1、標(biāo)準(zhǔn)文檔一.填空題六.計算題1 .利用乙烯部分氧化制取環(huán)氧乙烷，將乙烯在過量空氣條件下通過銀催化 劑進行如下反應(yīng)，進料物質(zhì)流量為 1000mol/h,進料中含乙烯10% （mol）,乙烯 轉(zhuǎn)化率為25%,計算反應(yīng)器出口物料量。反應(yīng)方程式如下：2c2H4+O2 - 2c2H4O2 .氨氧化反應(yīng)器的能量衡算氨氧化反應(yīng)式為：4NH3 （氣）+ 502 （氣）一 4NO （氣）+ 6H2。（氣）此反應(yīng)在25C、101. 3kPa的反應(yīng)熱為 AH0r= 904.6KJ。現(xiàn)有25c的100molNH3/h和300mol 02/h連續(xù)進入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)，產(chǎn)物 在300c呈氣態(tài)離開反應(yīng)器。如操作

2、壓力為 101. 3kPa,計算反應(yīng)器應(yīng)輸入或輸 出的熱量。300c時 NO、02 和 H20 的CP （NO） =30.80 J/（mol。CP （02）=30.80 J/（mol：C）Cp （氏0）= 34.80 J/（mol：C）3 .乙苯脫氫制苯乙烯，通入純乙苯為 250kg/h,乙苯與水蒸氣質(zhì)量比為1: 1.3,乙苯轉(zhuǎn)化率為50%,其中在轉(zhuǎn)化掉的乙苯中有 90%轉(zhuǎn)化成苯乙烯；10%轉(zhuǎn) 化成苯；試計算反應(yīng)器出口物料質(zhì)量流量。轉(zhuǎn)化成苯乙烯的反應(yīng)：c8H10，8H8+H2轉(zhuǎn)化成苯的反應(yīng)：c8H10-C 6H6+C2H44 .甲烷在連續(xù)式反應(yīng)器中用空氣氧化生產(chǎn)甲醛，甲烷的轉(zhuǎn)化率為 40%,氧

3、氣 完全反應(yīng)。CH4 （氣）+ 02HCHO （氣）+ H20 （氣）以100mol進反應(yīng)器的甲烷為基準(zhǔn)。假定反應(yīng)在足夠低的壓力下進行，氣體 實用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔便可看作理想氣體。甲烷于25c進反應(yīng)器.空氣于25c進反應(yīng)器，如要保持出 口產(chǎn)物為150C,需從反應(yīng)器取走多少熱量？Cp (N2,150C) = 29.24 J/(mol：C)CP (HCHO,150C) =9.12 J/(mol：C)Cp (H2O,150C) = 34.00 J/(mol：C)CP (CH4,150C) = 39.2J/ (mol。AH0f (CH4)=74.85KJ/molAH0f (HCHO) =115.9KJ/m

4、olAH0f (H2O) = 241.83KJ/mol5 .鄰二甲苯空氣氧化制苯酊，乙知鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為70%,氧的用量為理論用量的150%,每小時投入鄰二甲苯250kg,試計算出口物料流量。反應(yīng)式如下:C8H10+3O2-C 8H4O3+3H2O6 .甲烷和氫氣混合用空氣完全燃燒來加熱鍋爐，煙道氣分析按體積組成為 N272.28%; CO28.12%; O22.44%; H2O17.15%。問:燃料中甲烷和氫氣的比例?反應(yīng)式：H2+1/2O2 H2。CH4+2O2 - CO2+2H2O答案一.填空題1 .工藝2 .現(xiàn)場施工3 .物料衡算4 .工藝流程5 .物料6 .位號7 .單位時間8 .

