化工设计(第三版)习题库带答案章节练习题复习题思考题章末测试题1-8章全

《化工设计（第三版）》1-2章习题及解答第一章习题与思考题1、化工设计的种类有哪些？国外通用的设计程序分为哪几个阶段？2、画出化工新技术开发的工作框图。3、请画出化工厂设计的工作程序示意图。4、可行性研究报告包含哪些内容？5、设计任务书主要包括哪些内容？6、简述车间工艺设计的主要内容。第一章习题与思考题参考答案1、化工设计的种类有哪些？国外通用的设计程序分为哪几个阶段？根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计（扩大初步设计）和施工图设计。国外通用的设计程序分为工艺设计(ProcessDesign)、基础工程设计(BasicEngineeringDesign)和详细工程设计(DetailedEngineeringDesign)三个阶段。2、画出化工新技术开发的工作框图。3、请画出化工厂设计的工作程序示意图。4、可行性研究报告包含哪些内容？(1)总论。包括概述和研究结论。(2)市场预测分析。包括产品市场分析，产品的竞争力分析，营销策略，价格预测，市场风险分析。(3)生产规模和产品方案。论述生产规模和产品方案确定的依据和合理性，并进行多种规模和产品方案比选。(4)工艺技术方案。(5)原材料、辅助材料、燃料和动力供应。(6)建厂条件和厂址选择。(7)总图运输、储运、土建、界区内外管网(8)公用工程方案和辅助生产设施。(9)服务性工程与生活福利设施以及厂外工程。(10)节能、节水。(11)消防。(12)环境保护。(13)劳动安全卫生。(14)组织机构与人力资源配置。(15)项目实施计划。(16)投资估算。(17)资金筹措。(18)财务分析。(19)资本运作及项目的特点。(20)经济分析。(21)社会效益分析。(22)风险分析。(23)研究结论。包括综合评价，研究报告的结论，存在的问题，建议及实施条件。5、设计任务书主要包括哪些内容？(1)项目设计的目的和依据。(2)生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则。(3)矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件。(4)资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。(5)建设地区或地点，占地面积的估算。(6)防空、防震等的要求。(7)建设工期与进度计划。(8)投资控制数。(9)劳动定员控制数。(10)经济效益、资金来源、投资回收年限。6、简述车间工艺设计的主要内容。车间工艺设计的主要内容：设计准备工作，方案设计，化工计算（物料衡算、能量衡算、设备选型与计算），车间布置设计，配管工程设计，向非工艺专业设计人员提供设计条件，编制概算书及编制设计文件。第二章习题与思考题1、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑哪些原则？简述确定生产方法和工艺流程的步骤。2、工艺流程设计的任务有哪些？3、工艺流程图的种类有哪些？管道仪表流程图有哪些版式？4、根据HG/T20519.2-2009标准，填写下表中工艺流程图的设备类别代号。设备类别代号表（HG/T20519.2-2009）设备类别代号压缩机、风机换热器工业炉起重运输设备其他机械泵反应器火炬、烟囱塔容器（槽、罐）计量设备其他设备X5、根据下列管道仪表流程图中的图例，填写（管道、阀门、设备、等）名称。名称图例名称图例6、下图是某管道的标注，请说明第1~6单元各表示什么意思？7、固定床反应器温度控制形式有哪些？请画出示意图。8、PIDCAD软件具有哪些特点？第二章习题与思考题参考答案1、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑哪些原则？简述确定生产方法和工艺流程的步骤。先进性、可靠性、合理性。资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。2、工艺流程设计的任务有哪些？确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，控制方案的确定，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。3、工艺流程图的种类有哪些？管道仪表流程图有哪些版式？工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，工艺管道及仪表流程图。基础工程设计阶段有：A版PI图(初版)、B版PI图(内审版)、C版PI图(用户版)及D版PI图(确认版)；详细工程设计阶段有：E版PI图(详1版)、F版PI图(详2版)、G版PI图(施工版)。4、根据HG/T20519.2-2009标准，填写下表中工艺流程图的设备类别代号。设备类别代号表（HG/T20519.2-2009）设备类别代号压缩机、风机C换热器E工业炉F起重运输设备L其他机械M泵P反应器R火炬、烟囱S塔T容器（槽、罐）V计量设备W其他设备X5、根据下列管道仪表流程图中的图例，填写（管道、阀门、设备、等）名称。名称图例名称图例放空管（帽）阻火器同心异径管喷射器文氏管视镜、视钟离心泵旋转泵、齿轮泵浮顶罐湿式气柜板式塔喷洒塔列管式反应器流化床反应器U型管式换热器离心式压缩机6、下图是某管道的标注，请说明第1~6单元各表示什么意思？第1单元（PG）为物料代号，代表工艺气体；第2单元（13）为工程工序编号；第3单元（10）为管道顺序号；第4单元（300）为管道规格，代表公称直径300mm；第5单元（A1A）为管道等级，第一个A表示管道的公称压力等级代号，1表示管道材料等级顺序号，第二个A表示管道材质类别，代号为“铸铁”；第6单元（H）为绝热或隔声代号。7、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。8、PIDCAD软件具有哪些特点？PIDCAD软件操作简单、方便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理。第三章物料衡算与热量衡算习题3-1连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg／h，求馏出液和釜残液的流量和组成。F,F,xFD,xDW,xW解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B代表苯。进料中苯的摩尔分数釜残液中苯的摩尔分数进料平均相对分子质量进塔原料的摩尔流量依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以作全塔苯的质量衡算得作全塔总质量衡算得将已知数据代人上述质量衡算方程得解得所以，组分塔进料塔顶馏出物釜残液kg/h%(wt)kmol/h%(mol)kg/h%(wt)kmol/h%(mol)kg/h%(wt)kmol/h%(mol)苯76003897.4341.967372.685.6094.5287.52227.82.02.922.35甲苯1240062134.858.041240.214.4013.4812.4811159.498.0121.397.65合计20000100232.21008612.810010810011387.2100124.2100习题3-2采用蒸发方法将浓度为10%NaOH（质量浓度）及10%NaCl的水溶液进行浓缩。