化工设计习题及答案打印版

考证素材考证素材三．名词解释题概念设计：概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。工艺流程图：把各个生产单元按照肯定的目的要求，有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，即是工艺流程图。车间厂房安排：是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按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安排。地基：建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。总预备费：总预备费包含根本预备费和涨价预备费两项。.根底设计：根底设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。工艺流程设计：工艺流程设计通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料进入到产品输出的过程。化工设备：化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。管道安排：用管道将各工段和各设备连接起来。称管道安排。设备购置费：设备购置费包含设备原价及运杂费用。概算书：概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。工艺流程草图：工艺流程草图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。车间安排：将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、安排称车间安排。根底：根底是建筑物的下部结构，埋在地面以下。其他费用：其他费用是指工程费用以外的建设工程必须支出的费用。1、热：有温度差存在时体系与体系〔或体系与环境〕之间所传递的能量。2、活塞流型反响器：物料返混为零的反响器。如管式反响器。3、管件：管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。4、别离过程：就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。5、温-焓图(T-H)：是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图，它表示了物流的热特性。6、固定床反响器：是指所用固体催化剂，或固体反响物，固定于反响器中的一类反响器。7、聚式流态化：在流化床反响器中，固体颗粒在不同程度上成团聚状态。8、传质别离过程〔平衡别离过程〕：通过物质的迁移而使均相的混合物到达别离的目的。这一过程遵循物质传递原理。由于这种别离过程常常是到达传质平衡，因而，也称平衡别离过程。9、工艺流程示意图：用方块流程图按不同的局部来表示工艺过程的总体概念、或局部概念、或一个单元的详细操作，并且每个方块依据不同的详略要求，有肯定的框图说明。工艺流程示意图也称方块流程图。10、连续过程：连续过程是指这样的过程，它被设计成每个装置可以每天运行24小时，每周运行7天，几乎全年都在根本不变的稳定条件下运行，直到为了检修而停车。11、中间反响：就是指原料预处理过程中所发生的化学反响过程。如一氧化碳转化为氢的变换反响、乙醇氧化制乙醛的反响。12、速率操纵别离过程：是指通过某种介质如半透膜，在压力差、温度差、浓度差、电位差或其它梯度所造成的强制力的推进下，依靠各组分扩散传递速度的差异完成组分的别离。13、逆流反响器：全部反响物料在反响器中逆流运行。14、别离因子：是表征混合物在特定别离过程中可以得到的别离程度的一种量度。15、化工过程：是指通过化学反响，使原料变成合格的目的产品时所经历的、进行的一切事件。16、间歇过程：是指一个装置，或几套装置，或全部装置，都设计成经常地开车和停车，来生产一个产品。