工艺设计及计算.docx

设计的内容与程序 设计的内容与程序 （陈声宗 习题与思考题 2010.9） 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料 。二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。七、编制概算书及编制设计文件 第二章工艺流程设计 第二章 工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW-物料代号，热水；02-工程工序编号，第 02 号；01-管道顺序号，第 01 号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径 150mm,。 ③L1B-管道等级，其中： L-国内标准压力等级代号，1.0MPa； 1-顺序号，第 1 号； B-管道材质类别，碳钢。6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 进料出料TC载热体出料 进料 出料 TC 载热体 出料 TC 进料 TC 出料 出料 TC FC 空气 氨气 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第三章物料衡算与热量衡算 习题 1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯 62％的混合溶液，要求馏出液中能回收原料中 97％的苯，釜残液中含苯不低于 2％。进料流量为 20000kg／h，求馏出液和釜残液的流量和组成。 解：苯的相对分子质量为 78，甲苯的相对分子质量为 92。以下标 B 代表苯。 38 进料中苯的摩尔分数 x FB  ? 78 ? 0.4196 38 ? 62 78 92 2 釜残液中苯的摩尔分数 x ? WB  78 ? 0.02351 2 ? 98 78 92 进料平均相对分子质量 M ? 0. 4 1 9?6 7?8 ?( 1 0. 4 ?1 9 6 ?) 9 2 8 6. 1 3 进塔原料的摩尔流量 F ? 2000 86.13 ? 232.2kmol / h 依题意，馏出液中能回收原料中 97%的苯，所以 Dx DB ? 97.43 ? 0.97 ? 94.51kmol / h 作全塔苯的质量衡算得 Fx FB ? Dx DB ? Wx WB 作全塔总质量衡算得 F ? W? D 将已知数据代人上述质量衡算方程得 232.2? 0.4196 ? 94.51? 0.02351 2 3 2. ?2W ? D 解得 W ? 124.2kmol / h, D ? 108kmol / h 所以， x ? 94.51 ? 94.51 ? 0.8752 DB D 108 组分 塔进料 塔顶馏出物 釜残液 kg/h %(wt) kmol/h %(mol) kg/h %(wt) kmol/h %(mol) kg/h %(wt) kmol/h %(mol) 苯 7600