化工厂设计-例题习题
化工设计 例题汇集
由上述沸点可知，混合物中各物质沸点甚大，用蒸馏法实现分离．其分离方案可用两个串联的蒸馏塔组成．2、例:某尿素厂的生产能力为6万t尿素/a,年操作日300d，尿素的氨耗为0.6t氨/t尿素，生产过程的氨损失按5%考虑，已知以1t氨为基准的某股气体的组成和量如下表所示。
列出该股气体的组成和流量表。
3、一种废酸，组成为23％(质量％)HNO3，57％H2SO4和20％H2O ，加入93％的H2SO4及90％的浓HNO3，要求混合成27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。
4、造纸厂的碱回收工序有一个四效蒸发器,供料方式为Ⅲ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅰ,蒸发器的总处理量为80000㎏/h 造纸废液(黑液)。
计算总蒸发水量和每一效蒸发器的蒸发水量。
造纸厂的碱回收工序有一个四效蒸发器,供料方式为Ⅲ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅰ,蒸发器的总处理量为80000㎏/h 造纸废液(黑液)。
计算总蒸发水量和每一效蒸发器的蒸发水量。
5、有两个蒸馏塔的分离装置，将含50％苯、30％甲苯和20％(mol%)二甲苯的混合物分成较纯的三个馏分，其流程图及各流股组成如图。
计算蒸馏1000 mol/ h 原料所得各流股的量及进塔II 物料的组成。
mol/h S 23mol/h B X 3B T X 3TX 3T-3B X x 1-5mol/h S T 0.43x 0.56B 0.00456、甲醇氧化制甲醛,反应物及生成物均为气态。
甲醇的转化率为75％，若使用50％的过量空气，试计算反应后气体混合物的摩尔组成。
7、苯直接加氢转化环己烷中的循环过程的衡算苯的总转化率为99%,进入含量20%,产物中含H2 3%8、找出三处以上不正确的绘图和标注等纯C 6H 6循环Ｈ220%C 6H 6。
化工厂设计-例题习题
化工厂设计－例题习题第一章化工设计概论复习思考题1 化工设计的种类2 （扩大）初步设计的程序及内容3 （扩大）初步设计文件的内容4 毕业设计说明书的内容第二章工艺流程设计复习思考题1 生产方法和工艺流程的选择原则2 工艺流程设计的任务3 工艺流程图图样种类4 带控制点的工艺流程图中设备、管道及管件、仪表控制点的标注5 计算机绘制一张带控制点的工艺流程图返回页首第三章化工计算例题[例4－2] 一种废酸，组成为23％(质量％)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的浓H2SO4及90％的浓HNO3，要求混合成27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。
解：设x——废酸量，kg；y——浓H2SO4量，kg；z——浓HNO3量；1、画物料流程简图z kg y kg22、选择基准，可以选废酸或浓酸的量为基准，也可以用混合酸的量为基准，因为四种酸的组成均已知，选任何一种作基准计算都很方便。
3、列物料衡算式，该体系有3种组分，可以列出3个独立方程，所以能求出3个未知量。
基准：100kg混合酸总物料衡算式x+ y+ z=100 (1)H2SO4的衡算式0.57x+ 0.93y=100×0.6=60 (2)HNO3的衡算式0.23x+ 0.90z=100×0.27=27 (3)解(1)，(2)，(3)方程，得x=41.8kg废酸y = 39kg浓H2SO4z = 19.2kg浓HNO3即由41.8kg废酸、39kg浓H2SO4和19.2kg浓HNO3可以混合成100kg混合酸。
根据水平衡，可以核对以上结果：加入的水量= 41.8× 0.2 + 39 × 0.07 + 19.2 × 0.10 = 13kg混合后的酸，含13％H2O，所以计算结果正确。
以上物料衡算式，亦可以选总物料衡算式及H2SO4与HNO3二个衡算式或H2SO4、HNO3和H2O三个组分衡算式进行计算，均可以求得上述结果。
化工设计习题1及答案
一、填空题
1、事故通风排风量应按工艺提供的设计资料通过计算确定。
当工艺不能提供有
关设计资料时，可按由正常通风系统和事故通风系统共同保证每小时换气次数不低于（）次计算。
2、通常可将一个工艺流程分为(
)四大部分。
3、有隔热层的管道，在管墩、管架处应设管托。
当隔热层厚度大于80mm时，
选用高（）的管托。
4、管道标注时，上方标注（双线管道在中心线上方）介质代号、管道编号、
公称通径、管道等级及隔热型式，下方标注（）。
5、在设备布置图中，所有设备、设备的金属支架、电机及其传动装置用（)
线画出，车间建筑物及其构件用( ) 线画出。
6、管廊柱中心与塔设备外壁的距离不应小于（）。
塔基础与管廊柱基
础间的净距离不应小于（）。
7、对于重大项目和使用较复杂技术的项目，为了保证设计质量，工程设计可以
按(
)三个阶段进行。
8、在化工工艺流程图中，辅助物料管用()线画出。
9、项目经济分析评价是以时间、金钱和利润三种指标为基准，通常采用（
）两类评价方法。
10、固定成本是指在一定生产规模限度内不随产品产量增减而变化的费用，其特
点是产品产量发生变化时，费用总额保持不变。
但单位产品的固定成本是可变的，并与产品产量呈（）变化。
二、简述题
1、化工设备的基本结构特点
2、需对管道或设备容器进行保温的主要场合
3、简述车间设备布置的内容
4、管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时处理方法
5．设计任务书的主要内容。
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二、单项与多项选择题1、〔 B 〕衡算式是化学反响过程物料衡算不能应用的。
A．总质量衡算式； B．组分质量衡算式；C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有〔 ABCD 〕。
A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有〔 ABCD 〕步骤。
