化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)題庫-學(xué)生用

化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)題庫一、填空1．化工設(shè)計(jì)是一個(gè)將系統(tǒng)（如一個(gè)工廠、一個(gè)車間或一套裝置）全部用工程制圖的方式，描繪成圖紙、表格及必要的文字說明，也就是把工藝流程、技術(shù)裝備轉(zhuǎn)化成工程語言的過程。2．化工設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是政策性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)。3．化工設(shè)計(jì)的發(fā)展與石油化學(xué)工業(yè)等技術(shù)的發(fā)展有直接的關(guān)系。4．完成初步設(shè)計(jì)的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)做出總概算。5．施工圖設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)初步設(shè)計(jì)審批意見，解決初步設(shè)計(jì)階段待定的各種問題，并以其作為施工單位編制施工組織、施工設(shè)計(jì)、施工預(yù)算和進(jìn)行施工的依據(jù)。6．施工圖設(shè)計(jì)詳細(xì)內(nèi)容包括圖紙總目錄、工藝圖紙目錄、帶控制點(diǎn)工藝流程圖、首頁圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備圖、設(shè)備表、管路安裝圖、綜合材料表、設(shè)備管口方位圖、設(shè)備及管路的保溫與防腐設(shè)計(jì)等。7．現(xiàn)場(chǎng)施工中設(shè)計(jì)代表的任務(wù)是參加基建的現(xiàn)場(chǎng)施工和安裝、調(diào)試工作，作技術(shù)指導(dǎo)，使裝置達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求。8．車間工藝設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容有生產(chǎn)方法的選擇、工藝流程的設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、車間布置設(shè)計(jì)、化工管路設(shè)計(jì)、提供設(shè)計(jì)條件及編制概算書和設(shè)計(jì)文件等。9．設(shè)計(jì)人員接受任務(wù)后，首先要解決的問題是選擇合適的生產(chǎn)方法。10．工藝設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)是工藝計(jì)算。11．工藝計(jì)算的主要內(nèi)容包括物料衡算、熱量衡算、設(shè)備計(jì)算與選型等，并在此基礎(chǔ)上繪制物料流程圖、主要設(shè)備總圖和必要部件圖，以及帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。12．車間布置設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定整個(gè)工藝流程中的全部設(shè)備在平面和空間中的具體位置，相應(yīng)地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)形式。13．化工管路設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定裝置的全部管線、閥件、管件及各種管架的位置，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。14．提供設(shè)計(jì)條件的內(nèi)容包括總圖、土建、運(yùn)輸、外管、非定型設(shè)備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風(fēng)、給排水等非工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)條件。15．設(shè)計(jì)中經(jīng)常進(jìn)行分析比較的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有產(chǎn)品成本、基建投資、勞動(dòng)生產(chǎn)率、投資回收率、消耗定額、勞動(dòng)力需要量和工資總額等。16．設(shè)計(jì)文件內(nèi)容包括設(shè)計(jì)說明書、附圖（流程圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備圖等）和附表（設(shè)備一覽表、材料匯總表等）。17．選擇生產(chǎn)方法就是選擇工藝路線。18．生產(chǎn)工藝流程圖一般由物料流程、圖例和設(shè)備一覽表3個(gè)部分組成。19．設(shè)備一覽表只需列出序號(hào)、位號(hào)、設(shè)備名稱和備注即可。20．