化工设计复习题

化工设计概论复习题一、单项选择题1.管道部署图的常用比率为1：５0和1：100,若是管道复杂时能够采用的比率为1:２0或(A）A1:25Ｂ1：4０C1:7５D１:1５02．管道部署图中管道上阀门的表示方法是(D)A．图形B.符号C．表示图D．图形和符号3．立式容器的管口方向取决于管道部署的需要,一般划分为操作区和（D）A加料区B观察区C生产区Ｄ配管区4．化工厂厂房的平面部署最常采用的形状是（A.长方形B．L形

）C.Ｔ形Ｄ．U形5.物质燃烧的必要条件包括物质自己拥有可燃烧性、环境中气体含有助燃物和（D)。Ａ较高压力B封闭空间C氧气D明火6．进行可行性研究和编制设计任务书的依照是（A项目建议书B初步设计C工程设计D扩大初步设计防垢办理时，对循环水进行酸办理平时采用（A盐酸B硫酸

AＢ

)）C硝酸D磷酸管路部署图包括管路部署平面图和(B）A立面图B剖面图C主视图D俯视图９.化工厂房整体部署的方式包括分别式和(C)。A阶段式Ｂ并排式Ｃ集中式Ｄ连续式10.工艺管道及仪表流程图中包括图形,注明，图例和（A)Ａ标题栏B菜单栏Ｃ明细栏D签字栏１１.可行性研究中的需求展望包括国内外需讨情况展望和B( )Ａ产品的质量剖析B产品的价格剖析C产品的产量剖析Ｄ产品的效益剖析12.化工设施图中细部结构的表达方法包括局部放大法和（D）1A断开画法Ｂ分段画法C简化画法D夸张画法13.生产工艺流程草图的主要组成部分包括物料流程、图例和A( )。A设施一览表Ｂ标题栏C技术要求D文字说明当采用双层管架部署管道时,一般部署于基层的是(A）A．工艺管道Ｂ.公用工程管道Ｃ．高温管道D．高压管道15.化工设施图的视图表达方案包括选择主视图,确定视图数量和(Ｃ）。A画图比率Ｂ辅助视图C表达方法Ｄ设施尺寸16.确定化工设施图视图方案时,应试虑到化工设施的(C)A结构特点B图示特点C结构特点和图示特点D资料特点17.可行性研究为上级机关投资决讲和编制、审批设计任务书供给（Ａ）。A可靠的依照Ｂ必要的依照C可靠的报告D必要的报告18.平时情况下,换热器与其他设施之间的水平距离最少为(Ｃ)A2mB3mC1ｍD5m19．化工设施部署和管道部署设计的依照是（

）A．工艺流程图Ｂ.物料流程图C．工艺管道及仪表流程图D.工艺流程草图２0.车间平面露天部署的基本方案是（D)A组合型部署BL形部署ＣT形部署Ｄ直通管廊长条部署21．中小型化工生产车间用电电压平时为(C)A.１10ＶＢ．２20VC.380ＶD.６0０0V２２．设施部署图的视图配置包括平面图和(A）Ａ剖视图Ｂ俯视图Ｃ正视图Ｄ左视图23．反应釜釜顶及管道上的仪表主要为指示、记录和(D)A．流量表B.温度表Ｃ．压力表D．报警压力表２４.化工设施图的主视图一般采用的表达方法是(A)Ａ全剖视B半剖视C正视D俯视２5．设施部署图的视图的图幅一般采用（B)2Ａ.零号图纸B.一号图纸C.二号图纸D．三号图纸26．化工生产中使用最广泛的热源是(Ｃ)Ａ热水Ｂ电C水蒸气D煤２7．决定整个车间基真面貌的要点性步骤是工艺流程设计和（B)Ａ.管道设计B．车间部署设计C．工程设计D.化工设施设计28.车间内部管道安装施工的依照是（Ｂ）Ａ工艺流程图Ｂ管道部署图Ｃ设施部署图D设施装置图2９．循环水出现水质变化时,必定对其进行(C)Ａ加热Ｂ冷却Ｃ水质牢固办理Ｄ稀释3０.辅助管路系统图应表示出系统的(B)A.部分管路B.全部管路C.物料管路Ｄ.公用工程管路二、填空题1.化工厂厂房的轮廓在平面上以长方形最为采用。2．一般的化工设计工作程序是以基础设计依照提出项目建议书。3.化工设施图中很多的使用了局部放大图和夸张画法来表达细部结构。４.掌握国内外化工技术经济的资料，仅靠设计人员自己收集是不够的，还应获取技术信息部门的配合,有时还要向咨询部门提出咨询。