2012化工設(shè)計復(fù)習(xí)題2

1、2012化工設(shè)計復(fù)習(xí)題第一章 化工設(shè)計的內(nèi)容與程序1化工設(shè)計的種類有哪些？2請畫出化工廠設(shè)計的工作程序示意圖。3可行性研究報告包含哪些內(nèi)容？4設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容主要包括哪些內(nèi)容？5. 在化工設(shè)計中，廠址選擇分幾個階段？各個階段的目的是什么？6. 化工廠總圖布置中主要滿足那幾個方面的要求？7. 在化工設(shè)計的安全防火中，自燃點和閃點是什么意思？8. 在化工設(shè)計的防火防爆措施中，對易燃易爆車間，應(yīng)如何設(shè)計？9. 在化工設(shè)計的防毒與環(huán)境保護方面應(yīng)如何考慮？10.在化工的排水設(shè)計中，污水水源分幾類？設(shè)計中如何排除？11.化工廠車間設(shè)計中，如何對有毒氣產(chǎn)生的車間進行設(shè)計？12.化工設(shè)計中原料路線選擇的原則是

2、什么？13.化工設(shè)計中工藝路線選擇的原則是什么？14.化工設(shè)計中產(chǎn)品成本的構(gòu)成是什么？15.什么是折舊？其內(nèi)容是指？16.化工廠初步設(shè)計時所涉及的環(huán)境影響報告書，其主要內(nèi)容是指？第二章 工藝流程設(shè)計1工藝流程設(shè)計的任務(wù)包括哪些內(nèi)容？其設(shè)計步驟是什么？2.工藝流程設(shè)計的方法是什么？3.對工藝流程設(shè)計主要考慮的問題予以簡述？4.在工藝設(shè)計中哪些流程圖會編入設(shè)計文件？5.在工藝流程圖中，設(shè)備位號如何編寫？6.物料流程圖的作用、構(gòu)成內(nèi)容是什么？在該圖繪制中對設(shè)備的畫法有何要求？該圖中最關(guān)鍵的內(nèi)容是什么？7帶控制點的工藝流程圖屬于那個階段的成品？包括哪些內(nèi)容？8.管道儀表流程圖有哪些版式？是工藝設(shè)計中那

3、個階段的成品？其特征是什么？該圖的主要作用是什么？9. 管道儀表流程圖包括哪些內(nèi)容？10.某管道標(biāo)注為“PG1310-300 A1A-H”，表示什么意思？11. 管道儀表流程圖中儀表控制點主要表示的內(nèi)容有什么？12.首頁圖的主要內(nèi)容是什么？13.壓縮機的自控方案有幾種，畫出控制方案圖并簡述。14.有相變的加熱器控制方法有幾種？分別舉例說明。15.固定床反應(yīng)器溫度控制形式有哪些？畫出示意圖。16.蒸餾塔的控制方案主要從哪幾個方面著手？17.在化工工藝流程設(shè)計中，輔助生產(chǎn)流程主要包括哪些內(nèi)容？18.在輔助流程的氮氣系統(tǒng)流程設(shè)計中，氮氣流程設(shè)計的主要功效是什么？19.在開停車流程設(shè)計中，設(shè)備與管道的

4、吹掃作用是什么？吹掃介質(zhì)有哪些？20.管道排液的目的是什么？安裝排液的位置有哪些？21.根據(jù)工藝設(shè)計要求，化工工藝設(shè)備中那些設(shè)備不宜安裝安全閥？22.爆破片安裝的目的是什么？其特點是什么？適用場合有哪些？23.PIDCAD軟件具有哪些特點？24. 工藝流程圖計算機繪制軟件主要有？第三章 物料與熱量衡算例3-1 用雙塔流程分離三組分混合物。測得的數(shù)據(jù)如下：第一塔進料流量N1=100mol/h，進料中組分A、B和C的摩爾分?jǐn)?shù)分別為x1,1=0.543，x1,2=0.264，x1,3=0.193。第一塔塔底產(chǎn)品流量N2=50mol/h，塔底產(chǎn)品中組分A、B和C的摩爾分?jǐn)?shù)分別為x2,1=0.154，x

