150m3/h=0.0417 m3/s泵吸入管内水的流速：泵排出管内水的

10、流速： (2分)泵吸入管内：，为湍流泵排出管内：，湍流 (2分)（2）以水池液面为高度基准面，列11面到真空表处的柏努利方程： (1分)已知，z1=0, u1=0, p1=0（表压）, z2=2m, u2=1.264m/s, (2分) (3分)真空表读数为25294.4Pa（3）列11面和33面间的柏努利方程： (1分)已知，z1=0, u1=0, p1=0（表压）, z3=47m, u3=0，p3=0（表压） (3分)将以上数据代入柏努利方程，得： (2分)（4）泵的有效功率Ne=heqm=503.30.0417100021kW (2分)轴功率为N=Ne/=21/0.65=32.3kW (2

11、分)2、解：(1)已知：d1=0.02m, d2=0.025m, W1=1000kg/h, Cp1=3.35kJ/(kgK), h2=1163W/(m2), T1=150, T2=80, t1=15, t2=65, 定性温度下水的性质为：Cp2=4.174kJ/(kgK), =0.6338W/(mK), =0.656mPas, =992.2 kg/m3由热量衡算，得： (2分)(2)管内冷却水流速为： (2分)冷却水的对流传热系数为： (3分)(3)总传热系数为(忽略管壁热阻)K2=902.2 W/(m2K) (2分)(4)因有水垢生成，出口水温降为60由热量衡算 (1分)原状态下使用6个月后

12、 (2分) (1分) (2分)3、（15分）解：（1）已知F=500 kmol/h，zF=0.4, xD=0.93, DxD/ FzF =0.93D=200 kmol/h, W=F-D=300 kmol/h (2分)由物料衡算：FzF=DxD+WxW得： xW=0.0467 (2分)（2）饱和液体进料，则：q=1，xd=zF=0.4代入相平衡方程： (2分) （2分）R/Rmin=1.2/0.621=1.932 (2分)(3)精馏段操作线方程为： (1分)已知y1=xD=0.93，则与y1成平衡的x1为： (2分) (2分)B卷中国石油大学（华东）化工原理 上期末试卷专业班级 应用化学专业 学

13、 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空选择题（每空分，共30分）1.5kgf/cm2= Pa= mmHg。长100米、内径为100mm的光滑管路在常温下输水时，水的适宜流速取为2.0m/s，则其压降大约为 kPa，摩擦阻力系数取为 。当喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数Cv比孔板流量计的孔流系数CO ，文丘里流量计的永久压降比孔板流量计的永久压降 ，它们都可用来测量流体的流速。在输送机械的流量调节中，旁路阀门的调节方法通常用于类型的输送机械。在离心泵工作时，用于将动能转变为静压能的部件是。离心泵的工作点是和的交点；泵的最高效率点对应的各参数称为离心泵的参数。离心分离因数K

14、C = 。降尘室与沉降槽均为流固两相分离设备，它们的生产能力与设备的 有关，而与设备的无关。流化床按其性状不同，可以分为流化和流化。在流化床阶段，可能不变的参数是 。A、床层压降 B、单位高度的床层压降 C、空隙率 D、表观流速一逆流换热器，已知油的入口温度为180，出口温度为100，冷却水的进口温度为25，出口温度为45，其传热效率= 。如图，为间壁式换热器中冷、热流体稳态传热过程的温度分布曲线。由图分析可知1 2，控制热阻在 侧，如要强化传热过程应首先从 侧入手。根据列管换热器流程选择的一般原则，下列流体应该走管程还是走壳程？有腐蚀性高温的流体， ；流量小粘度大的流体， 。大容器内的液体沸

15、腾现象可分为 和 两种，工业上大多在 下操作。强化传热的途径有 、 、 。二、分析简答题（共15分）（5分）简述离心泵操作时的注意事项，简要回答发生气蚀现象的原因。（5分）图示回答压缩机的一个工作循环过程。（5分）简要叙述实验“套管换热器内空气对流传热系数的测定”的实验原理。三、（20分）如图所示输水系统，用泵将水池中的水输送到敞口高位水槽，已知水的密度为1000kg/m3，管道直径均为452.5mm，泵的进、出口管路上分别安装有真空表及压力表。真空表安装位置距贮水池的水面高为4.8m，压力表安装位置距贮水池的水面高度为5m。当输入量为m3/h时，进水管道的全部阻力损失为10J/kg，出水管道

