过程装备与控制工程概论简答考试复习重点
过程装备控制技术

1什么是调节器的控制规律?调节器有哪几种基本控制规律?答:调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号P与输入偏差信号e之间的关系。
常用的基本调节规律有:位式,比例,积分,微分等,以及它们的组合控制规律如PI,PD,PID。
2热电效应:两种不同材料的导体A,B组成一个闭合回路,当回路两端接点t0,,t的温度不相同时(假设t>t0)回路中就会产生一定大小的电势,形成电流,这个电流的大小与导体材料性质和接点温度有关。
3热电势产生的条件:1)热电极必须是A/B两种不同的材料;2)热电极的两节点温度不相等;3)构成闭合回路4为什么热电偶测温要进行冷端温度补偿?答:由于工业上的常用的各种热电偶的温度---热点是关系曲线是在冷端温度保持0’C的情况下得到的,而且与其配套使用仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的。
而实践测量时,冷端温度往往高于0‘C,且是不断变化的,从而使测量结果产生误差。
所以是热电偶冷锻的温度保持0’C,或进行一定的修正得到真缺德测量结果的做法称为冷端温度补偿。
冷端温度补偿的方法:1.恒温法;2修正法;3校正仪表零点法;4补偿电桥发;5补偿热电偶法5比例度过大,积分时间过大,都会使过渡过程变化缓慢,如何判断?答:比例度过大,曲线波动较剧烈,不规则较大地偏离给定值;积分时间过大,经过非周期震荡慢慢回到给定值。
6.在控制系统中,对象的放大系数,时间常数,滞后时间对控制有什么影响?答:对于不同的通道,对象的特性参数(K,T,τ)对控制作用的影响是不同的。
对于控制通道:放大系数K大,操纵变量的变化对被控变量的影响就大,即控制作用对扰动的补偿能力强,余差也小;放大系数K小,控制作用的影响不显著,被控变量的变化缓慢。
但K太大,会使控制作用对被控变量的影响过强,使系统的稳定性下降。
在相同的控制作用下,时间常数T大,则被控变量的变化比较缓慢,此时对象比较平稳,容易进行控制,但过渡过程时间较大;若时间常数T小,则被控变量变化速度快,不易控制。
过程装备控制技术复习

过程装备控制技术复习1、工业生产对过程装备控制的基本要求;过程装备控制的主要参数;流程工业的四大参量2、控制系统的组成,简单控制系统方框图、各组成环节及其输入、输出、系统各参量的作用。
(方框图中具体实现控制作用的变量)3、控制系统的分类:按给定值、按输出信号的影响、按系统克服干扰的方式。
4、控制系统过渡过程的定义;阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点;评价控制系统的性能指标。
5、被控对象特性的定义;连续生产过程所遵循的两个最基本的关系;单容液位对象的自衡特性;有自衡和无自衡作用单容液位对象的区别;被控对象特性的描述形式;一阶被控对象;描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响(区分控制通道和干扰通道)6、单回路控制系统参数选择的原则(被控变量、操纵变量、检测变送环节);基本的调节规律;位式、比例、积分、微分调节规律的调节原理(数学表达式)及其调节特点(简单水槽液位控制系统);PID调节器的参数整定:整定内容、整定方法(临界比例度法)。
7、复杂控制系统的分类;串级控制系统的工作原理、结构组成(主环、副环、粗调、细、调)、工作特点、适用对象(串级控制系统的应用示例);主、副回路的选择依据(让主要干扰位于副回路);8、前馈控制的控制原理(方框图);一种前馈作用只能克服一种干扰;前馈控制相较于反馈控制的特点;前馈-反馈控制系统8、系统误差、随机误差和粗大误差的含义及减小误差的方法;仪表的绝对误差、相对误差与引用误差;仪表的精度等级。
(习题3-6)9、流量的概念;流量计的分类和基本工作原理;压差式流量计的工作原理;结构上的核心部件;常见的节流装置分类。
10、液位的概念;液位计的分类;静压式和电容式液位计的工作原理10、变送器的作用、分类;气动变送器和电动变送器的区别;常用的标准信号(电压、电流和气压信号);常见的气动元件和组件;喷嘴-挡板机构的组成及工作原理;电动变送器输出信号与电源的连接方式及各自特点;11、安全火花的定义;自动化仪表的防爆结构类型及各自特点;本质安全防爆系统的构成及工作原理;齐纳安全栅的工作原理。
过程控制系统简答题复习重点

