注冊化工工程師化工工藝設計習題及答案講述

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化工工藝設7.1復習要點7.1.1工藝設的內容、深、范圍設計的原則方法（1）化工工藝設計專業(yè)的職責及重要性；（2）工藝設計文件的范圍、內容及深度；（3工藝程制定的原則工藝流程圖在設計中的重要性和主要設計內容。7.1.2工藝方優(yōu)化設計包含了工藝流程方案的優(yōu)化和選擇合適型式的設備。（1提出了供全過程開發(fā)和設計的工藝流程方案優(yōu)化“洋蔥頭模型充分強調了反應系統(tǒng)分離系統(tǒng)換熱網絡和公用工程系統(tǒng)之間的互相關系和有序、分層性質；（2）反應流程、精餾流程、蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化目的和方法；（3）反應器、氣液傳質設備（板式塔和填料塔熱設備、儲罐、化工用泵、氣體輸送機械、蒸發(fā)器、干燥器等設備的選擇及其要求。7.1.3設備設壓力、設計度確定原則（1）設備設計壓力的確定不僅要考慮該設備的工作壓力，還要考慮該系統(tǒng)的工作壓力，以此確定其最高工作壓力；（2）設備設計溫度的確定不僅依據工藝傳熱計算或同類裝置相同設備的操作條件，同時還要考慮容器內部介質在工作過程中可能出現(xiàn)的最高溫度。7.1.4工藝控方案的基本則和典化工單元的制方案（1工藝制方案的基本原則是能滿足生產控制要求保證裝置運行平穩(wěn)，生產安全，控制方案簡單適用；（2）反應器、精餾塔、傳熱設備、流體輸送設備等典型化工單元的簡單控制方案和復雜控制方案。7.1.5節(jié)能措改變反應工藝條件，降低工藝能耗；選取適宜的設備，優(yōu)化操作條件，降低分離過程的能耗；選用高效設備和材料；廢熱回收。

7.1.6工藝設相關的消防勞動安衛(wèi)生、環(huán)境護的基知識和應用（1）消防方面重點是熟悉《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》及相應的其它規(guī)范了解火災爆炸危險因素及預防措施火災危險的分類廠房的耐火等級、層數(shù)和占地面積、防火間距、危險區(qū)域的劃分等。（2）勞動安全衛(wèi)生方面，要熟悉有關規(guī)范標準和工藝生產過程的常見危險因素及職業(yè)危害因素、勞動安全衛(wèi)生措施及設計原則。（3）環(huán)境保護方面，要熟悉有關規(guī)范標準和三廢治理的基本設計原則、三廢治理及廢物綜合利用。7.2習題7-1

請列出下列哪些項目是屬于化工工藝設計的內容？（多選題）（1）工藝流程圖（（）管道及儀表流程圖（（3）管道流體力學計算；（）物料和熱量衡算。答案4）是化工工藝專業(yè)工作范而（3）是工藝系統(tǒng)專業(yè)工作范圍。7-2

以下哪些不是化工工藝專業(yè)在工程設計階段的設計依據？（1）經批準的可行性研究報告；（）工藝設計中設計基礎數(shù)據；（3）本單位的規(guī)章制度；（4）工設計所使用的設計基礎資料。答案3）不屬于化工工藝專業(yè)工作范圍。7-3

以下哪些是化工工藝專業(yè)在設計前期階段應參與的工作？（多選題）（1）參加項目建議書、可行性研究報告的編制工作，承擔有關工藝專業(yè)的研究，并編寫相應文件；（2）參加項目報價書、投標書技術文件的編寫；（3參加引進技術項目的詢價書編寫對投標書的評標合同附件的談判；（4）大中型聯(lián)合裝置需要進行總體規(guī)劃設計時，當好業(yè)主的參謀，編制工程建設進度。答案123答案（4）不屬于工藝專業(yè)的工作范圍。7-4

以下不屬于工藝專業(yè)工作范圍的是（）。（1）確定工藝方案，進行工藝計算，提出主流程工藝流程圖（（2）提出必需的輔助系統(tǒng)和公用系統(tǒng)方案，并進行初步的計算；提出初步

的公用工程流程圖（UFD（3）提出污染物排放及治理措施；（4）負責裝置內裝置正常安全運行的安全系統(tǒng)設計。答案4）應是化工工藝系統(tǒng)專業(yè)的工作范圍。7-5

在基礎設計階段，工藝專業(yè)向有關專業(yè)提出相關設計條件，以下不屬于此范圍的是（）。（1）向電氣專業(yè)提出爆炸危險區(qū)域劃分條件表；（2）向布置專業(yè)提供建議的工藝設備布置圖；（3）向自控專業(yè)提出工藝控制要求和控制閥及流量計數(shù)據表；（4向工藝系統(tǒng)專業(yè)提出設備安裝高度和泵的凈正正吸入壓（NPSH的最終條件。答案4）應是化工工藝系統(tǒng)專業(yè)在基礎工程設計階段的工范圍。7-6

以下哪些是工藝流程優(yōu)化的目標？（多選題）（1）應選用當今世界上最先進的工藝技術及設備；（2）不僅要先進，而且要可靠、適用；（3）要結合我國的國情，投產后要獲得最佳的經濟效益和社會效益；（4）由于我國是發(fā)展中國家，流程優(yōu)化首先要考慮的是盡可能節(jié)約投資，確保生產裝置的建成，至于其它問題都是次要的。答案23）是工藝流程優(yōu)化的目標。7-7

就史密斯和林霍夫對工藝全過程的開發(fā)和設計，提出的“洋蔥頭”模型的敘述，以下哪些說法是準確的？（多選題）（1）它十分直觀地表示了反應系統(tǒng)的開發(fā)和設計是核心；（2蔥頭”模型強調了過程開發(fā)和設計的有序和分層性質；（3）它表明了反應系統(tǒng)的開發(fā)和設計是關鍵，因此，工藝流程方案的優(yōu)化應主要集中在反應系統(tǒng)的優(yōu)化；（4）一旦確定了反應系統(tǒng)的設計，即能對分離系統(tǒng)、換熱網絡和公用工程系統(tǒng)進行設計。答案12）的說法是正確的。應是反應和分離系統(tǒng)的優(yōu)化;(4)應是一旦確定了反應和分離系統(tǒng)的設計,即能對換熱網絡和公用工程系統(tǒng)進行設計。7-8