5、選擇9 .連續(xù)10 .流程11 .列管式12 .閥門13 .支承14 .腐蝕15 .三16 .項目17 .擴大初步設(shè)計18 .設(shè)計說明書19 .管道號20 .執(zhí)行21 .氣相22 .質(zhì)量守恒23 .離心泵24 .攪拌器25 .平面26 .中間27 .管道28 .直接29 .蒸汽30 .溫度31 .車間32 .工藝33 .對流34 .間歇35 .標(biāo)準(zhǔn)（定型）36 .小37 .強度38 .外39 .平面40 .同一41 .吸入42 .生產(chǎn)43 .供熱44 .直接45 .完全二.選擇題2.B3.A4.C5.D6.C7.A8.B9.B10.D11.A12.A13.C14.B15.A16.B17.D18

6、.C19.B20.A21.D22.D23.B24.A25.D26.A27.D28.C29.B30.D31.B三.名詞解釋題1概念設(shè)計是從工程角度出發(fā)進行的一種假想設(shè)計。2 .把各個生產(chǎn)單元按照一定的目的要求，有機地組合在一起，形成一個完整的 生產(chǎn)工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程圖。3 .是對整個車間各工段、各設(shè)施在車間場地范圍內(nèi)，按照它們在生產(chǎn)中和生活中 所起的作用進行合理的平面和立面布置。4 .建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤稱為地基。5 .總預(yù)備費包括基本預(yù)備費和漲價預(yù)備費兩項。6 .基礎(chǔ)設(shè)計是新技術(shù)開發(fā)的最終成果，它是工程設(shè)計的依據(jù)。7 .工藝流程設(shè)計通過工藝流程圖的形式，

7、 形象地反映了化工生產(chǎn)由原料進入到產(chǎn) 品輸出的過程。8 .化工設(shè)備主要指在化工生產(chǎn)中常用的標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。9 .用管道將各工段和各設(shè)備連接起來。稱管道布置。10 .設(shè)備購置費包括設(shè)備原價及運雜費用。11 .概算書是在初步設(shè)計階段編制的車間投資的大概計算。12 .工藝流程草圖：是用來表達整個工廠或車間生產(chǎn)流程的圖樣。13 .將各工段與各設(shè)備按生產(chǎn)流程在空間上進行組合、布置稱車間布置。14 .基礎(chǔ)是建筑物的下部結(jié)構(gòu)，埋在地面以下。15 .其他費用是指工程費用以外的建設(shè)項目必須支出的費用。四.簡答題1 .工藝流程四個重要過程。（4分）1）原料預(yù)處理過程。（1分）2）反應(yīng)過程。（1分）3）產(chǎn)物的后處

8、理。（1分）4）三廢的處理過程。（1分）2 .車間布置初步設(shè)計的主要內(nèi)容。（6分）1 .生產(chǎn)、生產(chǎn)輔助、生活行政設(shè)施的空間布置；2 .決定車間場地與建筑物、構(gòu)筑物的大小；3 .設(shè)備的空間（水平和垂直方向）布置；4 .通道系統(tǒng)、物料運輸設(shè)計；5 .安裝、操作、維修所需的的空間設(shè)計；6 .其他。答出一個得1分，最多得6分3 .工程概算費用的分類。（4分）1）設(shè)備購置費。（1分）2）安裝工程費。（1分）3）建筑工程費。（1分）4）其他費用。（1分）4 .什么情況需要保溫？ （5分）1）凡設(shè)備或管道表面區(qū)溫度超過50C,需要減少熱損失;2）設(shè)備內(nèi)或輸送管道內(nèi)的介質(zhì)要求不結(jié)晶、不凝結(jié)；3）制冷系統(tǒng)的設(shè)備

9、和管道中介質(zhì)輸送要求保冷；4）介質(zhì)的溫度低于周圍空氣露點溫度，要求保冷；5）季節(jié)變化大。答出一個得1分，最多得5分5 .泵的選用與設(shè)計程序。（6分）1）確定泵型。2）確定選泵的流量和揚程。3）確定泵的安裝高度。4）確定泵的臺數(shù)和備用率。5）校核泵的軸功率。6）確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量。7）選用電動機。8）填寫選泵規(guī)格表。答出一個得1分，最多得6分。6 .塔型選擇基本原則。（5分）1）生產(chǎn)能力大，彈性好。2）滿足工藝要求，分離效率高。3）運轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。4）結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，造價較低。5）塔壓降小。答出一個得1分，最多得5分。7 .化工車間（裝置）工藝設(shè)計內(nèi)容（6分）1）設(shè)計