蒸发时只有部分水分汽化成为水蒸气而逸出，部分NaCl结晶成晶粒而留在母液中。操作停止后，分析母液的成分为：50%NaOH，2%NaCl及48%H2O。若每批处理1000kg原料液，试求每批操作中：1）获得的母液量，2）蒸发出的水分量，3）结晶出的NaCl量。蒸发蒸发器原料液F1=1000kg10%NaOH10%NaCl80%H2O母液,F4kg50%NaOH2%NaCl48%H2O水蒸气，F2kgNaCl晶体,F3kg蒸发器原料液F1=1000kg10%NaOH10%NaCl80%H2O母液,F4kg50%NaOH2%NaCl48%H2O解：所选择的基准为：每批处理量，1000kg原料液总物料衡算F1=F2+F3+F4组分物料衡算NaOH平衡1000×0.1=0.5F4NaCl平衡1000×0.1=0.02F4+F3H2O平衡1000（1-0.1-0.1）=F2+0.48F4解得：F2=704kg，F3=96kg，F4=200kg习题3-3丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为：试计算得到100摩尔燃烧产物（又称烟道气）需要加入的空气的摩尔量。解：以1mol入口丙烷为计算基准根据反应方程式，1mol丙烷需要5mol的氧气与之反应，因氧气过量25%，故需要加入的空气量为其中烟道气中各组分的量：0mol23.51mol因此，以1mol入口丙烷为基准的物料衡算结果如下入口出口106.251.2523.5123.510304合计30.78合计31.76从计算结果可以看出，当空气加入量为29.76mol时，可产生烟道气31.76mol，所以，每产生100mol烟道气需加入的空气量为习题3-4合成气组成为0.4%CH4，52.8%H2，38.3%CO，5.5%CO2,0.1%O2，和2.9%N2（体积百分数）。若用10%过量空气燃烧，设燃烧气中不含CO2，试计算燃烧气组成。燃烧气CO燃烧气CO2O2N2燃烧合成气CH4H2COCO2O2N2空气O2N2解：基准：1000mol合成气，1h；气体中含C4+385+55=442mol；H4×4+2×528=1072mol；O383+2×55+1×2=495mol理论氧量O2=442+1072/4-495/2=462.5mol理论空气462.5/0.21=2202.4mol实际空气1.1×2202.4=2202.4molN20.79×2422.6=1914molO20.21×2422.6=508.8mol对各物质进行衡算N2平衡：29+1914=FN2=1943mol；C平衡：4+383+55=FCO2=442mol；O2平衡：0.5×383+55+1+508.8=FCO2+0.5FH2O+FO2=442+0.5×536+FO2FO2=46.3mol燃料气组成CO2，H2O，O2，N2=(0.149,0.1806,0.0156,0.6548)习题3-5试就天然气甲烷蒸气转化制H2过程进行物料衡算。该厂每小时消耗天然气4700m3，其组成（体积%）为：CH497.8.C2H60.5,C3H80.2，C4H100.1，N21.4。在初始混合物中，水蒸气与天然气之比为2.5，烃的转化率为67%，此过程包括下列反应：CH4+H2OCO+3H2（1）CH4+CO22CO+2H2（2）CO+H2OCO2+H2（3）在已转化的气体中，CO对CO2之比率可取为在气体离开转化器的温度，即700℃下反应式呈平衡时的比率。首先因为这个反应达到平衡要比其它两个反应更加迅速；其次，在这个温度下，在反应1及反应3中，平衡有利于向反应生成物方向移动。上述这些反应在700℃时的平衡常数Kp的近似值依次为：1）25，2）20,3）1.54。解取基准为100m3天然气天然气甲烷转化是生产氢及合成氨原料气的过程，在装有催化剂的管式反应器中进行，反应1和反应2为吸热反应，而反应3为放热反应，以提供反应热量使反应1和反应2得以进行。设已转化的气体中，各组分的含量（以m3计）分别为、、，与烃类反应掉的水蒸气以表示。在已转化的气体中，未起反应的那部分烃类的体积（以CH4来计算）为：（97.8+0.5×2+0.2×3+0.1×4）（100-67）/100=32.9m3为了确定转化气的组成，进行元素物料衡算：C平衡97.8+0.5×2+0.2×3+0.1×4=++32.9=99.9-O平衡初始水蒸气100×2.5=250m3250=2++(250-)2+-=0H平衡4×97.8+0.5×6+0.2×8+0.1×10+2×250=2+4×32.9+2(250-)=+132.6由于在产品混合物中，CO对CO2之比是根据700℃下平衡时的反应式3来确定的。而反应式3的平衡常数为：解上式得=100m3对其他组分得=100-66.9=33.1m3=133.8-100=33.8m3=100+132.6=232.6m3=250-100=150m3（转化气中剩余的水蒸气量）。转化气组成数据列于表3-1。应用这些数据进行物料衡算。结果如表3-2所示。表3-1转化气组成组成湿气体干气体m3V%m3V%CH432.96.832.99.9H2232.648.07232.669.60CO33.87.033.810.15CO233.16.8433.19.93N21.40.291.40.42H2O150.031.0Σ433.8100.0333.8100.0表3-2甲烷转化过程物料衡算输入输出物料kgm3产品kgm3天然气干的转化气CH43290.004596.60CH41104.501546.3C2H631.5023.50H2977.6010932.2C3H818.309.40CO1992.801588.6C4H1012.204.70CO23057.401555.7N282.2065.80N282.2065.8Σ3434.204700.00Σ7214.5015688.6水蒸气9447.011750.0水蒸气5683.507050.0Σ12881.216450.0Σ12878.0022738.6习题3-6苯加氢转化为环己烷，如图所示，工厂产量为100kmol/h的环己烷。输入过程的苯有99%反应生成环己烷。进入反应器物流的组成为80%H2和20%C6H6（mol%）。产物物流中含3%H2。试计算：1）产物物流的组成；2）C6H6和H2的进料速率；3）H2的循环速率。反应器反应器冷凝器纯C6H6新鲜H2循环H2产物3%H2解化学反应方程式产物物流中，环己烷100kmol/h苯的转化率为99%，生产100kmol/h，环己烷需苯100/0.99=101.01kmol/h未反应的苯量101.01—100=1.01kmol/h产物中含H23%，设含H2量为，=3.12kmol/h总产物量=100+1.01+3.12=104.13kmol/hC6H6,C6H12,H2的摩尔分率分别为：0.96,0.01,0.03。