5.管道注明的内容包括三个组成部分：即管道号、管径和管道等级。6．循环水的水质牢固办理包括排污，防垢,防腐化，防范微生物生长和除机械杂质。７．化工设施图中的明细表是说明组成本张图纸的各部件的详细情况。8.化工厂厂房的平面部署最常采用的形状是长方形计。９.人工手动控制间歇反应器的主要控制指标是反应温度（压力)和反应时间。10.当辅助管道系统比较复杂时,待工艺管道部署设计完成后,另绘辅助管道及仪表流程图予以补充。.讨论化工工程设计成就技术上的先进性和经济上的合理性是经过对该工程的综合技术经济指标值的剖析来进行的。12.非标准设施是化工过程中需要特意设计的特别设施。１３.车间部署平（剖)面图是工艺供给给其他专业的基本设计条件。14.中小型化工生产车间用电电压平时为38０V。15.车间内部管道安装施工的依照是管道部署图。１6.化工设施图的主视图一般采用全剖视的表达方法。１7．循环水出现水质变化时，必定对其进行水质牢固办理。18.泵应尽量凑近供料设施以保证优秀的吸入条件。１９.换热器配管前需要先确定换热器两端和法兰周围的安装和维修空间。2０.设施部署图上一般不注明设施的定型尺寸、而只注明设施安装的定位尺寸。21．管道综合资料表包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。32２.决定整个车间基真面貌的要点性步骤是工艺流程设计和车间部署设计。23.对循环水进行防垢办理时，平时增加的阻垢剂是聚磷酸盐。24.任何管道都不是直接铺设在管架梁上,而是用支架支撑或固定在支架梁上。２５.项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依照。26.燃烧和爆炸的危险性能够划分为第一次危险和第二次危险两种。27.化工生产中使用最广泛的热源是水蒸气。28.中小型化工厂的设施部署，除了气温较低的地区外，一般都可采用室内和露天结合部署方案。２9．生产方法和工艺流程的确定一般要经过收集资料及检查研究、落实设施和全面比较。30.立式容器的管口方向取决于管道部署的需要，一般划分为操作区和配管区31．化工设施图的基本形体以辗转体为主。3２.化工设施图的视图表达方案包括选择主视图，确定视图数量和表达方法。3３．确定化工设施图视图方案时,应试虑到化工设施的结构特点和图示特点。３4．对循环水进行防垢办理时，平时采用硫酸对循环水进行酸办理。3５.物料衡算过程中收集的数据资料包括设计任务所规定的已知条件和与过程有关的物理化学参数。36．管道部署图中管道上阀门的表示方法是图形和符号。３7．车间平面露天部署的基本方案是直通管廊长条部署。３8在编写初步设计说明书时进行的工艺计算的基础数据本源包括物料及热量计算数据和主要化工数据。3９.化工厂房整体部署的方式包括分别式和集中式。4０．管口方向图应表示出全部管口、吊耳、支脚及地脚螺栓的方向。41．目前较大型的石油化工厂第一优先考虑的车间部署形式是露天部署。４２.进行工艺流程设计方案比较的基本前提是保持原始信息不变。４3．管路部署图包括管路部署平面图和剖面图。44.流程设计的主要任务包括确定生产流程和绘制工艺流程图。45．扩大初步设计的设计文件应包括设计说明书和说明书的附图、附表。三、名词讲解题1．可行性研究是对拟建项目进行全面剖析及多方面比较，对其可否应该建设及如何建设作出论证和讨论，为上级机关投资决讲和编制、审批设计任务书供给可靠的依照。管道部署图管道部署图又称为管道安装图或配管图，它是车间内部管道安装施工的依照。管道布置图包括一组平面剖视图,有关尺寸及方向等内容。3.基础基础是建筑物的下部结构，埋在地面以下,它的作用是支承建筑物,并将它的荷载传到地基上去。