10、準(zhǔn)備工作2）方案設(shè)計3）化工計算4）車間布置設(shè)計5）化工管路設(shè)計6）提供設(shè)計條件7）編制概算書及編制設(shè)計文件答出一個得1分，最多得6分。8 .簡述化工車間管道布置設(shè)計的要求（4分）1）符合生產(chǎn)工藝流程的要求，并能滿足生產(chǎn)需要2）便于操作管理，并能保證安全生產(chǎn)。3）便于管道的安裝和維護。4）要求整齊美觀，并盡量節(jié)約材料和投資答出一個得1分，最多得6分。9 .管道支架按其作用分類（4分）32 .固定支架 （1分）33 .滑動支架 （1分）34 .導(dǎo)向支架 （1分）35 .彈簧吊架（1分）36 .簡述化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)特點。（6分）1）基本形體以回轉(zhuǎn)體為主。2）各部分結(jié)構(gòu)尺寸大小相差懸殊。3）殼體上

11、開孔和管口多。4）廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化零部件。5）采用焊接結(jié)構(gòu)多。6）對材料有特殊要求。7）防泄露安全結(jié)構(gòu)要求高。1 出一個得1分，最多得6分。11 .設(shè)計貯罐的一般程序。（6分）1）匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)。2）選擇容器材料。3）容器型式的選用。4）容積計算。5）確定貯罐基本尺寸。6）選擇標(biāo)準(zhǔn)型號。7）開口和支座。8）繪制設(shè)備草圖。答出一個得1分，最多得6分。12 .車間平面布置的內(nèi)容。（4分）1）生產(chǎn)設(shè)施。（1分）2）生產(chǎn)輔助設(shè)施。（1分）3）生活行政設(shè)施。（1分）4）其他特殊用室。（1分）13 .工藝上降低污垢系數(shù)方法。（4分）1）改進水質(zhì)，（1分）2）消除死區(qū)，（1分）3）增加流速，（1分）4）防止

12、局部過熱。（1分）14 .反應(yīng)釜設(shè)計程序。（6分）1）確定反應(yīng)釜操作方式2）匯總設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)3）計算反應(yīng)釜體積4）確定反應(yīng)釜設(shè)計（選用）體積和臺數(shù)5）反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定6）傳熱面積計算和校核7）攪拌器設(shè)計8）管口和開孔設(shè)計答出一個得1分，最多得6分。15 .工程概算項目的劃分。（4分）1 .工程費用（1分）2 .其他費用（1分）3 .總預(yù)備費（1分）4 .專項費用（1分）16 .簡述車間設(shè)備布置需要滿足的要求。（6分）2 .滿足生產(chǎn)工藝要求。（1分）3 .符合經(jīng)濟原則。（1分）4 .符合安全生產(chǎn)要求。（1分）5 .便于安裝和檢修。（1分）6 .建筑要求。（1分）7 .保證良好的操作

13、條件。（1分）17 .簡述化工設(shè)計結(jié)合國情應(yīng)考慮的問題（6分）1）中國人民的消費水平及各種化工產(chǎn)品的消費趨勢。（1分）2）中國化工機械設(shè)備及電氣儀表的制造能力。（1分）3）中國化工生產(chǎn)所用的化工原材料及設(shè)備用金屬材料的供應(yīng)情況。（1分）4）中國環(huán)境保護的有關(guān)規(guī)定和化工生產(chǎn)中三廢排放情況。（1分）5）勞動就業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關(guān)系。（1分）6）資金籌措和外匯貯備情況。（1分）18 .露天或半露天布置的優(yōu)點。（4分）1）建筑投資少、用地省。（1分）2）利于安裝和檢修。（1分）3）有利于通風(fēng)。（1分）4）防火防爆。（1分）五.畫圖識圖題1 .畫出真空泵流量調(diào)節(jié)中的真空管吸入支路調(diào)節(jié)示意圖3 一_

