化工設(shè)計復(fù)習題

.概論復(fù)習題一、單項選擇題1.管道布置圖的常用比例為1:50和1:100，如果管道復(fù)雜時可以采用的比例為1:20或 (A)A1:25B1:40C1:75D1:1502．管道布置圖中管道上閥門的表示方法是(D)A．圖形B．符號C．示意圖D．圖形和符號3.立式容器的管口方位取決于管道布置的需要，一般劃分為操作區(qū)和(D)A加料區(qū)B觀察區(qū)C生產(chǎn)區(qū)D配管區(qū)4．化工廠廠房的平面布置最常采用的形狀是(A)A．長方形B．L形C．T形D．U形5.物質(zhì)燃燒的必要條件包括物質(zhì)本身具有可燃燒性、環(huán)境中氣體含有助燃物和(D)。A較高壓力B封閉空間C氧氣D明火6.進行可行性研究和編制設(shè)計任務(wù)書的依據(jù)是(A)A項目建議書B初步設(shè)計C工程設(shè)計D擴大初步設(shè)計7.防垢處理時，對循環(huán)水進行酸處理通常采用(B)A鹽酸B硫酸C硝酸D磷酸8.管路布置圖包括管路布置平面圖和(B)A立面圖B剖面圖C主視圖D俯視圖9.化工廠房整體布置的方式包括分離式和(C)。A階段式B并排式C集中式D連續(xù)式10.工藝管道及儀表流程圖中包括圖形，標注，圖例和(A)A標題欄B菜單欄C明細欄D簽字欄11.可行性研究中的需求預(yù)測包括國內(nèi)外需求情況預(yù)測和(B)A產(chǎn)品的質(zhì)量分析B產(chǎn)品的價格分析C產(chǎn)品的產(chǎn)量分析D產(chǎn)品的效益分析12.化工設(shè)備圖中細部結(jié)構(gòu)的表達方法包括局部放大法和(D)A斷開畫法B分段畫法C簡化畫法D夸大畫法13.生產(chǎn)工藝流程草圖的主要組成部分包括物料流程、圖例和(A)。A設(shè)備一覽表B標題欄C技術(shù)要求D文字注釋14．當采用雙層管架布置管道時，一般布置于下層的是(A)A．工藝管道B．公用工程管道C．高溫管道D．高壓管道15.化工設(shè)備圖的視圖表達方案包括選擇主視圖，確定視圖數(shù)量和(C)。A繪圖比例B輔助視圖C表達方法D設(shè)備尺寸16.確定化工設(shè)備圖視圖方案時，應(yīng)考慮到化工設(shè)備的(C)A結(jié)構(gòu)特點B圖示特點C結(jié)構(gòu)特點和圖示特點D材料特點A。A可靠的依據(jù)B必要的依據(jù)C可靠的報告D必要的報告18.通常狀況下，換熱器與其他設(shè)備之間的水平距離至少為(C)A2mB3mC1mD5m19．化工設(shè)備布置和管道布置設(shè)計的依據(jù)是(C)A．工藝流程圖B．物料流程圖C．工藝管道及儀表流程圖D．工藝流程草圖20.車間平面露天布置的基本方案是(D)A組合型布置BL形布置CT形布置D直通管廊長條布置21．中小型化工生產(chǎn)車間用電電壓通常為(C)A．110VB．220V22．設(shè)備布置圖的視圖配置包括平面圖和(A)A剖視圖B俯視圖C正視圖D左視圖23．反應(yīng)釜釜頂及管道上的儀表主要為指示、記錄和(D)A．流量表B．溫度表C．壓力表D．報警壓力表24.化工設(shè)備圖的主視圖一般采用的表達方法是(A)A全剖視B半剖視C正視D俯視25．設(shè)備布置圖的視圖的圖幅一般采用(B)A．零號圖紙B．一號圖紙C．二號圖紙D．三號圖紙26.化工生產(chǎn)中使用最廣泛的熱源是(C)A熱水B電C水蒸氣D煤27．決定整個車間基本面貌的關(guān)鍵性步驟是工藝流程設(shè)計和(B)A．管道設(shè)計B．車間布置設(shè)計C．工程設(shè)計D．化工設(shè)備設(shè)計28.車間內(nèi)部管道安裝施工的依據(jù)是(B)A工藝流程圖B管道布置圖C設(shè)備布置圖D設(shè)備裝配圖A加熱B冷卻C水質(zhì)穩(wěn)定處理D稀釋30．輔助管路系統(tǒng)圖應(yīng)表示出系統(tǒng)的(B)A．部分管路B．全部管路C．物料管路D．公用工程管路 1.