有一氣固相催化反應擇以下哪種類型的反應器較合多選題

（1）管式固定床；（2）流化床（3）空塔；（4）攪拌槽答案：應選擇（1）7-9

精餾流程優(yōu)化擬采用試探法，以下不符合其原則的是（（1）優(yōu)先應用普通精餾；（3）產品數(shù)應最少；

（2）難以分離的組份最先分出；（4）有腐蝕性的或危險性的組份優(yōu)先分出。答案2）,難以分離的組份應最后分出。7-10

以下哪個不是氣液傳質設備選型的基本要求？（）（1）生產能力大；（2）操作穩(wěn)定、彈性大；（3）結構簡單，制造、安裝方便，加工制造費用低；（4）及時將熱量移走，便于保持塔內溫度。答案4）不是氣液傳質設備選型的基本要求。7-11

在下列各工況下哪個宜選擇浮閥塔？（多選題）（1）水吸收氨氣制氨水；（2）吸收三氧化硫制硫酸；（3）采用二氧化碳溶解度較大的甲醇溶液，在低溫下脫除混合氣中含有約的二氧化碳氣體；（4）液相在吸收氣相中某組份時有熱量產生，需及時將熱量移走。答案34）提示：其中題中（1）塔內的氣相隨塔自下而上被水吸收，至塔頂幾乎被全部吸收，即隨著塔內高度的變化、氣量變化很大，浮閥塔塔板很難設計是腐蝕性介質，以采用填料塔為好。所以（1）不宜采用浮閥塔，而（4宜采用浮閥塔。7-12

下列情況哪些應優(yōu)先考慮板式塔？（多選題）（1）內部需要設置蛇管等換熱部件的情況；（2）操作負荷波動較大的分離過程；（3）易結垢的物料；（4）發(fā)泡物料的分離。

答案123）應優(yōu)先考慮板式塔。7-13

下述情況選用臥式列管式換熱器其管殼程走的流體哪些是不合理的？（多選題）（1）用作氨冷器：液氨在殼程，被冷卻介質在管程；（2）腐蝕性較強的流體走殼程；（3）較易結垢的介質在殼程；（4）壓力較高的介質在管程，壓力較低的介質在殼程。答案23）該介質應走管程。7-14

下列換熱器中，哪個不屬于管殼式換熱器？（多選題）（1）浮頭式；（2）噴淋管式；（3）填料函式；（4）蓄熱式。答案24）不屬于管殼式。7-15

在蒸汽冷凝給熱中，下述措施不利于傳熱的是（（1）蒸汽和液膜同向流動；（2）加大蒸汽流速；（3）提高蒸汽壓力；（4）蒸汽和液膜逆向流動。答案4）7-16有一臺往復式煤氣壓縮機，進氣壓力0，其溫度為35℃，要求壓縮機出口壓力為7.22MPa，在設備投資省、耗功小的前提下，該壓縮機①應設幾級壓縮；②各級壓力以多少為好。請在下述選擇最合適的是（（1）3級，各級出口壓力：0.422MPa、1.746MPa、7.22MPa；（2）4級，各級出口壓力：0.296MPa、0.858MPa、2.49MPa、7.22MPa；（3）4級，各級出口壓力：1.88MPa、5.44MPa7.22MPa；（4級級出口壓力0.56MPa1.31MPa7.22MPa。答案2提示一般往復式多段壓縮機為省功每段壓縮比應相似煤氣壓縮機的壓縮比在～為宜，故答案（2）是正確的。同時，采段壓縮機，缸體可以對稱布置，有利于提高壓縮機轉速，有利于降低設備價格。7-17在下述的工況下選用合適的泵，下列哪個是全選對的？工況：甲——輸送有劇毒液體；乙——輸送高揚程、低流量要求的泵；丙——輸送較高粘度液體的泵；丁——輸送低揚程、高流量要求的泵。

可選的泵：①軸流泵；②屏蔽泵；③旋渦泵；④螺桿泵。上述工況下選的泵：（1）甲②、乙①、丙④、?、郏唬ǎ┘注?、乙②、丙④、丁①；（3）甲②、乙③、丙④、?、伲唬ǎ┘注?、乙③、丙②、丁①。答案）即:輸送有劇毒液體應選用屏蔽泵；輸送高揚程低流量流體應選用旋渦泵；輸送較高粘度液體應選用螺桿泵;輸送低揚程高流量流體應選用軸流泵。7-18向帶壓反應器同時按比例供給兩種液體物料，下列最合適的泵是（）。（1）離心泵；（2）齒輪泵；（）計量泵；（）磁力泵。答案3）計量泵可同時按比例供給兩種液體物料。7-19往復式壓縮機的余隙增大時縮機的吸氣量將發(fā)生什么變（1）增大；（）減?。唬?）沒有變化；（）沒有定論。答案2）往復式壓縮機余隙增大，壓縮機吸入氣量就減少7-20以下哪種類型泵宜用出口閥來調節(jié)流量（）？（1）軸流泵；（）離心泵；（3）螺桿泵；（）旋渦泵。答案2）離心泵宜用出口閥來調節(jié)流量。7-21

在實際生產中蒸汽透平驅動的離心式氣體壓縮機在％～％范圍內調節(jié)負荷，哪一種調節(jié)方法最節(jié)能（）？（1）調節(jié)出口閥2調節(jié)進口閥）調節(jié)防喘振的旁路閥4）調節(jié)驅動機的轉速。答案4離心式氣體壓縮機用改變轉速來調節(jié)流量是最節(jié)能的。7-22

蒸發(fā)器設計需要考慮的主要方面，請在下面選擇選題）（1）提高傳熱效率；（2）是采用單效蒸發(fā)還是多效蒸發(fā)；（3）改變停留時間；（4）蒸發(fā)器頂部分離是否采用高效分離裝置。答案124）提示：蒸發(fā)器的設計要考慮傳熱、氣液分離和能量合理利用三個主要方面。7-23

