化工設計概論

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上中國石油大學（北京）遠程教育學院期 末 考 試化工設計概論學習中心： 姓名： 學號：關于課程考試違規(guī)作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內容（包括抄襲網上、書籍、報刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標記，不符合學院要求或學生本人情況，或存在查明出處的內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行作答或提交內容與該課程要求完全不相干者，認定為“白卷”或“錯卷”，成績?yōu)椤?”。一、題型分基礎題（90分）和計算題（10分）（1）基礎題分為概念題、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）計算題，1題，10分，共10分。二、基礎題（90分）1、概念題（給出下面概念和術語的定義，8題，每題5分，共40分） 傳質分離過程答：一類以質量傳遞為主要理論基礎、用于各種均相混合物分離的單元操作。按物理化學原理，工業(yè)常用的傳質分離操作可分為平衡分離過程和速率分離過程兩大類。 最終反應答：最終反應是化學反應的過程特征。 反應器答：設反應器是一種實現(xiàn)反應過程的設備，廣泛應用于化工，煉油，冶金等領域。反應器用于實現(xiàn)液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。 設備費用估算法答：設

3、備費用估算法主要有指數法、單價法 和比率法。一般事先做好計劃，然后嚴格按預算執(zhí)行，如果有超出，則需要特別的流程進行審批。 工藝流程示意圖答：工藝流程圖是指用于示意反應過程或化學加工的示意圖，在分析產品、人員的運動中，工藝流程圖對一步步的順序提供了有價值的圖解。美國工業(yè)工程標準詞匯作了以下定義：“工藝流程圖是用圖表符號形式，表達產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量、移動距離、所做工作的類別以及所用的設備，也可以包括工時”。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來代表生產實際中的各種活動和動作，用圖形符號表明工藝流程所使用的機械設備及其相

4、互聯(lián)系的系統(tǒng)圖。 概念設計答：概念設計是由分析用戶需求到生成概念產品的一系列有序的、可組織的、有目標的設計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到具體的不斷進化的過程。概念設計即是利用設計概念并以其為主線貫穿全部設計過程的設計方法。概念設計是完整而全面的設計過程，它通過設計概念將設計者繁復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設計。 間歇反應器答：間歇反應器是一種間歇的按批量進行反應的化學反應器，液體物料在反應器內完全混合而無流量進出。例如：水處理過程中，帶有攪拌設備的按批量處理不連續(xù)運行的小水量處理池。 散式流態(tài)化答：若固體顆粒層用液體來進行流態(tài)化，流速增大時，床層從開始

5、膨脹直到水力輸送的過程中，床內顆粒的擾動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，如錯誤，寫出正確的敘述。10題，每題2分，共20分） 化工設計的是對化工過程某個單元所作的設計。答：錯，化工設計是根據一個化學反應或過程設計出一個生產流程，并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經濟可行性，再根據工藝流程以及條件選擇合適的生產設備、管道及儀表等，進行合理的工廠布局設計以滿足生產的需要，最終使工廠建成投產，這種設計的全過程稱為“化工設計”。 反應路線是指由反應原料到產品的各步反應按順序構成的整體。答：對 夾點之下不應設置任何公用工程冷

6、卻器。答：對 傳遞相同熱量時減少功損耗的措施是應盡可能實現(xiàn)高溫傳熱。答：對 化工過程就是化學反應的過程。答：錯，化工過程是研究化學工業(yè)和其它過程工業(yè)生產中所進行的化學過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學科。過程設備必須滿足過程的要求?；瘜W工程包括單元操作、化工熱力學、化工系統(tǒng)工程、過程動態(tài)學及化學過程控制等方面。 管道設計時熱膨脹和熱補償影響無需考慮。答：對 固定床反應器是指所用固體催化劑固定于反應器中的一類反應器。答：對 對于小直徑、高度大的塔應采用單排布置。答：錯，直徑較小的塔常安裝在室內或框架中，平臺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 只有經濟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）在進行工藝過程設計時，其設計的程序是什么？答：在進行工藝過程設計時，其設計的程序有4個重要步驟，（1）搜集和評價資料、新方法（2）計算、整理關鍵數據（3）確定設計基礎（4）過程的整合和優(yōu)化（2）對存在化學反應的系統(tǒng)進行物料衡算時，有幾種方法？分別是什么？答：對存在化學反應的系統(tǒng)進行物料衡算時，基本上有4種方法，分別是直接計算法，反應速率衡算法，元素平衡法，節(jié)點衡算法。（3）什么是分離過程？有何特征？ 答： 分離過程是指將混合物轉變?yōu)榻M成互不相同的兩種或幾種產品的操作。其特征是要有

8、混合物原料、以及分離劑和分離設施。（4）夾點的定義和夾點的特征？答：在溫-焓圖上通過冷、熱復合曲線的平移，首次出現(xiàn)的相交點，就叫夾點。夾點的特征是在夾點處，傳熱溫差為零，傳熱面積無限大，系統(tǒng)內部換熱達到最大。（5）在塔頂為什么要設置放空口？答：一、一般對于裝載液化氣的設備都會設置放空口的，避免由于外界氣溫影響或者移動過程中超壓。二、防止塔在操作使用過程當中壓力過高可以當做泄壓口。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、涉及危險化學品眾多，物料的潛在危險性2、工藝過程復雜、工藝條件苛刻3、生產規(guī)模大型化、生產過程連續(xù)

9、性4、生產過程自動化程度高5事故應急救援難度大三、計算題（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(組成均為質量分數)。若要求乙醇生產量為3000 kg/h，繪制流程簡圖，并計算精餾中所需的苯量、料液混合物進料量。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對上述四個物料平衡方程，任選出3個組成一次方程式，并進行求解方程式，得：F1=3280kg/hF2=840kg/hF3=1120kg/h答：所需的苯量為840kg/h，料液混合物進料量為3280kg/h四、答題要求1. 基礎題作答過程中，要