16、的全部阻力损失为40J/kg，压力表的读数为2.5kgf/cm2。泵的效率为70%，忽略真空表到泵入口，泵出口到压力表的阻力损失。试求：泵扬程H ，m ；（9分） 两液面高度差h ，m ；（6分）泵所需的轴功率N ，kW。（5分）四、（15分）含尘气体在一多层沉降室中沉降，沉降室的长度为4.1m，宽度为2.8m ，总高为4.2m。气体的流量为0.9m3/s（标准状态），操作温度为427，操作压力为1atm。已知气体粘度为0.034cP，密度为0.5kg/m3，尘粒的密度为2200kg/m3。今要求直径大于10m的尘粒在通过沉降室时能沉降下来。试求：操作条件下气体的体积流量V ，m3/h ；（4

17、分）该尘粒的沉降速度ut ，m/s ；（6分）试确定此多层沉降室中各层隔板的距离h及层数n。（5分）五、（20分）一套管换热器（管长为1.75m，内管采用252.5mm、外管采用603.5mm的钢管）,用饱和水蒸汽来加热空气。空气走内管，管间为蒸汽冷凝，蒸汽侧对流传热系数为104W/(m2K)。已知空气的进出口温度分别为20和80，流量为18kg/h。忽略间壁两侧污垢热阻及管壁热阻，忽略热损失。试求：换热器的热负荷Q ，kW；（3分）空气侧对流给热系数i ，W/(m2K)；（9分）以内管外表面积为基准的总传热系数Ko ，W/(m2K)；（4分）试求传热的平均温差tm ，。（4分）已知：空气的物

18、性可以视为常数，取值如下：密度 1.128kg/m3 比热 1.005 kJ/(kgK)，导热系数 0.0276W/(mK)粘度 19.610-6Pas。B卷化工原理 上期末试题答案专业班级 应用化学专业 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空选择题（每空分，共30分） 1.47105 Pa= 1103.4 mmHg 30 kPa， 0.015 大 ， 小 ，平均流速正位移（往复式）泵壳泵性能曲线和管路特性曲线；最佳工况参数KC= ac/g = uT2/gr 。底面积，高度散式流化和聚式流化 A = 0.516 。1 2， 烟气 侧， 烟气 管程； 壳程 核（泡）状沸腾 和 膜状沸腾 两种，

19、 核状沸腾 增大总传热系数K 、 增大传热面积A 、 增大传热温差tm 。二、分析简答题（共15分）（5分）答：注意事项：启动前需要盘轴、灌泵；关阀启动；用出口阀调节流量；关阀停泵。发生气蚀的原因：离心泵的安装高度不合适，使泵入口处的压力低于操作温度下液体的饱和蒸气压。（5分）答：如图所示，一个工作循环包括四个过程，分别为：压缩阶段；排气阶段；余隙膨胀阶段；吸气阶段（5分）答：原理：传热速率方程：，用流量计测得空气的流量，温度计分别测得空气进、出口及饱和水蒸气的温度，并且已知套管换热器的尺寸，由传热速率方程可求出总传热系数K；饱和水蒸汽与空气换热属于控制性热阻问题，于是K空气，于是可间接测出空

20、气。三、（20分）解：在0-2间列柏努利方程： （2分） P0 = 0（表压） P2=2.5kgf/cm2=2.452105Pa（表压） （2分） = 0 （2分） ； （1分） Z0=0 Z2=5 代入上式，计算得： （2分） 在0-3间列柏努利方程： P0=P3=0（表压） , , Z3-Z0=h, （2分） （2分） （2分） （3分） （2分）四、（15分）解： （4分）假设为层流，则： （3分）检验：、1时，(y)a (y)b 。(、 ，_1， _=_1 依据液体混合物中各组分沸点/蒸气压/挥发性的差异而将各组分分离开来； 依照气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同而将各组分分离开来