有關PFD的表述，以下不恰當?shù)氖牵ǘ噙x題）。（1）它是工程項目設計的一個指導性文件；（2）它必須標出全部（包括正常生產，開停車，裝卸觸媒等）的設備；

（3）應標出主要物料的管道及相關的調節(jié)閥；（4）它必須標出所有的檢測與控制的儀表和調節(jié)閥。答案24）,而（）的表述是正確的。7-24

有關設備設計壓力的確定面的表述哪個是合適且嚴謹（（1）設備的設計壓力，僅依據該設備的工作壓力；（2）安全泄放裝置的內壓容器，設計壓力～1.1倍最高工作壓力（表壓（3）出口管線設有安全閥的內壓容器，其設計壓力取安全閥的開啟壓力。（4）容器位于泵進口側且無安全泄放裝置的內壓容器，其設計壓力取無安全泄放裝置時的設計壓力。答案2）是正確而又嚴謹?shù)?。提示：其（不嚴謹應增“流體從容器流至安全閥的壓降應增加“且以表）外壓校核7-25

某裝置中一臺真空容器無夾套設有爆破片和真空表該設備的工作壓力為MPa最低工作壓力為0.04，請指出該設備的設計壓力應是多少（）？（1）0.1（表（2）（表（3）0.06（表（4）（表）。答案4）提示：無夾套有泄壓裝置真空容器的設計壓力，應取1.25倍的最大內外壓差值與MPa（表的較小值該真空容器的內外壓差為0.06MPa乘以1.25為0.075MPa（表（表）相比取較小值即0.075MPa（表726（）？

有關真空容器設計壓力確定，下面的表述哪個是合適且完整的（1）無夾套有安全泄放裝置，設計壓力取倍的最大內外壓差值；（2）無夾套且無安全泄放裝置，設計外壓?。ū恚?）有夾套且夾套內為內壓。容器壁設計壓力：取無夾套真空容器壓力。夾套壁設計壓力：按內壓容器設計；（4）有夾套且夾套內為真空。容器壁設計壓力：按設計內壓力。夾套壁設計壓力：按無夾套真空容器設計。

答案2）提示：題中（1）應增加“或（表）中的較小值（3應是容器壁按無夾套真空容器壓力+夾套內設計壓力夾套壁按內壓容器設計；（4）應是：容器壁按設計內壓+0.10MPa（表）或設計外壓力加0.10（表）兩種情況分別校核，夾套壁按無夾套真空容器設計。7－27

在下述各種情況下，工藝提出的設備設計溫度正確的是（（1）容器內介質采用蒸汽直接加熱的設計溫度取加熱蒸汽的溫度；（2）容器內介質間接內加熱時，設計溫度取被加熱介質的最高工作溫度；（3）容器內介質間接內冷卻時，設計溫度取冷載體的最低工作溫度；（4容器與工作溫度在-℃的介質直接接觸且有外保溫時容器設計溫度取-30。答案：(2)是正確的。其中(應取被加熱介質的最高工作溫度(3)應取被冷卻介質的最低工作溫度；(4)設計溫度一般取工作溫度－(0～℃),即～－257-28

在常溫儲存某液態(tài)烴的容器其設計壓力應取下列哪個數(shù)值已知該液態(tài)烴在溫度為50℃時的飽和蒸汽壓是1.5MPa（表）（1）0.79MPa（表（2）1.57MPa（表（3）1.77MPa（表（4）2.16MPa（表答案：按規(guī)定應是（27-29

化工過程控制方案設計的原則，下列不正確的是（（1）保證裝置運行平穩(wěn)；（2）保證裝置生產安全；（3）為保證裝置生產安全可靠，盡量采用復雜控制回路；（4）滿足生產控制要求。案3為保證裝置生產安全可靠，盡量采用簡單控制回路。7-30

在標準蒸發(fā)器中，二次蒸汽的溫度為83℃，液平均溫度為℃，加熱蒸汽的溫度為℃。則蒸發(fā)器的有效傳熱溫差為（（1）℃（）54℃（3）℃（）12℃

答案1）提示取加熱蒸汽溫度與被加熱溶液平均溫度的差值作為蒸發(fā)器的有效傳熱溫差，即137。7-31

如圖所示為一臺釜式反應器的溫度控制系統(tǒng)示意圖維持一定的反應溫度需用蒸汽進行加熱，但如果溫度過高，會有爆炸的危險，則下列有關控制閥失氣形式

原料及控制采取的作用方向應是（（1）控制閥FC型，控制器為正作用式；（2制閥為型制器為反作用式；（3制閥為控制器為反作用式；（4制閥為控制器為正作用式。（FC即失氣關；FO失氣開）

蒸汽答案提示由于該反應器溫度過高時會有爆炸的危險為避免溫度過高，當控制閥氣源中斷時，控制閥應處于關閉狀態(tài)，因此控制閥應選FC的，失氣關。當加熱蒸汽流量增加時應器中物料溫度上升對象屬于正作用方向，控制閥是型氣開型的也屬于正作用方向。為使系統(tǒng)具有負反饋作用，控制器應選反作用式的。∴（1案錯誤。7-32

如下圖：某儲存烴類儲罐，防止烴蒸汽外泄，在罐頂從B閥充以氮氣，并保持微正壓。在生產時，隨著罐內物料的進出，氮封壓力有波動，從而造成儲罐有超壓和吸癟的可能為保證生產安全需維持氮封壓力正常采用如下圖的控制方案閥調節(jié)器信號范圍～閥調節(jié)器信號范圍～，該控制采用分程控制方案，A、二閥的動作方案是圖中的）？答案1）

提示：當A閥是打開時，隨著儲槽壓力降低，A閥應逐漸關閉，隨著壓力的繼續(xù)降低，直A閥完全關閉。此時若儲槽壓力繼續(xù)降低，B閥逐漸打開，充入氮氣，以阻止儲槽壓力的下降，直至全部打開。反之則相反動作。7-33