在生產(chǎn)工流程圖中，設(shè)備輪廓線用細(xì)實(shí)線畫出，物料管線用粗實(shí)線畫出，動(dòng)力管線用中實(shí)線畫出。21．物料流程圖一般以車間為單位進(jìn)行繪制。22．工藝流程設(shè)計(jì)的第一步是確定生產(chǎn)線數(shù)目。23．全工藝流程的核心是反應(yīng)過程。24．一般采用的繪制比例是1∶100，如設(shè)備過大或過小，則比例相應(yīng)用1∶200或1∶50。25．帶控制點(diǎn)的工藝流程圖包括圖形、標(biāo)注、圖例和標(biāo)題欄4個(gè)部分內(nèi)容。26．設(shè)備的標(biāo)注由設(shè)備位號(hào)、設(shè)備名稱及設(shè)備標(biāo)注線組成。27．設(shè)備位號(hào)由設(shè)備分類代號(hào)、主項(xiàng)代號(hào)、設(shè)備順序號(hào)和有相同設(shè)備的數(shù)量尾號(hào)組成。28．寫出常用設(shè)備名稱及其代號(hào)序號(hào)分類代號(hào)序號(hào)分類代號(hào)序號(hào)分類代號(hào)1泵P5工業(yè)爐F9起重運(yùn)輸設(shè)備L2反應(yīng)器R6容器（槽、罐）V10計(jì)量設(shè)備W3換熱器E7塔T11其它機(jī)械M4壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)C8火炬、煙囪S12其他設(shè)備X29．繪制管路時(shí)，應(yīng)避免穿過設(shè)備或使管路交叉，確實(shí)不能避免時(shí)，應(yīng)將橫向管路線斷開一段。30．水平管路，在管線的上方標(biāo)注管路標(biāo)志方位；垂直管路，在管線的左側(cè)標(biāo)注管路標(biāo)志方位。31．寫出常用儀表控制點(diǎn)參量及其代號(hào)序號(hào)參量代號(hào)1溫度T2壓力P3液位L4流量F5質(zhì)量W6速度（頻率）S7濕度（水分）K32．儀表位號(hào)由字母代號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)組成。第一個(gè)字母表示被測(cè)量，后繼字母表示儀表的功能。33．儀表位號(hào)的標(biāo)注法是上半圓中填寫字母代號(hào)，下半圓中填寫數(shù)字編號(hào)。34．精餾塔的具體控制方案是通過塔頂、塔底及進(jìn)料控制實(shí)現(xiàn)的。35．塔頂控制方案的基本要求是：將出塔蒸氣的絕大部分冷凝下來，排除不凝性氣體；調(diào)節(jié)回流量LR和餾出液量D，保持塔內(nèi)壓力穩(wěn)定。36．物料衡算的目的是根據(jù)原料與產(chǎn)品之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計(jì)算原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、產(chǎn)品和副產(chǎn)品的產(chǎn)量，生產(chǎn)過程中各階段的消耗量以及組成，進(jìn)而為熱量衡算、其他工藝計(jì)算及設(shè)備計(jì)算打下基礎(chǔ)。37．物料衡算的基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律。38．轉(zhuǎn)化率是表示原料通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)變化的程度。計(jì)算式如下：轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)掉的原料量÷原料量×100%39．要想生產(chǎn)能力大，過程既經(jīng)濟(jì)又合理，則單程收率越高越好。40．連續(xù)過程的物料衡算方法有直接求算法、利用節(jié)點(diǎn)進(jìn)行核算法和利用聯(lián)系組分進(jìn)行物料衡算法3種。41．循環(huán)過程的目的是維持操作，控制產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料消耗，提高原料利用率等。42．化工生產(chǎn)中常用的加熱劑有水蒸氣、煙道氣、電能，有時(shí)也用聯(lián)苯醚等有機(jī)熱載體。43．化工生產(chǎn)中常用的冷卻劑有水、空氣、冷凍鹽水等。44．動(dòng)力消耗包括自來水（一次水）、循環(huán)水（二次水）、冷凍鹽水、蒸氣、電、石油氣、重油、氮?dú)?、壓縮空氣等。45．設(shè)備設(shè)計(jì)與選型是在物料衡算和熱量衡算基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其目的是決定工藝設(shè)備的類型、規(guī)格、主要尺寸和臺(tái)數(shù)，為車間布置設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)及非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供足夠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。46．