21、 。，(y)a _(y)b ； (y)a E. E. F.=8.吸收剂用量增加，操作线斜率 ，吸收推动力 。（增大，减小，不变）9.如图，一个543m3的空腔，顶面温度为T1，其余表面温度为T2，则其余表面能量直接投射到顶面的分率为 。10.过剩空气系数的定义是 ；越高，出炉烟气温度越 （高、低）；过高，炉子热效率 （升高、降低）。11.辐射传热中，吸收率等于1的物体称为 。12.为了增加沸腾对流传热系数，工业上的液体沸腾装置一般总是维持在 下操作。 A、 泡状沸腾； B、 自然对流；C、 膜状沸腾。13.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相

22、组成yA=0.7，相应的露点为t2，则： 。 A、t1=t2； B、t1t2； C、t1t2； D、不能判断14.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要 。 A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度 B. 减少气膜和液膜厚度 C. 增加气膜和液膜厚度15.按吸收过程是否发生化学反应分，吸收过程可以分为 和 两类。二、简答题（每小题5分，共20分）有一套管换热器，管外为蒸汽冷凝，管内为某种气体被加热（无相变），试分析强化此传热过程可能采取的手段。2. 试分析提高管式加热炉热效率的途径。3. 双膜理论的基本论点。4. 恒摩尔流假定的内容及前提条件。 三、计算题

23、（50分）1.（16分）某厂采用一套管换热器，将某液相产品与冷却水进行换热。产品走壳程，流量为1500kg/h，比热为3.35kJ/(kgK)，从150冷却到80；冷却水走管程，从15加热到40，水的物性为：CP=4.187kJ/(kgK)，=0.801cP，=0.618W/(mK)，=995.7kg/m3。已知壳程的对流传热系数O=2000W/(m2K)，换热管的尺寸为573.5mm，管壁的导热系数=45W/(mK)，忽略污垢热阻。试求：换热器的热负荷Q,kW；（2分）冷却水的流量；kg/h；（2分）逆流操作时所需的传热面积AO，m2；（8分）并流操作时所需的传热面积AO，m2。（4分）2.

24、（8分）分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：最小回流比；（4分）若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程。（4分）3.（10分）某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成xF=0.5 (摩尔分率)的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为。试求：回流比R，塔顶组成xD，塔釜组成xW；3分）提馏段操作线方程；（3分）若两组分相对挥发度=3，第一块板塔板效率 , 则y2=? （4分）4

25、.（16分）在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气氨混合气中的氨。入塔气体中含氨5%（体积分率，下同），要求吸收率为90%，水用量为最小用量的1.2倍，操作状态下平衡关系为Y*=1.8X，HOG=1m。试求：填料层的高度Z；（8分）若改用含氨0.08%的稀氨水作吸收剂，Y1及其他条件不变，则吸收率为多少？(4分)画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。(4分)B卷化学工程基础期末试题答案专业班级 过程装备与控制 开课系室 化学工程系 学 号 姓 名 考试日期 一、填空与选择（每空一分，共30分）1. 水蒸气 ， 空气 2. 相等 3. 壳程 ， 管程 混合物中各组份相对挥发度的不同 ， 混合物中

26、各组份在溶剂中的溶解度不同 5. 物料衡算式 、 能量衡算式 、 相平衡方程式 和 过程速率方程式 6. 增加 ，增加 ，减少 ，增加 7. A 控制， A 侧， KG（或KL） F kG（或kL）。8.斜率 增加 ，推动力 增加 9. 0.27 10. 实际入炉空气量与理论空气量的比值 ； 低 ； 降低 11. 黑体 12. A 13. A 14. B 15. 化学吸收 和 物理吸收 二、简答题（每小题5分，共20分）答：增加气体流速；提高蒸汽温度；采用螺纹管或翅片管2.答：间量降低过剩空气系数；增加炉墙的密封性；采用高性能燃烧器；安装余热回收装置；提高炉子的测控水平。3.答：在汽液两流体相