H2的进料速率为100×3+3.12=303.12kmol/h苯的进料速率101.10kmol/h设循环H2量为Rkmol/h习题3-7甲苯催化加氢脱甲基制苯，主反应和副反应分别为：主反应副反应以纯氢和纯甲苯为原料，进入反应器的氢与甲苯之比为5:1（摩尔比）。甲苯的单程转化率为80%，生成苯的选择性为98%，未反应的甲苯和产物苯作为产品物流输出体系，氢和甲烷循环。要求混合原料中甲烷含量不大于10%，计算排放比及各物流的组成。解：由题意画出物料流程图如下:混合器混合器反应器纯C6H6RR1H2R2CH4分离器分流器H2CH410%H2CH4C6H6C6H6H2CH4H2CH4由题意知，要求混合原料中甲烷含量不大于10%，取10%进行计算，这样计算得到的排放量数据为最小值，实际排放时应稍稍大于此值。基准：进反应器混合原料100mol/h反应器进料：CH4100mol/h×10%=10mol/h总物料H2++10mol/h=100mol/hH275mol/h15mol/h出料：剩余15mol/h×(1-80%)=3mol/h生成的C6H615mol/h×80%×80%=11.76mol/hCH415mol/h×80%×98%+15mol/h×80%×(1-98%)×7+15mol/h=(11.76+1.68+10)mol/h=23.44mol/hH275mol/h—15mol/h×80%×98%—15mol/h×80%×(1-98%)×10=(75—11.76—2.4)mol/h=60.84mol/h出料的总量为：60.84mol/h+3+23.44mol/h+11.76mol/h=99.04mol/h反应器出口物料的组成：分离器3mol/hC6H611.76mol/h则进分流器的H2和CH4的量分别为：H260.84mol/hCH423.44mol/h由分流器的特征有循环回路中H2和CH4的摩尔分率=进分流器的H2和CH4的摩尔分率混合器CH4平衡10mol/h==R（1）平衡15mol/h=新鲜原料（2）H2平衡75mol/h=新鲜H2+R（3）联立式（1）（2）（3）解得：R=35.96mol/h新鲜原料=15mol/h新鲜H2=49.04mol/h总新鲜料15mol/h+49.04mol/h=64.04mol/h新鲜原料的组成：mol/hmol/h循环物料计算：R1=35.69mol/h×0.7219=25.96mol/hR2=35.69mol/h×0.2781=10.00mol/h分流器H2平衡进分流器的H2=循环H2+外排H2外排H2=(60.84—25.96)mol/h=34.88mol/hCH4平衡进分流器的CH4=循环CH4+外排CH4外排CH4=(23.44—10.00)mol/h=13.44mol/h总排放物料：34.88mol/h+13.44mol/h=48.32mol/h排放物料组成：排放比==0.7545习题3-8用以生产甲醇的合成气由烃类气体转化而得。要求合成气中n（CO）：n（H2）=1:2.4（摩尔比），气体量为2321m3/h（标准）。因转化气中含CO43.12%（摩尔分数），H254.20%，不符合要求，为此需将部分转化气送至CO变换反应器，变换后气体中含CO8.76%（摩尔分数），H289.75%，气体体积减少2%，用此变换气去调节转化气，求转化气及变换气各为多少m3/h（标准）？CO变换CO变换CO2脱除F混合分流BH254.20%CO43.12%CO2RH289.75%CO8.76%合成气M转化气解：基准：2321m3/h（标准）合成气设合成器中CO的摩尔分率为Xco,H2的摩尔分率为2.4Xco。混合器的衡算（因都为标准体积，所以可以直接平衡）：总物料平衡M=B+R=2321m3/h（标准）(1)CO平衡2321Xco=0.4312B+0.0876R(2)H2平衡2321m3/h（标准）×2.4Xco=0.542B+0.8975R(3)联立上述方程求得：R=969.4m3/h（标准）B=1351.6m3/h（标准）因经过变换后气体体积减少2%，所以F=989.18m3/h（标准）转化气=F+B=（989.18+1351.6）m3/h（标准）=2340.78m3/h（标准）脱除的CO2的量为F—R=（989.18+969.4）m3/h（标准）=19.78m3/h（标准）习题3-9天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图天然气天然气xkmol蒸汽蒸汽一段转化炉空气ykmol二段转化炉CO变换CO2脱除CO2甲烷化合成氨原料气转化炉内进行烃类蒸汽转化反应，以甲烷为例，烃类蒸汽转化的反应方程式为天然气经一段转化炉转化后继续进入二段转化炉反应，在一段转化炉出口添加空气以配合合成氨原料气中所需的氮气，同时，一段转化气中的一部分氢气遇燃烧供给系统热量。二段转化后再经一氧化碳变换工序使混合气中的大部分转化为和，转化为和的方程式为，变换后的气体进入脱除工序脱除，再经甲烷化工序除去残存的微量和后作为合成氨合格原料气。已知某厂天然气的组成为：组分CH4C2H6C3H8C4H10(正)C4H10(异)C5H12(正)C5H12(异)N2CO2合计%(mol)83.2010.005.160.690.500.060.050.330.01100要求合成氨原料气的组成为：组分H2N2ArCH4合计%(mol)73.9724.640.311.08100计算天然气的用量和空气的用量。解：以100kmol合成氨原料气为计算基准。设天然气用量为xkmol，添加空气量为ykmol。（1）作系统N2平衡因为在天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中，N2没有参加反应，它的数量在反应器的进口、出口物料中没有变化，作系统N2平衡得0.0033x+0.79y=24.64(A)(2)作系统氢平衡甲烷转化制H2的计量关系推导如下：甲烷蒸汽转化反应过程变换反应过程总过程用同样的方法可推导出烃类蒸汽转化制的计量关系通式为因此，100kmol天然气可提供的理论H2为组分烃量/kmol可提供的理论烃量/kmolCH483.20483.20=332.80C2H610.00710.00=70C3H85.16105.16=51.60C4H10(正)0.69130.69=8.97C4H10(异)0.50130.50=6.50C5H12(正)0.06160.06=0.96C5H12(异)0.05160.05=0.80N20.330CO20.010合计100471.63因此，xkmol天然气进料可提供的理论H2为氢气燃烧的反应过程燃烧消耗的H2为作系统H2平衡得(B)式中（）是合成氨原料气的CH4折合为H2物质的量(mol)式合(B)式联解得到因此，制造100kmol的合成氨原料气需加入天然气18.92kmol，一段转化炉出口需添加31.11kmol的空气。习题3-10将一成分为88%碳（C）和12%H2O的液体气化并在图3-5的装置中催化燃烧，所得的烟道气组成如下：CO213.4%，O23.6%，N283.0%。为了计算燃烧装置的体积，求100kg燃料产生多少kmol干烟道气及过量空气量。