14、!靠汽噴射裝實用文案8.畫出通過調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)來控制換熱器溫度的控制方案示意圖3.畫出離心泵出口旁路調(diào)節(jié)示意圖4.畫出用提儲段塔板溫度控制塔底產(chǎn)品流量來實現(xiàn)精儲塔的控制示意圖5.畫出離心泵出口直接節(jié)流調(diào)節(jié)示意圖6.畫出用精儲段塔板溫度控制塔頂產(chǎn)品流量來實現(xiàn)精儲塔控制的示意圖六.計算題1 .利用乙烯部分氧化制取環(huán)氧乙烷，將乙烯在過量空氣條件下通過銀催化 劑進行如下反應(yīng)，進料物質(zhì)流量為 1000mol/h,進料中含乙烯10% (mol),乙烯 轉(zhuǎn)化率為25%,計算反應(yīng)器出口物料量。反應(yīng)方程式如下：2c2H4+O2 - 2c2H4O解：以每小時為計算pc進料：乙烯=1000X 1 0%=100 (mo

15、l/h) ; (1 分)空氣=1000X 90%=嬌(mol/h); (1 分)其中：氮氣=900X 0.79=711 （mol/h） ; （1 分）氧氣=900X 0.21=189 （mol/h） ; （1 分）轉(zhuǎn)化掉乙烯=100X 25%=25 （mol/h）; （1 分）則產(chǎn)物中：未反應(yīng)的乙烯：10025=75 （mol/h） ; （1分）生成環(huán)氧乙烷：25 （mol/h） ; （1分）消耗氧氣：25X0.5=12.5 （mol/h） ; （1 分）剩余氧氣：189 12.5=176.5 （mol/h） ; （1 分）氮氣：711 （mol/h）。（1 分）2 .氨氧化反應(yīng)器的能量衡算氨

16、氧化反應(yīng)式為：4NH3 （氣）+ 502 （氣）一 4NO （氣）+ 6H2。（氣）此反應(yīng)在25C、101. 3kPa的反應(yīng)熱為 AH0r= 904.6KJ。現(xiàn)有25c的100molNH3/h和800mol空氣/h連續(xù)進入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)， 產(chǎn)物在200c呈氣態(tài)離開反應(yīng)器。如操作壓力為 101. 3kPa,計算反應(yīng)器應(yīng)輸入 或輸出的熱量。300c 時 N2、02、NO 和 H20 的CP （N2）=29.50J/ （mol C）CP （O2） =30.80 J/ （mol ：C） C.P （NO） =30.80 J/ （mol C）CP （H20）=34.80 J/ （mol。解：

17、題給的進料量由物料衡算得到反應(yīng)器出口各組分的摩爾流量。n （H2O） =6MX100= 150mol/h （1 分）n （NO） =4FM00=100mol/h （1 分）n （O2） =8000.21 5FX00= 43mol/h （1 分）n （N2） =8000.79= 632mol/h （1 分）算始時的參考態(tài)：25C, 101.3KPa, NH3 （氣）,02 （氣）,NO （氣）,H20 （氣）。因此進口的兩股物料的始均為零。計算出口物料的燃：H (H2O) = n (H2O) CP (H2O) X200-25)=913.5KJ/h (1 分)H (NO) = n (NO) CP

18、(NO) (200-25)=539KJ/h (1 分)H(O2)= n (O2)CP(O2)X(200 25)=231.77KJ/h (1 分)H(N2)= n (N2)CP(N2)X(200 25)= 3262.7KJ/h (1 分)反應(yīng)放熱 AH0r= 100 ( 904.6)牛=22615 KJ/h (1 分)過程的 A H=- 22615+ 913.5+ 539+ 231.77+ 3262.7=- 17668.03KJ/h (1 分)3 .乙苯脫氫制苯乙烯，通入純乙苯為 250kg/h,乙苯與水蒸氣質(zhì)量比為1:1.3,乙苯轉(zhuǎn)化率為50%,其中在轉(zhuǎn)化掉的乙苯中有 90%轉(zhuǎn)化成苯乙烯；10