27、接触处有一稳定的相界面，在界面两侧各有一稳定的气膜和液膜，膜内流体呈滞流状态，溶质以分子扩散的方式通过这两层膜；膜层以外的两相流体主体混合均匀，两相主体内浓度梯度皆为零，全部浓度变化都集中在这两层膜内；无论气、液两相主体中溶质的浓度是否达到相平衡，在相界面处，溶质在气、液两相中的浓度关系认为达到平衡，即界面无阻力。4.答：内容：恒摩尔气化：即精馏段：V1=V2=Vn=V；提馏段：V1=V2=Vm=V；恒摩尔溢流：即精馏段：L1=L2=Ln=L； 提馏段：L1=L2=Lm=L。应用条件：各组分的摩尔汽化潜热相等； 气液两相接触时因温度不同而交换的显热可以忽略； 塔设备保温良好，热损失可以忽略。三

28、、计算题（50分）1.（16分）解：换热器的热负荷： （2分）冷却水的流量： （2分）传热过程的对数平均温度差） （2分）传热过程的总传热系数： （3分） （2分）换热器面积： （1分）并流传热过程的对数平均温度差） （2分） （2分）2.（8分）解： （4分） （2分） （2分）3.（10分）解： 即 R/(R+1)=5/6 R=5 （1分） （2分）提馏段操作线: （1分） 饱和蒸汽进料 又 （1分） （1分） （2分） 解得： （1分） （1分）4.（16分）（8分）（4分） （4分） A卷化工工艺与设备期末试卷专业班级 过程装备与控制 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一

29、、填空、选择题（每空1分，共30分）1. 工业上获得烯烃的主要方法是 ，其主要原料有 、 、 。2. 裂解气的主要组成有 、 、 、 。3. 在管式炉裂解过程中通入水蒸汽的主要作用是 。4. 原油常压蒸馏塔底通入水蒸汽的作用是 。5. 提升管催化裂化装置中，提升管下部通入水蒸汽的作用是 。6. 写出常压蒸馏塔的一个工艺特点 。7. 直馏汽油的辛烷值比催化裂化汽油的 ，直馏柴油的十六烷值比催化裂化柴油的 。（A.高 ， B.低） 8. 催化裂化反应为 反应，催化剂再生反应为 反应。 （A. 吸热， B. 放热）9. 在裂解气深冷分离过程中，冷箱的存在使乙烯的收率 。（A.提高，B.降低，C.无影

30、响）10.鲁姆斯公司的SRT型炉在辐射段前一部分采用 管，在炉子出口部分采用 管。（A.较小管径 ， B. 较大管径）11.催化裂化工艺流程一般由三个系统组成，分别是 、 、 。12.管式加热炉的主要评价指标有 、 、 。13.管式炉对流室常采用钉头管或翅片管，原因是 。14.用一句话描述管式加热炉计算的LoBo-Evans假定 。15.填料塔中填料的种类有 、 、 。二、判断题（每题1分，共20分）1. 原油脱水的目的是脱除溶解在原油中的微量水。 （ ）2. 在催化裂化工艺中，吸收-稳定系统的作用是回收富气中的C3、C4组分。 （ ）3. 原油常、减压蒸馏塔设侧线汽提塔的目的是为保证各产品的

31、闪点要求。 （ ）4. 为避免烃类裂解过程的结焦行为，应尽量缩短裂解反应时间。 （ ）5. 在烃类裂解制乙烯工艺中，急冷换热器的作用是终止二次反应的发生。 （ ）6. 当裂解气中酸性气体含量较高时，一般是先用乙醇胺吸收，再用碱洗的方法来脱除酸性气体更为经济。 （ ）7. 目前裂解气的干燥使用活性炭吸附法。 （ ）8. 由于目前我国压缩机功率的限制，所以裂解气的压缩只能采用多段压缩的方法，这样可降低每一段的压缩比。 （ ）9. 乙烯是烃类物质在装有催化剂的裂解炉内进行化学裂解而制得。 （ ）10. 原油在常压炉的入口处是液相，在出口处是气液两相，而且汽化率应略大于常压塔塔顶产品和各侧线产品的产率