5、2,2=0.465，x2,3=0.381。第二塔塔底產(chǎn)品中組分A、B和C的摩爾分?jǐn)?shù)分別為x4,1=0.020，x4,2=0.133，x4,3=0.847。第二塔塔頂產(chǎn)品中組分A、B和C的摩爾分?jǐn)?shù)分別為x5,1=0.210，x5,2=0.610，x5,3=0.180，流程如圖4-9所示。計算第一塔塔頂產(chǎn)品流量N3以及其組分A、B和C的摩爾分?jǐn)?shù)x3,1，x3,2，x3,3。并計算第二塔塔底產(chǎn)品流量N4和塔頂產(chǎn)品流量N5。圖3-1 分離設(shè)備的串聯(lián)裝置解：首先對全過程自由度進行分析。兩個子系統(tǒng)，3個組分，6個獨立物料衡算式。5股物流，其中4股物流的組成已經(jīng)確定，因此只有2個濃度限制關(guān)系式。共有方程式7

6、個。未知變量6個。方程式數(shù)大于未知變量數(shù)。如果所給數(shù)據(jù)正確的話，可以少用一個方程，由6個方程式確定6個未知變量，用逐步算法解本題?；鶞?zhǔn)取第一塔進料流量N1=100mol/h。第一步：選精餾塔為體系，物料衡算式為：總物料平衡式： （1）組分A的平衡式： （2）組分B的平衡式： （3）濃度限制關(guān)系式： （4）以上4個方程，4個未知變量，有確定解。將式帶入式和分別得： （5） （6）將式和代入式可得： （7）第二步，選精餾塔為體系，其物料衡算式分別如下：總物料平衡式： （8）組分A的平衡式： （9） 組分B的平衡式： （10）以上3個方程，2個未知變量，多一個方程，可以用來進行校核所測數(shù)據(jù)的正確性。

7、由式解出N5，代入式，解得： （11）將N5代入式可得： （12）將式和所得結(jié)果代入式右端可得： 例3-2 某工廠用烴類氣體轉(zhuǎn)化合成氣生產(chǎn)甲醇，合成氣體流量為2321m3h-1，CO/H2=1/2.4(mol)。但是，由于轉(zhuǎn)化后的氣體體積組成為CO 43.12%、H2 54.2%，不符合要求。為此需將部分轉(zhuǎn)化氣送去CO變換反應(yīng)器，變換后氣體體積組成為CO 8.76%、H2 89.75%，此氣體經(jīng)脫CO2后體積減少2%。用此變換氣去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化氣，使其達到合成甲醇原料氣的要求，其原料氣中CO和H2的含量為98%，試求轉(zhuǎn)化氣、變換氣各應(yīng)多少？解：根據(jù)題意，畫出流程示意圖，如下圖4-14所示。圖3-2

8、甲醇原料氣配氣圖本題中，V2從A點分流，V3在B點合并，合并時無化學(xué)變化和體積變化。A、B兩點稱為結(jié)點。對A、B進行結(jié)點衡算。對B點進行物料衡算：總平衡 V1+V3=V4=2321（m3/h）CO平衡 0.4312 V1+0.0889 V3=2321nCOH2平衡 0.542 V1+0.9111 V3=2321nH2=23212.4 nCO因為： 解聯(lián)立方程組，得 V1=1352 m3h-1； V3=969 m3h-1； V0= V1+V2=2341 m3h-1脫除的CO2為 CO2=V2-V3=20 m3h-1。例3-3 某化工廠計劃利用廢氣的廢熱。進入廢熱鍋爐的廢氣溫度為450，出口廢氣的

9、溫度為260，進入鍋爐的水溫為25，產(chǎn)生的飽和水蒸氣溫度為233.7，壓力為3.0MPa（絕壓），廢氣的平均熱容為32.5KJ/(kmol)，試計算每100kmol的廢氣可產(chǎn)生的水蒸汽量？解：換熱過程見圖3-3。圖3-3 換熱流程示意圖計算基準(zhǔn)：100kmol的廢氣。鍋爐的能量平衡為：廢氣的熱量減少值 = 將水加熱以產(chǎn)生水蒸氣所需的熱量即： 式中：Hg-表示水的汽化熱焓，kJ/kg；HL-表示25水的焓值；查資料知：Hg=2798.9 kJ/kg；HL =104.6 kJ/kg；代入數(shù)據(jù)： 即，所產(chǎn)生的水蒸氣質(zhì)量為229.2kg(100kmol廢氣)-1。例3-4 一個蒸發(fā)器在常壓下每小時蒸發(fā)

