化工設計期末考試試卷A答案

1、20092010（共 20 分）由一個液液非均相反應生產高純度的產品 C，反應式為 ABC（其反應速度 化工設計(A卷共 4頁）r CC2 ，同時伴隨著副反應C（rC2來的原料A 為液相（考試時間：2010 年 1 月 19 日 考試地點:西階101)ABAC原料，其中含有少量D E.B 也為液相，為純組份且價格較貴.A、D、B、C、E 五種組分的相題號一二三四五成果核分人簽字對揮發(fā)度由小到大（D、B 之間相對揮發(fā)度相差更明顯。A 原料的價格較廉價,C 與E 之間能形成難得分分別的共沸物.試進行這個過程的流程組（連續(xù)操作流程要求考慮反應的形式）,寫出簡要說明， 并畫出流程框架草圖.一、(205

2、4）1、簡述化工工藝設計的內容及步驟。依據設計任務書進行流程組織流程的物料及能量衡算設備設計及選型帶把握點的解：BBEADE精餾混合器塔A工藝儀表管道流程圖車間平面立面布置及配管圖設計工程概算及工程技術經濟評價工藝D設計說明書C2、簡述化工產品成本由哪些部分構成?；ぎa品銷售成本主要由以下部分組成:主要原材料費用,幫助原材料費用，燃料及動力費用，人工費，專利或技術費用，折舊及大修基金，副產品收入，車間經費,企業(yè)管理費,銷售費用.3、簡述我國現行的化工基建程序.項目建議書達設計任務書設計階段（包括基礎設計、擴初設計、施工圖設計）施工建設期工程試投產運行項目正式投產混合器A、D分流器A、DB、C精

3、餾塔餾精餾塔A、D4、說明流程組織時選擇化學反應途徑應當考慮的一些主要因素.應當考慮的主要因素有：反應步驟的長短；副反應的數量；反應的條件苛刻與否;反應原料的成本;反應的速度及轉化率；反應產物是否簡潔分別；等等。5、簡述化工項目試生產的步驟。清理工程現場清洗設備及管道設備單體以水代料試車流程以水代料聯動試車投入真實物料試生產1、為了保證C 產品的純度,減輕反應結束后后續(xù)分別的壓力,應當在原料預備階段先將易與C 形成共沸物的E先從原料A 中分別去除;2、從反應的角度動身，應當選擇多釜串聯的釜式反應非均相反應，而且為了削減副反應應當削減A 原料的返混，所以A 原料應當接受多釜滴加的方式；3、原料B

4、 較貴，應當將其與C 分別后全部返回使用；4、要求生產高純C 產品，C 組份應當從精餾塔塔頂餾出；5、D 與A 可以不分,通過分流器少量放空（A，D）混合物。（共 20 分）下表列出了冷、熱各兩股流的起始溫度和目標溫度，并給出了其焓變及熱容流率。步驟（給出最終結果得4 分從步驟4 得到窄點溫度、QCminQHmin假設最小傳熱溫差，Tmin要求為 20。依據熱交換網絡窄點(Pinch）原理，請用問題列表算法（The150（140,160；problem table algorithm)列出具體計算步驟：外界最小輸入冷量QCmin14。0MW;1、計算出窄點.(10 分）Cmin2(Q）Hmi。

5、(10分)Cmin外界最小輸入熱量QHmin 11.5MW。（共15 分）有一個化工項目，項目總投資共3800 萬元人民幣（全部靠銀行貸款，共1 期，其次年開頭，連續(xù)11 3700 萬元人民幣,2800 萬元流股1流股1類型冷T（)20T ()180H（MW）32。0CP(MW）0。2人民幣，設該項目全部稅種免稅(不計各種稅收).項目共 12 年壽命期，終了時無任何殘值,按年復利計算。其各年現金流量表猜測如下（單位：萬元人民幣：2冷14023027.00。3年度(年）123。 .123熱2008030。00.25總投資38004熱2504031.50.15總銷售收入37003700。3700解

6、：總銷售成本28002800。28001:依據T，劃分溫度區(qū)間（列出此步得 分441、令年折現率為8%試計算該項目的凈現值NP10分）2、試計算該項目能擔當的最大銀行貸款年利率。(5 分）流股（）T1冷T1冷20180301902冷1402301502403熱20080190704熱2504024030To()（)TS)T（）TTT解:1、以項目開頭建設為基準時刻，則該項目全壽命期內NPV 為：項目建成后每年受益為:37002800900 萬元2：計算各區(qū)間熱容流率差及焓變（4 分）NPV900/1。08900/1。082900/1。083.900/1。08113800溫度間隔流股安排TCPC

7、4CPH （MW）8時，其凈現值NPV2625。1 萬元（7 3 分）240190150703050340280401H01501-0。20。057。541622.設能擔當的最大年利x；則:NPV(x）0900/(1x)900/（1x）2900/（1x)3900/（1x）1138000試差解得:x0.20653：構造假想最節(jié)能熱階流圖（4 分）2407。51904150167023007。511。54。52。5步驟4：構造可行的最節(jié)能熱階流圖（列出此步得4 分） 2407。51904150167023011。54。001614（3 2 分)（共 25 分）乙醛可通過乙烯在銀催化劑作用下部分氧化

8、制取,但通常伴隨著一個副反應（乙烯的完全氧化反應:反應器吸取塔混合器提取塔分流器過程整體OB流股變量總數913985反應器吸取塔混合器提取塔分流器過程整體OB流股變量總數9139852510單元變量數2000022MB 方程數66331196已知流股變量數1122042已知單元變量數2000020已知附加式數0000110原自由度+2+6+4+3+3+1+4計算基準最終自由度1+1+61+3+3+310+4C2H4 3O22CO2 2H2O（副反應）設計已知：1、乙烯在反應器內單程轉化率為20;2、反應器內乙烯生成乙醛的單程選擇性率為80;320通過分流器放空；4、分流器只牽涉到三種組份，提取

9、塔也只牽涉到三種組份，除反應器外，其它單元設備內無化學反應。圖中組成為摩爾分率.設計出的流程示意圖如下所示。要求:1、試作該過程的自由度分析（15 分）.2、求解吸取塔吸取液流出流股（8 號流股)的組成（10 分).65分流器解：MB 計算時的自由度分析表C2H4O22N21:設反應器進料流股流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 分摩爾流量1000.1010mol/h20C2H410202mol/h8H O1.00因其在反應器中生成CH3CHO80,則單程反應生成CH3CHO消1C H1.00混合器3C H0.104反應器2C2H4O0.04C2H42801.6mol/h CH3CHO1.6mol/h242411 CO2（21。6）20.8mol/h4 H2O（21.6）20.8mol/h2C2H4O0.25 N2，O2 分流量無全解.COMB：