32、之和。 （ ）11. 在减压炉的进料量不变的情况下，如果发现进口的压力增大，可由此判断管内可能发生了结焦。 （ ）12. 常压炉辐射室的炉管管壁热强度比烃类热裂解炉辐射室的炉管管壁热强度大。 ( )13. 在管式加热炉中，图解辐射室的传热速率方程和热平衡方程可得到辐射室的热负荷QR和烟气温度Tg。 （ ）14. 具有对流室加热炉的效率要比纯辐射室加热炉的效率低1015。 （ ）15. 管式加热炉的全炉热效率与过剩空气系数没有关系。 （ ）16. 因为油品在常压加热炉内属于汽、液两相流动，所以油品在加热炉管内的流动压降不能用均相法计算。 （ ）17. 板式塔的操作弹性不能太大，否则会使塔的操作不

33、稳定。 （ ）18. 浮阀塔和筛板塔相比，具有更高的塔板效率、操作弹性和低的造价。 （ ）19. 塔板上过大的液面落差会使通过塔板的气体分布不均匀，导致塔板效率下降。( )20. 设计精馏塔直径时，空塔气速取值应比泛点气速小。 （ ） 三、简答题（共16分）1. 简述催化裂化过程的工艺特点（5分）。2. 管式加热炉辐射室传热速率方程为，说明方程式中各符号的名称及意义（6分）。3. 简述浮阀塔板的优点。（5分）四、画图题（每题5分，共10分）1. 塔板上溢流装置的型式有哪些？以图示之。2. 画出塔板负荷性能图，并标出每条线的名称。五、看图分析题（共24分）1. 下图是裂解气深冷分离原则流程，请说

34、明各设备的名称及作用。（共13分）2. 下图是原油常、减压蒸馏的原则流程图，请简述流程，说明各设备的名称及作用，并判断是何种类型的常减压蒸馏流程。（11分）A卷化工工艺与设备期末试题答案专业班级 过程装备与控制 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空、选择题（每空1分，共30分）1. 烃类热裂解 ， 石脑油 、 煤油 、 柴油 2. 甲烷 、 乙烯 、 丙烯 、 丁烯 3. 降低烃的分压，保护炉管 4. 降低油气分压 5. 将原料油雾化 6. 复合塔，无提馏段，设侧线气提 7. B ， A 8. A 反应， B 反应9. A 10. A 管， B 管11. 反应-再生系统 、 分馏系统 、

35、吸收-稳定系统 12. 热负荷 、 炉管表面强度 、 全炉热效率 13. 增大换热面积 14. 在一个反射面（炉墙）存在情况下一个发热面（焰烟）和一个吸热面（炉管）之间的辐射传热 15. 网体填料 、 鞍形填料 、 鲍尔环 二、判断题（每题1分，共20分）1. 原油脱水的目的是脱除溶解在原油中的微量水。 （ ）2. 在催化裂化工艺中，吸收-稳定系统的作用是回收富气中的C3、C4组分。 （ ）3. 原油常、减压蒸馏塔设侧线汽提塔的目的是为保证各产品的闪点要求。 （ ）4. 为避免烃类裂解过程的结焦行为，应尽量缩短裂解反应时间。 （ ）5. 在烃类裂解制乙烯工艺中，急冷换热器的作用是终止二次反应的

36、发生。 （ ）6. 当裂解气中酸性气体含量较高时，一般是先用乙醇胺吸收，再用碱洗的方法来脱除酸性气体更为经济。 （ ）7. 目前裂解气的干燥使用活性炭吸附法。 （ ）8. 由于目前我国压缩机功率的限制，所以裂解气的压缩只能采用多段压缩的方法，这样可降低每一段的压缩比。 （ ）9. 乙烯是烃类物质在装有催化剂的裂解炉内进行化学裂解而制得。 （ ）10. 原油在常压炉的入口处是液相，在出口处是气液两相，而且汽化率应略大于常压塔塔顶产品和各侧线产品的产率之和。 （ ）11. 在减压炉的进料量不变的情况下，如果发现进口的压力增大，可由此判断管内可能发生了结焦。 （ ）12. 常压炉辐射室的炉管管壁热强

