化工过程开发与设计作业答案解析

化工过程开发与设计作业名字：韦良优 班级：应化12班 学号1.化工过程开发步骤有哪些？具体是什么？答：1.实验室研究力学参数，筛选分析方法和研制催化剂等。优化工艺条件。所需要的原料、产品、能源、市场、交通、环保、地理环境等多种信息。概念设计（预设计究的建议发工作进行决策。技术经济评价贯穿于开发过程的始终。初步评价（立题评价）：是在选题或确定开发项目时决定取舍所进行的评价。中间评价：是在开发过程中，对开发研究的各个阶段结果作出评价，通常侧重于技术方案的科学性和可靠性，以及在经济上的合理性。最终评价（工业化评价或项目评估）：是在技术开发工作后期进行的评价。目的是为项目评价结论肯定，即可投资进行建设。验室规模大并且具有工业设备的仿真性质。主要研究内容：考察各种工程因素对过程的作用及其规律，观察放大效应和分析、寻找产生放大效应的原因。中试（中间试验工厂次较大规模的对开发的技术方案作较全面的试验考察。其结果可作为基础设计的依据。案及生产装置所进行的原则设计。内容：生产装置说明、工艺流程及流程叙述、物料衡算及能量衡算、设备型式和规格明细表、“三废”排放及治理、检测方法和检测仪表等详细设计内容。过程设计（施工图设计）：是依据基础设计编制的，用于指导过程实施的最终技术文件。进行调试、开车和试生产。2.化工过程开发有几种方法？具体都是哪些？答：一、逐级经验放大法：逐级经验放大法是运用物质模型从实验室规模的小试开始，经过的依据主要是前一级试验所取得的研究结果和数据，故为经验性质的放大。设备选型：设备选型通常都以小试验的方式进行。因为过程开发初期技术方案尚未确定，构变量试验。模型与实际过程等效，就可以用来进行放大设计计算。1.描述过程，又要简单而便于应用。2、研究方法：根据建立数学模型的思想方法，以化学反应过程开发为例，数学模拟法可以按以下研究步骤进行。1）实验室研究化学反应特征：实验室研究化学反应特征的主要任务是测定反应热力学和动从过程内在规律上去揭示过程运行的实质。因此应尽可能排除外界因素对于过程内在规律的干扰，试验装置并不一定要求与生产装置相似，但对于试验测定的精度要求较高。化工过程系统工程的基本任务和内容是什么？答：化工过程系统工程的基本内容：从化工系统的整体目标出发，根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系，确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。任务：把系统工程的思想、方法用于解决化工过程系统的设计、开发、操作、控制等问题。在一定的限制条件下，根据输入及输出要求，寻求整体性能最优的过程系统。什么是化工过程？主要包括哪些过程？答：化工过程是以天然物料为原料，经过物理或化学加工制成产品的过程。包括：原料制备、化学反应、产品分离等过程。还有化学反应过程、催化反应过程、热裂解反应过程、电解质溶液离子反应过程、生物化学反应过程、换热过程、分离过程。化工过程系统工程的基本内容是什么？基本内容的特性及其相互关系，确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。什么是化工过程的系统模拟？能解决哪些问题？如何建立一个模拟系统？答：系统的模拟：如果一个生产系统AB，其操作特性与系统AA而，为了预知系统ABA。也就是说，利用一个更为BABABA同，则这种模拟称为“物理模拟”（又称相似模拟）。什么是化工过程的系统分析？能解决哪些问题？答：对于系统结构及其中子系统均已给定的现有系统进行分析，即建立各子系统的数学模型，按照给定的系统结构进行整个系统的数学模拟，预测在不同条件下系统的特性和行为，借以发现其薄弱环节并加以改进。主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数。分析的目的：使所选方案在技术上先进、可行，在经济上优越、合理。什么是化工过程的系统合成？能解决哪些问题？进行最优组合。寻优方法：模拟退火法、进化算法、遗传算法等。化工过程的系统合成主要包括哪些过程？应路径是反应路径合成的任务。始温度达到指定温度的换热网络。要求产品的过程，并使费用最小。率数据，确定一个反应器的最优结构和操作条件，以使在给定的产率下总生产成本最小。全流程的合成：寻求把给定原料转变成所要求产品的最经济、合理的流程结构。统总费用最小。应、分离、换热和公用工程一同考虑，综合利用能量。什么是CIMSCIPS？答：（1）、CIMSIntegratedManufacturingSystem)计算机集成制造系统：通CIMS。（2）、ComputerIntegratedProcessSystemCIPS业系统。间歇过程的设计与操作优化能解决哪些问题？答：间歇过程在化工生产中的重要地位：小批量、精细化工产品；单产品、多产品、多目的。研究内容：减小操作循环周期，提高生产率；提高各批量生产的重复性以提高产品质量；合理利用原料、能源和设备以降低成本；提高适应性以应付产品规格及原料配方等的变化。答：：进行化工车间管道布置时应注意哪些问题？应将放空管引至指定地点或高过屋面2m和并列管线的上方或内侧。③管道铺设时应有一定的坡度，坡度方向一般是沿物流的方向，坡度一般为1/1005/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右，含固体的物料管道可取1/100②支管多的管道应布置在并行管线的外侧，引出支管时，气体管道应从上方引出，液体管道应从下方引出，管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。③管道应尽量沿墙面（截止阀、闸阀）1.2-1.6m2.2m1.4-1.6m安全生产:①架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检修。管道跨6m；通过厂区主要交通干线时离地5m。