10、1500kg四氯化碳（流程見圖4-22所示）。進料物流有兩股，一股物流的流量為1000kgh-1，溫度為30；另一股物流流量為500 kgh-1，溫度為70。蒸發(fā)后為200的過熱蒸汽。計算蒸發(fā)器的熱負(fù)荷。圖3-4 蒸發(fā)器換熱流程解：根據(jù)熱量平衡方程式，在穩(wěn)態(tài)條件下可寫為：輸入熱量=輸出熱量所以： 設(shè)參考溫度為Tr=30，由此計算每個物流的焓值。物流1：液體CCl4的溫度為30，故H1=0；物流2：液體CCl4的熱容在30到70的范圍內(nèi)變化不大，應(yīng)用平均熱容值進行計算。以50時的熱容作為平均值。物流3：物流3有相變化，所以為三部分焓變的總和。（1）將液體由參考溫度加熱到正常沸點（Tb=76.7）

11、的焓變（2）在正常沸點下汽化液體的焓變（3）將氣體從76.7加熱到200的焓變有相關(guān)資料，可查得： J(molK)-1 所以 3）反應(yīng)過程熱量衡算例3-5 苯氯化反應(yīng)最終混合物組成（質(zhì)量%）為：36%的氯化苯，1%的二氯苯和60%的苯。只知生成熱：苯-49.061，氯化苯-52.17，二氯苯-53.05，氯化氫-92.36。試計算1噸苯在反應(yīng)過程中所釋放的熱量?解：化學(xué)反應(yīng)方程式如下： （1） （2）分子量各自為：苯78，氯化苯112.5，二氯苯147。計算基準(zhǔn)：物料衡算，以100kg反應(yīng)混合物； 熱量衡算，1000kg苯。 物料衡算在100kg反應(yīng)混合物中，C6H6為60kg，C6H5Cl為

12、36kg，C8H4Cl2為1kg。生產(chǎn)氯化苯消耗的苯量：m1=3678/112.5=24.96kg生產(chǎn)二氯苯消耗的苯量：m2=178/147=0.53kg未反應(yīng)的苯量：m0=60kg因此，生產(chǎn)100kg混合物，所消耗的苯總量為：m=24.96+0.53+60=85.49kg1噸苯可得反應(yīng)混合物為：1000100/85.49=1169.7kg其中，生成的氯化苯為 1169.70.36=421.1kg 生成的二氯苯為 1169.70.01=11.7kg 未反應(yīng)的苯量為 1169.70.6=701.8kg 反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)（1）的熱效應(yīng)為：化學(xué)反應(yīng)（2）的熱效應(yīng)為：所以，1噸苯氯化時所釋放的熱量

13、為：第四章 化工設(shè)備的設(shè)計與設(shè)備圖1簡述泵的選用與設(shè)計程序2簡述換熱器的設(shè)計原則3填料塔設(shè)計程序4化工設(shè)備施工圖的組成5 化工設(shè)備圖的繪制方法及步驟6化工設(shè)備圖閱讀的基本要求第五章 車間布置設(shè)計一、填空題1設(shè)備布置圖是在廠房建筑圖的基礎(chǔ)上增加設(shè)備布置的內(nèi)容，用粗實線表示 設(shè)備 ，廠房建筑用 細(xì)實線 畫出。2設(shè)備布置圖主要包括反映設(shè)備水平布置情況的 平面圖和反映某處立面布置情況的 剖面圖 。二、選擇題1廠房建筑的承重柱在平面中排列所形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)，沿廠房長度方向的各承重柱自左向右用（ A ）依次編號。 A 、 、 B 、 、 C A或B2在化工設(shè)備圖中，設(shè)備的輪廓，一般按比例用（ A ）繪制

14、。A粗實線（b） B中實線（2b/3） C細(xì)實線（b/3） D點劃線3在布置 （ A ）時，應(yīng)遵循縮短管長和順應(yīng)流程的原則。A換熱器 B塔 C泵 D攪拌器4設(shè)備布置圖中的標(biāo)高用（ A ）表示。Am Bcm Cmm D都可以5在設(shè)備平面布置圖中，設(shè)備標(biāo)注為T-101b，其中T表示（ B ）。A一種設(shè)備等級 B一種設(shè)備代號 C設(shè)備一種材質(zhì) D一種設(shè)備保溫等級6在對塔進行布置時，對于（C）需采用獨立布置方案。A將高度相近的塔 B數(shù)量不多、結(jié)構(gòu)與大小相似的塔C單塔或特別高大的塔 D較小的塔7以下有關(guān)工程設(shè)計階段及PID版次的敘述錯誤的是（B ）。A工程設(shè)計階段分基礎(chǔ)設(shè)計和詳細(xì)工程設(shè)計兩個階段B在基礎(chǔ)設(shè)