化工廠廠房的輪廓在平面上以長方形最為采用。 2．一般的化工設(shè)計工作程序是以基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)提出項目建議書。 3.化工設(shè)備圖中較多的使用了局部放大圖和夸大畫法來表達細部結(jié)構(gòu)。 4.掌握國內(nèi)外化工技術(shù)經(jīng)濟的資料，僅靠設(shè)計人員自己搜集是不夠的，還應(yīng)取得技術(shù)信息部門的配合，有時還要向咨詢部門提出咨詢。 7.化工設(shè)備圖中的明細表是說明組成本張圖紙的各部件的詳細情況。8.化工廠廠房的平面布置最常采用的形狀是長方形計。 9.人工手動控制間歇反應(yīng)器的主要控制指標是反應(yīng)溫度(壓力)和反應(yīng)時間。 儀表流程圖予以補充。11.評價化工工程設(shè)計成果技術(shù)上的先進性和經(jīng)濟上的合理性是通過對該工程的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標值的分析來進行的。 12.非標準設(shè)備是化工過程中需要專門設(shè)計 13.車間布置平(剖)面圖是工藝提供給其他專業(yè)的基本設(shè)計條件。14.中小型化工生產(chǎn)車間用電電壓通常為380V。16.化工設(shè)備圖的主視圖一般采用全剖視的表達方法。 。 18.泵應(yīng)盡量靠近供料設(shè)備以保證良好的吸入條件。 19.換熱器配管前需要先確定換熱器兩端和法蘭周圍的安裝和維修空間。 22.決定整個車間基本面貌的關(guān)鍵性步驟是工藝流程設(shè)計和車間布置設(shè)計。 常添加的阻垢劑是聚磷酸鹽。 25．項目建議書是進行可行性研究和編制設(shè)計任務(wù)書的依據(jù)。26.燃燒和爆炸的危險性可以劃分為第一次危險和第二次危險兩種。 27．化工生產(chǎn)中使用最廣泛的熱源是水蒸氣。 28.中小型化工廠的設(shè)備布置，除了氣溫較低的地區(qū)外，一般都可采用室內(nèi)和露天 聯(lián)合布置方案。 30.立式容器的管口方位取決于管道布置的需要，一般劃分為操作區(qū)和配管區(qū) 31．化工設(shè)備圖的基本形體以回轉(zhuǎn)體為主。 32.化工設(shè)備圖的視圖表達方案包括選擇主視圖，確定視圖數(shù)量和表達方33．確定化工設(shè)備圖視圖方案時，應(yīng)考慮到化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和圖示特點。. 34.對循環(huán)水進行防垢處理時，通常采用硫酸對循環(huán)水進行酸處理。 35．物料衡算過程中收集的數(shù)據(jù)資料包括設(shè)計任務(wù)所規(guī)定的已知條件和與過程有關(guān)的物理化學參數(shù)。 36.管道布置圖中管道上閥門的表示方法是圖形和符號。 37．車間平面露天布置的基本方案是直通管廊長條布置。38在編寫初步設(shè)計說明書時進行的工藝計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源包括物料及熱量計算數(shù)據(jù)和主要化工數(shù)據(jù)。39．化工廠房整體布置的方式包括分離式和集中式。 40．管口方位圖應(yīng)表示出全部管口、吊耳、支腳及地腳螺栓的方位。 41．目前較大型的石油化工廠第一優(yōu)先考慮的車間布置形式是露天布置。 42.進行工藝流程設(shè)計方案比較的基本前提是保持原始信息不變。 43．管路布置圖包括管路布置平面圖和剖面圖。44.流程設(shè)計的主要任務(wù)包括確定生產(chǎn)流程和繪制工藝流程圖。 1．可行性研究是對擬建項目進行全面分析及多方面比較，對其是否應(yīng)該建設(shè)及如何建設(shè)作出論證和評圖包括一組平面剖視圖，有關(guān)尺寸及方位等內(nèi)容。地基上去。4．