化工设计期末考试试卷[A]答案.doc

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1、2009～2010学年第一学期期末考试试卷《化工设计》（A卷共4页）（考试时间：2010年1月19日考试地点：西阶101）题号一二三四五成绩核分人签字得分一、（共20分）简答题（共5个小题，每小题4分）1、简述化工工艺设计的内容及步骤。根据设计任务书Þ进行流程组织Þ流程的物料及能量衡算Þ设备设计及选型Þ带控制点的工艺仪表管道流程图Þ车间平面、立面布置及配管图设计Þ工程概算及工程技术经济评价Þ工艺设计说明书2、简述化工产品成本由哪些部分构成。化工产品销售成本主要由以下部分组成：主要原材料费用，辅助原材料费用，燃料及动力费用，人工费，专利或技术费用，折旧及大修基

2、金，副产品收入，车间经费，企业管理费，销售费用。3、简述我国现行的化工基建程序。项目建议书Þ项目建议书审批通过后，进行项目可行性研究Þ审查可行性研究，决策通过后，下达设计任务书Þ设计阶段（包括基础设计、扩初设计、施工图设计）Þ施工建设期Þ工程试投产运行Þ项目正式投产4、说明流程组织时挑选化学反应途径应该考虑的一些主要因素。应该考虑的主要因素有：反应步骤的长短；副反应的数量；反应的条件苛刻与否；反应原料的成本；反应的速度及转化率；反应产物是否容易分离；等等。5、简述化工项目试生产的步骤。清理工程现场Þ清洗设备及管道Þ设备单体以水代料试车Þ流程以水代料联动试车Þ

3、投入真实物料试生产ADB、CEA、D、EA、DA、D产品CBBB精馏塔精馏塔分流器混合器混合器A、D精馏塔二、（共20分）由一个液液非均相反应生产高纯度的产品C，反应式为A＋B®C（其反应速度），同时伴随着副反应A＋C«D（可逆反应，其正反应速度）。已知采购来的原料A为液相原料，其中含有少量D及E。原料B也为液相，为纯组份且价格较贵。A、D、B、C、E五种组分的相对挥发度由小到大（D、B之间相对挥发度相差更明显）。A原料的价格较便宜，C与E之间能形成难分离的共沸物。试进行这个过程的流程组织（连续操作流程，要求考虑反应器的形式），写出简要说明，并画出流程框架草

4、图。解：1、为了保证C产品的纯度，减轻反应结束后后续分离的压力，应该在原料准备阶段先将易与C形成共沸物的E先从原料A中分离去除；2、从反应的角度出发，应该选择多釜串联的釜式反应器（非均相反应），而且为了减少副反应，应该减少A原料的返混，所以A原料应该采用多釜滴加的方式；3、原料B较贵，应该将其与C分离后全部返回使用；4、要求生产高纯C产品，C组份应该从精馏塔塔顶馏出；5、D与A可以不分，通过分流器少量放空（A，D）混合物。三、（共20分）下表列出了冷、热各两股流的起始温度和目标温度，并给出了其焓变及热容流率。假设最小传热温差，DTmin要求为20℃。根据热交

5、换网络窄点（Pinch）原理，请用问题列表算法（Theproblemtablealgorithm）列出具体计算步骤：1、计算出窄点。（10分）2、计算出外界最小输入冷量（QCmin）和外界最小输入热量（QHmin）。（10分）流股类型Ti(℃)To(℃)DH（MW）CP（MW／℃）1冷2018032.00.22冷14023027.00.33热2008030.00.254热2504031.50.15解：步骤1：根据DTmin，划分温度区间（列出此步得4分）流股类型Ti(℃)To(℃)TS＊(℃)TT＊(℃)1冷20180301902冷1402301502403

6、热20080190704热2504024030步骤2：计算各区间热容流率差及焓变（列出此步得4分）温度间隔42流股分配⊿T∑CPC－∑CPH⊿H（MW）2403500．157.51901400．1415080-0.2-1670400.05230步骤3：构造假想最节能热阶流图（列出此步得4分）240℃→7.5→190℃→4→150℃→－16→70℃→2→30℃0－7.5－11.54.52.5步骤4：构造可行的最节能热阶流图（列出此步得4分）240℃→7.5→190℃→4→150℃→－16→70℃→2→30℃11.54.001614步骤5：（给出最终结果得4分）

7、从步骤4得到窄点温度、QCmin及QHmin该热交换系统的窄点温度为150℃（冷窄点温度140℃，热窄点温度160℃）；外界最小输入冷量QCmin为14.0MW；外界最小输入热量QHmin为11.5MW。四、（共15分）有一个化工项目，项目总投资共3800万元人民币（全部靠银行贷款），共1年建设期，第二年开始，连续11年预测其每年总销售收入3700万元人民币，每年其总销售成本为2800万元人民币，设该项目全部税种免税（不计各种税收）。项目共12年寿命期，终了时无任何残值，按年复利计算。其各年现金流量表预测如下（单位：万元人民币）：年度（年）123。。。12总

8、投资3800总销售收入37003700。。。3700