化工設(shè)計(jì)期末考試試卷A答案

1、20092010（共 20 分）由一個(gè)液液非均相反應(yīng)生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品 C，反應(yīng)式為 ABC（其反應(yīng)速度 化工設(shè)計(jì)(A卷共 4頁）r CC2 ，同時(shí)伴隨著副反應(yīng)C（rC2來的原料A 為液相（考試時(shí)間：2010 年 1 月 19 日 考試地點(diǎn):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(jià)格較貴.A、D、B、C、E 五種組分的相題號(hào)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(jià)格較廉價(jià),C 與E 之間能形成難得分分別的共沸物.試進(jìn)行這個(gè)過程的流程組（連續(xù)操作流程要求考慮反應(yīng)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(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟。依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行流程組織流程的物料及能量衡算設(shè)備設(shè)計(jì)及選型帶把握點(diǎn)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(shè)計(jì)工程概算及工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)工藝D設(shè)計(jì)說明書C2、簡述化工產(chǎn)品成本由哪些部分構(gòu)成。化工產(chǎn)品銷售成本主要由以下部分組成:主要原材料費(fèi)用,幫助原材料費(fèi)用，燃料及動(dòng)力費(fèi)用，人工費(fèi)，專利或技術(shù)費(fèi)用，折舊及大修基金，副產(chǎn)品收入，車間經(jīng)費(fèi),企業(yè)管理費(fèi),銷售費(fèi)用.3、簡述我國現(xiàn)行的化工基建程序.項(xiàng)目建議書達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)階段（包括基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、擴(kuò)初設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)）施工建設(shè)期工程試投產(chǎn)運(yùn)行項(xiàng)目正式投產(chǎn)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(shí)選擇化學(xué)反應(yīng)途徑應(yīng)當(dāng)考慮的一些主要因素.應(yīng)當(dāng)考慮的主要因素有：反應(yīng)步驟的長短；副反應(yīng)的數(shù)量；反應(yīng)的條件苛刻與否;反應(yīng)原料的成本;反應(yīng)的速度及轉(zhuǎn)化率；反應(yīng)產(chǎn)物是否簡潔分別；等等。5、簡述化工項(xiàng)目試生產(chǎn)的步驟。清理工程現(xiàn)場清洗設(shè)備及管道設(shè)備單體以水代料試車流程以水代料聯(lián)動(dòng)試車投入真實(shí)物料試生產(chǎn)1、為了保證C 產(chǎn)品的純度,減輕反應(yīng)結(jié)束后后續(xù)分別的壓力,應(yīng)當(dāng)在原料預(yù)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(yīng)的角度動(dòng)身，應(yīng)當(dāng)選擇多釜串聯(lián)的釜式反應(yīng)非均相反應(yīng)，而且為了削減副反應(yīng)應(yīng)當(dāng)削減A 原料的返混，所以A 原料應(yīng)當(dāng)接受多釜滴加的方式；3、原料B

4、 較貴，應(yīng)當(dāng)將其與C 分別后全部返回使用；4、要求生產(chǎn)高純C 產(chǎn)品，C 組份應(yīng)當(dāng)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(biāo)溫度，并給出了其焓變及熱容流率。步驟（給出最終結(jié)果得4 分從步驟4 得到窄點(diǎn)溫度、QCminQHmin假設(shè)最小傳熱溫差，Tmin要求為 20。依據(jù)熱交換網(wǎng)絡(luò)窄點(diǎn)(Pinch）原理，請用問題列表算法（The150（140,160；problem table algorithm)列出具體計(jì)算步驟：外界最小輸入冷量QCmin14。0MW;1、計(jì)算出窄點(diǎn).(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(gè)化工項(xiàng)目，項(xiàng)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(shè)該項(xiàng)目全部稅種免稅(不計(jì)各種稅收).項(xiàng)目共 12 年壽命期，終了時(shí)無任何殘值,按年復(fù)利計(jì)算。其各年現(xiàn)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(jù)T，劃分溫度區(qū)間（列出此步得 分441、令年折現(xiàn)率為8%試計(jì)算該項(xiàng)目的凈現(xiàn)值NP10分）2、試計(jì)算該項(xiàng)目能擔(dān)當(dāng)?shù)淖畲筱y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(xiàng)目開頭建設(shè)為基準(zhǔn)時(shí)刻，則該項(xiàng)目全壽命期內(nèi)NPV 為：項(xiàng)目建成后每年受益為:37002800900 萬元2：計(jì)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(shí)，其凈現(xiàn)值NPV2625。1 萬元（7 3 分）240190150703050340280401H01501-0。20。057。541622.設(shè)能擔(dān)當(dāng)?shù)淖畲竽昀鹸；則:NPV(x）0900/(1x)900/（1x）2900/（1x)3900/（1x）1138000試差解得:x0.20653：構(gòu)造假想最節(jié)能熱階流圖（4 分）2407。51904150167023007。511。54。52。5步驟4：構(gòu)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(gè)副反應(yīng)（乙烯的完全氧化反應(yīng):反應(yīng)器吸取塔混合器提取塔分流器過程整體OB流股變量總數(shù)913985反應(yīng)器吸取塔混合器提取塔分流器過程整體OB流股變量總數(shù)9139852510單元變量數(shù)2000022MB 方程數(shù)66331196已知流股變量數(shù)1122042已知單元變量數(shù)2000020已知附加式數(shù)0000110原自由度+2+6+4+3+3+1+4計(jì)算基準(zhǔn)最終自由度1+1+61+3+3+310+4C2H4 3O22CO2 2H2O（副反應(yīng)）設(shè)計(jì)已知：1、乙烯在反應(yīng)器內(nèi)單程轉(zhuǎn)化率為20;2、反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)器外，其它單元設(shè)備內(nèi)無化學(xué)反應(yīng)。圖中組成為摩爾分率.設(shè)計(jì)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(hào)流股)的組成（10 分).65分流器解：MB 計(jì)算時(shí)的自由度分析表C2H4O22N21:設(shè)反應(yīng)器進(jìn)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(yīng)器中生成CH3CHO80,則單程反應(yīng)生成CH3CHO消1C H1.00混合器3C H0.104反應(yīng)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：