培训班化工设计习题.doc

化工设计复习题 第一章 化工厂设计的内容与程序 一、简答题 1. 简述工程项目从计划建设到交付生产所经历的基本工作程序。（p5） 2. 化工设计根据化工过程开发程序分类可分为哪几类，工程设计又分为哪几个阶段？（p1~2） 3. 化工设计根据项目性质分类可分为哪几类？（p1） 第二章 工艺流程设计 1. 简述工艺流程设计的主要任务。（p20~21） 2.工艺流程图有哪几种？简述其主要作用。（p24~28） 3.试述管道及仪表流程图的绘制中对设备画法及标注、管道的画法及标注、阀门与管件的表示方法、仪表控制点的表示方法有何具体要求？（p28~42） 三、设计题 1. 离心泵是最常用的液体输送设备，常通过改变出口阀门的开度来调节其输出流量，试确定该方案带控制点的工艺流程图。 2. 容积式泵的出口不能堵死，其流量常通过控制回路阀门的开度来调节。试以齿轮泵为例，确定容积式泵的回路调节自控流程。 3. 对于列管式换热器，若冷、热流体在换热过程中均无相变化，试确定下列几种情况下的自控流程。 1 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降 T1-T2 小于冷流体的温升 t2-t1 。 2 冷、热流体均为非工艺流体，且热流体的温降 T1-T2 大于冷流体的温升 t2-t1 。 3 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降 T1-T2 小于冷流体的温升 t2-t1 。 4 冷、热流体均为工艺流体，且热流体的温降 T1-T2 大于冷流体的温升 t2-t1 。 4. 用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40~55℃，并逐渐升温至80℃；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。试以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的单耗作为方案评判标准比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。 方案I，硝化－分离方案 方案II，硝化－分离－萃取方案 方案III，硝化-分离-萃取-浓缩方案 5.药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最后再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试以过滤速度和溶剂收率为方案评判标准比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。 方案I，常压过滤方案 方案II，真空抽滤方案 方案III，真空抽滤－冷凝方案 方案IV，加压抽滤方案 6.在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。已知混酸组成为：HNO3 5%、H2SO4 65%、H2O 30%；苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa，反应温度为130℃；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。试以单位能耗为评判标准，比较下列方案，并从中选择一种确定适宜的工艺流程，并说明理由。 方案I， 间接水冷-常压浓缩方案 方案II， 原料预热-闪蒸浓缩方案 第三章 化工计算 1、试述限制反应物、过量反应物、过量百分数和收率的定义。 2. 简述物料衡算的方法和步骤。 3. 简述能量衡算的方法和步骤。 三、计算题 1. 硝化混酸配制过程的物料衡算。已知混酸组成为H2SO4 65% 质量百分比，下同 、HNO3 5%、H2O 30%，配制混酸用的原料为92.5%的工业硫酸、98%的硝酸及含H2SO4 67%的硝化废酸。试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算，设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。 2．以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇-水混合物，制取纯乙醇。假定料液混合物含水60%，乙醇40%，在精馏塔馏出液中含苯75%，水24%，其余为醇（组成均为质量分数），塔底产品为无水乙醇。若要求乙醇产量为1000kg/h，试计算精馏中所需的苯量。 3. 一蒸发器连续操作，处理量为25吨／时溶液，原液含10％NaCl，10％NaOH及80％（w% H2O。经蒸发后，溶液中水分蒸出，并有NaCl结晶析出，离开蒸发器的溶液浓度为： 2％NaCl，50％NaOH及48％（w% H2O。计算：（1）每小时蒸出的水量；（2）每小时析出的NaCl量；（3）每小时离开蒸发器的浓溶液的量。 4. 含H2和CO混合气和空气燃烧，燃烧后废气分析结果如下：N279.8％（mol% ,O2 18.0%，CO2 2.4% 为干基）计算：（1）H2和CO混合燃料的组成；（2）混合燃料和空气的比率。 第四章 设备的工艺设计及化工设备图 1.简述化工设备选型和工艺设计考虑的原则。（P82） 2.简述化工设备的视图表达特点 。（P95~99） 3. 简