物料流程图物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，分别表达各车间内部工艺物料流程的图样。在流程上注明出各物料的组分、流量以及设施特点数据等。4弱电弱电指电讯设施、仪表仪器用电地址以及生产联系的讯号。管段图表示一段管道在空间的地址的图形。7.管口方向图表示设施上各管口以及支座等周向安装的图样。8.装置图表示化工设施的结构、尺寸、各零部件间装置连接关系,并写明技术要求和技术特点等技术资料的图样。采暖是指在冬季调治生产车间及生活场所的室内温度，从而达到生产工艺及人体生理需求，实现化工生产的正常运转。１0．工艺流程草图工艺流程草图亦称方案流程图、流程表示图、流程简图,是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。标准设施是成批成系列生产的设施，能够现成买到。设施部署图设施部署图是表示一个车间或工段的生产和辅助设施在厂房建筑内外面署的图样。13．设施安装详图表示固定设施的支架、吊架、挂架、设施的操作平台、隶属的栈桥、钢梯等结构的图样。14．地基地基是建筑物的下面,承载建筑物重量的全部土壤。循环水的浓缩在冷却塔中循环水由于部分水分蒸发,从而相对使水中盐的浓度增加的想象。四、简答题1．简述换热器的部署方案。换热器的部署原则是适应流程和缩短管道长度，故它的地址取决于与它亲近联系的设施的地址。２）部署的空间受限制时，如原来设计的换热器显得太长,能够换成一个短粗的换热器以适应部署空间的要求。3)换热器常采用成组部署，水平的换热器能够重叠部署,串连的相同的或大小不一样样的换热器都可重叠。2.简述选择生产方法和工艺流程确定的步骤。(１）收集资料，检查研究。这是确定生产方法和选择工艺流程的准备阶段。2）落实设施,是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必定要涉及的因素。（３)全面比较剖析各种内容,包括几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势,产品的质量情况,生产能力及产品规格，原资料、能量耗资情况,建设开支及产品成本,三废的产生及治理情况。3．简述设施部署图的内容。(1）一组视图，表示厂房建筑的基本结构和设施在厂房内外的部署情况。（2）尺寸及注明,在图中注写建筑物定位轴线的编号,与设施部署有关的尺寸，设施的5位号与名称等。安装方向标,指示安装方向基准的图标。（4)说明与附注，对设施安装有特别要求的说明。（５）设施一览表，列表填写设施位号、名称等。6）标题栏，注写图名、图号、比率等。４．简述泵设施的采用与设计程序。1）确定泵型(2）确定选泵的流量和扬程（３）确定泵的安装高度确定泵的台数和备用率按泵的操作台数(5）校核泵的轴功率(6）确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量（７)采用电动机（8)填写选泵规格表简述管道立面部署图的画法。(1)画出地平线或室内地面、各楼面和设施基础，注明其标高尺寸。（２）用细实线按比率画出设施简单外形及全部管口,并注明设施名称和位号。（3）用粗单实线画出全部主物料和辅助物料管道,并注明管段编号、规格、物料代号及流向箭头和标高。(4）用规定符号画出管道上的阀门和仪表控制点,注明阀门的公称直径、型式、编号和标高。6.简述燃烧与爆炸的危险程度。爆炸和燃烧的危险性能够划分为第一次危险和第二次危险两种。（２)第一次危险是指系统或设施内隐藏的有发生火灾爆炸的可能的危险,在正常的情况下不会危及安全,但是当误操作或外面有时直接或间接的原因引起燃烧和爆炸（3）第二次危险是指由第一次危险所引起结果,直接危害人身,设施以及修筑物的危险。