A．划分温区； B．各热流温度按高到低顺序排列；C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线4、〔 C 〕不是化工设计的内容。
A．反响过程选择与优化；B．别离过程选择与优化；C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化5、管道安排图包含下面〔 ACD 〕图样。
A．管件图； B．管架图管道施工说明；C．蒸汽伴管系统安排图；D．管道平面安排图6、〔 C 〕别离过程不是速率操纵别离过程。
A．膜别离过程；B．反渗透别离过程；C．冷冻枯燥别离过程；D．超滤别离过程7、间歇过程有〔 ACD 〕特点。
A．生产灵敏性高； B．易完成自动化；C．合适有固相的物流；D．合适生产季节性产品8、别离过程的选择应分析别离过程的〔 ABCD 〕方面。
A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模9、对能量过程的分析方法有〔 AC 〕。
A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法10、夹点之上地域不可设置〔 A 〕。
A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器11、对新过程的化工设计需要进行〔 AC 〕A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反响设计12、换热网络设计的目的是得到〔 CD 〕。
A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数；C．换热效益最大化； D．合理的公用工程量13、〔 BD 〕别离过程是扩散别离过程。
A．渗析别离过程；B．结晶别离过程；C．超滤别离过程；D．精馏别离过程14、能量过程的特点表达在〔 AD 〕方面。
化工设计基础试题
化工设计基础试题一、选择题（每题4分，共10题）1.在化工流程设计中，以下哪种过程是属于物理过程？ A. 氧化反应 B. 蒸馏过程 C. 酯化反应 D. 氧化还原反应2.设计酸碱中和时，采用以下哪种酸碱反应？A. 酸酸反应B. 硫酸和氧化钠反应C. 碳酸钠和盐酸反应 D. 盐酸和氢氧化钠反应3.在化工过程中，以下哪种单位最常用于描述物质的质量？ A. 摩尔 B. 吨 C. 克 D. 毫升4.化工反应器的类型有很多种，以下哪种类型的反应器适用于高压、高温的反应条件？ A. CSTR（连续搅拌式反应器） B. PFR（管式反应器） C. BPR（固定床反应器） D. SBR（序批式反应器）5.化工传热过程中，以下哪种方式的传热效果最佳？ A. 对流传热 B. 辐射传热 C. 导热传热D. 直接传热6.以下哪种方法不属于化工工艺设计的基本步骤？ A. 原料选择 B. 设计参数确定 C. 工艺流程设计 D. 反应温度控制7.化工物料平衡是一种重要的计算方法，以下哪种因素不属于进行物料平衡计算的基本要素？ A. 反应物和产物的化学计量数 B. 反应物的摩尔质量 C. 反应进程中物料的流速 D. 反应物的浓度8.化工过程中，以下哪种装置可以实现气体吸附的分离？ A. 吸附塔 B. 蒸发器 C. 分液漏斗D. 过滤器9.在化工流程设计中，以下哪种操作不属于传质运输过程？ A. 蒸馏 B. 吸附 C. 酸碱中和 D. 离心分离10.以下哪种参数不是衡量化工流程经济性的关键指标？ A. 产量 B. 能耗 C. 设备维护费用 D. 原料成本二、简答题（每题10分，共4题）1.什么是化工流程设计？请简要描述化工流程设计的主要步骤。
答：化工流程设计是指根据化学反应的原理和物质的性质，通过制定合理的工艺流程和操作条件，设计出满足生产要求的化工生产过程的过程。
化工流程设计的主要步骤包括：原料选择、各种操作参数的确定、工艺流程设计、设备安装与调试、生产实施等。
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三．名词解释题1.概念设计：概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。
2. 工艺流程图：把各个生产单元按照肯定的目的要求，有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，即是工艺流程图。
3.车间厂房安排：是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面安排。
4.地基：建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。
5.总预备费：总预备费包含根本预备费和涨价预备费两项。
6..根底设计：根底设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。
7.工艺流程设计：工艺流程设计通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料进入到产品输出的过程。
8.化工设备：化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。
9. 管道安排：用管道将各工段和各设备连接起来。
称管道安排。
10.设备购置费：设备购置费包含设备原价及运杂费用。
11.概算书：概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。
12. 工艺流程草图：工艺流程草图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
13.车间安排：将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、安排称车间安排。
14.根底：根底是建筑物的下部结构，埋在地面以下。
15.其他费用：其他费用是指工程费用以外的建设工程必须支出的费用。
1、热：有温度差存在时体系与体系〔或体系与环境〕之间所传递的能量。
2、活塞流型反响器：物料返混为零的反响器。
如管式反响器。
3、管件：管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。