催化氧化催化氧化液体燃料C88%H2O12%干烟道气CO288%O212%N283.0%空气CN2图3-5例3-7附图解据题意，主要物流为燃料、干烟道气和空气，应用联系组分求解比较方便。（1）以碳（C）进行元素平衡，计算干烟道气量：输入的碳（C）物质量=输出的碳（C）物质量设100kmol干烟道气，含碳量为：100×0.134×12=161kg100kg燃料含碳量为88kg，所以100kmol干烟道气88kg碳（C）161kg碳（C）100kg燃料=54.6kmol干烟道气·（100kg燃料）-1（2）用N2作为联系组分，计算出燃烧反应过量空气的百分数。基准：100kmol干烟道气83.0kmolN21.00kmol空气=105.0kmol空气100kmol烟道气0.79kmolN2100kmol干烟道气进入的O2=105.0×0.21=22.1kmol过量空气为习题3-11某化工厂计划利用废气的废热，进入废热锅炉的废气温度为450℃，出口废气的温度为260℃，进入锅炉的水温为25℃，产生的饱和水蒸气温度为233.7℃，3MPa，（绝压），废气的平均热容为32.5KJ/(kmol·℃)，试计算每100kmol的废气可产生的水蒸气量？解过程如图3-6所示图3-6例3-8附图基准：100kmol的废气锅炉的能量平衡为废气的热量损失=将水加热以产生水蒸气所获得的热量即(mCp,mΔt)废气=W(hg-hL)其中，W为所产生蒸气的质量，因此100×32.5×(450-260)=W(2798.9-104.6)W=229kg所产生水蒸气质量为229kg·(100mol废气)-1习题3-12乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应：主反应副反应反应温度基本维持在250℃，该温度下主、副反应的反应的反应热分别为乙烯乙烯乙烯的单程转化率为32％，反应的选择性为69％，反应器进口混合气的温度为210℃，流量45000,其组成如下：组分合计%(mol)3.582.014.5100热损失按反应放出热量的5%考虑，求热载体移出的热量。解：查得有关气体的热容数据如下：组分水蒸气210℃64.4331.3830.04250℃66.9431.6745.5635.35103.830.17假设如下热力学途径：210210℃反应器入口气250℃反应器出口气250℃反应器入口气210℃下反应器入口混合气体热容250℃下反应器入口混合气体热容因此，反应器入口混合气体在210℃～250℃的平均热容为由热载体移走的热量为习题3-13乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下：试计算0.1013MPa、25℃下的反应热。解：乙烯（g）的标准生成热为环氧乙烷(g)的标准生成热为因此，0.1013Mpa，25℃下的反应热计算如下：习题3-14在一绝热反应器内进行下列反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反应物在300℃,1atm下按化学计量比进入反应器，无惰性物、反应进行完全。试计算该绝热反应器出口物料的温度。反应器反应器300℃,1atmT0隔热层1molCO1molH2O1molCO21molH2解：基准：1molCO(g)物料衡算得CO(g)；n进=1molH2O(g))；n进=1molCO2(g)；n出=1molH2(g)；n出=1mol反应在非标准条件下进行，为了计算方便，假设该反应过程的途径如下：反应物300反应物300℃产物T0产物300℃产物25℃反应物25℃（300℃）（25℃）计算标准反应热：查得各物料的生成热：=—393.5kJ/mol=—110.5kJ/mol=—285.8kJ/mol==—393.5—[(—110.5)+(—285.8)]=2.84kJ/mol计算反应物带入反应器的焓：CO（300℃，g）H2O（300℃，g）负数代表冷凝过程，所以放出热量。计算产物带出反应器的焓：CO2(300℃，g)H2(300℃，g)于是由300℃反应物到300℃产物的焓变为：（300℃）=+=2.84+(11.58+7.96)—[(—8.17)+(—50.5)]=—36.29kJ/mol计算绝热反应器产物的出口温度（T0）：因所以是300℃下产物的焓与最终出口产物（T0）的焓差，即简便起见，可采用平均热容代入上式得：采用迭代法求得：T0≈780.1℃所以该绝热反应的出口温度为780℃。习题3-15利用ASPENPLUS建立如下图苯流程模拟，试求：（1）、模块cool的热负荷是多少？（2）、第二闪蒸模块FL2的温度是多少？解：按下列步骤建立模型：1.打开aspenplus并进行初始设定2.绘制流程图3.输入数据4.数据输入完成后右下角会出现requiredinputcomplete黑色字体5.返回流程界面，然后点击运行键6.运行成功，右下角出现resultsavailable字样7.点击查看结果按钮，逐个查看结果查换热器热负荷为-7196567Btu/hr第二闪蒸器的温度为99.8F设备的工艺设计及化工设备图1、化工设备选用一般原则是什么？答：（1）合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。（2）先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。（3）安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。（4）经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。（5）系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。总之，要全面贯彻先进、适用、高效、安全、可靠、省材和节资的原则。具体还要从技术经济指标和设备结构上的要求加以考虑。2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？答：①标题栏②明细栏③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。塔型选择基本原则？答：1）生产能力大，弹性好。2）满足工艺要求，分离效率高。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。4、简述化工设备的基本结构特点？答：1）基本形体以回转体为主。2）各部分结构尺寸大小相差悬殊。3）壳体上开孔和管口多。4）广泛采用标准化零部件。5）采用焊接结构多。6）对材料有特殊要求。7）防泄露安全结构要求高。设计贮罐的一般程序是什么？答：1）汇集工艺设计数据。2）选择容器材料。3）容器型式的选用。4）容积计算。5）确定贮罐基本尺寸。6）选择标准型号。7）开口和支座。8）绘制设备草图。6、填料塔设计程序？答：a.汇总设计参数和物性数据b.选用填料c.确定塔径。d.计算填料塔压降e.验算塔内喷淋密度f.计算填料层高度Zg.计算塔的总高度Hh.塔的其它附件设计和选定7、化工设备图中需标注的尺寸类型有哪几种？答：1）规格性能尺寸、2）装配尺寸3）外形尺寸4）安装尺寸5）其他尺寸8、化工设备施工图的组成a.