简述施工图设计中工艺管道及仪表流程图包括的内容。（1)图形，将各设施的简单形状按工艺流程次序,展此刻同一平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。（2)注明,注写设施位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸、数据等。图例,代号、符号及其他注明的注明,有时还有设施位号的索引等。（4)标题栏，注写图名、图号、设计阶段等。.简述车间部署设计的主要任务。(1）车间部署设计的主要任务是确定整个工艺流程中的全部设施在平面上和空间中的正确的详细地址。2)确定厂方或框架的结构型式。９.简述反应器设计的要点。保证物料转变率和反应时间。（２)满足反应的热传达要求。设计适合的搅拌器或近似作用的机构。(4）注意材质采用和机械加工要求。简述化工车间管道部署设计的任务。（1)确定车间中各个设施的管口方向和与之相连接的管段的接口的地址6（2)确定管道的安装连接和铺设，支撑方式。(３）确定各管段在空间的地址。（４)画出管道部署图,表示出车间中全部管道在平面和立面的空间地址，作为管道安装的依照。(５）编制管道综合资料表,包括管道,管件,阀门，型钢等材质，规格和数量。1１．简述工艺管道及仪表流程图中设施注明的内容及要求。1）位号，设施位号在整个车间（装置)内不得重复,施工图设计与初步设计中的编号应该一致。若是施工图设计中设施有增减，则位号应挨次序补充或取消。(2)名称,设施的名称应目前后一致。12．简述工程概算项目中专项开支的内容。（１)投资方向调治税，有时国家在特准时期可停征此项税费。（2）建设期贷款利息，指银行利用信用手段筹办资本对建设项目发放的贷款,在建设时期依照贷款年利率计算的贷款利息金额。（3）铺底流动资本，按规定以流动资本的30%作为铺底流动资本,列入总概算表。13.简述塔形选择的基本源则。1）生产能力大，弹性好。（2）满足工艺要求，分别效率高。3)运转可靠性高，操作、维修方便。（4）结构简单,加工方便，造价较低。(5）塔压降小。１４.简述车间平面部署的要求。1)适合全厂的总图部署，与其他车间、公用工程系统、运输系统等结合成一个有机整体。2）保证经济效益,尽量做到占地少、基建和安装开支少、生产成本低。(3）便于生产管理、物料运输,操作维修要方便。生产要安全,并稳固解决防火、防毒、防腐、防爆等问题。（5）要考虑将来扩建、增建和改建的余地。1５.简述工艺流程设计的基本方法。一个优秀的工程设计只有在多种方案的比较重才能产生。进行方案比较第一要明确判据，工程上常用的判据有产物收率、原资料单耗、能量单耗、产品成本、工程投资等。其他,也要考虑环保、安全占地面积等因素。（2）进行方案比较的基本前提是保持原始信息不变。过程的操作参数等原始信息，设计者是不能够改正的。设计者只能采用各种工程手段和方法,保证明现工艺规定的操作参数。１６.简述塔设施的部署方案。(1)独立部署。（2）成列部署。(３)成组部署。（4）沿建筑物或框架部署。（5)室内或框架内部署。17．简述车间部署设计的内容。（1)车间厂房部署，是对整个车间各工段、各设施在车间场所范围内,依照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面部署。（2)设施部署,是依照生产流程情况及各种有关因素,把各种工艺设施在必定的地区内进行排列。在设施部署中又分为初步设计和施工图设计两个阶段，每一个设计阶段均要求平面和剖面部署。18．简述换热器设计时介质流程的确定方法。腐化性介质走管程，（２)毒性介质走管程，（3）易结垢的介质走管程，（4）压力较高的介质走管程,7(5）温度高的介质走管程（６）粘度大、流量小的介质走管程。雷诺数小的走管程。