17、工艺过程阶段：是化学工艺过程中的一局部，是由一个化学反响、反响物的预处理和反响产物别离构成的一个工艺过程。18、夹点：在温-焓图上通过冷、热复合曲线的平移，首次出现的相交点，就叫夹点。19、化学反响路线：是指由反响原料到产品的各步反响顺序所组成的整体。一个化工产品，常常有多个反响途径。20、流化床反响器：是指在反响器中流体(气体和液体)高速由下而上通过床层，带动床内的固体颗粒迅速运动，并使之悬浮在流动的气流中，从而表现出类似流体流动的一些特征的反响器。四.简答题工艺流程四个重要过程。(4分)原料预处理过程。〔1分〕反响过程。〔1分〕产物的后处理。〔1分〕三废的处理过程。〔1分〕车间安排初步设计的主要内容。〔6分〕生产、生产辅助、生活行政设施的空间安排；决定车间场地与建筑物、构筑物的大小；设备的空间〔水平和垂直方向〕安排；通道系统、物料运输设计；安装、操作、维修所需的的空间设计；其他。答出一个得1分，最多得6分工程概算费用的分类。〔4分〕设备购置费。〔1分〕安装工程费。〔1分〕建筑工程费。〔1分〕其他费用。〔1分〕什么情况需要保温？(5分)凡设备或管道外表区温度超过50℃，需要减少热损失；设备内或输送管道内的介质要求不结晶、不凝聚；制冷系统的设备和管道中介质输送要求保冷；介质的温度低于周围空气露点温度，要求保冷；季节变化大。答出一个得1分，最多得5分。泵的选用与设计程序。(6分)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。4〕确定泵的台数和备用率。5〕校核泵的轴功率。6〕确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。7〕选用电动机。8〕填写选泵规格表。答出一个得1分，最多得6分。塔型选择根本原则。(5分)生产能力大，弹性好。满足工艺要求，别离效率高。运转可靠性高，操作、维修方便。结构简单，加工方便，造价较低。塔压降小。答出一个得1分，最多得5分。7.化工车间〔装置〕工艺设计内容〔6分〕1)设计打算工作2)方案设计3)化工计算4)车间安排设计5)化工管路设计6)提供设计条件7)编制概算书及编制设计文件答出一个得1分，最多得6分。8.简述化工车间管道安排设计的要求〔4分〕符合生产工艺流程的要求，并能满足生产需要。便于操作治理，并能保证平安生产。便于管道的安装和维护。要求齐整美观，并尽量节约材料和投资。答出一个得1分，最多得6分。9.管道支架按其作用分类〔4分〕固定支架〔1分〕滑动支架〔1分〕导向支架〔1分〕弹簧吊架〔1分〕10.简述化工设备的根本结构特点。(6分)根本形体以回转体为主。各局部结构尺寸大小相差悬殊。壳体上开孔和管口多。广泛采纳标准化零部件。采纳焊接结构多。对材料有特别要求。防泄露平安结构要求高。答出一个得1分，最多得6分。11..设计贮罐的一般程序。(6分)聚集工艺设计数据。选择容器材料。容器型式的选用。容积计算。确定贮罐根本尺寸。选择标准型号。开口和支座。绘制设备草图。答出一个得1分，最多得6分。12.车间平面安排的内容。(4分)生产设施。〔1分〕生产辅助设施。〔1分〕生活行政设施。〔1分〕其他特别用室。〔1分〕13.工艺上降低污垢系数方法。〔4分〕改良水质，〔1分〕排除死区，〔1分〕增加流速，〔1分〕预防局部过热。〔1分〕14.反响釜设计程序。〔6分〕1〕确定反响釜操作方法2〕汇总设计根底数据3〕计算反响釜体积4〕确定反响釜设计〔选用〕体积和台数5〕反响釜直径和筒体高度、封头确定6〕传热面积计算和校核7〕搅拌器设计8〕管口和开孔设计答出一个得1分，最多得6分。15.工程概算工程的划分。(4分)工程费用〔1分〕其他费用〔1分〕总预备费〔1分〕专项费用〔1分〕16.简述车间设备安排需要满足的要求。〔6分〕满足生产工艺要求。〔1分〕符合经济原则。〔1分〕符合平安生产要求。〔1分〕便于安装和检修。〔1分〕建筑要求。〔1分〕保证良好的操作条件。〔1分〕17.简述化工设计结合国情应考虑的问题〔6分〕中国人民的消费水平及各种化工产品的消费趋势。〔1分〕中国化工机械设备及电气仪表的制造能力。〔1分〕中国化工生产所用的化工原材料及设备用金属材料的供给情况。