化工設(shè)備的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有單位生產(chǎn)能力、消耗系數(shù)、設(shè)備價(jià)格、管理費(fèi)用和產(chǎn)品總成本。47．一般化工設(shè)備的使用年限是10～20年，高壓設(shè)備的使用年限是20～25年。48．流量按最大流量計(jì)或正常流量的1.1～1.2倍計(jì)。揚(yáng)程為所需的實(shí)際揚(yáng)程，它依管網(wǎng)的安裝和實(shí)際操作條件而定。所選泵的揚(yáng)程值應(yīng)大于實(shí)際生產(chǎn)所需的揚(yáng)程值。49．因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸液無脈動(dòng)，流量調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，因此，除難以勝任的場(chǎng)合外，應(yīng)盡可能選用離心泵。50．選擇換熱器時(shí)，要根據(jù)熱負(fù)荷、流量的大小，流體的流動(dòng)特性和污濁程度，操作壓力和溫度，允許的壓力損失等因素，結(jié)合各種換熱器的特征與使用場(chǎng)所的客觀條件來合理選擇。51．一個(gè)好的分離方案應(yīng)具有合理利用能量、降低能耗，設(shè)備投資少，生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。52．精餾設(shè)備的型式很多，按塔內(nèi)部主要部件不同，可以分為板式塔與填料塔兩大類。板式塔又有篩板塔、浮閥塔、泡罩塔、浮動(dòng)噴射塔多種型式；而填料塔也有多種填料。53．在精餾設(shè)備選型時(shí)應(yīng)滿足生產(chǎn)能力大，分離效率高，體積小，可靠性高，滿足工藝需要，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，踏板壓力降小等的要求。54．對(duì)各種形式塔板的成本進(jìn)行比較時(shí)，不僅考慮一層塔板的造價(jià)，還應(yīng)當(dāng)將塔板的效率和處理能力考慮在內(nèi)，也就是從完成同一分離任務(wù)考慮，對(duì)塔的總投資來進(jìn)行比較。55．按結(jié)構(gòu)分類，反應(yīng)器有管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等，另外還有鼓泡式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器等。56．?dāng)嚢杵鞯男问接袠健u輪式、推進(jìn)式、框式（或錨式）、螺桿式及螺帶式等。57．反應(yīng)釜的換熱主要有夾套、內(nèi)冷、外冷、溶劑蒸發(fā)、回流冷卻和直接加冷卻劑等方式。58．蒸發(fā)設(shè)備的選型主要考慮被蒸發(fā)溶液的性質(zhì)，如黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性和是否容易結(jié)晶或析出結(jié)晶等因素。59．室內(nèi)布置受氣候影響小，操作條件好。小規(guī)模的間隙操作、操作頻繁的設(shè)備或低溫地區(qū)的設(shè)備，以室內(nèi)布置為宜。60．圖的繪制一般分下列3個(gè)階段進(jìn)行：先繪制生產(chǎn)工藝流程草圖；再繪制物料流程圖；后繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。61．塔的布置形式很多，常在室外集中布置，在滿足工藝流程的前提下，可把高度相近的塔相鄰布置。62．塔通常安裝在高位換熱器和容器的建筑物或框架旁，利用容器或換熱器的平臺(tái)作為塔的人孔、儀表和閥門的操作與維修的通道。63．換熱器的布置原則是順應(yīng)管路和縮小管路長度，其位置取決于與他密切聯(lián)系的設(shè)備布置。64．釜式反應(yīng)器一般用掛耳支承在建（構(gòu)）筑物或操作臺(tái)的梁上；對(duì)于體積大、質(zhì)量大或振動(dòng)大的設(shè)備，要用支腳直接支撐在地面或樓板上。兩臺(tái)以上相同的反應(yīng)器應(yīng)盡可能排成一直線。65．泵應(yīng)盡量靠近供料設(shè)備，以保證良好的吸入條件。它們常集中布置在室外、建筑物底層或泵房。66．往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝時(shí)間長，所以都布置在壓縮機(jī)室內(nèi)，并配有起重裝置，其周圍要留有足夠大的空地。67．按HG20519.7-92規(guī)定，設(shè)備布置圖一般只繪平面圖。圖樣中包括一組視圖、尺寸及標(biāo)注、安裝方位標(biāo)、附注說明及標(biāo)題欄等。68．對(duì)于較復(fù)雜的裝置或有多層建（構(gòu)）筑物的裝置，當(dāng)平面圖表示不清楚時(shí)，可以繪制剖視圖或局部剖視圖。剖視符號(hào)用A—A、B—B、X—X大寫英文字母表示。69．管路是化工生產(chǎn)中不可缺少的組成部分，像人體中的血管一樣，起著輸送各種流體的作用。70．公稱通徑既不是管子的內(nèi)徑也不是管子的外徑，而是管子的名義直徑，它與管子的實(shí)際內(nèi)徑相接近，但不一定相等。