化工设计期末考试试卷A答案

1、20092010（共 20 分）由一个液液非均相反应生产高纯度的产品 C，反应式为 ABC（其反应速度 化工设计(A卷共 4页）r CC2 ，同时伴随着副反应C（rC2来的原料A 为液相（考试时间：2010 年 1 月 19 日 考试地点:西阶101)ABAC原料，其中含有少量D E.B 也为液相，为纯组份且价格较贵.A、D、B、C、E 五种组分的相题号一二三四五成果核分人签字对挥发度由小到大（D、B 之间相对挥发度相差更明显。A 原料的价格较廉价,C 与E 之间能形成难得分分别的共沸物.试进行这个过程的流程组（连续操作流程要求考虑反应的形式）,写出简要说明， 并画出流程框架草图.一、(205

2、4）1、简述化工工艺设计的内容及步骤。依据设计任务书进行流程组织流程的物料及能量衡算设备设计及选型带把握点的解：BBEADE精馏混合器塔A工艺仪表管道流程图车间平面立面布置及配管图设计工程概算及工程技术经济评价工艺D设计说明书C2、简述化工产品成本由哪些部分构成。化工产品销售成本主要由以下部分组成:主要原材料费用,帮助原材料费用，燃料及动力费用，人工费，专利或技术费用，折旧及大修基金，副产品收入，车间经费,企业管理费,销售费用.3、简述我国现行的化工基建程序.项目建议书达设计任务书设计阶段（包括基础设计、扩初设计、施工图设计）施工建设期工程试投产运行项目正式投产混合器A、D分流器A、DB、C精

3、馏塔馏精馏塔A、D4、说明流程组织时选择化学反应途径应当考虑的一些主要因素.应当考虑的主要因素有：反应步骤的长短；副反应的数量；反应的条件苛刻与否;反应原料的成本;反应的速度及转化率；反应产物是否简洁分别；等等。5、简述化工项目试生产的步骤。清理工程现场清洗设备及管道设备单体以水代料试车流程以水代料联动试车投入真实物料试生产1、为了保证C 产品的纯度,减轻反应结束后后续分别的压力,应当在原料预备阶段先将易与C 形成共沸物的E先从原料A 中分别去除;2、从反应的角度动身，应当选择多釜串联的釜式反应非均相反应，而且为了削减副反应应当削减A 原料的返混，所以A 原料应当接受多釜滴加的方式；3、原料B

4、 较贵，应当将其与C 分别后全部返回使用；4、要求生产高纯C 产品，C 组份应当从精馏塔塔顶馏出；5、D 与A 可以不分,通过分流器少量放空（A，D）混合物。（共 20 分）下表列出了冷、热各两股流的起始温度和目标温度，并给出了其焓变及热容流率。步骤（给出最终结果得4 分从步骤4 得到窄点温度、QCminQHmin假设最小传热温差，Tmin要求为 20。依据热交换网络窄点(Pinch）原理，请用问题列表算法（The150（140,160；problem table algorithm)列出具体计算步骤：外界最小输入冷量QCmin14。0MW;1、计算出窄点.(10 分）Cmin2(Q）Hmi。

5、(10分)Cmin外界最小输入热量QHmin 11.5MW。（共15 分）有一个化工项目，项目总投资共3800 万元人民币（全部靠银行贷款，共1 期，其次年开头，连续11 3700 万元人民币,2800 万元流股1流股1类型冷T（)20T ()180H（MW）32。0CP(MW）0。2人民币，设该项目全部税种免税(不计各种税收).项目共 12 年寿命期，终了时无任何残值,按年复利计算。其各年现金流量表猜测如下（单位：万元人民币：2冷14023027.00。3年度(年）123。 .123热2008030。00.25总投资38004热2504031.50.15总销售收入37003700。3700解

6、：总销售成本28002800。28001:依据T，划分温度区间（列出此步得 分441、令年折现率为8%试计算该项目的净现值NP10分）2、试计算该项目能担当的最大银行贷款年利率。(5 分）流股（）T1冷T1冷20180301902冷1402301502403热20080190704热2504024030To()（)TS)T（）TTT解:1、以项目开头建设为基准时刻，则该项目全寿命期内NPV 为：项目建成后每年受益为:37002800900 万元2：计算各区间热容流率差及焓变（4 分）NPV900/1。08900/1。082900/1。083.900/1。08113800温度间隔流股安排TCPC

7、4CPH （MW）8时，其净现值NPV2625。1 万元（7 3 分）240190150703050340280401H01501-0。20。057。541622.设能担当的最大年利x；则:NPV(x）0900/(1x)900/（1x）2900/（1x)3900/（1x）1138000试差解得:x0.20653：构造假想最节能热阶流图（4 分）2407。51904150167023007。511。54。52。5步骤4：构造可行的最节能热阶流图（列出此步得4 分） 2407。51904150167023011。54。001614（3 2 分)（共 25 分）乙醛可通过乙烯在银催化剂作用下部分氧化

8、制取,但通常伴随着一个副反应（乙烯的完全氧化反应:反应器吸取塔混合器提取塔分流器过程整体OB流股变量总数913985反应器吸取塔混合器提取塔分流器过程整体OB流股变量总数9139852510单元变量数2000022MB 方程数66331196已知流股变量数1122042已知单元变量数2000020已知附加式数0000110原自由度+2+6+4+3+3+1+4计算基准最终自由度1+1+61+3+3+310+4C2H4 3O22CO2 2H2O（副反应）设计已知：1、乙烯在反应器内单程转化率为20;2、反应器内乙烯生成乙醛的单程选择性率为80;320通过分流器放空；4、分流器只牵涉到三种组份，提取

9、塔也只牵涉到三种组份，除反应器外，其它单元设备内无化学反应。图中组成为摩尔分率.设计出的流程示意图如下所示。要求:1、试作该过程的自由度分析（15 分）.2、求解吸取塔吸取液流出流股（8 号流股)的组成（10 分).65分流器解：MB 计算时的自由度分析表C2H4O22N21:设反应器进料流股流100mol/h.完成以上自由度分析表。吸取塔2、F3100mol/h；7先求解反器的 MB:9 分摩尔流量1000.1010mol/h20C2H410202mol/h8H O1.00因其在反应器中生成CH3CHO80,则单程反应生成CH3CHO消1C H1.00混合器3C H0.104反应器2C2H4O0.04C2H42801.6mol/h CH3CHO1.6mol/h242411 CO2（21。6）20.8mol/h4 H2O（21.6）20.8mol/h2C2H4O0.25 N2，O2 分流量无全解.COMB：