化工設(shè)計(jì)概論

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 試化工設(shè)計(jì)概論學(xué)習(xí)中心： 姓名： 學(xué)號(hào)：關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書籍、報(bào)刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績?yōu)椤?”。 2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語有50%以上相同者判為雷同，成績?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒有對老師題目進(jìn)行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯(cuò)卷”，成績?yōu)椤?”。一、題型分基礎(chǔ)題（90分）和計(jì)算題（10分）（1）基礎(chǔ)題分為概念題、問答題和簡答題。概

2、念題，8題，每題5分，共40分；問答題，10題，每題2分，共20分；簡答題，6題，每題5分，共30分（2）計(jì)算題，1題，10分，共10分。二、基礎(chǔ)題（90分）1、概念題（給出下面概念和術(shù)語的定義，8題，每題5分，共40分） 傳質(zhì)分離過程答：一類以質(zhì)量傳遞為主要理論基礎(chǔ)、用于各種均相混合物分離的單元操作。按物理化學(xué)原理，工業(yè)常用的傳質(zhì)分離操作可分為平衡分離過程和速率分離過程兩大類。 最終反應(yīng)答：最終反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的過程特征。 反應(yīng)器答：設(shè)反應(yīng)器是一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工，煉油，冶金等領(lǐng)域。反應(yīng)器用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。 設(shè)備費(fèi)用估算法答：設(shè)

3、備費(fèi)用估算法主要有指數(shù)法、單價(jià)法 和比率法。一般事先做好計(jì)劃，然后嚴(yán)格按預(yù)算執(zhí)行，如果有超出，則需要特別的流程進(jìn)行審批。 工藝流程示意圖答：工藝流程圖是指用于示意反應(yīng)過程或化學(xué)加工的示意圖，在分析產(chǎn)品、人員的運(yùn)動(dòng)中，工藝流程圖對一步步的順序提供了有價(jià)值的圖解。美國工業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯作了以下定義：“工藝流程圖是用圖表符號(hào)形式，表達(dá)產(chǎn)品通過工藝過程中的部分或全部階段所完成的工作。典型的流程圖中包括的資料有數(shù)量、移動(dòng)距離、所做工作的類別以及所用的設(shè)備，也可以包括工時(shí)”。為了便于列出工藝流程圖，一般均采用國際通用的記錄圖形符號(hào)來代表生產(chǎn)實(shí)際中的各種活動(dòng)和動(dòng)作，用圖形符號(hào)表明工藝流程所使用的機(jī)械設(shè)備及其相

4、互聯(lián)系的系統(tǒng)圖。 概念設(shè)計(jì)答：概念設(shè)計(jì)是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到具體的不斷進(jìn)化的過程。概念設(shè)計(jì)即是利用設(shè)計(jì)概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)方法。概念設(shè)計(jì)是完整而全面的設(shè)計(jì)過程，它通過設(shè)計(jì)概念將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)。 間歇反應(yīng)器答：間歇反應(yīng)器是一種間歇的按批量進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)器，液體物料在反應(yīng)器內(nèi)完全混合而無流量進(jìn)出。例如：水處理過程中，帶有攪拌設(shè)備的按批量處理不連續(xù)運(yùn)行的小水量處理池。 散式流態(tài)化答：若固體顆粒層用液體來進(jìn)行流態(tài)化，流速增大時(shí)，床層從開始

5、膨脹直到水力輸送的過程中，床內(nèi)顆粒的擾動(dòng)程度是平緩地加大的，顆粒持續(xù)地增大其分散狀態(tài)，這種形式的流態(tài)化成為散式。2、問答題（判斷下面題的敘述是否正確，如錯(cuò)誤，寫出正確的敘述。10題，每題2分，共20分） 化工設(shè)計(jì)的是對化工過程某個(gè)單元所作的設(shè)計(jì)。答：錯(cuò)，化工設(shè)計(jì)是根據(jù)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)或過程設(shè)計(jì)出一個(gè)生產(chǎn)流程，并研究流程的合理性、先進(jìn)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)可行性，再根據(jù)工藝流程以及條件選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備、管道及儀表等，進(jìn)行合理的工廠布局設(shè)計(jì)以滿足生產(chǎn)的需要，最終使工廠建成投產(chǎn)，這種設(shè)計(jì)的全過程稱為“化工設(shè)計(jì)”。 反應(yīng)路線是指由反應(yīng)原料到產(chǎn)品的各步反應(yīng)按順序構(gòu)成的整體。答：對 夾點(diǎn)之下不應(yīng)設(shè)置任何公用工程冷