公稱通徑用DN表示。71．公稱壓力是管路、管件和閥門在一定溫度范圍內(nèi)的最大允許工作壓力。用PN表示。72．管路連接常用的方法有焊接、螺紋連接和法蘭連接3種。73．閥門的作用是控制流體在管內(nèi)的流動(dòng)。其功能有啟閉、調(diào)節(jié)、節(jié)流、自控和保證安全等。74．不同流體按其性質(zhì)、形態(tài)和操作要求不同，應(yīng)選用不同的流速。黏度較大的流體，管內(nèi)的壓力降較大，流速應(yīng)較低。75．計(jì)算管路壓力降的目的是為了選擇合適的泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等輸送設(shè)備和校核流速或管徑。最常用的方法是利用算圖進(jìn)行計(jì)算。76．管路應(yīng)避免通過電動(dòng)機(jī)、儀表盤、配電盤上空；塔及容器的管路不可從人孔正前方通過。77．管路安裝時(shí)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)“氣袋”∩、“口袋”∪和盲腸，當(dāng)無法避免時(shí)，應(yīng)在管線最高點(diǎn)設(shè)置放空閥，最低點(diǎn)設(shè)置放靜閥。閥門、儀表的安裝應(yīng)方便操作與維修，一般閥門安裝高度以離操作面1.2m為宜，水平管路上的閥門、閥桿不宜垂直向下。78．人孔應(yīng)設(shè)在安全、方便的操作區(qū)，常將一個(gè)塔的幾個(gè)人孔設(shè)在一條垂線上，并對(duì)著道路。二、選擇題(20分，每題1分)1．屬于換熱器的控制方案有（AB）（A）調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量；（B）旁路調(diào)節(jié)；（C）循環(huán)調(diào)節(jié)；（D）PID調(diào)節(jié)2．在帶控制點(diǎn)的工藝流程圖中，常用比例為：（B）（A）1：10；（B）1：100；（C）1：35；（D）1:1503．常用設(shè)備分類代號(hào)中，表示泵的符號(hào)為：（B）（A）B；（B）P；（C）D；（D）C4．工藝流程圖中表示工藝氣的是：（C）（A）PA；（B）PGS；（C）PG；（D）IG5．在儀表位號(hào)的標(biāo)注中，TRC的含義是：（C）（A）溫度報(bào)警積分；（B）溫度控制變送；（C）溫度記錄控制；（D）溫度積分控制6．單程轉(zhuǎn)化率與總轉(zhuǎn)化率的區(qū)別在于：（A）（A）計(jì)算基準(zhǔn)；（B）計(jì)算方法；（C）計(jì)算目標(biāo)；（D）計(jì)算程序7．在設(shè)備布置圖中，安裝方位標(biāo)的圓直徑為：（C）（A）5mm；（B）10mm；（C）14mm；（D）20mm8．同一公稱通徑管子的（A）相同。（A）外徑；（B）內(nèi)、外徑的算術(shù)平均值；（C）內(nèi)徑；（D）內(nèi)、外徑的對(duì)數(shù)平均值9．管子中流體和氣體的流速一般不超過（C）。（A）5m/s，50m/s；（B）3m/s，30m/s；（C）3m/s，100m/s；（D）10m/s，100m/s10．黏度大的流體一般應(yīng)選擇（A）。（A）低流速；（B）高流速；（C）適宜流速；（D）特定流速11．在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，宜優(yōu)先考慮（C）。（A）室內(nèi)布置；（B）T形布置；（C）露天布置；（D）L形布置12．在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，加熱爐、明火設(shè)備與產(chǎn)生易燃易爆氣的設(shè)備間的距離一般不小于（C）。（A）10m；（B）15m；（C）18m；（D）30m13．在不影響工藝流程的情況下，較高設(shè)備宜（A）。（A）集中布置；（B）T形布置；（C）分散布置；（D）L形布置14．繪制管路布置圖時(shí)常用常比例為（C）。（A）1：10；（B）1：20；（C）1：30；（D）1：10015．在化工設(shè)計(jì)過程中，概算工作在（BC）過程進(jìn)行。（A）編制設(shè)計(jì)任務(wù)書；（B）初步設(shè)計(jì)；（C）施工圖設(shè)計(jì)；（D）現(xiàn)場(chǎng)施工中16．在繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖時(shí)，遇到管路穿過設(shè)備或交叉時(shí)應(yīng)（A）。（A）將縱向管路斷開一段；（B）將橫向管路斷開一段；（C）將橫、縱向管路斷開一段；（D）將管路都不斷開17．用作保溫材料的熱導(dǎo)率宜（A）。（A）低；（B）高；（C）較高；（D）適中18．在繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖時(shí)，遇到管路拐彎時(shí)應(yīng)（A）。（A）成直角；（B）圓?。唬–）成45度角；（D）成60度角19．在帶控制點(diǎn)的工藝流程圖中，儀表編號(hào)的標(biāo)注方法是：上半圓中填寫（C），下半圓中填寫（