如下圖有一臥式烴溶液中間槽為維持容器內一定的壓力采用壓力分程調節(jié)系統(tǒng)閥的輸入信號范圍為～12mA閥的輸入信號范圍～20mA為保持容器內壓力穩(wěn)定，A閥和閥的動應是下圖中的（）答案1提示：當B打開時，壓力偏低B閥應逐漸關閉，若儲槽壓力仍偏低，則A閥將逐漸打開充入氮氣，直至儲槽達到指定壓力。反之壓力偏高，則A閥應逐漸關閉，繼而逐漸打開B閥以滿足儲槽壓力在指定值范圍內7-34

如上圖所示，圖中的A閥B閥的失氣形式應是（）？（1）A和B閥是FO（）A閥和B閥都是；（3）A是FO是FC；（4A閥是，B是FO（指失氣開；是指失氣關）答案：7-34（4提示：當調節(jié)閥氣源中斷時，應保證儲槽不因超壓而發(fā)生事故，故A閥應關閉(即FC)，B閥應打開即FO)，烴蒸氣可往火炬，而儲槽壓力不會超壓。7-35

如上圖所示，圖中有關控制閥（A、的作用方向應是（）？（1）A、閥都是正作用；（2）、B閥都是反作用；（3）A是正作用，B閥反作用；（）A閥是反作用，B閥是正作用。答案4）提示：閥是隨著壓力升高，而逐漸關閉，故是反作用B閥是隨著壓力升高，而逐漸開大，故是正作用。7-36

有二臺串聯(lián)的二氧化碳溶液解吸塔，其解吸的氣體送往尿素生產裝置吸塔Ⅰ的操作壓為（表的操作壓力為（表。

本工藝流程是利用塔Ⅰ的氣體壓力在引射器內抽吸塔Ⅱ的解吸氣當僅僅依靠塔Ⅰ的抽吸，仍無法使塔Ⅱ維持在正常壓力下操作，而影響塔Ⅱ溶液解吸要求，最終影響溶液吸收的能力，從而影響生產，為此在塔Ⅱ氣體管線上增設放空管線，設計了一組分程調節(jié)系統(tǒng)。不經過引射器的塔Ⅰ旁路閥（A閥輸入信號的范圍為412mA的放空B閥輸入信號的范圍為～20mA。為保持該工藝正常操作，A閥B閥的動作應是下圖的（(1)

(2)

Ⅰ引

1220

1220射器

Ⅰ

(3)

(4)塔

Ⅰ

塔

Ⅱ1220

1220答案1）提示：在A閥打開時，當塔Ⅱ壓力過高時，首先減小A閥的開度，使塔Ⅰ氣體進入引射器的氣量增加從而塔Ⅱ被抽吸的氣量增加使塔Ⅱ壓力降低直至全部關閉。此時塔Ⅱ壓力仍然偏高，則打開B閥，塔Ⅱ氣體直接排入大氣，直至塔Ⅱ壓力達到正常從而維持正常生產出現(xiàn)相反情況上述動作相反。7-37

如上圖所示，圖中控制閥（A、）的作用方向應是（）？（1）A、閥都是正作用；（）A、閥都是反作用；（3A是正作用B是反作用；（A是反作用B閥是正作用。答案4）提示：閥是反作用，因為塔Ⅱ壓力越高A開得越小，讓氣體盡可能從引射器進入，抽吸塔Ⅱ氣體，降低塔Ⅱ壓力。而B閥是正作用，即塔Ⅱ壓力越高，B開得越大。7-38

如右圖所示，圖中的反應器是氣固相催化放熱反應，為了很好地控制住反應器的反應溫度，采用A閥和B閥來調節(jié)反應器的入口溫度。請指出A和B的失氣形式應是（（1）A和B都是FO；（2）A和B都是FC；（3）A是，B是FC；（4）A是FC，閥是FO。（指失氣開；是指失氣關）

答案3）提示：當失氣時，應保證反應器內不超溫，必須控制住反應器入口溫度，為此A閥應是，而閥應是。7-39

如上圖所示，圖中控制閥（A、）的作用方向應是（）？（1）A、閥都是正作用；（2）、B兩閥都是反作用；（3A閥是正作用B是反作用；（4A閥是反作用B是正作用。答案3提示：A閥是正作用，當反應器出口溫度下降時，A閥應關小。反應器出口溫度繼續(xù)下降時，B閥開大，故而是反作用。7-40

某化工廠鍋爐生產蒸汽壓力為而生產需要的是壓力平穩(wěn)的4MPa的中壓蒸汽。為滿足不同生產需求采取了如圖所示的控制方案。通過高壓蒸汽管線上調節(jié)閥A、B得不同的蒸汽量，A、B輸出信號范圍是（（1）～，60～100；（2）20～60kPa，20100；（3）～60100kPa；（）60～100kPa，2060kPa。答案3）7-41

有關自控系統(tǒng)設計的敘述，以下哪些是準確的？（多選題）（1）在簡單的流量控制系統(tǒng)中，被控變量和操縱變量基本上都是流量；（2）氣體壓力控制一般是系統(tǒng)內進出物料不平衡程度的反映，所以可以采用改變物料的流入量或流出量，來達到壓力控制的目的；（3常見廢熱鍋爐汽包的壓力控制其實質上與上述氣體壓力控制相似，也是進出物料不平衡的反映。（4）分程控制系統(tǒng)，可以是采用兩個調節(jié)器，同時對一個被控變量進行控制。答案12）

11提示：題中（3的蒸汽壓力控制，實質上是傳熱的控制）的分程控制系統(tǒng)中的兩個調節(jié)器，其不是同時對被控變量進行控制的。7-42

下述哪條不屬于節(jié)能措施？（1）對某吸熱反應，采取提高反應溫度的措施，以加快反應速率；（2）降低反應壓力，減少原料的壓縮功；（3）對填料吸收塔，采用塊裝高效填料；（4）對流程中余熱，按物料溫度高低，采用熱量逐級回收的方法。答案1）7-43

已知某反應，即，該反應的原料A生成1mol的產物B的副產物C，工藝流程方塊圖如下圖所示：N4N1

N2

N3

N5混合器

反應器

分離器新鮮原料氣N1為A，為N1和N4的原料A混合物，N3為原料A、產物和副產物C的混合粗產物。從分離器中排出產物B和副產物C，并帶出少量的未反應原料A其帶出未反應原料A的量，為產B2.5％，其余原A從分離器返回混合器。已知原料A的單程轉化率為，求：當要求產物產量為時各物流相應的量和循環(huán)氣與新鮮氣之（簡稱為循環(huán)比應接近下列哪組數(shù)據（）？答案序號（1）（2）（3）（4）