〔1分〕中国环境爱护的有关规定和化工生产中三废排放情况。〔1分〕劳动就业与化工生产自动化水平的关系。〔1分〕资金筹措和外汇贮备情况。〔1分〕18.露天或半露天安排的优点。〔4分〕建筑投资少、用地省。〔1分〕利于安装和检修。〔1分〕有利于通风。〔1分〕防火防爆。〔1分〕1化工设备图中需标注的的尺寸类型有哪几种2化工设备的根本结构特点3化工设备装配图的步骤4初步设计阶段的车间安排设计内容5化工车间〔装置〕工艺设计的程序及设计内容设计打算工作方案设计〔工艺流程设计〕化工计算〔物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算〕车间安排设计化工管路设计提供设计条件〔非工艺专业的设计条件〕编制概算书及编制设计文件6化工设备图的根本内容：标题栏、明细栏、管口表、设计数据表〔技术要求和技术特性、设备图7、化工设备的根本结构特点〔回转体为主、各局部结构尺寸大小相差悬殊、壳体上开孔多、广泛采纳标准化零部件、焊接结构较多、对材料有特别要求、防泄漏平安结构要求高〕8.毕业设计说明书内容总论〔概述、文献综述、设计任务的依据或工程X等〕生产流程或生产方案确定生产流程简述工艺计算书〔物料衡算、热量衡算〕主要设备的工艺计算和设备选型原材料、动力消耗定额及消耗量车间本钱估算环境爱护与平安措施设计体会和收获参考文献附工程图纸〔带操纵点的工艺流程图；主要设备装配图；设备平面安排图与立面安排图；主要车间的管道安排图〕9化工设备图上需要标注的尺寸有如下几类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10什么情况可适当考虑设备露天安排？(1)生产中不需要经常看管的设备，辅助设备，气候影响较小的设备。(2)需要大气来调节温度、湿度的设备，如凉水塔、冷却塔等。(3)不需要人工操作，高度自动化的设备。(4)气候温暖，无酷暑或严寒的地区。11车间设备安排应遵循以下原则：1.应满足生产工艺的要求2.应满足设备安装、检修的要求3.应满足土建要求4.应满足平安、卫生和环保的要求5.工艺设备竖面安排的原则12、车间设备安排图内容一组视图尺寸及标注安装方位标说明与附注设备一览表标题栏1.初步设计工作程序一般有哪几个步骤？答：初步设计工作程序一般有以下几个步骤：〔1〕设计打算阶段；〔2〕工艺专业设计方案确实定；〔3〕其他专业的具体工作；〔4〕各专业有关图纸的会签；〔5〕编制初步设计总概算；〔6〕审定文件并报上级主管部门组织审批。2.生产方法的选择有哪几个步骤？答：生产方法的选择有以下几个步骤：〔1〕设计资料的选择；〔2〕生产方法的比拟与确定；〔3〕选择生产方法时应注意的事项等。3.带操纵点的工艺流程图以什么为主项进行绘制？其原则是什么？答：带操纵点的工艺流程图以车间〔装置〕或工段〔工序〕为主项进行绘制。原则上是一个主项绘一张图样。如流程复杂可分成数张，但仍算一张图样，使用同一图号。4.写出以下按工段编制仪表位号中各局部的含义：TRC-131答：T

RC

-

1

31

序号〔一般用二位数字，也可以用三位数字〕工段代号功能字母代号5.泵的流量操纵方案有哪两种？分别用于何种场合？答：泵的流量操纵方案有出口节流操纵和旁路操纵两种方案。泵的出口节流操纵是离心泵流量操纵常用的方法；旁路操纵主要用于容积式泵〔往复泵、齿轮泵、螺杆泵等〕的流量调节。6.热量衡算的目的是什么？答：热量衡算的目的如下：〔1〕通过计算传入或传出的热量，确定加热剂或冷却剂的消耗量以及其他能量的消耗；〔2〕计算传热面积以决定换热设备的工艺尺寸；〔3〕确定合理利用热量的方案以提高热量综合利用的效率。7.设备设计与选型的要求有哪些？答：〔1〕要充分考虑工艺上的要求；〔2〕运行可靠，操作平安，便于连续化和自动化生产；〔3〕能制造良好工作环境和无污染；〔4〕便于购置、简单制造。总之，要全面贯彻先进、适用、高效、平安、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。8.选择设备材料时应注意哪些事项？