）（A）數(shù)字編號(hào)，字母代號(hào)；（B）參量代號(hào)，功能代號(hào)；（C）字母代號(hào)，數(shù)字編號(hào)；（D）功能代號(hào)，參量代號(hào)20．對(duì)間隙操作的釜式反應(yīng)器來說，人孔或加料口離地面、樓板或操作平臺(tái)面的高度以（B）為宜。（A）500mm；（B）800mm；（C）1000mm；（D）1200mm三、簡(jiǎn)答題1.

初步設(shè)計(jì)工作程序一般有哪幾個(gè)步驟？答：初步設(shè)計(jì)工作程序一般有以下幾個(gè)步驟：（1）

設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段；（2）

工藝專業(yè)設(shè)計(jì)方案的確定；（3）

其他專業(yè)的具體工作；（4）

各專業(yè)有關(guān)圖紙的會(huì)簽；（5）

編制初步設(shè)計(jì)總概算；（6）

審定文件并報(bào)上級(jí)主管部門組織審批。2.

生產(chǎn)方法的選擇有哪幾個(gè)步驟？答：生產(chǎn)方法的選擇有以下幾個(gè)步驟：（1）

設(shè)計(jì)資料的選擇；（2）

生產(chǎn)方法的比較與確定；（3）

選擇生產(chǎn)方法時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)等。3.

帶控制點(diǎn)的工藝流程圖以什么為主項(xiàng)進(jìn)行繪制？其原則是什么？答：帶控制點(diǎn)的工藝流程圖以車間（裝置）或工段（工序）為主項(xiàng)進(jìn)行繪制。原則上是一個(gè)主項(xiàng)繪一張圖樣。如流程復(fù)雜可分成數(shù)張，但仍算一張圖樣，使用同一圖號(hào)。5.

泵的流量控制方案有哪兩種？分別用于何種場(chǎng)合？答：泵的流量控制方案有出口節(jié)流控制和旁路控制兩種方案。泵的出口節(jié)流控制是離心泵流量控制常用的方法；旁路控制主要用于容積式泵（往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵等）的流量調(diào)節(jié)。6.

熱量衡算的目的是什么？答：熱量衡算的目的如下：（1）

通過計(jì)算傳入或傳出的熱量，確定加熱劑或冷卻劑的消耗量以及其他能量的消耗；（2）

計(jì)算傳熱面積以決定換熱設(shè)備的工藝尺寸；（3）

確定合理利用熱量的方案以提高熱量綜合利用的效率。7.

設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的要求有哪些？答：（1）要充分考慮工藝上的要求；（2）運(yùn)行可靠，操作安全，便于連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)；（3）能創(chuàng)造良好工作環(huán)境和無污染；（4）便于購置、容易制造。總之，要全面貫徹先進(jìn)、適用、高效、安全、可靠、省材和節(jié)資的原則。具體還要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和設(shè)備結(jié)構(gòu)上的要求加以考慮。8.

選擇設(shè)備材料時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：選擇設(shè)備的材料時(shí)，首先要了解處理介質(zhì)的性質(zhì)，包括氧化性、還原性、介質(zhì)濃度和腐蝕性能。其次是設(shè)備要承受的溫度（高溫、常溫還是低溫）。各種材料的耐溫性能是不一樣的，一般隨溫度升高其耐溫性能減弱。在低溫下要考慮材料的脆性。最后還要考慮設(shè)備承受的壓力（高壓、中壓、低壓或真空）。一般壓力愈高，要求材料的強(qiáng)度、耐腐蝕性能也愈好。9.