N1/mol400415410410

N2/mol1000100010101000

N3/mol1400140014101400

N4/mol600585600590

N5/mol800815810810

循環(huán)比1.51.41答案4）解：已知N5中產物量為mol，則副產物C也為mol帶出的原料A為400mol所以，N5=400+400+10=810

33333333N3中未反應物A：（1－0.4）×400/0.4=600×而-mol；N2=1000mol；-590=410；循環(huán)比N4/N1=590/410=1.439。7-44

兩臺串聯(lián)的蒸發(fā)器，用于濃縮燒堿溶液（連續(xù)操作一蒸發(fā)器進料量10t，燒堿濃度12%質量百分數(shù)縮到20%入第二蒸發(fā)器，繼續(xù)濃縮到出料。計算①兩臺蒸發(fā)器的每小時蒸發(fā)水量；②若兩蒸發(fā)量相同，求從第一蒸發(fā)器送到第二蒸發(fā)器的溶液量和燒堿濃度列哪組數(shù)據是正確的？（1）kg（2）kg（3）kg（4）kg

3600kg3600kg3600kg4000kg

6200kg3000kg7000kg6200kg

答案（1解1）第一蒸發(fā)器的物料平衡：入口燒堿量10000×12%=1200kg/h，水量8800kg；出口堿液中含水×（-0.2）

∴在第一蒸發(fā)器中蒸發(fā)的水量：第二蒸發(fā)器物料平衡：出口堿液中含水：×（-0.5）；

蒸發(fā)水量：-kg

（2）兩臺蒸發(fā)器蒸發(fā)水量相同，根據上述計算結果可得平均每臺蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量為：（）/2=3800

則：第一蒸發(fā)器出口堿液量－出口堿液濃度：1200/6200≈

7-45

有一氨合成塔內按3H+N＝2NH進行反應入塔氣含氨3.65%，23總氣量515670Nm，出塔氣含氨。請計算出塔總氣量（Nm）和在塔內生成的氨（kg述中哪個是正確（（以上%均是mol%）（1）460769Nm（2）460769Nm（3）419177Nm（4）419177Nm答案2）

54901kg41666kg48246kg36616kg

303333330333330333H33解：從氨合成反應式3H+N＝2NH可知：每生成1kmol氨，使氣量減少223據此可列出物料平衡式。即出塔新增氨的數(shù)與出塔總氣量減少的數(shù)相等。設出塔總氣量為V（平衡式：16%×V－3.65%×515670=515670－V000=515670×1.0365%/1.16=460769在合成塔內生成的氨量為：0.16－×0.0365=54901kmol7-46

有一組入變換裝置的氣體氣量為為mol%（干基43.40%2

34.30%；CO21.5%其（不參與應，2氣體中水蒸汽與干氣之比為1.4。在裝置內按O=H進行變換反應。222出裝置氣體工況：CO含量0.4%（干基=3.4MPa；冷卻至（其飽和水蒸汽壓為0.1MPa計算出裝置干氣總量和各組份的量（下表哪一項最接近。項目

干氣總量

CO

H2

CO

2

H2

其它（1）（2）（3）（4）

9669596695232068232068

387387928928

5221652216125319125319

4355043550104520104520

2930284470326826

54254213001300答案1）解：先計算出干氣量：（）Nm由反應式CO+HO=H可知，每反應掉1kmol的，干氣量就增加2據此可列物料平衡式。設：裝置出口干氣量為V（平衡式為：67700×43.4%－V×－677000=67700×（）/（1+0.004）0

3計算出口各組成：V=×≈387Nm反應掉的CO量：67700×－由反應式可知，每反應掉即生成的H和1kmol的CO，2則：×＋=67700×＋（其它）

×0.008=542Nm

3

出口總干氣量：＋52216＋43550＋在總壓為、溫度100℃（水蒸汽分壓為）時，氣體中水蒸

3HO3HO汽的含量為：V

×0.1/（3.4－0.1=2930。7-47

烷合全程：+2O=CO+2HH+0.5O=H反應后體摩爾分數(shù)組成為72.25％，42222222CO％，O％，H％。則燃料中甲烷與的摩爾比為（222（1）（3）答案2）

（2）（4）30.858解：以100道氣為計算基準。則煙道氣中含有N72.25mol、mol、O2.41mol、O17.25mol。22設：反應后煙氣量Vmol，甲烷氣量Amol，氫氣量Bmol。則由A=0.081×V；V×0.1725=2A+BV××0.081×V+BV=B/(0.1725-0.162)=B/0.0105=95.24BA=0.081×則：A/B=7.714。7-48

有一股原料氣入凈化工段，在該工段脫除硫化物和部分二氧化碳后，制得適合生產甲醇的合成氣。已知：原料氣總氣量為2000kmol成如下：

；原料氣組組份

CO34

2

H245.5

CO20

N20.3

H20.1

H20.1在凈化工段中：①硫化氫和水全部被脫除；②氫氣和氮氣沒有損失；③一氧化碳溶解損失的量是被脫除二氧化碳量的；④二氧化碳被部分脫除，經該工段后，氣體的組成應達到下述要求：（H－CO）/（CO+CO）222以下列出本工段各組份的量和氣體總（kmol哪個是正確（？（精確到小數(shù)點后兩位）

CO

2

H2

CO

N2

H2

H2

總量（1）（2）（3）（4）

6666

0000

0000

2222233-1332222233-13333-1333-1答案4解：先計算入凈化裝置前氣體中各組份的量：組份mol%

CO34

2

H245.5

CO20

N20.3

H20.1

H20.1

總量100

680

910

400

6

2

2

2000已知出凈化的氣體中H-）/（CO+CO）=2.0522設在凈化中脫除的為kmol，則可列出下式：H-（CO-CO0.01）+（CO-222解得：X=646.15kmol（即凈化裝置中脫除的二氧化碳）凈化后：CO-646.15=33.85kmol/h2-H和HO都和N量沒有變化別為和6kmol總量kmol7-49