19、%轉(zhuǎn) 化成苯；反應(yīng)如下。試計算反應(yīng)器出口物料量。轉(zhuǎn)化成苯乙烯的反應(yīng)：C8H10-C 8H8+H2轉(zhuǎn)化成苯的反應(yīng)：C8H10-C 6H6+C2H4解：以每小時為計算基準(zhǔn)每小時通入乙苯=250kg/h=2.358kmol/h; （1分）參加反應(yīng)的乙苯 2.358 ）50%=1.179kmol/h;剩余乙苯=2.358 50%=1.179kmol/h=125kg/h; （1 分）配入水蒸氣=250X1.3=325kg/h; （1 分）在反應(yīng)掉的1.179kmol乙苯中轉(zhuǎn)化成苯乙烯=1.179 90%=1.061kmol/h;（1分）轉(zhuǎn)化成苯=1.179X 10%=0.1179kmol; （1 分）則

20、反應(yīng)生成：苯乙烯=1.061 104=110.34 （kg/h） ;（1 分）氫氣=1.061 ）2=2.33 （kg/h） ;（1 分）苯=0.117978=9.20 （kg/h） ;（1 分）乙烯=0.1179/8=3.30 （kg/h） ;（1 分）產(chǎn)物中水蒸氣=325 （kg/h）。（1分）4 .甲烷在連續(xù)式反應(yīng)器中用空氣氧化生產(chǎn)甲醛，甲烷的轉(zhuǎn)化率為40%,氧氣 完全反應(yīng)。CH4 （氣）+ O2-HCHO （氣）+ H2O （氣）以100mol進反應(yīng)器的甲烷為基準(zhǔn)。假定反應(yīng)在足夠低的壓力下進行，氣體 便可看作理想氣體。甲烷于25c進反應(yīng)器.空氣于25c進反應(yīng)器，如要保持出 口產(chǎn)物為15

21、0C,需從反應(yīng)器取走多少熱量？Cp （N2,150C） =29.24 J/（mol ：C）Cp （HCHO,150C） =9.12 J/（mol：C）CP （H2O,150C） = 34.00 J/（mol：C）Cp （CH4,150C） = 39.2J/ （mol ：C）AH0f （CH4）=74.85KJ/molAH0f （HCHO） =115.9KJ/molAH0f （H2O） = 241.83KJ/mol解：物料基難：100mol進料CH4入口 ： CH4： 100molO2: 10040%=40molN2： 40% X79=150.48mol （1 分）出口：CH4： 100 40=

22、60mol （1 分）N2： 150.48molHCHO: 40mol （1 分）H2O: 40mol （1 分）取25c時生成各個反應(yīng)物和產(chǎn)物的各種原子（即 C、。2、H2）為基準(zhǔn)，非 反應(yīng)物質(zhì)N2也取25c為基準(zhǔn)，將各個始值計算如下。C.H 出（N2,150C） = nP （N2,150C） X（150-25）=550KJ （1 分）H 進（CH4,25C） = n Afif （CH4）= - 74.85 100=7485KJ （1 分）H 出（CH4,150C） = n AIf （CH4）+nCP （CH4,150C） X（150-25）= （ 74.85+4.9）60= 4197KJ （1 分）H 出（H2O,150C） = nA# （H2O） +nCP （H2O,150C） 150-25）=（ 115.9+1.14 M0=4590.4KJ （1 分）A H=550-41979503.24590.4 （7485） =10255.6KJ （1 分）5 .鄰二甲苯空氣氧化制苯酊，乙知鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為70%氧的用量為理論用量的150%每小時投入鄰二甲苯250kg,試計算出口物料流量。反應(yīng)式如下：C8H10+3O2 - C8H 4O3+3H2O解：以每小時為計算基準(zhǔn)。反應(yīng)式 C8 H10+3O2 - C8