4、别离过程：就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。
5、温-焓图(T-H)：是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图，它表示了物流的热特性。
6、固定床反响器：是指所用固体催化剂，或固体反响物，固定于反响器中的一类反响器。
7、聚式流态化：在流化床反响器中，固体颗粒在不同程度上成团聚状态。
化工设计试题及答案
《化工设计》（A卷共 4 页）
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。
2、简述化工产品成本由哪些部分构成。
3、简述我国现行的化工基建程序。
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。
5、简述化工项目试生产的步骤。
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
2
B
A
C
C
r=），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，并画出流程框架草图。
2
A C
r C C
=。
化工设计习题及答案
1、化工设计的种类有哪些？答：依据工程性质化工设计可分为：新建工程设计、重复建设工程设计、已有装置的改造设计。
依据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、根底设计和工程设计；其中工程设计又包含：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、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、效劳性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计打算工作〔1〕熟悉设计任务书〔2〕制定设计工作方案〔3〕查阅文献资料〔4〕搜集第一手资料。
、FL、］二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的根底。
三、化工计算化工计算包含工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的根底上绘制物料流程图、主要设备图和带操纵点工艺流程图。
四、车间安排设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
1、化工工艺设计包含哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备安排，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？答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与工程调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析比照。
3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定操纵方案，原料与能量的合理利用，制定“三废〞处理方案，制定平安生产措施。
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化工厂设计－例题习题
第一章化工设计概论
复习思考题
1 化工设计的种类
2 （扩大）初步设计的程序及内容
3 （扩大）初步设计文件的内容
4 毕业设计说明书的内容
第二章工艺流程设计
复习思考题
1 生产方法和工艺流程的选择原则
2 工艺流程设计的任务
3 工艺流程图图样种类
4 带控制点的工艺流程图中设备、管道及管件、仪表控制点的标注
5 计算机绘制一张带控制点的工艺流程图
返回页首第三章化工计算
例题
[例4－2] 一种废酸，组成为23％(质量％)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的浓H2SO4及90％的浓HNO3，要求混合成27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。
解：
设x——废酸量，kg；
y——浓H2SO4量，kg；
z——浓HNO3量；
1、画物料流程简图
z kg y kg
2
2、选择基准，可以选废酸或浓酸的量为基准，也可以用混合酸的量为基准，因为四种酸的组成均已知，选任何一种作基准计算都很方便。
3、列物料衡算式，该体系有3种组分，可以列出3个独立方程，所以能求出3个未知量。
基准：100kg混合酸
总物料衡算式x+ y+ z=100 (1)
H2SO4的衡算式0.57x+ 0.93y=100×0.6=60 (2)
HNO3的衡算式0.23x+ 0.90z=100×0.27=27 (3)
解(1)，(2)，(3)方程，得x=41.8kg废酸
y = 39kg浓H2SO4
z = 19.2kg浓HNO3
即由41.8kg废酸、39kg浓H2SO4和19.2kg浓HNO3可以混合成100kg混合酸。
根据水平衡，可以核对以上结果：
加入的水量= 41.8× 0.2 + 39 × 0.07 + 19.2 × 0.10 = 13kg
混合后的酸，含13％H2O，所以计算结果正确。
以上物料衡算式，亦可以选总物料衡算式及H2SO4与HNO3二个衡算式或H2SO4、HNO3和H2O三个组分衡算式进行计算，均可以求得上述结果。
[例3－2] 有一个蒸馏塔，输入和输出物料量及组成如下图。
输入物料中A组分的98。
7％自塔顶蒸出。
求每千克输入物料可得到塔顶馏出物2的量及其组成。
解：
基准：100kg/h 输入物料
令x = 馏出物中A的百分含量，y = 馏出物中B的百分含量。
将各物料的流量及组成列于下表
由上表可以看出，共有5个未知量，即P 、W 及流股2的组成A 、B 、C ，由于
组成A ＋B ＋C ＝1，所以只需求出任意两个组成，第三个组成就可以求出。
因此，实际上是4个未知量，需要4个方程。
但是输入和输出物料中共有3个组分，因而只能写出3个独立物料衡算式。
第四个方程必须从另外给定的条件列出。
C 0.94
B 0.055A 0.005 A ?