五、画图题1．画出换热器分流调治控制方案的表示图２．画出常压塔的塔顶馏出液的冷却水流量控制方案表示图3．画出真空泵流量调治中的真空管吸入管阻力调治表示图4．画出加压塔塔顶经过冷却水流量控制冷凝器的传热量方案的表示图。8画出离心泵出口直接节流调治表示图。6．画出经过调治传热面积来控制换热器温度的表示图。六、计算题利用甲烷在空气中氧化制取二氧化碳，该过程的化学反应方程式以下:CＨ（４气)＋２O2→CO2(气）＋２H2O（气)已知甲烷的转变率为6５%,氧气圆满反应。如以１00mｏl进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体即可看作理想气体。（假定空气中含有7９%的氮气和２1%的氧气)甲烷于２5oＣ进反应器，空气于２5oC进反应器，如要保持出口产物为15０oC，需从反应器取走多少热量?CP（N2,１50oＣ)=29.24J/(moｌ·ｏC)CP（CＯ２，150oC）＝39.５2Ｊ／（moｌ·oC）CP（H２O,150oC）=34.00Ｊ／(moｌ·oC）CP(CＨ4，１50oC）=39．２Ｊ／（moｌ·oC)Ｈ０f(CH4）=－74.85ｋJ/moｌＨ0ｆ(CO2)=－393..5kJ/molH0ｆ(H2Ｏ)＝－２41．83kJ/mol解:以1０0mol进反应器的甲烷为基准:则反应器入口物料组成为:CH4：10０molO2：2×10０×65%＝130moｌN2：130／21×79=4８9ｍol9出口:CH4:100×（1－0.65)=3５molN2：4８9mｏlCO2:６5moｌＨ2Ｏ：130mol取25oC时生成各个反应物和产物的各种单质（即22２C、O、H）为基准，非反应物质N也取２5oC为基准将各个焓值计算以下。进料焓值:H(ＣＨo0（CH)＝－74.８5×10０=－74８5kＪ进４,f4出料焓值:H出(Ｎ２,150ｏC)=ｎCP(N2,150oC)×(15０－2５)＝1７８7kJH出(CH4,150oC)=nΔH0ｆ（ＣH4)+nCP（ＣH4,15０oＣ）×(1５0－25）=(－74.85+４．９）×３5＝－２447KＪH出（Ｈ2，ｏ０f2CP（Ｈ２,ｏ－241．8３＋O150C)=nΔH(HO)+ｎO150Ｃ）×(150－２5)=(4.25)×1３０＝-３0８85KＪH（COo0CP(ＣO150ｏC）×(150-25)=(－393.５+4.９4)×6出2，f22，=－25２56ＫJ需从反应器的热量：Ｈ＝1７８7-２４47－3０885-2５2５６－(－74８５)=－４9326KＪ乙苯脱氢制苯乙烯时，平时利用水蒸气将热量带入反应器中。已知某厂乙苯脱氢制苯乙烯的过程中采用的水蒸气与乙苯的摩尔比为14,通入脱氢反应器的水蒸气和纯乙苯的总量为6０kｍol/ｈ，乙苯转变率为６0%，其中在转变掉的乙苯中有80%转变为苯乙烯;2０%转变为苯；试计算反应器出口各物料的摩尔流量。转变为苯乙烯的反应：Ｃ8Ｈ1０→C8H８＋H2转变为苯的反应:Ｃ8H１0→C6Ｈ６+C2H4解:以每小时为计算基准。每小时通入乙苯：60×１/15＝4kmol/h；参加反应的乙苯:４×６0%=２.4kmoｌ/h;节余乙苯:４-2.4=1.6ｋmol/h；配入水蒸气：60×14/１５＝５6kmol/h；在参加反应的乙苯中，转变为苯乙烯反应掉的乙苯：2.４×8０%=１．9２ｋmol/h；转变为苯反应掉的乙苯:2．４×20%=０.４８kmｏl/ｈ;则反应生成:苯乙烯:1.9２kmol/h;氢气:1.92kmoｌ/ｈ;苯：0.48kｍoｌ／h；乙烯:0．48ｋmｏl/h；产物中水蒸气：56kmol/h。3．工业上采用乙烯在空气中直接氧化法制备环氧乙烷。