某年產萬噸合成氨廠，進入氨合成裝置的新鮮氣量其中含惰性氣體（）為保證系統(tǒng)的正常操作，進出本裝置的惰性氣體應保持平衡。排出的惰性氣體，一部分隨同溶解在產品氨中排出；另一部分在合適的部位排出適量氣體隨同帶出需排出的惰性氣體其稱之為弛放氣。已知在操作狀態(tài)下惰性氣體在產品氨中的溶解量為，產品氨量為41.67t，排出弛放氣中的惰性氣體含量為。則排放的弛放氣量和其中的惰性氣體量（）分別是（確到小數(shù)后一位（1）（3）

（2）1230.7（4）答案3解：已知：新鮮氣量：，其中惰性氣占1.1%；惰氣在液氨中溶解量：4；產品氨量t；弛放氣中惰氣占。則從弛放氣中排出的惰氣量：1.1%－4×41.67=1105.7弛放氣量：1105.7/0.19=5819.4Nm7-50

某強放熱反應在列管式固定床催化反應器內進行管內進行反應放出的熱量由管外的熱載體道生取出，進入反應器管間的是℃的液態(tài)道生，道

66-16666-166p1p26457生在列管外于300℃下汽化，離開反應器管間的道生蒸汽為300℃，反應器放出×10kJ的熱量熱損失按反應放出熱量的計則需的道生循環(huán)量與以下計算結果最接近的是（已知液態(tài)道生在～℃的平均恒壓比熱容為kJ，℃下道生的汽化熱為kcal（1）1596kg（3）1676kg答案2）解：道生150℃（l）→℃（g）以1kg液態(tài)道生為基準，上述過程

（）kg（）kg

吸收熱量＝2.72（300150）＋60.28×＝kJ反應放熱110kJ，考慮換熱損失5%道生循環(huán)量=（1－0.05）××

7-51

正庚烷和乙苯混合物中含正庚（摩爾分數(shù)同58%，在下精餾進料為℃的飽和液體塔頂產品和塔底產品也均為飽和液體，溫度分別為℃和℃，物料衡算列于下表。塔頂冷凝器取走熱.298×。計算并選擇再沸器的熱負荷近似值為（已知：正庚烷和乙苯的平均熱容分別為c＝217.3＝181.7kJ（1）2.35×10kJ（3）2.35×10kJ

（）5.34×（）2.35×10答案1解：計算基準為1h基準態(tài)為0℃：設進料塔頂產品和塔底產品熱流分別為Q和Q冷凝器取出熱量為，12D再沸器傳入熱量為Q。熱量平衡式為

666666666666＋Q＝Q＋＋Q12＝（X·+·C）t1＝（20.3×＋×）×

①＝10kJ

r

②＝（X·+·C）22122p2＝（20＋0.63×）×＝10kJ

r

③＝（X·+·C）33132p2＝（0.30×＋27.37）×＝10kJ

r

④將式②、③、④及已知Q值代入式①中得D＝Q＋Q－Q（0.4416＋0.6805）×－×1023D＝10kJ

r7-52

在設計中遇到下列問題時，請找出所要查找的標準規(guī)范甲——劃定爆炸性環(huán)境危險區(qū)域及范圍；乙——劃定罐區(qū)防火等級，確定防火間距；丙——有關排放污水的分類及允許排放濃度；丁——有關工廠車間防塵通風要求。相關標準規(guī)范①《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準-2002②《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范-92③《建筑設計防火規(guī)范-2006④《污水綜合排放標準-1996下列哪個是正確的（）？（1）甲－①、乙、丙－③、?。埽唬?）甲－②、乙－③、丙－④、?。?；（3）甲－②、乙－①、丙－③、?。埽唬?）甲－②、乙－①、丙－④、?。邸４鸢福簞澏ūㄐ原h(huán)境危險區(qū)域及范,應查找《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范劃定罐區(qū)防火等級，確定防火間,應查找《建筑設計防火規(guī)范有關排放污水的分類及允許排放濃度,應查找《污水綜合排放標準有關工廠車間防塵通風要求,應查找《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》7-53

下述哪些是適用《建筑設計防火規(guī)范》的？（多選題）

32-332-323（1）焦、煤堆場；（）糧庫；（3）生產TNT工廠；（4某石油化工廠常減壓裝置。答案12）提示：在《建筑設計防火規(guī)范》中明確指出：本規(guī)范不適用于炸藥廠（庫煉油廠和石油化工廠的生產區(qū)等。7-54

某壓縮焦爐煤氣的壓縮機廠房，大小為×高7m，廠房體積為請指出下列哪些是不符合《建筑設計防火規(guī)范》的？（1）焦爐煤氣的爆炸界限為5.0％～28.4％，其壓縮廠房設計應按甲類火災危險廠房考慮；（2）該廠房柱子采用鋼筋混凝土排架；（3房門窗作為泄壓面積東南西北側各設一扇門扇門大小為2.5m×2m；窗×2m的36扇、1.5m×的；（4）該廠房的西側即是廠區(qū)主干道，其西側大門直通主干道，有利于設備運輸和發(fā)生事故時人員的疏散。答案4）提示：根據《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，該煤氣爆炸下限10，則生產的火災危險性類別為甲類。該廠房應按防爆設計，其中（是符合規(guī)范的；題（3作為泄壓面積滿足其與廠房體積比（m～0.22，現(xiàn)計算其泄壓面積為272m廠房體積為其比值為也符合規(guī)范要求據規(guī)范泄壓面積的設置應避開員集中的場所和主要交通道路而題中該廠房西大門直通廠區(qū)主干道，因此（）不符合規(guī)范。7-55

從安全考慮工藝設備布置下哪些是不符合規(guī)范要求的選題）（1）加熱爐等明火設備應集中布置在裝置的邊緣，應遠離可燃氣體和易燃易爆物質的生產設備及儲槽，并應布置在這類設備的上風向；（2裝置電室與CO壓縮廠房的距離為10m（CO在空氣中的爆炸界限為％~74.2％（3）裝置配電室與丙烯壓縮廠房的距離為（丙烯在空氣中的爆炸界限為％~10.3％（4）甲醇精餾裝置與控制室之間的距離為12m（甲醇的點為℃答案34）提示：①因為丙烯在空氣中的爆炸下限＜10℃屬甲類可燃性氣體按規(guī)范

