化工过程开发与设计考试重点

1、一、名词解释（10分）1、化学工艺（Chemical Techonlogy）：凡是运用化学方法改变物质组成、结构，合成新物质 的生产过程和技术。2、化学工业（Chemical Industry）：运用化学工艺生产化学品的产业部们。3、化学工程（Chemical Engineering）：研究化学工业生产过程中的共同规律，解决规模放大、 设计和生产操作的科学。包括传递过程、化工热力学、化学反应工程、分离工程、单元操作 和过程系统工程等。4、化工过程：是指若干相互关联的化工单元操作以及所用设备组成的一个整体和它所完成 的工作，即化学品的变化。5、化工过程开发：是指从一个有关新产品、新技术或新工艺概

2、念的形成，到科研、设计、 建设工厂，从实验室研究成功的过渡到第一套工业规模生产装置，付诸实施的全部过程。6、工程设计：用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的过程。7|、工艺发表：工艺专业向项目内部有关专业发表工艺文件的一种行为。8、折旧：将固定资产的损耗按一定方法逐步转移到生产成本之中，通过产品销售的收入加 以补偿。9、放大系数：放大后与放大前的规模之比为放大系数。10、柱距和跨度：纵向定位轴线间距称为跨度，横向定位轴线间距称为柱距。11、概念设计：依据小试提供的技术信息和收集的相关技术经济资料，对开发项目的工业化 方案提出的一个初步设想。12、返混：不同停留时间物料的混合称为返混。13、增值税

3、：纳税人在特定时期生产或销售产品及提供劳务等各环节所取得的收入，大于购 进原料支付金额的差额，此部分为新增加值。对此增值部分形成的征税科目，即增值税。14、开间与进深：开间指房间在建筑外立面上占的宽度；垂直于开间的房间深度尺寸叫进深15、风玫瑰图：即风向频率玫瑰图。将风向分为8个或16个方位，按照个各方位风的出现 频率以相应的比例长度点在8个或16个轴线图的轴线上，再将各相邻方向的线段用直线连 接，即成为闭合折线，此闭合折线即风向玫瑰图。五、问答题（60分）（一）化工过程开发的基本内容：根据实验室开发基础研究的成果和有关的工程资料，按照科学的方法，寻求技术可靠、经济 合理的途径来制备该化学品，

4、然后进行扩大实验，评价过程的可行性，设计工业装置，实现 工业化。（二）化工过程开发是研究概念的形成并涉及从化学实验室研究成果成功地过渡到大规模商 品生产的一门工程技术研究。其核心是“放大”和“优化”（三）化工过程开发的特点：1、原料、生产方法和产品的多样性和化工开发的多方案性。2、化工过程开发要十分重视能量和资源的充分利用3、环境保护和过程安全是化工过程开发中必须重视的问题4、在化工过程开发中技术经济观点十分重要（四）数学模型方法用于过程开发和放大时的步骤：将过程分解成若干个子过程；分别研究各子过程的规律并建立数学模型；如反应动力学模型、流动模型、传热模型、传 质模型等；过程综合，或称计算机模

5、拟，即通过数值计算联立求解各子过程的数学模型，以预测不同条件下大型装置的性能。（五）数学模型方法的优点：可以实现高倍数的放大；用数学模型在计算机上进行“试验”可大量节省人力、物力和时间；6、在化工过程开发中，在什么情况下最易产生放大效应，应如何克服放大效应？答：因过程规模变大造成指标不能重复的现象称为“放大效应”；放大后设备内物料的流动 和混合、传质和传热等情况与放大前不同，最易产生放大效应。7、试述装置布置设计的特点和发展趋势。答：露天化、流程化、集中化、定型化8、简述正交设计法的优越性。答：能较快地找到最佳条件，判断出主要因素，及因素间的交互作用。9、一般人缺乏创造性的重要原因是存在各种思

6、想障碍。你知道哪些典型的说法或想法是阻碍 人们开动创新思维的？答：水平低，脑子笨；过分迷信权威；想法不成熟不忙提出，免得人家笑话；女人头发长， 见识短等。10、化工过程开发中的“放大效应”指的是什么？在什么情况下最易产生放大 效应？答：放大效应是指化工过程放大以后，在相同工艺条件下进行同一过程的结果不同。放 大后设备内物料的流动和混合、传质和传热等情况与放大前不同，最易产生放大效应，常采 用冷模试验的办法，掌握产生放大效应的规律。11、试述管道布置设计的基本要求。答：保证安全，正常生产及便利操作、检修节约材料及投资尽可能整齐、美观12、简述装置布置设计的一般要求。答：工艺设计要求主导风向安全要

7、求操作要求设备的安装和检修经济要求用户要求外观一、计算题（10分）1、在燃烧炉中进行丙烷完全燃烧，化学反应方程式为：CH+5O=3CO+4HO。3 8222空气加入量为理论量的125%（空气过剩系数为25%），试计算得到100mol燃烧产物 所需要的空气摩尔数。解：CH + 5O = 3CO + 4HO3 8222M 0.6M 0.8MMmol由5mol空气提供则需空气量 5M*125%=6.25Mmol燃烧后剩余 N、O ： 6.25M-M=5.25Mmol 则 5.25M+0.6M+0.28M=100M=100/6.65故 M =6.25M=6.25*100/6.65=94mol2、液态己

8、烷在25C,0.1MPa下，以每小时100mol的速率进入蒸发器，出蒸发 器的己烷蒸汽为300C。设过程无热损失，试计算蒸发所需要的热量。已知己烷 在正常沸点69C时的气化热为28.9kJ/mol。液体己烷的平均热容 Cp=215.6kJ/（kmol C）（25C为基准）。气体己烷的真实热容方程式为： Cp=137.44+0.4085T-2.39x 10-4T2+5.77x 10-8T3kJ/（kmol C）解:AH=AH+AH+AH计 H =C2AT=215（3342-298）=9480J/molAH =C dT=（137.44+0.4085T-2 . 39*104T2+5.77*10-8T

9、3）dT3 P=47100 J/molAH =28.90 kJ/molVA H =9.48+28.90+47.10=85.48 kJ/mol1Q=n AH=100*85.48=8548 kJ/h1二、填空题（10分）将一种或多种化工原料经过一个特定的过程得到另一种或多种化工产品（或中 间产品），这个特定的过程称为_工艺过程_。过程中包括的化学反应、反应的设 备、管线和反应的控制等方面的技术称为 工艺技术工艺系统设计内容主要体现在 管道仪表流程图_的设计上。 在工艺流程图中一般用粗实线来表示工艺物料 管线，细实线表示其它在单因素实验中的0.618法又称_黄金分割法依据选用设备和管道基本识别色的原则，蒸汽管表面色为 银色，污水管为黑色。1.1.数学模型放大法是在掌握研究对象规律的基础上，通过合理简化 ，形成能反映_过程本质 的模型。 2.项目建议书是基本建设程序中 最初阶段 的工作，并且是开展可行性研究的依据。在工艺系统设计中，除正常生产的主物料管线外，还要考虑非正常操作情 况（开车、停车、催化剂再生、蒸汽吹扫、设备除垢