在催化剂的作用下，乙烯在过分的空气中进行氧化反应，已知料物质流量为1００0mol／ｈ,进料中含乙烯30％(mｏl）,乙烯转变率为３5%,计算反应器出口各物料的摩尔流量。（假定空气中含有７９％的氮气和21％的氧气)反应方程式以下：2C2Ｈ4+O２→2C2H４Ｏ解：以每小时为计算基准。10进料:乙烯=1000×30%=30０(mol/h)；空气=1000×70%=700(mｏl/h）;其中:氮气＝700×０.79=55３(mol／h）;氧气=7００×0.21＝1４7（mol／h);转变掉乙烯=３00×35％=１05(ｍoｌ/h）;则产物中：未反应的乙烯:300－105＝195（mol／h）；生成环氧乙烷：105(mol/h)；耗资氧气:105×0．5=52.5(moｌ/h）；节余氧气:14７-52．5=９4.5(moｌ／h)；氮气：５５３(mol/h)。４.乙烯直接水合制乙醇是工业上常有的制备乙醇的方法。其主反应是:C2H4+H2OC2Ｈ5OH同时存在的副反应包括：2CH４+H2O（C２Ｈ5)2ＯnCH聚合物CＨ４+HOCＨＣＨＯ＋H2２4223已知进入反应器的混杂气的组成为：C2Ｈ4为8６%,惰性气体为13%,Ｈ2为1％；乙烯的单程转变率为7%(其中生成乙醇占９5%，生成乙醚占２％,聚合物占2%，生成乙醛占1%)，求出反应器的组成物的流量?(以１00mｏl干燥气为计算基准)解：若以1０0mol干燥气为计算基准,则反应器入口混杂气的各组分的量：Ｃ２H4:86ｍol；惰性物质:13mol;H2:1ｍol反应器出口的各组分的量:经过反应器转变的乙烯86×７％=6.０２mｏl其中生成乙醇6.02×95%=5．719ｍol生成的乙醚6．02×2％×0.5=０.060２ｍol生成的聚合物6.０２×2％=0.1204mol生成的乙醛6.0２×1%=0.060２ｍoｌ生成的氢气６.０2×1%=０.0602mｏl出口氢气的总量１+０.0６0２=１．0602ｍol未反应的乙烯８６×（１-7%)=79.98ｍol惰性组重量13ｍoｌ5．氨氧化反应器的能量衡算,氨氧化反应式为:4ＮH3(气)＋５O2（气）→４NＯ(气）+6H2Ｏ(气)此反应在o０oｍolNH3/h２5C、１01.3kPａ的反应热为ΔHr＝－904．６KJ。现有２5C的100和95０mol空气/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在3００oC呈气态走开反应器。如操作压力为101．３kPa,计算反应器应输入或输出的热量。(假定空气中含有7９%的氮气和21％的氧气)3０0oＣ时NＯ、Ｏ2和H2O的CPCP-2T-0．292５×10-5Ｔ2-93（ＮO）=（NO)=29．5０+0.8188×１0+0.３652×10TJ／（mol·ｏC)CP2o(O）＝30.80J／（mｏl·Ｃ)CP(H2O）＝34.８0J/(mol·oＣ)CP(Ｎ２)＝29.50J/（mol·oC）11解：依照题意，由物料衡算获取反应器出口各组分的摩尔流量。n(H2O）=100×(6/４)=１50mol/ｈ(NＯ）=1００×(4/4）=100mol/hn(O）＝950×0.２1-1００×(5／4)＝７４.5ｍol/ｈ2n（N2）＝9５0×0.79=750.５mｏｌ／h算焓时的参照态：25oC，101．3ＫＰa,NH3(气)，O2（气)，ＮO（气),H2O（气）。因此进口的两股物料的焓均为零。计算出口物料的焓：Ｈ（H2O)=ｎ(H2Ｏ)CP（H2O）×(３00-25)=1435.5ＫJ/hH(NＯ)=n（ＮＯ）CP（NO)×(３00-25)=(2９.50+0.8188×1０－2T-０.292５×１0-5T2+0.３6５2×1０-9T3）×(300-25)＝845.2KＪ／ｈ2２CP2Ｈ（O）=ｎ（O）（O)×(3