物料流程圖物料流程圖是在全廠總工藝流程圖基礎(chǔ)上，分別表達各車間內(nèi)部工藝物料流程的圖樣。。弱電指電訊設(shè)備、儀表儀器用電位置以及生產(chǎn)聯(lián)系的訊號。6．管段圖表示一段管道在空間的位置的圖形。表示設(shè)備上各管口以及支座等周向安裝的圖樣。8．裝配圖表示化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸、各零部件間裝配連接關(guān)系，并寫明技術(shù)要求和技術(shù)特性等技術(shù)資料的圖樣。9．采暖達到生產(chǎn)工藝及人體生理需求，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的正常運行。10．工藝流程草圖產(chǎn)流程的圖樣。11．標準設(shè)備是成批成系列生產(chǎn)的設(shè)備，可以現(xiàn)成買到。.設(shè)備布置圖是表示一個車間或工段的生產(chǎn)和輔助設(shè)備在廠房建筑內(nèi)外布置的圖樣。地基是建筑物的下面，承載建筑物重量的全部土壤。在冷卻塔中循環(huán)水由于部分水分蒸發(fā)，從而相對使水中鹽的濃度增加的想象。1)換熱器的布置原則是順應(yīng)流程和縮短管道長度，故它的位置取決于與它密切聯(lián)系的2)布置的空間受限制時，如原來設(shè)計的換熱器顯得太長，可以換成一個短粗的換熱器以適應(yīng)布置空間的要求。3)換熱器常采用成組布置，水平的換熱器可以重疊布置，串聯(lián)的相同的或大小不同的換熱器都可重疊。2．簡述選擇生產(chǎn)方法和工藝流程確定的步驟。 (1)搜集資料，調(diào)查研究。這是確定生產(chǎn)方法和選擇工藝流程的準備階段。 (2)落實設(shè)備，是完成生產(chǎn)過程的重要條件，是確定技術(shù)路線和工藝流程時必然要涉及的因素。 (3)全面對比分析各種內(nèi)容，包括幾種技術(shù)路線在國內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢，產(chǎn)的產(chǎn)生及治理情況。3．簡述設(shè)備布置圖的內(nèi)容。 (1)一組視圖，表示廠房建筑的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)備在廠房內(nèi)外的布置情況。 (2)尺寸及標注，在圖中注寫建筑物定位軸線的編號，與設(shè)備布置有關(guān)的尺寸，設(shè)備 (3)安裝方位標，指示安裝方位基準的圖標。 (4)說明與附注，對設(shè)備安裝有特殊要求的說明。 (5)設(shè)備一覽表，列表填寫設(shè)備位號、名稱等。 4．簡述泵設(shè)備的選用與設(shè)計程序。 (1)確定泵型 (2)確定選泵的流量和揚程 (3)確定泵的安裝高度 (4)確定泵的臺數(shù)和備用率按泵的操作臺數(shù) (5)校核泵的軸功率 (6)確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量 (7)選用電動機 (8)填寫選泵規(guī)格表5．簡述管道立面布置圖的畫法。 名稱和位號。. (3)用粗單實線畫出所有主物料和輔助物料管道，并標注管段編號、規(guī)格、物料代號 (4)用規(guī)定符號畫出管道上的閥門和儀表控制點，標注閥門的公稱直徑、型式、編號 (1)爆炸和燃燒的危險性可以劃分為第一次危險和第二次危險兩種。 (2)第一次危險是指系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)潛在的有發(fā)生火災(zāi)爆炸的可能的危險，在正常的情況下不會危及安全，但是當誤操作或外部偶然直接或間接的原因引起燃燒和爆炸 (3)第二次危險是指由第一次危險所引起后果，直接危害人身，設(shè)備以及構(gòu)筑物的危7．簡述施工圖設(shè)計中工藝管道及儀表流程圖包括的內(nèi)容。 (1)圖形，將各設(shè)備的簡單形狀按工藝流程次序，展示在同一平面上，配以連接的主輔管線及管件、閥門、儀表控制點符號等。 (3)圖例，代號、符號及其他標注的注明，有時還有設(shè)備位號的索引等。 (4)標題欄，注寫圖名、圖號、設(shè)計階段等。8．簡述車間布置設(shè)計的主要任務(wù)。 (1)車間布置設(shè)計的主要任務(wù)是確定整個工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間中的正確的具體位置。 (2)確定廠方或框架的結(jié)構(gòu)型式。9．簡述反應(yīng)器設(shè)計的要點。 (1)保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間。 (2)滿足反應(yīng)的熱傳遞要求。 (3)設(shè)計適當?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C構(gòu)。 (4)注意材質(zhì)選用和機械加工要求。10．簡述化工車間管道布置設(shè)計的任務(wù)。 (1)確定車間中各個設(shè)備的管口方位和與之相連接的管段的接口的位置 (3)確定各管段在空間的位置。 (4)畫出管道布置圖，表示出車間中所有管道在平面和立面的空間位置，作為管道安裝的依據(jù)。 (5)編制管道綜合材料表，包括管道，管件，閥門，型鋼等材質(zhì)，規(guī)格和數(shù)量。11．簡述工藝管道及儀表流程圖中設(shè)備標注的內(nèi)容及要求。 (1)位號，設(shè)備位號在整個車間(裝置)內(nèi)不得重復(fù)，施工圖設(shè)計與初步設(shè)計中的編 (2)名稱，設(shè)備的名稱應(yīng)該前后一致。12．簡述工程概算項目中專項費用的內(nèi)容。 (1)投資方向調(diào)節(jié)稅，有時國家在特定期間可停征此項稅費。 (2)建設(shè)期貸款利息，指銀行利用信用手段籌措資金對建設(shè)項目發(fā)放的貸款，在建設(shè)期間根據(jù)貸款年利率計算的貸款利息金額。 13．簡述塔形選擇的基本原則。 . (5)塔壓降小。 (1)適合全廠的總圖布置，與其他車間、公用工程系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)等結(jié)合成一個有機 (2)保證經(jīng)濟效益，盡量做到占地少、基建和安裝費用少、生產(chǎn)成本低。 (3)便于生產(chǎn)管理、物料運輸，操作維修要方便。 (4)生產(chǎn)要安全，并妥善解決防火、防毒、防腐、防爆等問題。 (5)要考慮將來擴建、增建和改建的余地。 (1)一個優(yōu)秀的工程設(shè)計只有在多種方案的比較重才能產(chǎn)生。進行方案比較首先要明確判據(jù)，工程上常用的判據(jù)有產(chǎn)物收率、原材料單耗、能量單耗、產(chǎn)品成本、工程投資等。 (2)進行方案比較的基本前提是保持原始信息不變。過程的操作參數(shù)等原始信息，設(shè)計者是不能變更的。設(shè)計者只能采用各種工程手段和方法，保證實現(xiàn)工藝規(guī)定的操作參數(shù)。16．簡述塔設(shè)備的布置方案。 (1)獨立布置。(2)成列布置。 (3)成組布置。(4)沿建筑物或框架布置。 (5)室內(nèi)或框架內(nèi)布置。17．簡述車間布置設(shè)計的內(nèi)容。 (1)車間廠房布置，是對整個車間各工段、各設(shè)施在車間場地范圍內(nèi)，按照它們在生產(chǎn)中和生活中所起的作用進行合理的平面和立面布置。 (2)設(shè)備布置，是根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關(guān)因素，把各種工藝設(shè)備在一定的區(qū)域內(nèi)進行排列。