装配图表示设备的全貌、组成和特性的图样，它表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。b.部件图表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。c.零件图表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检验等资料的图样。d.零部件图由零件图、部件图组成的图样。e.表格图用表格表示多个形状相同．尺寸不同的零件的图样。f.特殊工具图表示设备安装、试压和维修时使用的特殊工具的图样。g.标准图(或通用图)指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的标准图和通用图。h.梯子平台图支承于设备外壁上的梯子、平台结构的图样。i.预焊件图设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。j.管口方位图设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。k.技术要求设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。l.计算书设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，应将输入数据和计算结果作为计算文件。m.说明书设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使用、维护、检修及其它需说明的文件。n.图纸目录每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。9、阅读化工设备图样应达到哪些基本要求？答：通过对化工设备图样的阅读、应达到以下的基本要求：①了解设备的性能，作用和工作原理；②了解各零件之间的装配关系和各零部件的装拆顺序；③了解设备各零部件的主要形状、结构和作用、进而了解整个设备的结构；④了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。10、填空题（1）化工设备从总体上分为两类：标准设备（或定型设备）和非标准设备（非定型设备）（2）各部分结构尺寸大小相差悬殊，按比例画很难兼顾到细部结构表达清楚。可使用局部放大图和夸大画法。（3）对于过高或过长设备，为采用较大比例和清楚表达设备结构，合理使用图幅，常使用断开画法，用双点划线将重复出现的结构断开，使图形缩短。（4）零件的接触面或配合面，规定只画一条线。对于非接触面、非配合表面，即使间隙再小，也必须画两条线。（5）相邻两零件的剖面线倾斜方向应相反。同一零件在各个视图上的剖面线方向和间隔应一致。（6）不论采用何种比例，图样中所标注的尺寸数值都必须是机件的实际尺寸。图样中的尺寸标注与绘图所用的比例及作图的准确度无关图样中的尺寸以毫米为单位，机件的每一个尺寸，在图样上一般标注一次。第五章车间布置设计习题及答案一、填空题1设备布置图是在厂房建筑图的基础上增加设备布置的内容，用粗实线表示设备，厂房建筑用细实线画出。2设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的平面图和反映某处立面布置情况的剖面图。二、选择题1.厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用（A）依次编号。A.、、B.、、C.A或B2.在化工设备图中，设备的轮廓，一般按比例用（A）绘制。A粗实线（b）B中实线（2b/3）C细实线（b/3）D点划线3.在布置（A）时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。A:换热器B:塔C:泵D:搅拌器4.设备布置图中的标高用（A）表示。A、mB、cmC、mmD、都可以5.在设备平面布置图中，设备标注为T-101b，其中T表示（B）。A、一种设备等级B、一种设备代号C、设备一种材质D、一种设备保温等级6.在对塔进行布置时，对于（C）需采用独立布置方案。A:将高度相近的塔B:数量不多、结构与大小相似的塔C:单塔或特别高大的塔D:较小的塔7以下有关工程设计阶段及PID版次的叙述错误的是（B）。A．工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段B．在基础设计阶段，PID应完成初步设计条件版（A）版，内部审核版（B版）和用户批准版（C）版三个版次的设计C．在详细工程设计阶段，PID应完成1版（详细设计1版），2版（详细设计2版），3版（施工版）三个版次的设计D．对于小型或成熟工艺装置的PID设计，至少应完成初步条件版，设计版和施工版三个版次8设备布置设计不包括的内容是（B）。A．确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置B．确定车间中各个设备的管口方法C．确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置D．确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸解答：B．正确答案。车间设备布置设计主要包括：①确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置；②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置；③确定供安装、操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸；④确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；⑤确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。9在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是（A）。A．对于原料和成品贮罐，一般集中布置在贮罐区，同时为缩短流程、节省管长，原料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置B．对于大型换热器独立布置时应尽量安排在室外以节约厂房C．泵的布置应尽量靠近供料设备，以保证有良好的吸入条件D．反应器安装在室内或框架内，其基础与建筑物分开，以免将振动和噪声传递给建筑物10设备布置时设备间、设备与墙之间、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范供设备布置设计时参照执行。工艺设备与道路间的距离不应小于（B）。A．0.5mB．1.0mC．1.5mD．2.0m11请指出下列有关安全距离数据中（A）是不正确的。A．回转机械彼此间距离为不小于1.5mB．贮槽之间的距离不小于0.4～0.6mC．换热器之间的距离不小于1.0mD．塔与塔之间的距离1.0～2.0m解答：A．