15、計階段，PID應(yīng)完成初步設(shè)計條件版（A）版，內(nèi)部審核版（B版）和用戶批準(zhǔn)版（C）版三個版次的設(shè)計C在詳細(xì)工程設(shè)計階段，PID應(yīng)完成1版（詳細(xì)設(shè)計1版），2版（詳細(xì)設(shè)計2版），3版（施工版）三個版次的設(shè)計D對于小型或成熟工藝裝置的PID設(shè)計，至少應(yīng)完成初步條件版，設(shè)計版和施工版三個版次8設(shè)備布置設(shè)計不包括的內(nèi)容是（B ）。A確定各個工藝設(shè)備在車間平面和立面的位置B確定車間中各個設(shè)備的管口方法C確定某些在工藝流程圖中一般不予表達的輔助設(shè)備或公用設(shè)備的位置D確定供安裝、操作與維修所用的通道系統(tǒng)的位置與尺寸解答：B正確答案。車間設(shè)備布置設(shè)計主要包括： 確定各個工藝設(shè)備在車間平面和立面的具體位置； 確定

16、某些在工藝流程圖中一般不予表達的輔助設(shè)備或公用設(shè)備的位置； 確定供安裝、操作與維修所使用的通道系統(tǒng)的位置與尺寸； 確定場地與建筑物、構(gòu)筑物的尺寸； 確定管道、電氣代表管線、采暖通風(fēng)管道的走向和位置。9在以下四條關(guān)于幾種常見設(shè)備的布置設(shè)計的意見中考慮欠妥當(dāng)?shù)氖牵ˋ ）。A對于原料和成品貯罐，一般集中布置在貯罐區(qū)，同時為縮短流程、節(jié)省管長，原料和成品貯罐均應(yīng)靠近與之有關(guān)的廠房布置B對于大型換熱器獨立布置時應(yīng)盡量安排在室外以節(jié)約廠房C泵的布置應(yīng)盡量靠近供料設(shè)備，以保證有良好的吸入條件D反應(yīng)器安裝在室內(nèi)或框架內(nèi)，其基礎(chǔ)與建筑物分開，以免將振動和噪聲傳遞給建筑物10設(shè)備布置時設(shè)備間、設(shè)備與墻之間、運送設(shè)

17、備的通道和人行道的寬度都有一定規(guī)范供設(shè)備布置設(shè)計時參照執(zhí)行。工藝設(shè)備與道路間的距離不應(yīng)小于（B ）。A0.5 m B1.0 m C1.5 m D2.0 m11請指出下列有關(guān)安全距離數(shù)據(jù)中（A ）是不正確的。A回轉(zhuǎn)機械彼此間距離為不小于1.5 mB貯槽之間的距離不小于0.40.6 mC換熱器之間的距離不小于1.0 mD塔與塔之間的距離1.02.0 m解答：A正確答案。依據(jù)“車間布置設(shè)計有關(guān)尺寸和設(shè)備之間的安全距離”，回轉(zhuǎn)機械彼此間距離為不小于0.81.2 m。12 “泵的布置設(shè)計時應(yīng)盡量集中布置，排成一條線，電機端對齊，正對道路。以下關(guān)于泵的布置正確的是（C ）。A泵與泵之間的距離視泵的大小而定

18、，一般不小于1.0mB雙排泵之間的距離一般不小于1.5mC泵與墻之間的距離一般不小于1.2m，以便通行D泵的基礎(chǔ)一般比地面高400500mm解答：C正確答案。泵與泵之間一般不小于0.7 m，雙排泵之間一般不小于2.0 m，泵基礎(chǔ)一般高出地面100200 mm。13 某工廠車間設(shè)備布置時，為節(jié)省投資，減少廠房面積，工藝設(shè)備與道路間的距離定為0.6 m；操作設(shè)備時設(shè)備到墻的距離為0.8 m；操作平臺梯子的坡度為65；通道通行部分的最小凈空為2.1 m。請問上述設(shè)計中數(shù)據(jù)正確的是（D ）。A B C D解答： D正確答案。依據(jù)“車間布置設(shè)計有關(guān)尺寸和設(shè)備之間的安全距離”，工藝設(shè)備與道路間的距離為不小

19、于1.0 m，工人操作時設(shè)備與墻面的距離不小于1.0 m，操作平臺梯子的坡度一般不超過45，特殊可達到60。14工藝專業(yè)提供的建議的設(shè)備平面布置圖的用途是（ A ）。A.裝置布置專業(yè)、總圖專業(yè)開展工作的依據(jù)，也是機泵計算、詢價訂貨的依據(jù)。B.因制造周期長，需提前詢價訂貨的機泵計算依據(jù)。C.指導(dǎo)供銷人員采購設(shè)備的依據(jù)。D.指導(dǎo)設(shè)備安裝施工的依據(jù)。15在化工工藝設(shè)計中，其核心內(nèi)容是（ C ）。A工藝流程設(shè)計和生產(chǎn)方法的選擇B車間布置設(shè)計和管道布置設(shè)計C工藝流程設(shè)計和車間布置設(shè)計D化工工藝計算和車間布置設(shè)計16車間平面布置圖每層平面應(yīng)以其標(biāo)高命名，對于一層內(nèi)地面，表示方法（D ）正確。AEL100.