C 1-A-B
B ?
根据题意，已知输入物料中A 组分的98.7%自塔顶蒸出，即 流股2中A 组分量为
P ·x ＝ 100 × 20% × 98.7% = 19.74 kg (1)
总物料衡算式有P 和W 两个未知量。
A 、B 、C 三组分的衡算式中，A 组分的
衡算式只含一个未知量W ，所以先列A 组分的衡算式。
A 组分衡算式 100 × 20% = W × 0.5% + 19.74 (2) 总物料衡算式 100 = P + W (3)
B 组分衡算式 100 × 30% = 5.5 × W + P × y (4)
由（2）式得 W = 52 kg
代入（3）式得 P = 100 －52 = 48 kg 代入（4）式得 y = 56.54%
由（1）式得 x = 19.74 / P = 19.74 / 48 = 41.13% C 组成为 1 – x – y = 1 – 41.13% – 56.54 = 2.33%
由C 组分衡算式得 100 × 50% = 52 × 94% + 48 (1 – x – y)
1 – x – y = 2.33%，结果符合。
有多个设备过程的物料衡算
[例3－3] 有两个蒸馏塔的分离装置，将含50％苯、30％甲苯和20％(mol%)二
甲苯的混合物分成较纯的三个馏分，其流程图及各流股组成如图。
计算蒸馏1000 mol/ h 原料所得各流股的量及进塔II 物料的组成。
mol/h
S 23B X 3B T X 3T
X 3T
-3B X x 1-5T 0.43x 0.56B 0.0045
解：
设S 2、S 3……表示各流股物料量，mol / h
x3B、x3T表示流股3中苯、甲苯的组成。
该蒸馏过程中共可列出3组物料衡算方程，每组选三个独立方程。
即
体系A（塔I）：总物料1000＝S2＋S3(1)
苯1000 × 0.5 ＝0.95S2＋x3B S3(2)
甲苯1000 × 0.3 ＝0.03S2＋x3T S3(3)
体系B（塔II）：总物料S3＝S4＋S5(4)
苯 x3B S3＝0.03S4＋0.0045 S5(5)
甲苯x3T S3＝0.95S4＋0.43 S5(6)
体系C（整个过程）：总物料1000 ＝S2＋S4＋S5(7)
苯1000 ×0.5＝0.95S2＋0.03S4＋0.0045S5(8)
甲苯1000 ×0.3＝0.03S2＋0.95S4＋0.43S5(9)
以上9各方程，只有6各是独立的。
因为（1）＋（4）＝（7）式，同样，
（2）＋（5）＝（8）式及（3）＋（6）＝（9）式。
因此，解题时可以任选二组方程。
由题意，应选体系C(整个过程)，因为三个流股2、4、5的组成均已知，只有S2、S4、S5三个未知量，可以从(7)、(8)、(9)三式直接求解。
由(7)、(8)、(9)三式解得
S2＝520 mol / h
S4＝150 mol / h
S5＝330 mol / h
再任选一组体系A或B的衡算方程，可解得：
S3＝480 mol / h，x3B＝0.0125，x3T＝0.5925，x3x＝0.395
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第四章设备的工艺设计及化工设备图
复习思考题、计算题
1 泵的选用与设计程序
2 用某离心泵以45m3/h的流量将贮水池中60℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落
入凉水池中，以达到冷却的目的。
已知水在进入喷头之前需要维持49kpa的表压强，喷头入口较热水池水面高6m。
吸入管路和排出管路中压头损失分别为1m和2m，管路中的动压头可以忽略不计。
试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。
当地气压按101.33kpa 计。
3 换热器设备类型及选用或设计程序
4 欲用循环水将流量为65m3/h的粗苯液体从78℃冷却到35℃，循环水的初温为28℃，试
选用适宜的列管式换热器。
4 塔器的选型与设计
5 化工设备图图样的分类
6 装配图的基本内容和视图表达特点
第五章车间布置设计
复习思考题
1 车间布置设计的内容和原则
2 塔的一般布置形式
3 设备布置设计的图样
4 设备布置图的内容
5 设备布置图中设备的表示方法及标注
第六章管道布置设计
复习思考题
1 管道布置设计的内容和要求
2 管道布置图中管道及附件的常用画法
3 管道布置图中建（构）筑物、设备、管道及管件、仪表控制点的标注
第七章其他
复习思考题
1 非工艺专业与工艺专业的关系
2 环境保护的重要性。