車間布置設(shè)計(jì)包括哪兩個(gè)部分？

答：車間布置設(shè)計(jì)包括車間各個(gè)工段、各設(shè)施在車間場(chǎng)地范圍內(nèi)的平面布置和設(shè)備布置兩個(gè)部分。10.

化工車間通常包括哪些設(shè)施？答：化工車間通常包括生產(chǎn)設(shè)施（生產(chǎn)工段、原料和產(chǎn)品倉庫、控制室、露天堆場(chǎng)或貯罐區(qū)）、生產(chǎn)輔助設(shè)施（除塵通風(fēng)室、配電室、機(jī)修間、化驗(yàn)室等）、生活行政設(shè)施（車間辦公室、更衣室、浴室、衛(wèi)生間等）及其他特殊用室（勞動(dòng)保護(hù)室、保健室等）。11.

露天布置的優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？答：露天布置的優(yōu)點(diǎn)是建筑投資少，用地小，有利于安裝檢修，有利于通風(fēng)、防火、防爆、防毒；缺點(diǎn)是受氣候影響大，操作條件差，自動(dòng)控制要求高。12.

設(shè)備布置的原則有哪些？答：設(shè)備布置的原則如下：（1）

設(shè)備布置露天化；（2）

滿足生產(chǎn)工藝與操作要求；（3）

符合安裝與檢修的要求；（4）

符合安全技術(shù)要求；（5）

符合建筑要求；（6）

考慮通道與管廊的布置。四、計(jì)算題1．某廠用空氣氧化鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐。原料流量為205kg/h鄰二甲苯，4500m3/h空氣。從反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系可知，生成1mol的苯酐需反應(yīng)掉1mol的鄰二甲苯。經(jīng)檢驗(yàn)得到的反應(yīng)器出口氣體組成如下：組分苯酐順酐鄰二甲苯O2N2其他合計(jì)%(mol)0.650.040.0316.58784.70100試計(jì)算：（1）鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率、苯酐收率和反應(yīng)選擇性。（2）苯酐的年產(chǎn)量（按330天/年計(jì)）。解：因?yàn)槠渲泻写罅縉2，且N2為惰性組分（不參加反應(yīng)），所以，選擇N2作為物料衡算的聯(lián)系物。進(jìn)入反應(yīng)器的空氣中含有N2：（4500/22.4）×0.79=158.7kmol/h設(shè)反應(yīng)器出口氣體的總流量為xkmol/h，則有：0.78x=158.7

x=203.5kmol/h因此，反應(yīng)器出口氣體含有鄰二甲苯：203.5×0.03%=0.061kmol/h=0.061×106=6.47kg/h反應(yīng)器出口氣體含有苯酐：203.5×0.65%=1.323kmol/h所以，鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率X=（205-6.47）/205=96.8%苯酐收率Y=1.323/（205/106）=68.6%反應(yīng)選擇性S=Y/X=0.686/0.968=0.71=71%苯酐的年產(chǎn)量=1.323×24×330×148=1.550×106kg/h=1550t/a2．一種廢酸，組成為23%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的HNO3、57%H2SO4和20%H2O。加入93%的濃硫酸及90%的濃硝酸，要求混合成27%HNO3、60%H2SO4的混合酸。計(jì)算所需廢酸及加入濃酸的數(shù)量。解：設(shè)所需廢酸量為xkg濃硫酸量為ykg濃硝酸量為zkg第一步：畫出物料流程簡(jiǎn)圖。

第二步：選擇基準(zhǔn)?？蛇x擇廢酸或濃酸的質(zhì)量為基準(zhǔn)，也可以用混合酸的質(zhì)量為基準(zhǔn)。因?yàn)樗姆N酸的組成均已知，選任何一種作基準(zhǔn)計(jì)算都很方便。本例選擇混合酸為基準(zhǔn)，總量為100kg。第三步：列物料衡算式。該體系有3種組分，可以列出3個(gè)獨(dú)立方程，所以能求出3個(gè)未知量。

