化工设计习题及解答 2

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1、《化工设计》习题及解答第一章 化工设计概论1、化工设计的种类有哪些？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、可行性研究报告包含哪些内容？1.总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；

2、研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。2.市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。3.产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。4.工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。5.原料、原料、辅助材料及燃料的供应。6.建厂条件和厂址方案。7.公用工程和辅助设施方案。8.节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。9.环境保护与劳动安全。1

3、0.工厂组织和劳动定员。11.项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。12.投资估算和资金筹措。13.财务、经济评价及社会效益评价。14.结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。4、设计任务书的内容主要包括哪些内容？1.项目设计的目的和依据；2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；5.厂址与占地面积和城市规划的关系；6.防空、防震等的要求；7.建设工期与进度计划；8.投资控制数；

4、9.劳动定员及组织管理制度；10.经济效益、资金来源、投资回收年限。第二章 工艺流程设计习题与思考题（包括答案）：1、化工工艺设计包括哪些内容？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？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？确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确

5、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？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、管道仪表流程图有哪些版式？基础工程设计阶段有：A版PI图(初版)、B版PI图(内审版)、C版PI图(用户版)及D版PI图(确认版)；详细工程设计阶段有：E版PI图(详1版)、F版PI图(详2版)、G版PI图(施工版)。6、某管道标注为“PG1310-300A1A-H”，表示什么意思？7、固定床反应器温度控制形式有哪些

6、？画出示意图。(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8、PIDCAD软件具有哪些特点？PIDCAD软件操作简单、方便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理。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

7、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。进料中苯的摩尔分数釜残液中苯的摩尔分数进料平均相对分子质量进塔原料的摩尔流量依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以作全塔苯的质量衡算得作全塔总质量衡算得将已知数据代人上述质量衡算方程得解得所以，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76003897.4341.967372.685.6094.5287.5222

8、7.82.02.922.35甲苯1240062134.858.041240.214.4013.4812.4811159.498.0121.397.65合计20000100232.21008612.810010810011387.2100124.2100习题2丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为：试计算得到100摩尔燃烧产物（又称烟道气）需要加入的空气的摩尔量。解：以1mol入口丙烷为计算基准根据反应方程式，1mo