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，回转机械彼此间距离为不小于0.8～1.2m。12“泵的布置设计时应尽量集中布置，排成一条线，电机端对齐，正对道路。以下关于泵的布置正确的是（C）。A．泵与泵之间的距离视泵的大小而定，一般不小于1.0mB．双排泵之间的距离一般不小于1.5mC．泵与墙之间的距离一般不小于1.2m，以便通行D．泵的基础一般比地面高④400～500mm解答：C．正确答案。泵与泵之间一般不小于0.7m，双排泵之间一般不小于2.0m，泵基础一般高出地面100～200mm。13某工厂车间设备布置时，为节省投资，减少厂房面积，工艺设备与道路间的距离定为0.6m；操作设备时设备到墙的距离为0.8m；操作平台梯子的坡度为65°；通道通行部分的最小净空为2.1m。请问上述设计中数据正确的是（D）。A．①B．②C．③D．④解答：D．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，工艺设备与道路间的距离为不小于1.0m，工人操作时设备与墙面的距离不小于1.0m，操作平台梯子的坡度一般不超过45°，特殊可达到60°。14工艺专业提供的建议的设备平面布置图的用途是（A）。A.装置布置专业、总图专业开展工作的依据，也是机泵计算、询价订货的依据。B.因制造周期长，需提前询价订货的机泵计算依据。C.指导供销人员采购设备的依据。D.指导设备安装施工的依据。15在化工工艺设计中，其核心内容是（C）。A工艺流程设计和生产方法的选择B车间布置设计和管道布置设计C工艺流程设计和车间布置设计D化工工艺计算和车间布置设计16车间平面布置图每层平面应以其标高命名，对于一层内地面，表示方法（D）正确。A.EL100.0平面B.EL0.0平面C.EL0.000平面DEL100.000平面17考虑厂房的柱网布置时，在满足工艺操作需要，满足设备安装、运转及维修需要的前提下，应选择符合建筑模数的柱网。中国统一规定以（B）m的倍数为优先选用的柱网。A.2B.3C.4D.518下面为某一换热设备的设备位号，表示方法正确的为（A）。A.E0113BB.E-113BC.E113BD.E-0113B19考虑厂房立面布置时，厂房的高度主要取决于（D）。A.设备的高低B.安装的位置C.安装条件D.综合考虑上面三方面因素20在化工厂厂房建筑设计时，单层厂房的宽度不应大于（A）。A.30mB.22mC.24mD.18m21在车间布置平面图绘制中，下列标高标注正确的是（D）。A.B.C.D.22车间设备布置时，一些高大设备多采用（A）。A露天布置，以减少建筑物的费用，降低毒物的积累。B室内布置，以保护设备，使设备不受冷、热的影响。23车间设备布置时，为使管路尽量短和便于操作，通常设备多采用（B）。A按流程图出现的顺序布置。B按相似的设备布置在一起的分组布置。24在车间设备布置时有许多要求，如下几项要求中（C）项不合理。A高大的设备尽量放在露天，以降低厂房造价。B设备布置时应留一定的间隙，有利于操作及检修。C设备布置时尽量使设备布局与其在流程图上出现的顺序一样。D设备布置时应充分利用高位差布置有压差的设备。三、简答题（一）简述车间布置设计的内容：答：车间布置设计可分为车间厂房布置和车间设备布置车间厂房布置是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内、按照在生产中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置。车间设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定区域内进行排列。（二）简述车间设备布置的要求答：(一)满足生产工艺要求(二)满足安装和检修要求(三)满足土建要求(四)满足安全、卫生和环保要求（三）工艺对设备布置有哪些要求？1）满足工艺流程顺序，要保证水平和垂直方向的连续性。2）相同类型设备尽可能布置在一起。3）设备与设备之间按规定留足间距、留有操作空间，便于操作、维修。4）考虑设备互换使用的可能性。5）设备安排要考虑管路走向，走直线，少弯路。要有堆放原料，中间产物，产品的空地。6）注意劳动保护，传动设备要有足够的安全距离。7）留有扩建或扩产余地。（四）简述车间布置设计的原则答：（1）最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。（2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。（3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。（4）考虑其他专业对本车间布置的要求。（5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。（6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。（7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。（9）人流特流不能交错。（五）简述车间平面布置的内容和要求答：内容一个较大的化工车间（装置）通常包括下列组成。（1）生产设施（2）生产辅助设施（3）生活行政设施。（4）其他特殊用室。要求（1）适合全厂的总图布置，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、基建和安装费用少、生产成本低。（3）便于生产管理、物料运输，操作维修要方便。（4）生产要安全，并妥善解决防火、防毒、防爆等问题，必须符合国家的各项有关规定和标准。（5）要考虑将来扩建、增建和改建和余地。（六）简述车间设备布置的内容答：（1）确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置;（2）确定某个在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置;（3）确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸;（4）在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸;（5）其他。设备布置的最终结果表现是设备布置图。（七）简述车间设备布置图的内容（1）一组视图（2）尺寸及标注（3）安装方位标（4）说明及附注（5）设备一览表（6）标题栏四、看图回答问题1阅读醋酸残液蒸馏岗位设备布置图，并回答以下问题：醋酐残液蒸馏岗位设备布置图醋酐残液蒸馏岗位流程说明：醋酐残液进入残液蒸馏釜，使残液中的醋酐蒸发变成蒸汽，再经冷凝器冷凝为液态醋酐，进入醋酐受槽施加负压，然后去醋酐贮槽；蒸馏釜中蒸馏醋酐后的残渣，加水后再加热、冷凝，得到的醋酐经醋酸受槽施加负压后去醋酸贮槽。本系统为间断操作，通过阀门进行控制。回答问题：（1）醋酐残液蒸馏岗位的设备布置图包括5.000平面图和1-1剖面图。（2）从平面图可知，本系统的真空受槽A、B和蒸馏釜布置在距北墙1600mm，距①轴分别为3800mm、2000mm、6000mm的位置处；冷凝器的位置距北墙500mm，与醋酸受槽V1103A间的水平距离为1000mm。