37、度比烃类热裂解炉辐射室的炉管管壁热强度大。 ()13. 在管式加热炉中，图解辐射室的传热速率方程和热平衡方程可得到辐射室的热负荷QR和烟气温度Tg。 （ ）14. 具有对流室加热炉的效率要比纯辐射室加热炉的效率低1015。 （ ）15. 管式加热炉的全炉热效率与过剩空气系数没有关系。 （ ）16. 因为油品在常压加热炉内属于汽、液两相流动，所以油品在加热炉管内的流动压降不能用均相法计算。 （ ）17. 板式塔的操作弹性不能太大，否则会使塔的操作不稳定。 （ ）18. 浮阀塔和筛板塔相比，具有更高的塔板效率、操作弹性和低的造价。 （ ）19. 塔板上过大的液面落差会使通过塔板的气体分布不均匀，导

38、致塔板效率下降。（ ）20. 设计精馏塔直径时，空塔气速取值应比泛点气速小。 （ ） 三、简答题（共16分）1.答：轻质油收率高，达7080%；（1分）催化裂化汽油辛烷值高，可达85以上；（1分）催化裂化柴油十六烷值低；（1分）催化裂化气体产品 占1020%，其中90%是C3、C4（液化石油气）,而且含有丰富的烯烃，是很好的化工原料。（2分）2. 答：辐射室总传热速率 （1分）烟气对管排的角系数；是指烟气辐射给管排的能量占烟气总能量的分率（1分）。冷平面面积，是指管排所占据的全部面积（）。（1分）总辐射交换因素，用于修正模型偏差而引入的修正系数。它与管壁及烟气的黑度和有效反射面积等有关。（1分

39、）烟气温度。（1分）管壁温度。（1分）3. 答：生产能力大。由于浮阀安排比较紧凑,塔板的开孔面积大于泡罩塔板,故其生产能力约比圆形泡罩塔板大20%40%,而与筛板塔相近；(1分)操作弹性大。由于阀片可以自由升降以适应气量的变化,故其维持正常操作所允许的负荷波动范围比泡罩塔及筛板塔都宽；(1分)塔板效率高。由于上升气体以水平方向吹入液层,故气、液接触时间较长而雾沫夹带量较小,因此塔板效率较高,比泡罩塔板效率可高15%左右；(1分)气体压强降及液面落差较小。因为气、液流过浮阀塔极时所遇到的阻力较小,故气体的压强降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小；(1分)塔的造价低。浮阀塔的造价约为具有同等生产能力

40、的泡罩塔的60%80%,而为筛板塔的120%130%。(1分)四、画图题（每题5分，共10分）1. 答： U型流 单溢流 双溢流 (1.5分) (2分) (1.5分)2. 答：雾沫夹带上限（1分）；液泛线（1分）；液相负荷上限线（1分）；泄漏线（1分）；液相负荷下限线（1分）。五、看图分析题（共24分）1. 答：1 碱洗塔 用碱洗去裂解气中的酸性气体（1分）2 干燥器 用干燥剂脱去裂解气中的水（1分）3 脱甲烷塔 将甲烷和C1以上组分分开（1分）4 脱乙烷塔 将C2和C2以上组分分开（1分）5 乙烯塔 将乙烯与乙烷分开（1分）6 脱丙烷塔 将C3和C3以上组分分开（1分）7 脱丁烷塔 将C4和

41、C4以上组分分开（1分）8 丙烯塔 将丙烯与丙烷分开（1分）9 冷箱 将低温设备集中在一起防止散冷（1分）10 加氢脱炔反应器 将裂解气中的炔通过加氢方法脱去（1分）11 绿油塔 除去裂解气中的绿油（1分）12 、 段压缩 压缩裂解气（1分）13 、段压缩 继续压缩裂解气（1分）2. 答：原油在脱盐罐中将水及盐类除去，然后经过换热后温度升至235左右，进入初馏塔将130的馏分从塔顶分离出去，初底油在常压加热炉加热到370左右进入常压塔精馏分离得到汽、煤、柴油等，常压重油在减压加热炉中加热到400左右进入减压塔，在减压条件下分馏成催化原料。（2分）脱盐罐，将原油中的水及盐类除去 （1分）初馏塔，