答：选择设备的材料时，首先要了解处理介质的性质，包含氧化性、复原性、介质浓度和腐蚀性能。其次是设备要承受的温度〔高温、常温还是低温〕。各种材料的耐温性能是不一样的，一般随温度升高其耐温性能减弱。在低温下要考虑材料的脆性。最后还要考虑设备承受的压力〔高压、中压、低压或真空〕。一般压力愈高，要求材料的强度、耐腐蚀性能也愈好。9.车间安排设计包含哪两个局部？答：车间安排设计包含车间各个工段、各设施在车间场地范围内的平面安排和设备安排两个局部。10.化工车间通常包含哪些设施？答：化工车间通常包含生产设施〔生产工段、原料和产品仓库、操纵室、露天堆场或贮罐区〕、生产辅助设施〔除尘通风室、配电室、机修间、化验室等〕、生活行政设施〔车间办公室、更衣室、浴室、卫生间等〕及其他特别用室〔劳动爱护室、保健室等〕。11.露天安排的优、缺点是什么？答：露天安排的优点是建筑投资少，用地小，有利于安装检修，有利于通风、防火、防爆、防毒；缺点是受气候影响大，操作条件差，自动操纵要求高。12.设备安排的原则有哪些？答：设备安排的原则如下：〔1〕设备安排露天化；〔2〕满足生产工艺与操作要求；〔3〕符合安装与检修的要求；〔4〕符合平安技术要求；〔5〕符合建筑要求；〔6〕考虑通道与管廊的安排。1、如何得到理想条件下气—液系统中的别离因子？答：在理想条件下，气液系统中组分在气相和液相之间到达平衡，并服从拉乌尔定律和道尔顿定律，即式中yi，xi——分别为i在气相和液相中的摩尔分数；p——总压；pi——i在气相中的分压；pi0——纯液体i的蒸气压。在此情况下，平衡比为因此双组分i、j的别离因子为：，即别离因子aij为i、j组分在操作温度下的饱和蒸汽压之比，也常称为相对挥发度。2、泵管道安排的一般要求是什么？答：泵管道安排的一般要求是①、在满足工艺要求的前提下，满足泵正常运行及维修检查的要求。②、应预防热膨胀对泵出入口管道的影响，减少管道作用在泵管嘴处的应力和力矩。③、在充分满足管道柔性的前提下，使泵出入口管道最短。④、设计出合理的泵维修检查所需的空间，使泵的管道、阀门手轮不影响维修和检查操作。3、什么是别离过程？有何特征？答：别离过程是指将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。其特征是要有混合物原料、以及别离剂，和别离设施。4、什么是化学反响过程？其主要内容是什么？答：化学反响过程是指一种化合物或多种化合物通过化学反响，化学变化转变为另一种或几种化合物的过程。其主要内容是反响器内的反响、传质和传热。5、车间设备安排的内容有哪些？答：车间设备安排的内容有〔1〕确定各个工艺设备在车间平面和立面位置；〔2〕确定某些在工艺流程图中的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〕在上述各项的根底上确定建筑物、构筑物与场地的尺寸；〔5〕确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道的走向和位置。6、在进行化工设计时，化工设计将受到哪几方面的限制？答：在进行化工设计时，化工设计将受到四方面的限制，分别是化工资源限制、环保限制、水资源限制、化工技术限制。7、厂区安排的根本任务和要求是什么？答：厂区安排的根本任务和要求是结合厂区的各种自然条件和外部条件来确定生产过程中各台机器设备的空间位置，以获得最合理的物料和人员的流动路线。其内容是厂房安排、车间厂房安排、车间设备安排、各工段、各设施在车间内的安排，生产操纵区和生活区的安排。其要求是：满足生产、平安和开展的要求，以及与环境、人文的和谐。8、化工设计分为几个阶段？分别是什么？答：化工设计分为3个阶段设计；分别是三阶段设计、两阶段设计和一段设计。9、化工工艺过程的整合与优化的根本思路是什么？答：化工工艺过程的整合与优化的根本思路按以下步骤进行：〔1〕、原料到产物的反响路线选择。〔2〕、依据完整的工艺过程是由工艺过程阶段组成的特点，确定段数。〔3〕、每段中进行反响过程的优化、别离过程的优化。〔4〕、每段之间如何联系。〔5〕、确定整个工艺过程的物料衡算和能量衡算。〔6〕、确定整个工艺过程的操作条件，包含修正各阶段的操作条件。