3333333333333333要求該壓縮廠房距配電室之間的距離應不小于而題中僅故不符合規(guī)范要求；②甲醇閃點為11℃其閃點＜℃屬甲類可燃液體按規(guī)范要求該裝置距控制B室之間的距離應不小于15m。而題中僅12m，故也不符合規(guī)范要求。7-56

下述的儲罐罐區(qū)的布置，哪些不符合防火規(guī)范要求？（多選題）（1油廠成品汽油罐區(qū)有臺的浮頂儲罐徑為12m，儲罐間的間距定為5m（2）某以煤為原料的甲醇生產廠罐區(qū)，其總儲量為，共有六臺固定頂儲罐，其中三臺為/臺；三臺為/。已知：100m的儲罐直徑為，毫米

3

的儲罐直徑為儲罐布置詳見下圖（圖中儲罐中心距離單位為100m200m

33

100m200m

33

100m200m

33

（3）上述甲醇罐區(qū)防火堤的設計容積為；（4）某儲存潤滑油的儲罐區(qū)，二臺單罐容積為罐間距為2m。

3

的儲罐(固定頂罐)，注：上述可燃液體的閃點：汽油-℃，甲醇℃，潤滑油℃。答案1符合規(guī)范；而（2不符合規(guī)范。提示：題中（1）根據《石油化工企業(yè)防火規(guī)范》規(guī)定，汽油為甲

B

類可燃液體，浮頂罐的罐組要符合下列規(guī)定：①總容積不應大6；②其防火間距為0.4D，則按本題僅需≥可4）根據上述規(guī)定，滑油為丙

B

類可燃液體，其容積不大于1000m的罐間距為。所以（1）符合規(guī)范。（2）該甲醇廠應按《建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)定，甲醇為甲類可燃液體，查得其儲罐間距0.75D（D：為較大罐的直徑。已知罐中心距為10m，計算實罐間距為：－（）/2=4.25m，未滿足規(guī)范要求。

33333333（3）根據規(guī)范，防火堤內的容積應不小于最大罐的容量，即。所以（2不符合規(guī)范。7-57

某廠建液化石油氣儲罐區(qū)區(qū)內共設置8臺臥式儲罐每臺儲罐容積為30m

3

，下述哪些不符合《建筑設計防火規(guī)范》要求（多選題（1）該罐區(qū)布置在本單位的全年最小頻率風向的上風向，且通風良好；（2）該罐區(qū)與甲類物品庫房的距離達（3）該罐區(qū)與耐火等級為三級的建筑物距離約25m；（4）儲罐的直徑為2.2m儲罐平行布置，其間距為2m答案34）提示：按《建筑設計防火規(guī)范》要求（1）符合規(guī)范條即；液化石油氣儲罐區(qū)應布置在本單位的全年最小頻率風向的上風向，且通風良好；（2）規(guī)范的表4.6.2為55m，故也符合規(guī)范；（3）在上述表中需30m；（4對照規(guī)范“液化石油氣儲罐之間的防火間距不宜小于相鄰較大罐的直徑它的間距只有2m，小于罐的直徑（以（3是不符合規(guī)范的。7-58

空氣中含有容易起火或爆炸危險物質的房間其送排風時應采取的措施中，下述哪些是符合《建筑設計防火規(guī)范（1）煉廠氣壓縮機廠房通風機采用防爆型的電機及附屬電氣設備；（2）含有金屬鎂粉的空氣，在進入排風機前，先用濕式除塵器除去鎂粉；（3）上述排風系統(tǒng)，都應設有導除靜電的接地裝置；（4）上述排風管道不應暗設。答案：7-58（2不符合規(guī)范要求，因為鎂粉遇到水會燃燒、爆炸。7-59

有一組儲存全冷凍式液化烴類的儲罐區(qū)，內有臺固定頂罐的儲罐。其容積分別為：一4000m；兩；一。罐區(qū)設防火堤，請問設計防火堤內的有效容積最小應為（）？（1）

3

（2）m

3（3）

3

（4）20000m

3答案）根據《石油化工企業(yè)防火規(guī)范》的規(guī)定，成組布置的固定頂罐的液化烴儲罐應設防火堤火堤內的有效容積不應小于罐組內一個最大儲罐的容積。

333333337-60

某儲存可燃液體的罐區(qū)內，有一臺容積1000固定頂罐；兩臺容積各為1500m的浮頂罐；一臺容積為2200的內浮頂罐，請選擇防火堤內不應小于下述（）的有效容積。（1）（3）

33

（2）（4）

3答案4）根據《石油化工企業(yè)防火規(guī)范》第規(guī)定防火堤內的有效容積：①固定頂罐，不應小于罐組內1個最大儲罐的容積；②浮頂罐、內浮頂罐，不應小于罐組內1最大儲罐容積的一半；③當固定頂罐與浮頂罐或內浮頂罐同組布置時，應取上述①、②二款規(guī)定的較大值。所以說（4）是正確的。7-61

以下哪些屬于甲類火災危險場所（）？（1）液氨罐區(qū)（氣氨在空氣中爆炸界限：27%（2）空氣深冷分離裝置；（3）甲醇精餾裝置（甲醇液體閃點為℃（4）二氧化碳壓縮機廠房。答案3）根據《建筑設計防火規(guī)范》有關“生產的火災危性分類”的規(guī)定：閃點＜28的液體或爆炸下限＜％的氣體屬甲類火災危險場所。7-62在工藝設計中，以下哪些不是防止火災爆炸的措施（）？（1）在火災爆炸危險區(qū)域內，設置消火栓等滅火設施；（2）采用較低的操作溫度和壓力；（3）在易泄漏爆炸性氣體混合物處設置可燃氣體報警儀。（4）生產采用自動控制，設置必要的安全聯(lián)鎖裝置。答案1）7-63

