化工设计练习题

1、化工设计 练习题、 基本概念题 ：1、新技术开发过程中的设计：包括概念设计、可行性分析、工艺包设计、基础设计。2、工程设计的两个阶段：初步设计阶段（或基础工程设计）和施工图设计阶段（或详细工程设计阶段）。3、工程设计单位的资质：分为甲级、乙级、丙级。4、甲级、乙级设计单位可以承担的工程规模：甲级设计资质不受规模和国内地域的限制；乙级设计 单位只能承担中、小型规模的工程设计，但不受国内地域的限制。5、化工基本建设阶段分为三个时期：投资决策前时期、投资期和生产时期。6、项目建议书和可行性研究阶段属于化工基本建设的那个时期？答：属于投资决策前时期。7、化工工艺设计的主要内容包括 9 个方面；8、工艺

2、流程设计的两大任务：（1）确定工艺流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式；（2）在工艺流程设计的不同阶段绘制不同的工艺流程图。9、五种工艺流程图的名称：10、请问工艺物料流程图和带控制点的工艺流程图属于工程设计的那个阶段？管道仪表流程图属于工 程设计的那个阶段 ?11、精馏塔按塔内件的结构分为哪两种塔型：板式塔和填料塔。12、管壳式换热器主要有哪三种类型其名称分别为什么？13、柱塞泵的出口管线上通常设置安全阀，为什么？14、化工厂布置设计的主要内容：总图竖向布置、车间厂房布置和设备布置三部分内容。15、化工管道布置设计的任务和内容；16、化工管道跨过一般公路、铁路、厂区主要交通干线时其最低

3、高度要求分别为多少？17、非工艺专业设计主要包括哪些专业设计？土建设计、电气设计、自控设计、设备设计、给排水设 计、采暖通风设计。18、加压蒸馏、真空蒸馏通常选何种塔型？工业上使用的板式精馏塔的板间距通常为多少毫米？19、化工厂常用的热载体有导热油、水蒸气、熔盐，请问将化工物料加热到120左右选用什么热载体加热更合适？将化工物料加热到260左右选用什么热载体加热更合适？将化工物料加热到350左右选用什么热载体加热更合适？20、化工厂常用的冷载体有循环冷却水、含氯化钠或氯化钙的冷冻盐水，请问将化工物料冷到 45左右选用什么冷载体更合适？将化工物料冷到-30选用什么冷载体更合适？将化工物料冷到-8

4、选化工设计 练习题用什么冷载体更合适？21、现用减压精馏塔分离热敏性物料，经计算塔径不大于600mm。请问在塔型选择时，是选择板式塔还是选填料塔？22、请说出管道号 PL412-50 、PG222-100、设备位号 R210、T104、控制回路中及设PL312备和管道标注、 PL312 各部分表示的含义；EL6.00023、管道布置图有哪些视图组成？设备布置图有哪些视图组成？24、管道布置图中建筑物、设备的轮廓线、管线和尺寸线的线型有何要求？ 设备布置图中建筑物、设备的轮廓线和尺寸线的线型有何要求？二、工艺流程类型题 ：POS10.0001、请说明图 1、 2精馏塔的控制原理；精馏塔有几个控制

5、回路，分别加以说明；例如： 如图 1、2所示为两种不同的精馏塔控制方案。现有A,B,C,D 四种组分的有机混合物且 D组分最重，拟从精馏塔底获得纯产品 D，已知精馏塔的灵敏板位置，根据设计要求回答如下问题：1）从图 1、 2 中选择一精馏塔的控制流程，并说明理由； （ 2）分别说出图 1、 2 精馏塔的控制回路名称； （3） 如果图 2 所示为常压塔、过冷回流，请补充完善塔顶部分的控制流程图。图 1. 精馏塔控制方案图 2. 精馏塔控制方案2、请说出图 3、 4表示的温度控制方案，其中 1 号管线为冷流体、 2号管线为热流体。第 2 页共 8 页化工设计 练习题图 3. 蒸汽预热器控制流程图

6、4. 换热器控制流程3、请说出图 5、6 表示的温度控制方案；图 5. 釜温控制流程4、现有一放热催化反应， 采用绝热固定床反应器 （高: 径=5:1 ），已知反应器原料入口温度控制在 95 左右，反应器出口温度 230，拟用反应器出口物流预热常温下的原料（换热过程中无相变；反应器进出 口物料的热容变化不大） 。请根据工艺要求设计一换热流程，绘出带控制点的工艺流程示意图；5、天然气蒸汽转化制取高纯氢工艺，共有如下单元组成：原料加氢- 氧化锌脱硫、一段转化炉、二段转化炉（纯氧进料） 、一氧化碳中温变换 - 串联低温变换、变压吸附脱碳。请根据此描述，用方块流程图表 示出该流程。三、工艺计算类1、某

7、炼油厂常减压蒸馏装置的初馏塔底拔头油用油泵抽出，经常压炉加热后进入常压蒸馏塔。已知输送温度 225、相应的饱和蒸汽压为 0.15MPa ，初馏塔底液面的绝对压力 0.15 MPa，泵吸入管路损失 0.5m， 允许气蚀余量 5.8m，初馏塔底最低液面在泵的入口中心线之上6m， 请问此泵能否正常工作？2、将含有 69%（质量分数， 下同）H2SO4的硝化废液与 93%的工业硫酸、 97%的 HNO 3混合生产混酸， 混酸组成为 H2SO4 46%、HNO 3 46%、H2O 8%，各溶液的另一组分为水。产量2000kg/h 。求：（1）绘制工艺流程示意图；（2）硝化废液、工业硫酸、工业硝酸的量；3