②直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护。③为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，易燃、易爆介质的管道应采取接地措施，以保证安全生产。④长距离输送蒸汽或其他热物料的管道，应考虑热补偿问题，如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。⑤玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹，避免管道破裂时溅出液体，发生意外。⑥为了避免发生电化学腐蚀，不锈钢管道不宜与碳钢管道直接接触，要采用胶垫隔离等措施。其他因素：①管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。②距离较近的两设备间的连接管45o或90o非工艺管道的布置。管道在管架上的平面布置原则？答：（1）较重的管道布置在靠近支柱处（2）连接管道布置在设备同侧的外边（3）工艺管道置于下层（4）切断阀应布置成一排（5）高温或低温的管道要用管托（6）支架间的距离要适当。管道布置图的绘制应注意哪些问题？答：（一）比例、图幅及分区原则1:50和1:20或1:25的比例。图幅：一般用1号或2号图纸，有时也用0号图纸。分区原则：由于车间（装置）范围比较大，为了清楚表达各工段管道布置情况，需要分墙或柱的定位轴全车间的管道（二其他视图为辅。对多层建筑，应分层绘制管道平面布置图。若平面图上还有局部平面和操作平台，则应单独绘制局部管线的平面布置图。②用细实线画出所有设备的简单外形和所有管口，加注设备位号和名称。③用粗单实线画出所有工艺物料管道和辅段编号、规格、物料代号及其流向箭头。④用规定的符号或代号在要求的部位画出管件、管架、阀门和仪表控制点。⑤标注厂房定位轴线的分尺寸。②用细实线按比例画出设备简单外形及所有管口，并标注设备名称和位号。③用粗单实线画出所有工艺物料管道和辅助物料管道平面图，在管道上方或左方标注管段编号、规格、物料代号及其流向箭头。④用规定的符号或代号在要求的部位画出管件、管架、阀门和仪表控制点。⑤标注厂房定位轴线的分尺寸和总尺寸，设备的定位尺寸，管道定位尺寸和标高。写出石油的加工的主要途径和产品？答： 石油的加工的主要途径和产写出化工生产过程及流程？制三大步骤。产品的数量和质量有重要影响，是化学工艺学研究的重点内容。化学反应类型繁多，若按反应特性分，有氧化、还原、加氢、脱氧、歧化、异构化、烷基化、脱基化、分解、水解、水合、偶合、聚合、缩合、酯化、磺化、硝化、卤化、重氮化等众多反应；若按反应体系中物料的相态分，有均相反应和非均相反应（多相反应）；若根据是否使用催化剂来分，有催化反应和非催化反应。实现化学反应过程的设备称为反应器。工业反应器的类型众多，不同反应过程，所用的反应器形式不同。反应器若按结构特点分；有管式反应器（装填催化剂，也可是空管）、床式反应器（装填催化剂，有固定床、移动床、流化床及沸腾床等）、釜式反应器和塔式反应器等；若按操作方式分，有间歇式、连续式和半连续式三种；若按换热状况分，有等温反应器、绝热反应器和变温反应器，换热方式有间接换热式和直接换热式。分离出来的副产物和“三废’也应加以利用或处理。二、化工生产工艺流程1工艺流程和流程：原料需要经过包括物质和能量转换的一系列加工，方能转变成所需产品实施这些转换需要（。工方法不同，在流程上也有区别。写出设备工艺设计的主要工作和方法？数；4．确定标准设备的型号和台数；5．确定标准图的图号和型号；6．非标设备，向(机械设计)专业提设计条件；7．汇总列出设备一览表。8.同设备专业设计人员进行图纸会签。车间的组成？答：生产设施，生产辅助设施，生活行政设施等。设备布置设计的原则或应考虑的几个方面？答：设备布置因生产规模、设备特点、工艺操作要求等不同有：室内布置、室内和露天联合布置、露天化布置1体原料贮罐、成品贮罐、气柜等。B、由大气调节温度的设备，如空冷器、凉水塔等。2传动设备。B、装有精度很高仪表的设备等。一、主导风向对设备布置的要求二、生产工艺对设备布置的要求（流程通畅，生产连续正常）①在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性；②凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起；③设备布置时除了要考虑设备本身所占的地位外必须有足够的操作、通行及检修需要的位置；三、安全、卫生和防腐对设备布置的要求：车间内建筑物、构筑物、设备的防火间距一定要达到工厂防火规定的要。有爆炸危险的设备最好露天布置，室内布置要加强通风，防止易燃易爆物质聚集，将有压和消防，并有防爆设施，如防爆墙等。下室，而且设备周围要设有防腐围堤。措施。三、安全、卫生和防腐对设备布置的要求：较安全而又间歇操作和操作频繁的设备一般可以布置在室内。免靠窗布置，以免影响采光。要最有效地利用自然对流通风，车间南北向不宜隔断。放热量大，有毒害性气体或粉尘四、操作条件对设备布置的要求：装置布置应该为操作人员创造一个良好的操作条件：1、操作和检修通道；2、合理的设备间距和净空高度（见图5.4)；3、必要的平台，楼梯和安全出入；4、尽可能地减少对操作人员的污染和噪音；5、控制室应位于主要操作区附近。五、设备安装、检修对设备布置的要求：①要根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。②要考虑设备能顺利进出车间，大门宽度比最大设备宽0.5m③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔④必须考虑设备检修拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备，运送场地及予装吊钩等。六、厂房建筑对设备布置的要求：①凡是笨重设