在設(shè)備布置中又分為初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩個階段，每一個設(shè)計階段均要求18．簡述換熱器設(shè)計時介質(zhì)流程的確定方法。 (1)腐蝕性介質(zhì)走管程，(2)毒性介質(zhì)走管程， (3)易結(jié)垢的介質(zhì)走管程，(4)壓力較高的介質(zhì)走管程， (5)溫度高的介質(zhì)走管程(6)粘度大、流量小的介質(zhì)走管程。 (7)雷諾數(shù)小的走管程。3．畫出真空泵流量調(diào)節(jié)中的真空管吸入管阻力調(diào)節(jié)示意圖4．畫出加壓塔塔頂通過冷卻水流量控制冷凝器的傳熱量方案的示意圖。節(jié)傳熱面積來控制換熱器溫度的示意圖。ff題1.利用甲烷在空氣中氧化制取二氧化碳，該過程的化學反應(yīng)方程式如下：CH(氣)4＋2O→CO(氣)＋2HO(氣)已知甲烷的轉(zhuǎn)化率為65%，氧氣完全反應(yīng)。如以100mol222進反應(yīng)器的甲烷為基準。假定反應(yīng)在足夠低的壓力下進行，氣體便可看作理想氣體。(假定空氣中含有79%的氮氣和21%的氧氣)甲烷于25oC進反應(yīng)器，空氣于25oC進反應(yīng)器，如要保持出口產(chǎn)物為150oC，需從反應(yīng)CP (N150oC)＝29.24J/P P (CO150oC)＝39.52J/(mol·oC)CP (HO150oC)＝34.00J/2,P P (CH150oC)＝39.2J/(mol·oCΔH0f (CH)4f=－74.85kJ/molΔH0f (CO)=－393..5kJ/mol22ΔH0(HO)=－241.83kJ/mol2解：以100mol進反應(yīng)器的甲烷為基準：則反應(yīng)器入口物料組成為：CH：100molO：2×100×65%=130molN：130/21×79=489mol422CH：100×(1－0.65)=35molN：489mol4222取25oC時生成各個反應(yīng)物和產(chǎn)物的各種單質(zhì)(即C、O、H)為基準，非反應(yīng)物質(zhì)N222也取25oC為基準將各個焓值計算如下。進4,f4H(CH25oC)=nΔH0進4,f4 PH(CH150oC)=H(CH150oC)=nΔH0(CH)+nCP(CH150oC)×(150-25)=(－74.85+4.9)×35= +nCP (HO150o +nCP (HO150oC)=nΔH0f22222,,,出2,f22,H(CO150oC)=nΔH0(CO)+nCP(CO150o出2,f22,需從反應(yīng)器的熱量：ΔH=1787－2447－30885－25256－(－7485)=－49326KJ2．乙苯脫氫制苯乙烯時，通常利用水蒸氣將熱量帶入反應(yīng)器中。已知某廠乙苯脫氫制.苯乙烯的過程中采用的水蒸氣與乙苯的摩爾比為.14，通入脫氫反應(yīng)器的水蒸氣和純乙苯的總量為60kmol/h，乙苯轉(zhuǎn)化率為60%，其中器出口各物料的摩爾流轉(zhuǎn)化成苯乙烯的反應(yīng)：CH→CH+H810882轉(zhuǎn)化成苯的反應(yīng)：CH→CH+CH8106624解：以每小時為計算基準。每小時通入乙苯：60×1/15=4kmol/h；參加反應(yīng)的乙苯：4×60%=2.4kmol/h；配入水蒸氣：60×14/15=56kmol/h；轉(zhuǎn)化成苯乙烯反應(yīng)掉的乙苯：2.4×80%=1.92kmol/h；3．工業(yè)上采用乙烯在空氣中直接氧化法制備環(huán)氧乙烷。在催化劑的作用下，乙烯在過量的空氣中進行氧化反應(yīng)，已知料物質(zhì)流量為1000mol/h，進料中含乙烯30%(mol)，乙烯轉(zhuǎn)化率為35%，計算反應(yīng)器出口各物料的摩爾流量。(假定空氣中含有79%的氮氣和21%的氧氣)反應(yīng)方程式如下：2CH+O→2CHO24224解：以每小時為計算基準。