（3）从A-A剖面图可知，蒸馏釜和真空受槽A、B布置在标高为5m的楼面上，冷凝器安装在标高7.5m的支架上。第六章管道布置设计6-1.管道布置设计的内容有什么？答：（1）确定车间中各个设备的管口方位与之相连接的管段的接口位置。（2）确定管道的安装连接和铺设、支承方式。（3）确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。（4）画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置,作为管道安装的依据。（5）编制管道综合材料表,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。6-2．管道布置设计应符合的标准有哪些？答：HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》和SH3012-2000《石油化工管道布置设计通则》6-3．真空管线布置设计时应注意什么？答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。6-4．管道布置时管道焊缝的设置，应符合哪些要求？答：管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；公称直径小于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于外径，且不得小于50mm：公称直径等于或大于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于150mm。6-5．管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如何处理？答：应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。6-6．玻璃管等脆性材料管道应如何处理？答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。6-7．管架已有哪些标准设计？答：HG/T21623-1990《管架标准图》和HG/T21640-2000《H型钢结构管架通用图》。6-8．管道支架按其作用分哪几种？答：管道支架按其作用分固定支架、滑动支架、导向支架和弹簧吊架。6-9．立式容器的管口方位划分为哪两部分？答：立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。一般划分为操作区和配管区两部分。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区,排出管布置在容器底部。6-10.卧式容器的人孔如何布置？答：人孔可布置在顶上,侧面或封头中心,以侧面较为方便,但在框架上支撑时占用面积较大,故以布置在顶上为宜。人孔中心高出地面3.6m以上应设操作平台。6-11.换热器的配管要求是什么？答：配管时管道要尽量短,操作、维修要方便。在管廊上有转弯的管道布置在换热器的右侧,从换热器底部引出的管道也从右侧转弯向上。从管廊的总管引来的公用工程管道,可以布置在换热器的任何一侧。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其布置在冷却水地下总管的上方,回水管布置在冷却水总管的管边。换热器与邻近设备间可用管道直接架空连接。管箱上下的连接管道要及早转弯,并设置一短弯管,便于管箱的拆卸。6-12.塔的管道固定与热补偿要注意什么？答：管道固定与热补偿塔的管道直管长，热变形大，配管时应处理好热膨胀问题。塔顶气相出口管和回流管是热变形较大的长直管，且重量较大，为防止管口受力过大，在靠近管口的地方设固定支架，在固定支架以下每隔4.5～11米(DN25～DN300)设导向支架，由较长的水平管(形成二臂部很长的L形自然补偿器)吸收热变形。6-13．管道布置图的设计依据？答：管道布置图是以带控制点工艺流程图、设备布置图、设备装配图及土建、自控、电气等专业的有关图样、资料为依据，根据管道布置原则和相关标准做出合理的布置设计，并绘出管道布置图。6-14.管道支架的编号含义是什么？答：管架由五个部分组成：6-15.管道的标注分几部分？答：管道布置图中的管道应标注四个部分，即管道号（管段号）（由三个单元组成）、管径、管道等级和隔热或隔声，总称为管道组合号。管道号和管径为一组，用一短横线隔开；管道等级和隔热为另一组，用一短横线隔开，两组间留适当的空隙。6-16.管道布置图的比例和图幅如何定的？答：常用的比例有1：30，也可采用1：25或1：50，但同区的或各分层的平面图,应采用同一比例。管道布置图图幅应尽量采用A0，比较简单的也可采用A1或A2。同区的图应采用同一种图幅。图幅不宜加长或加宽。6-17．管道布置图的分区原则和方法是什么？答：由于车间(装置)范围比较大,为了清楚表达各工段管道布置情况,需要分区绘制管道布置图时,常常以各工段或工序为单位划分区段,每个区段以该区在车间内所占的墙或柱的定位轴线为分区界线。区域分界线用双点划线表示，在区域分界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与该图标高相同的相邻部分的管道布置图图号。6-18．管道布置图的阅读步骤？答：(1)概括了解首先要了解视图关系,了解平面图的分区情况,平面图、立面剖视图的数量及配置情况,在此基础上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。(2)详细分析，看懂管道的来龙去脉，从起点设备开始,找出这些设备所在标高平面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后根据投影关系和管道表达方法,逐条地弄清楚管道的来龙去脉,转弯和分支情况,具体安装位置及管件、阀门、仪表控制点及管架等的布置情况。分析图中的位置尺寸和标高,结合前面的分析,明确从起点设备到终点设备的管口,中间是如何用管道连接起来形成管道布置体系的。6-19.管道轴测图的内容有哪些？答：管道轴测图一般包括以下内容：（1）管段及所属阀门、管件、仪表控制点等图形符号。（2）尺寸和标注。（3）方向标。（4）技术要求。（5）材料表。（6）标题栏。6-20.管口方位图的视图如何画？答：非定型设备应绘制管口方位图，采用A4图幅，以简化的平面图形绘制。每一位号的设备绘一张图，结构相同而仅是管口方位不同的设备，可绘在同一张图纸上，对于多层设备且管口较多时，则应分层画出管口方位图。用细点画线和粗实线画出设备中心线及设备轮廓外形；用细点画线和粗实线画出各个管口、鑵耳（吊柱）、支腿（或支耳）、设备名牌、塔裙座底部加强筋及裙座上人孔和地脚螺栓孔的位置。6-21．管口方位图中管口表包含哪些内容？答：在标题栏上方列出与设备图一致的管口表，表内注写各管口的编号、公称直径、公称压力、连接标准、连接面型式及管口用途等内容。在管口表右上侧注出设备装配图图号。6-22．