6、卻器。答：對 傳遞相同熱量時(shí)減少功損耗的措施是應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)高溫傳熱。答：對 化工過程就是化學(xué)反應(yīng)的過程。答：錯(cuò)，化工過程是研究化學(xué)工業(yè)和其它過程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學(xué)科。過程設(shè)備必須滿足過程的要求。化學(xué)工程包括單元操作、化工熱力學(xué)、化工系統(tǒng)工程、過程動(dòng)態(tài)學(xué)及化學(xué)過程控制等方面。 管道設(shè)計(jì)時(shí)熱膨脹和熱補(bǔ)償影響無需考慮。答：對 固定床反應(yīng)器是指所用固體催化劑固定于反應(yīng)器中的一類反應(yīng)器。答：對 對于小直徑、高度大的塔應(yīng)采用單排布置。答：錯(cuò)，直徑較小的塔常安裝在室內(nèi)或框架中，平臺(tái)和管道都支撐在建筑物上，冷凝器可裝在屋頂上或屋頂梁下，利用位差重力回流。 化工過程有連續(xù)與

7、間歇過程之分。答：對 只有經(jīng)濟(jì)上合理的化工過程才具有工業(yè)化的可能。答：對3、簡答題（6題，每題5分，共30分）（1）在進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)的程序是什么？答：在進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)的程序有4個(gè)重要步驟，（1）搜集和評(píng)價(jià)資料、新方法（2）計(jì)算、整理關(guān)鍵數(shù)據(jù)（3）確定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（4）過程的整合和優(yōu)化（2）對存在化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行物料衡算時(shí)，有幾種方法？分別是什么？答：對存在化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行物料衡算時(shí)，基本上有4種方法，分別是直接計(jì)算法，反應(yīng)速率衡算法，元素平衡法，節(jié)點(diǎn)衡算法。（3）什么是分離過程？有何特征？ 答： 分離過程是指將混合物轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成互不相同的兩種或幾種產(chǎn)品的操作。其特征是要有

8、混合物原料、以及分離劑和分離設(shè)施。（4）夾點(diǎn)的定義和夾點(diǎn)的特征？答：在溫-焓圖上通過冷、熱復(fù)合曲線的平移，首次出現(xiàn)的相交點(diǎn)，就叫夾點(diǎn)。夾點(diǎn)的特征是在夾點(diǎn)處，傳熱溫差為零，傳熱面積無限大，系統(tǒng)內(nèi)部換熱達(dá)到最大。（5）在塔頂為什么要設(shè)置放空口？答：一、一般對于裝載液化氣的設(shè)備都會(huì)設(shè)置放空口的，避免由于外界氣溫影響或者移動(dòng)過程中超壓。二、防止塔在操作使用過程當(dāng)中壓力過高可以當(dāng)做泄壓口。三、塔比較大的話，可以通過打開放空口放空塔頂部的氣體。方便檢修人員檢修及檢修人員安全（6）化工過程的特征是什么？答：1、涉及危險(xiǎn)化學(xué)品眾多，物料的潛在危險(xiǎn)性2、工藝過程復(fù)雜、工藝條件苛刻3、生產(chǎn)規(guī)模大型化、生產(chǎn)過程連續(xù)

9、性4、生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度高5事故應(yīng)急救援難度大三、計(jì)算題（10分）（1題， 10分，共10分。）以苯為溶劑，用共沸精餾法分離乙醇-水混合物，制取純乙醇。假定料液混合物中含水70，乙醇30，在精餾塔餾出液中含苯75，水24，其余為醇(組成均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。若要求乙醇生產(chǎn)量為3000 kg/h，繪制流程簡圖，并計(jì)算精餾中所需的苯量、料液混合物進(jìn)料量。解：繪制流程簡圖如下總物料平衡式：F1+F2=F3+F4組分物料平衡式：苯平衡 F2=0.75F3水平衡 0.70F1=0.24F3醇平衡 （1-0.70）F1=(1-0.75-0.24)F3+F4對上述四個(gè)物料平衡方程，任選出3個(gè)組成一次方程式，并進(jìn)行求解方程式，得：F1=3280kg/hF2=840kg/hF3=1120kg/h答：所需的苯量為840kg/h，料液混合物進(jìn)料量為3280kg/h四、答題要求1. 基礎(chǔ)題作答過程中，要