進料：乙烯=1000×30%=300(mol/h)；空氣=1000×70%=700(mol/h)；其中：氮氣=700×0.79=553(mol/h)；氧氣=700×0.21=147(mol/h)；轉(zhuǎn)化掉乙烯=300×35%=105(mol/h)；4.乙烯直接水合制乙醇是工業(yè)上常見的制備乙醇的方法。其主反應(yīng)是：CH＋HO242CHOH同時存在的副反應(yīng)包括：2CH＋HO25242(CH)O252nCH聚合物CH+HOCHCHO+H2424232已知進入反應(yīng)器的混合氣的組成為：CH為86%，惰性氣體為13%，H為1%；乙烯的242單程轉(zhuǎn)化率為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%)，求出反應(yīng)器的組成物的流量？(以100mol干燥氣為計算基準)解：若以100mol干燥氣為計算基準，則反應(yīng)器入口混合氣的各組分的量：242經(jīng)過反應(yīng)器轉(zhuǎn)化的乙烯86×7%=6.02mol其中生成乙醇6.02×95%=5.719mol.6.02×2%×0.5=0.0602mol的聚合物6.02×2%=0.1204mol6.02×1%=0.0602mol6.02×1%=0.0602mol1+0.0602=1.0602mol未反應(yīng)的乙烯86×(1-7%)=79.98mol性組分量5.氨氧化反應(yīng)器的能量衡算，氨氧化反應(yīng)式為：4NH(氣)＋5O(氣)→4NO(氣)＋6HO(氣)322r3此反應(yīng)在25oC、101．3kPa的反應(yīng)熱為ΔH0=－904.6KJ?，F(xiàn)有25oC的100molNH/r3和21%的氧氣)300oC時NO、O和HO的22CP(NO)＝CP(NO)＝29.50+0.8188×10-2T－0.2925×10-5T2+0.3652×10-9T3J/(mol·oC)CP (O)＝30.80J/(mol·oC)CP2P (HO)＝34.80J/(mol·oC)P2CP (N)＝29.50J/(mol·oC)2解：根據(jù)題意，由物料衡算得到反應(yīng)器出口各組分的摩爾流量。n(HO)＝100×(6/4)＝150mol/h2n(NO)＝100×(4/4)＝100mol/hn(O)＝950×0.21－100×(5/4)＝74.5mol/h2n(N)＝950×0.79＝750.5mol/h2算焓時的參考態(tài)：25oC，101.3KPa，NH(氣)，O(氣)，NO(氣)，HO(氣)。因322此進口的兩股物料的焓均為零。計算出口物料的焓：222H(HO)＝n(HO)CP(HO222H(NO)＝n(NO)CP(NO)×(300-25)＝(29.50+0.8188×10-2T－0.2925×10-5T2+0.3652×10-9T3)×(300-25)222H(O)=n(O)CP(O222222H(N)=n(N)CP(N222r反應(yīng)放熱ΔH0=100×(－904.6)/4=－22615KJ/hr所以，過程的ΔH=－22615＋1435.5＋845.2＋631＋6088=－13615.3KJ/h6.甲烷在連續(xù)式反應(yīng)器中用空氣氧化生產(chǎn)甲醛，甲烷的轉(zhuǎn)化率為40%，氧氣完全反應(yīng)。CH(氣)＋O→HCHO(氣)＋HO(氣)，以100mol進反應(yīng)器的甲烷為基準。假定反應(yīng)422在足夠低的壓力下進行，氣體便可看作理想氣體。甲烷于.25oC進反應(yīng)器．空氣于25oC進反應(yīng)器，如要保持出口產(chǎn)物為150oC，需從反應(yīng)器取走多少熱量？(假定空氣中含有79%的氮氣和21%的氧氣)P2,P,C(HO150oC)＝34.00J/(mol·oC)C(CH150oC)＝39.2J/(P2,P,C(HO150oC)＝34.00J/(mol·oC)C(CH150oC)＝39.2J/(mol·oC)P