管架图的图幅、比例和主要内容有什么？答：管架图一般采用A3或A4图幅，比例一般采用1∶10或1∶20，图面上常采用主视图和俯视图结合表达其详细结构，编制明细表说明所需的各种配件，在标题栏中还应标注该管架的代号。应注明焊条牌号，必要时，应标注技术要求和施工要求，以及采用的相关标准与规范6-23．非标准的特殊管件按什么标准绘图并且主要内容有什么？答：应按HG20519.20—92单独绘制详细的结构图，并要求一种管件绘制一张图纸以供制造和安装使用。图面要求和管架图基本相同，在附注中应说明管件所需的数量、安装的位置和所在图号，以及加工制作的技术要求和采用的相关标准与规范。6-24．管道三维模型设计软件的主要功能有哪些？答：建立管道、设备、建筑结构、管道支吊架的三维模型，进行三维模型的碰撞检查和设计检查，全自动生成管道轴测图，设备及管道的平、剖面图，各类材料的统计表，进行工程项目的数据库管理，图形库管理，模型渲染与消隐等。6-25.管道建模的主要过程包括哪些？答：主要过程包括：（1）严格按照管路等级驱动。（2）内置设计规则检查。（3）布置管线。（4）管道的定位。（5）成组布管。（6）管件的自动插入。（7）阀门的定位和插入。（8）智能编辑功能。在看懂管道走向的基础上，在平面图（或剖面图）上，以建筑定位轴线或首层地面、设备中心线、设备管口法兰为尺寸基准，阅读管道的水平定位尺寸;在剖面图上，以首层地面为基准，阅读管道的安装标高，进而逐条查明管道位置。由图中的平面图和A-A剖面图可知，PL0401—Φ57×3.5B物料管道从标高8.8m由南向北拐弯向下进入蒸馏釜。另一根水管CWS0401—Φ57×3.5也由南向北转弯向下，然后分为两路，一路向西转弯向下再转弯向南与PL0401相交；另一路向东再向北转弯向下，然后又向北，转弯向上再向东接冷凝器。物料管与水管在蒸馏釜、冷凝器的进口处都装有截止阀。PL0402—Φ32×3.5B管是从冷凝器下部连至真空受槽A、B上部的管道，它先从出口向下至标高6.80m处，向东1000mm，分出一路向南880mm再转弯向下进入真空受槽A，原管线继续向东1800mm又转弯向南再向下进入真空受槽B，此管在两个真空受槽的入口处都装有截止阀。VE0401—Φ32×3.5B管是连接真空受槽A、B与真空泵的管道，由真空受槽A顶部向上至标高7.95m的管道拐弯向东与真空受槽B顶部来的管道汇合，汇合后继续向东与真空泵相接。VT0401—Φ57×3.5B管是与蒸馏釜、真空受槽A、B相连接的放空管，标高9.40m，在连接各设备上的立管上都装有截止阀。设备上的其他管道的走向、转弯、分支及位置情况，也可按同样的方法进行分析。在阅读过程中，还可参考设备布置图、带控制点的工艺流程图、管道轴测图等，以全面了解设备、管道、管件、控制点的布置情况。《化工设计》第七、八章习题及解答第七章习题及解答7-1.公用工程一般包括哪些专业？答：公用工程包括给排水、供电、供热与冷冻、采暖通风、土建及自动化控制等专业。7-2.简要说明给排水系统的划分和相应的设计条件？答：工厂给水系统一般可划分为下列五个系统：生产给水(新鲜水)系统，生活饮用水系统，消防给水系统，循环冷却水系统，回用水系统。工厂排水系统一般可划分为下列四个系统：生产污水系统，清净废水系统，生活排水系统，雨水系统。给排水系统的设计要求：各种系统用水符合相应的国家标准和有关生产工艺的要求。7-3.供电方案设计的主要内容和基本要求？答：供电方案应根据各种因素综合考虑确定厂址选择、调查地区电力网情况及其向本企业供电的条件、全厂负荷分级及负荷计算、是否设置自备电站及其具体方案、与当地电业部门磋商电源供电方案、确定全厂的供电主接线方案、总变电所及自备电站位置和企业供电配电的进出线走廊、绘制几个可供选择的供电方案单线图、对供电方案进行技术经济比较、编制设计文件。供电方案的基本要求供电主结线力求简单可靠、运行安全、操作灵活和维修方便；经济合理、节约电能、力求减少投资（包括基建投资及贴费），降低运行费用（包括基本电费及电度电费），节约用地；满足近期（5~10年）发展规划的要求；合理选用技术先进，运行可靠的电工产品；满足企业建设进度要求。一般宜提出二个供电方案，进行技术经济比较，择优推荐选择。7-4.供热及冷冻工程中热冷源的来源及可行的节能设计？答：热源可分为直接热源和间接热源。前者包括烟道气及电加热。后者包括高温载热体及水蒸气。冷源由冷冻系统提供低温冷却介质（称载冷体），也可直接将制冷剂（如液氨、液态乙烯）送入工艺设备，利用其蒸发吸热获取冷量。节能设计应尽量采用高压蒸汽系统，因为高压蒸汽的能量利用率高。其次是回收余热，包括回收蒸汽冷凝水余热，回收工艺物料流中余热，回收化工生产废料（通过焚烧）的热量。在设计中要减少热量消耗和提高传热效率，采用节能高效设备等都是节能的重要手段。7-5.采暖、通风及空气调节有哪些主要方式？答：采暖方式主要包括：散热器采暖、辐射采暖、热风采暖、采暖管道。通风方式主要包括：自然通风、机械通风、局部通风、防爆通风、事故通风、除尘与净化。空气调节主要依靠冷源，根据工厂具体条件，经技术经济比较确定，可设计集中制冷站、供冷工艺制冷系统供冷、整体式空调机组等。7-6.向土建专业设计人员提供几次设计条件？为什么要分阶段提供条件？其内容是什么？答：两次设计条件，第一次在管道及仪表流程图和设备布置图基本完成和各专业布局布置方案基本落实后提出。第二次在土建专业设计人员提供建筑及结构设计基本完成，化工工艺专业人员据此绘出管道布置图后提交。一次条件中必须向土建介绍工艺生产过程、物料特性、物料运入、输出和管路关系情况，防火、防爆、防腐、防毒等要求，设备布置设局，厂房与工艺的关系和要求，厂房内设备吊装要求等。二次条件包括预埋件、开孔条件、设备基础、地脚螺栓条件图、全部管架基础和管沟等。7-7.自动控制设计包括大致哪些内容？答：自动控制设计大致包括以下内容：自动检测系统设计、自动信号联锁保护系统设计、自动操纵系统设计、自动调节系统设计。7-8.在化工设计中，防火防爆设计应考虑哪些方面？答：在工艺设计中，对火灾和爆炸危险区域划分，考虑安全防火的因素，供电中的防火防爆，建筑的防火防爆等方面进行考虑。7-9.如何对防雷等级的划分及相应的防雷措施？答：工业建筑的防雷等级根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果分为三类。第一类防雷等级：凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。第二类防雷等级：制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。预计雷击次数大于0.05次/a的其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。其它国家级重要建筑物。第三类防雷等级：预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。需加保护的木材加工场所和省级重要建筑物。7-10.对化工设计中，环境污染及其治理方面应该注意哪些方面？答：厂址选择必须全面考虑建设地区的自然环境和杜会环境，结合拟建项目的性质、规模和排污特征，根据地区环境容量充分进行综合分析论证，优选对环境影响最小