42、对原油初步分馏，塔顶得到130的馏分，（1分）常压塔加热炉，将初底油加热到370左右，（1分）常压塔，将初底油进行精馏分离，可得到汽、煤、柴油等，（1分）常压汽提塔，通入水蒸气，将馏分分离更彻底，（1分） 减压塔加热炉，将常压重油加热到400左右，（1分） 减压塔，常压重油在减压条件下分馏成催化原料。（1分）这是燃料型常减压蒸馏流程。（2分）B卷化工工艺与设备期末试卷专业班级 过程装备与控制 学 号 姓 名 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空题（每空1分，共30分）1. 石油炼制过程中的主要产品有 、 、 、 。2. 原油常压蒸馏的目的是从原油中分出沸点 馏分，作为汽、煤、柴车用燃料或裂

43、解制乙烯的原料；通过减压蒸馏从原油中分出沸点 馏分，作为 或 。3. 烃类热裂解制乙烯的主要原料有 、 、 。4. 根据鼓泡元件的不同，塔板的主要类型有 、 、 。5. 写出两种常见的板式塔不正常操象 、 。6. 辐射对流型加热炉的热效率比全辐射型加热炉的热效率 。（高，低）7. 说出几种常见的填料名称 、 。8. 管式加热炉的全炉热效率是指 。9. 管式加热炉的气体火嘴，按燃料与空气的混合方式不同，可分为 、 、 。10. 按用途分类，管式加热炉可分为 和 。11. 催化裂化反应中常用的两种催化剂的种类是 和 。12. 催化裂化分馏塔底部设脱过热段的作用是 。（2分）13. 在裂解气的分离过

44、程中，一般丙烯塔比乙烯塔的塔板数要 。（多，少）二、判断题（每题2分，共20分）1. 原油脱水的实质是破坏水在油中的乳化状态，使油水分离。 （ ）2. 原油常、减压蒸馏塔设侧线汽提塔的目的是为保证各产品的闪点要求。 （ ）3. 为防止烃类裂解反应过程失控，所以必须加入稀释蒸汽来缓和反应过程 （ ） 4. 在烃类裂解制乙烯工艺中，急冷换热器（废热锅炉）的作用是回收裂解气的高温热能，用来产生高压蒸汽。 （ ）5. 与碱洗法相比，乙醇胺吸收法更适合于高含硫气体的精制。 （ ）6. 裂解气干燥的目的是为防止裂解气在深冷分离过程中产生冰和水合物。 （ ）7. 在裂解气加氢脱炔过程中，由于乙烯聚合物生成绿

45、油副反应，造成了乙烯的部分损失。( ）8. 泡罩塔具有操作性能稳定，弹性的优点，所以在石油化工（特别是在炼油工业中）应用最广泛。 （ ）9. 在管式炉热裂解过程中，原料可以在炉管内停留数十秒以上。 （ ）10. 在裂解气深冷分离过程中冷箱的应用可以提高乙烯的收率。 （ ）三、简答题（共15分）1. 试比较浮阀塔和筛板塔的优缺点（6分）2. 简述管式加热炉计算的LoBo-Evans假定。（3分）。3. 简述烃类热裂解反应的特点。（3分）4简述塔板压降过大对精馏过程的不利影响（3分）。四、看图分析题（共35分）下图是高低并列式提升管催化裂化装置反应再生及分馏系统的工艺流程图。请说明各设备及产品名称。（10分）2下图是裂解气顺序深冷分离原则流程，请说明各设备的名称及作用。（13分）3某塔板的负荷性能图如图所示，P为操作点，试写出图中5条线的名称，并分析该塔板处理能力的限制因素。（6分） 4管式加热炉辐射室传热速率方程为，说明方程式中各符号的名称及意义（6分）。B卷化工工艺与设备期末试题答案专业班级 过程装备与控制 开课系室 化学工程系 考试日期 一、填空题（每空1分，共30分）1. 汽油 、 柴油 、 喷气燃料 、 燃料油 2. 350 馏分， 500 馏分， 催化裂化原料 或 生产