8、、采用两台串联的蒸发器浓缩 NaOH 溶液。蒸发器的总处理能力为 2000kg/h ，进入第一蒸发器的 NaOH第 3 页共 8 页化工设计 练习题溶液浓度为 12%（质量分数，下同） ，浓缩到 20%后输送到第二蒸发器，进一步浓缩成50%溶液后排出系统。求：（1）绘制工艺流程示意图；（2）每台蒸发器的蒸发水分量及从第二蒸发器送出的溶液流量。4 、现有一精馏塔分离苯 - 甲苯混合物，进料量 3000kg/h ，其中苯含量为 65%（质量分数，下同） 。塔 顶、塔底中苯含量分别为 0.97 、0.06 。求：绘制工艺流程示意图；塔顶和塔底馏出物的流量和组成。5、一搅拌槽中原盛有 10%（质量 %

9、，下同 ）的盐水 1200kg。今以 100kg/min 的质量流率向槽中加入纯水， 同时以 60kg/min 的质量流率由槽中排出混合后的溶液。设搅拌均匀，求：槽中溶液浓度降至3%时所用时间。（得数保留 3 位有效数字）6、银催化乙烯合成环氧乙烷的过程：1主反应： C2H 4+ O2 C2H4O2副反应： C2H 4+3O2 2CO2 2H2O进入反应器的混合气温度为 210，流量 2000kmol/h ，组成： C2H4 10%， O219%， N2 71%，乙烯转化率25%，反应的选择性 80%，反应器出口温度 250，主、副反应的反应热分别为： H 0523 = - 1.05 105

10、kJ/kmol 、H 0523= - 1.32 106 kJ/kmol ，热损失为反应放热的 5%。求：1）反应器出口物料中各组分的摩尔分数；2）反应过程中需要移出的热量；（计算结果保留 3 位有效数字）有关气体的（ 210250）平均恒压热容数据为：组分C2H4O2CO2N2水蒸气C2H4OCP ( kJ/kmol.K )66.931.645.630.235.4103.87、甲醉氧化生产甲醛在列管式固定床催化反应器中进行，原料气是甲酵与空气的混合气体，混合气中空气与甲醉的摩尔比为 13.28： 1， 100 kmol/h 原料气预热到 210后进入列管式固定床催化反应器的管 内在催化剂作用下

11、发生的反应及相应的反应热为：10主反应CH3OHO2 HCHO + H2OH 0298 = - 156.6 KJ/mol甲醇；2副反应CH3OHO2CO+ 2H 2OH 298 = - 393.1 KJ/mol甲醇；化工设计 练习题30CH3OHO2 CO2+ 2H2OH 0298= - 675.7 KJ/mol甲醇2已知甲醇的转化率为 100，甲醛的收率为 88.9，其余进行副反应 （2）和（3），副反应 （2）和 （3）按 3:1（mol 比 ）消耗甲醇， 反应器列管管间用道生作为热载体， 道生在管间气化吸收反应放出的热， 使反应温度大致维 持在 300左右，反应后的混合气体离开反应器的温

12、度 300，反应器的热损失是反应器向外界放出的总 热量的 5。已知各有关气体物质的平均热容数据如下，表中热容的单位是 kJ （kmol K）。道生的比热容为 3.477KJ（Kg K），道生进入反应器的温度为 180，于 290气化，在 290下的 汽化热为 269.9 KJ/kg ，试作反应器的热衡算，求道生循环量。8、如图 7 所示为平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺过程，产品的生产能力为12500kg/h。已知：氯化过程反应方程式： C2H4 Cl 2 C2H 4 Cl2 ，基于乙烯的二氯乙烷产率为 0.98；1氧氯化过程反应方程式： C2H4 2HCl+ 2O2 C2H4Cl2 H2O ，基

13、于乙烯的二氯乙烷产率为0.95，基于氯化氢为 0.9；二氯乙烷裂解过程反应方程式： C2H4Cl2 C2H 4Cl HCl ，基于二氯乙烷的氯乙烯产率 0.99，氯化氢的 产率为 0.99。（分子量：二氯乙烷 =99.0，氯化氢 =36.5 ，氯乙烯 =62.5） 求：（ 1）进入各反应器的乙烯摩尔流率；2）进入裂解反应单元的二氯乙烷摩尔流率（暂不考虑二氯乙烷的循环量）3）氯化氢的循环流率； （4）产品氯乙烯的总产率。图 7. 平衡氧氯化法生产氯乙烯流程示意图第 5 页共 8 页化工设计 练习题四、如图 8 所示为某化工装置的设备布置图，请阅读此图并回答如下问题：（1）写出地面生根设备的名称和

14、设备位号；（2）在 5.00 米、 15.00 米标高的平台上各放置什么设备，写出名称和位号；（ 3）精馏塔（ T-101）的设备净高为多少米，精馏塔的定位尺寸？（4）该装置的占地面积为多少平方米？（ 5）冷凝器（ H-102 ）的设备标高，原料贮罐（ R-101）的基础标高各为多少米？（ 6）再沸器（ H-103 ）的定位尺寸；（7）控制室的建筑面积为多少平方米？（8）请问该装置哪几层为封闭式？哪几层为半封闭式？五、如图 9 所示为某化工设备的管道布置图，请阅读此图并回答如下问题：（ 1）该图所示的 EL100.000 平面上有几台设备；（ 2）说出 PL1233-50 管道上的管道支架位号和标高；（3）PL