總物料：

x+y+z=100

(1)H2SO4：

57%x+93%y=100×0.6=60

(2)HNO3：

23%x+90%z=100×0.27=27

(3)解由式（1）、（2）和（3）聯(lián)立的方程組得：x=41.8kg廢酸y=39kg

濃硫酸z=19.2kg

濃硝酸第四步：核算——水平衡加入水量：41.8×20%+39×7%+19.2×10%=13kg混合酸含水量：100×13%=13kg兩者相等，故計(jì)算正確。3．乙烯氧化制環(huán)氧乙烷的反應(yīng)器中進(jìn)行下列反應(yīng)：主反應(yīng)：C2H4（g）+1/2O2（g）

C2H4O（g）副反應(yīng)：C2H4（g）+3O2（g）

CO2（g）+2H2O（g）反應(yīng)溫度基本上維持在250℃，該溫度下主、副反應(yīng)的反應(yīng)熱分別為：主反應(yīng)：-△H5230=105395kJ/kmol乙烯副反應(yīng)：-△H5230=1321726kJ/kmol乙烯乙烯單程轉(zhuǎn)化率為32%，反應(yīng)選擇性為69%，反應(yīng)器出口混合氣體溫度為210℃，流量為45000m3/h(STP)。其組成如下：組分C2H4N2O2合計(jì)%（mol）3.582.014.5100熱損失按反應(yīng)放出熱量的5%考慮。求熱載體移出的熱量。解：查得有關(guān)氣體的比熱容如下：假設(shè)熱力學(xué)途徑如下：則：210℃下反應(yīng)器入口混合氣體的比熱容Cp：Cp=0.035×64.43+0.82×30.04+0.145×31.38=31.44kJ/（kmol·K）250℃下反應(yīng)器入口混合氣體的比熱容Cp：Cp=0.035×66.94+0.82×30.17+0.145×31.67=31.67kJ/（kmol·K）

所以，反應(yīng)器入口混合氣體在210～250℃的平均比熱容Cp平：Cp平=（31.44+31.67）/2=31.56kJ/（kmol·K）△H1=（45000/22.4）×31.56×（250-210）=2.536×106kJ/h△H2=（45000/22.4）×0.035×0.32×0.69×（-105395）+（45000/22.4）×0.035×0.32×（1-0.69）×（-1321726）=-1.086×107kJ/h

△H=△H1+△H2=2.536×106-1.086×107kJ/h=-8.324×106kJ/h

根據(jù)∑Q=∑H得：

△H=Q1+Q2熱量損失按5%考慮，則Q2=0.05△H=0.05×（-8.324×106）=-4.162×105kJ/h那么，由熱載體移出的熱量Q1：Q1=△H-Q2=-8.324×106-（-4.162×105）=-7.908×106kJ/h4有一個(gè)蒸餾塔，輸入和輸出物料量及組成如下圖。輸入物料中A組分的98。7％自塔頂蒸出。求每千克輸入物料可得到塔頂餾出物2的量及其組成。解：基準(zhǔn)：100kg/h輸入物料令x=餾出物中A的百分含量，y=餾出物中B的百分含量。將各物料的流量及組成列于下表流股號(hào)流量

(kg/h)組

分

mol%ABC123100PW20x0.530y5.5501-x-y94.0由上表可以看出，共有5個(gè)未知量，即P、W及流股2的組成A、B、C，由于組成A＋B＋C＝1，所以只需求出任意兩個(gè)組成，第三個(gè)組成就可以求出。因此，實(shí)際上是4個(gè)未知量，需要4個(gè)方程。但是輸入和輸出物料中共有3個(gè)組分，因而只能寫出3個(gè)獨(dú)立物料衡算式。第四個(gè)方程必須從另外給定的條件列出。根據(jù)題意，已知輸入物料中A組分的98.7%自塔頂蒸出，即流股2中A組分量為P·x＝100×20%×98.7%=19.74kg

(1)總物料衡算式有P和W兩個(gè)未知量。A、B、C三組分的衡算式中，A組分的衡算式只含一個(gè)未知量W，所以先列A組分的衡算式。A組分衡算式

100×20%=W×0.5%+19.74

(2)總物料衡算式

100

=P+W

(3)B組分衡算式

100×30%=5.5×W+P×y

(4)由（2）式得

W=52kg代入（3）式得

P=100－52=48kg代入（4）式得

y=56.54%由（1）式得

x=19.74/P=19.74/