〔7〕、热交换网络的设计。〔8〕、通过上述几步，合成出数个工艺过程，再由经济核算，环保条件下利润至上原则，确定最优工艺过程。10、配管工程设计的内容有几个方面？分别是什么？答：配管工程设计的内容有7个方面，分别是管径的设计、管道的选材及其规格选用、接管方法的选择、管件的选用、阀件的选择、管架的设计、管道的安排。11、有几类管道安排？其一般要求是什么？答：有2大类管道安排，架空安排和地下安排。其一般要求是⑴、管道安排要符合有关的标准、标准和惯例。⑵、符合工艺专业对配管的要求。⑶、管道安排应尽量架空敷设。⑷、尽量“步步高〞或“步步低〞，不出现或少出现气袋和液袋。⑸、管道过人行道h≮2m，过公路≮4.5m，过铁路≮6m。⑹、管道安排不应阻碍设备、机泵和仪表的操作和维修。⑺、采纳管沟敷设时，沟底应有≮2‰的坡度，在最低处设排水点。⑻、管道本身应有足够的柔性，应尽量利用管道的自然形状对热胀自行进行补偿。⑼、管道穿过墙壁、楼板及平台时，孔洞的大小≮管外径或隔热层外径加50mm。管道不应穿过防火墙和防爆墙。⑽、除了必要的法兰或螺纹连接外，应尽可能采纳焊接连接。法兰的位置应预防处于人行通道和机泵上方。输送腐蚀性介质管道上的法兰应设平安防护罩。⑾、并排安排的管道应设置合理的间距。⑿、直管段两相邻环焊缝的同意最小距离≮2.5倍焊缝厚度，且≮50mm；要求排除应力时不得≮5倍焊缝高度，且≮80mm。12、化工设计分为哪几类设计？答：化工设计分为3类设计，分别是新过程的化工设计、化工过程改造的化工设计、扩建生产设计。13、为什么要对所设计的工艺过程进行费用估算？答：对工艺过程进行费用估算是由工艺设计的目标和目的所决定的。因为工艺设计的目标是选择出经济上可行的工艺过程。而工艺设计的初期，首先进行工艺过程的概念设计，马上各个单元操作根本确定下来后，按不同的组合方法，形成多个工艺过程。推断这些概念设计中哪一个更具有经济潜力，是工艺过程优化的第一步。这只有通过投资和操作费用的粗略估算才能确定。14、工艺过程费用估算方法有哪几种？答：工艺过程费用估算方法有：系数估算法和设备费用估算法。15、夹点的定义和夹点的特征？答：在温-焓图上通过冷、热复合曲线的平移，首次出现的相交点，就叫夹点。夹点的特征是在夹点处，传热温差为零，传热面积无限大，系统内部换热到达最大。16、如何进行换热网络的设计？答：进行换热网络的设计采纳的是夹点原则，按照夹点的设计原则，即热量不穿过夹点，夹点以上不用冷源，夹点以下不用热源，可将换热系统分为以夹点为分界线的上、下两个子系统，接着独立设计这两个系统的换热网络，从而得到一个初始网络。最后对初始网络进行优化，目的是减少系统换热网络的回路。17、原料路线选择应遵循什么原则？答：原料路线选择应遵循三项原则，可靠性、经济性、合理性原则。18、在进行工艺过程设计时，其设计的程序是什么？答：在进行工艺过程设计时，其设计的程序有4个重要步骤，〔1〕、搜集和评价资料、新方法。〔2〕、计算、整理关键数据。〔3〕、确定设计根底。〔4〕、过程的整合与优化。19、在工艺过程的筛选和评价中，过程整合的内容有哪些？答：在工艺过程的筛选和评价中，过程整合的内容有单元操作的选择，这些单元操作之间的相互连接，确定温度、压力和流率等操作条件，确定能量利用率和能量最小公用工程量，构建热交换网络，绘制过程的工艺流程图、工艺设备流程图、过程的电气操纵流程图，计算固定投资和经济效益。20、在化工设计中，根本上需要进行几类计算？分别是什么？答：在化工设计中，根本上需要进行3类计算，分别是〔1〕、整个化工过程的物料和能量核算，确定进料组成和流率，产物和副产物的组成、流率及三废的生成量。〔2〕、过程中各个单元操作的物料和能量核算，确定进出该单元操作的各个物流的组成和流率，以及操作条件。〔3〕、确定整个化工过程，需要公用工程提供的蒸汽、水、电或其他燃料等的消耗定额和条件。21、对存在化学反响的系统进行物料衡算时，有几种方法？分别是什么？答：对存在化学反响的系统进行物料衡算时，根本上有4种方法，分别是直接计算法、反响速率衡算法、元素平衡法、节点衡算法。22、为什么要设立基准。基准可否在自由度分析时作为已