有一儲存易燃液體的中間罐區(qū)罐頂部都有氮封在正常生產時起緩沖作用但在停車時罐內中間產品也常灌瓶另作它用此時有可能短時出現(xiàn)易燃物泄漏，在其罐頂排氣口泄漏的最高濃度將達到爆炸下限值的。請問在排氣口附近處應屬于哪個爆炸危險區(qū)域（）？（1）0區(qū)；（2）1區(qū)；（3）2區(qū)；（）非爆炸危險區(qū)。

答案4《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》等2.2.2條所述在罐頂排氣口附近可能出現(xiàn)的易燃物質最高濃度不超過爆炸下限值的10%該處屬非爆炸危險區(qū)域。7-64

有一組直徑為的臥式液氨儲罐火間距考慮合適的罐間距應為（）？（參考《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（1）0.8m

（2）

（3）1.5m

（4）答案根據復習指南P584表即按《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范臥式液氨儲罐屬壓力式儲罐，其防火間距且宜大1.5m。7-65

通風良好且布置在地面的丙烯壓縮機廠房該廠房內不同爆炸危險區(qū)域的劃分，以下哪個不符合規(guī)范（）？（注：丙烯的密度是空氣的倍）（1）管溝內為1區(qū)；（2）以釋放源為中心，半徑15m，地坪上的高度7.5m及半徑為7.5m，頂部與釋放源的距離為7.5m范圍內劃為2；（3）以釋放源為中心，總半徑，地坪上高度為且在2區(qū)以外的范圍內劃為附加2區(qū)；（4）以釋放源為中心，半徑為7.5m，地坪上高度為7.5m的范圍內劃為區(qū)。答案符爆炸和火災危險環(huán)境電力裝量設計規(guī)條的規(guī)定。7-66

有一壓縮廠房，內置氫氣壓縮機，其布置在二層4m標高；水冷器、氣液分離器等輔助設備布置在底層廠房頂部設有氣窗底層無墻在正常情況下不會釋放出設備內的氣體，下述劃分的爆炸危險區(qū)域，有哪條是不合適的？（1）氣窗頂部7.5m距氣窗圍內劃為2；（2）二層廠房內全部劃為2區(qū)；（3）一層廠房內雖然水冷,分離器等設備的接口、閥門等較多，但其通風良好，可不劃為爆炸危險區(qū)域；（4）壓縮廠房端頭設有配電室，但其門窗均設在遠離壓縮廠房的一側，距壓縮廠房有6m，故也劃為非爆炸危險區(qū)。答案3）不符合《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝量設計規(guī)范條的規(guī)定。7-67

下述哪些措施有助于防止爆炸性氣體混合物的形成？（多選題）（1）對區(qū)域內易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點，設置氣體自動報警儀；

（2）對反應器的反應溫度進行控制、聯(lián)鎖、報警；（3）設置緊急放空的安全連鎖系統(tǒng)，不在設備內形成爆炸性混合氣體；（4）工藝設備宜采取露天布置。答案14）7-68

在工程設計中應采取消除或減少爆炸性粉塵混合物產生和積聚的措施，下述哪條不屬于這類措施（）？（1）增加物料的濕度，降低空氣中粉塵的懸浮量；（2）采用露天或敞開式布置；（3）有粉塵泄漏的工藝設備，改進為負壓操作，可減少粉塵的外泄；（4）選用防爆或其它防護類型的電氣設備及線路。答案4）7-69題）

下述排放的污染物，哪些是不符合《污水綜合排放標準》的？（多選（1）排放總砷的濃度為0.5mg；（2）年建成投產的某焦化廠，排放污水濃度為執(zhí)行一級排放標準

（該廠（）某合成氨廠排放污水中氨氮的濃度為30mg準

（該廠執(zhí)行二級排放標（4）某廠執(zhí)行一級排放標準的排放污水中甲醛含量為0.8mg

。答案3）未達到排放標準。其中化學需氧(COD)的一級標準為≤100mg的氨氮排放標準≤25。7-70

下述哪些是不符合國家《大氣污染物綜合排放標準》的？（多選題）（）位于二類區(qū)的工廠排放氯化氫氣體，其最高排放濃度為120mg排氣筒的高度為50m，最高排放速率為；

，（2）某位于二類區(qū)的化工廠，計劃新建一套硝酸裝置，設計排放氧化氮氣體的最高排放濃度為1000mg，最高排放速率為55kg，排氣筒的高度為100m；（3于二類區(qū)的某硫酸生產廠其排放酸霧的最高排放濃度為，最高排放速率為

，排氣筒的高度為80m；（4于二類區(qū)的某燒堿生產廠其排放氯氣的最高排放濃度為，最高排放速率為6kg

，排氣筒的高度為50m

3333333答案24）未達到排放標準。提示）為新建裝置，按新污染源大氣污染物排放限值來要求：最高允許排放濃度按硝酸生產要求為1400mg已達到，但最高允許排放速率的限值為

，而實際為kg

，該值已超標。7-71

建，爐料，氣量為

，煤氣組成為：組成

CO

2

CO

H2

4

N2

H2

合計

6.25

39

49

2.5

3.0

0.25

100工廠位于二類區(qū)執(zhí)行二類標準考慮到煙氣直接排放達不到排放標準在煤氣進加熱爐前設計一套脫除硫化氫的裝置。現(xiàn)已知脫硫裝置的脫硫效率達83%煤氣燃燒時空氣過剩系數(shù)為。為達到煙氣排放標準的要求，所設置的排氣筒的最低高度接近下列哪個數(shù)值（）？（假設脫硫裝置在脫除硫化氫時，其它氣體沒有任何損失）（1）

（2）

（3）

（4）答案3）解：計算氣體中各組成的組成

CO

2

CO

H2

4

N2

H2

合計Vol,%

6.25

39

49

2.5

3.0

0.25

100

3

1250

7800

9800

500

600

50

20000已知脫硫效率為，則脫硫后硫化氫的量為：50（1－0.83）=8.5計算煙氣組成和煙氣量：可燃組份的燃燒反應式為：CO+0.5O=CO2H+0.5OO222+2O=CO4222HS+1.5O=HO+SO22

3

空氣中含氧量為：（氣過剩系統(tǒng)為，計算理論耗氧量：