20、0平面 BEL0.0平面 CEL0.000平面 DEL100.000平面 17考慮廠房的柱網(wǎng)布置時，在滿足工藝操作需要，滿足設(shè)備安裝、運轉(zhuǎn)及維修需要的前提下，應(yīng)選擇符合建筑模數(shù)的柱網(wǎng)。中國統(tǒng)一規(guī)定以（ B ）m的倍數(shù)為優(yōu)先選用的柱網(wǎng)。A2 B3 C4 D518下面為某一換熱設(shè)備的設(shè)備位號，表示方法正確的為（A ）。AE0113B BE-113B CE113B DE-0113B19考慮廠房立面布置時，廠房的高度主要取決于（ D ）。A設(shè)備的高低 B安裝的位置 C安裝條件 D綜合考慮上面三方面因素20在化工廠廠房建筑設(shè)計時，單層廠房的寬度不應(yīng)大于（ A ）。A30m B22m C24m D18m0

21、.000m0.00m-1.50m+3.500m21在車間布置平面圖繪制中，下列標(biāo)高標(biāo)注正確的是（ D ）。A. B. C. D.22車間設(shè)備布置時，一些高大設(shè)備多采用（ A ）。A露天布置，以減少建筑物的費用，降低毒物的積累。B室內(nèi)布置，以保護設(shè)備，使設(shè)備不受冷、熱的影響。23車間設(shè)備布置時，為使管路盡量短和便于操作，通常設(shè)備多采用（ B ）。A按流程圖出現(xiàn)的順序布置。B 按相似的設(shè)備布置在一起的分組布置。24在車間設(shè)備布置時有許多要求，如下幾項要求中（ C ）項不合理。A高大的設(shè)備盡量放在露天，以降低廠房造價。B設(shè)備布置時應(yīng)留一定的間隙，有利于操作及檢修。C設(shè)備布置時盡量使設(shè)備布局與其在流程

22、圖上出現(xiàn)的順序一樣。D設(shè)備布置時應(yīng)充分利用高位差布置有壓差的設(shè)備。三、簡答題1、簡述車間布置設(shè)計的內(nèi)容：2、簡述車間設(shè)備布置的要求答：(一) 滿足生產(chǎn)工藝要求(二) 滿足安裝和檢修要求(三) 滿足土建要求(四) 滿足安全、衛(wèi)生和環(huán)保要求3、工藝對設(shè)備布置有哪些要求？（1） 滿足工藝流程順序，要保證水平和垂直方向的連續(xù)性。 （2） 相同類型設(shè)備盡可能布置在一起。 （3） 設(shè)備與設(shè)備之間按規(guī)定留足間距、留有操作空間，便于操作、維修。（4）考慮設(shè)備互換使用的可能性。（5）設(shè)備安排要考慮管路走向，走直線，少彎路。要有堆放原料，中間產(chǎn)物，產(chǎn)品的空地。（6）注意勞動保護，傳動設(shè)備要有足夠的安全距離。（7）留有擴建或擴產(chǎn)余地。4、簡述車間布置設(shè)計的原則5、簡述車間平面布置的內(nèi)容和要求6、簡述車間設(shè)備布置的內(nèi)容7、簡述車間設(shè)備布置圖的內(nèi)容第六章 管道布置設(shè)計1.管道布置設(shè)計的內(nèi)容有什么？ 2管道布置設(shè)計應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？3. 真空管線布置設(shè)計時應(yīng)注意什么？4管道布置時管道焊縫的設(shè)置，應(yīng)符合哪些要求？5管道穿過建筑物的樓板、屋頂或墻面時應(yīng)如何處理？6.玻璃管等脆性材料管道應(yīng)如何處理？7管架已有哪些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計？8管道支架按其作用分哪幾種？9立式容器的管口方位劃分為哪兩部分？ 10. 臥式容器的人孔如何布置？ 1