过程控制系统简答题复习重点名词解释:衰减比答:衰减比n 定义为:衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。
为保证系统足够的稳定程度,一般取衰减比为4:1~10:1。
B1,B2为前两个峰顶与稳定值的差值。
其中4 :1 常作为评价过程动态性能指标的一个理想指标。
2、自衡过程答:当扰动发生后,无须外加任何控制作用,过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。
称该类被控过程为自衡过程。
3、分布式控制系统答:分布式控制系统DCS ,又称为集散控制系统,一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。
DCS 的设计思想是“控制分散、管理集中”4、串级控制系统将两个控制器串联在一起工作、各自完成不同任务的系统结构,就称为串级控制结构。
主控制器的输出作为副控制器的设定值,再用控制器的输出去操纵调节阀,从而对主被控变量具有更好的控制效果。
流量:单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量,而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量。
简答题:1.简述串级控制系统的设计原则。
答:(1)副回路的选择必须包括主要扰动,而且应包括尽可能多的扰动;(2)主、副对象的时间常数应匹配;(3)应考虑工艺上的合理性和实现的可能性;(4)要注意生产上的经济性。
2.电气阀门定位器有哪些作用答:①改善阀的静态特性②改善阀的动态特性③改变阀的流量特性④用于分程控制⑤用于阀门的反向动作3. 简单控制系统由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答:简单控制系统由一个被控对象,一个检测元件和变送器,一个调节阀和一个调节器组成。
检测元件和变送器用于检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号,输出到控制器。
控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较,得出偏差,并把偏差信号按一定的控制规律运算,运算结果输出到执行器。
执行器是控制系统回路中的最终元件,直接用于改变操纵量,以克服干扰,达到控制的目的。
过程装备与控制工程概论简答考试复习重点

Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程,它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。
流体是气体和液体的总称,包括哪几个方面的性质?答:1)流动性:切应力作用下流体会变形,且无恢复原状的能力。
2)压缩性:温度不变时,流体的体积随压力增大而缩小的性质3)膨胀性:压力不变时,流体的体积随温度升高而增大的性质4)黏性:运动的流体,在相邻的流层接触面上,形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。
反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力,它是运动流体产生机械能损失的根源。
1.产品的分类1)社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类,即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品(国际标准化组织,ISO/DIS9000:2000)。
2)所谓“流程性材料”是指以流体(气、液、粉体等)形态存在的材料。
3)过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。
2.制造业的划分,按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类?1)一类是以物质的化学、物理和生物转化,生成新的物质产品或转化物质的结构形态,多为流程性材料产品,产品计量不计件,连续操作,生产环节具有一定的不可分性,可统称为过程工业(过程制造业),如涉及化学资源和矿产资源利用的产业(石油化工、冶金)等;2)另一类是以物件的加工和组装为核心的产业,根据机械电子原理加工零件并装配成产品,但不改变物质的内在结构,仅改变大小和形状,产品计件不计量,多为非连续操作,这类工业可统称为装备制造业。
3)二者关系:过程制造业为装备制造业提供原材料,同时装备制造业为过程制造业提供制造装备3.过程工业包含的基本过程:1)流体动力过程:遵循流体力学规律的过程,涉及泵、压缩机、管道、阀门等。
2)热量传递过程:遵循传热学规律的过程,涉及换热器。
3)质量传递过程:遵循传质规律的过程,涉及干燥、蒸馏、浓缩、萃取。
4)动量传递过程:遵循动量传递及固体力学规律的过程,涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。
过程装备考试题和知识要点

过程装备控制技术试卷A标准答案一、填空题(25×1)1、安全性;经济性;稳定性2、节流装置;孔板;喷嘴;文都利管3、容器内液体介质液面的高低;浮力式;静压式;电容式;光纤式;4、比例度;积分时间;微分时间5、阀的口径选择;型式选择;固有流量特性选择;材质选择6、直接数字控制系统;监督控制系统;分级控制系统;集散控制系统7、梯形图;语句表;逻辑功能图二、判断改正题(5×2)——判断1分,改正1分1、错误。
单纯的比例控制不可能消除余差。
2、错误。
控制通道的滞后总是不利的,但干扰通道中的容量滞后可以缓和干扰的影响,对控制系统有利。
3、错误。
时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越长。
4、错误。
控制系统中直接产生控制作用的是操纵变量。
5、正确。
三简答题(4×5)1、所谓的工程整定法,就是避开被控对象的特性和数学描述,在被控对象运行时,直接在控制系统中,通过改变调节器参数,观察被控变量的过渡过程,来获取调节器参数的最佳数值。
临界比例度法整定参数的步骤是:首先将调节器的积分、微分作用全部去除,在纯比例作用调节比例度,直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程,此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期,最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。
临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比,且有合适的超调量为目标的。
2、计算机直接控制系统与常规模拟控制系统的基本结构相同,有关调节原理和调节过程也相同,都是基于“检测偏差、纠正偏差”的控制原理。
不同之处在于计算机控制系统中,控制器对控制对象的参数、状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的,对检测信号的分析计算是数字化的,而在模拟控制系统中则是连续的。
3、本质安全防爆型是指在正常和故障状态下,电路及设备产生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆类型。
它由两种场所、两种电路组成,即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路,两者间采用防爆安全栅隔离。
过程装备与控制工程概论期末复习资料

过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些?以及每个过程所涉及的设备?(1)流体动⼒过程:泵、压缩机、风机、管道、阀门(2)热量传递过程:换热器、热交换器(3)质量传递过程:⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备(4)动⼒传递过程:固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备(5)热⼒过程:发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备(6)化学反应过程:换热器、反应器、塔,储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程:p=p0+ρgh参数意义:P0表⽰容器内液体压强,p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。
液压千⽄顶的⼯作原理:根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发⽣变化时,只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变,液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。
这就是说,在密闭容器内,施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。
在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强,必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程,并说明⽅程中个参数的具体意义。
简单介绍流体机械包含的设备。
4、热量传递的⽅式有哪⼏种,并简单叙述各个⽅式的特点?热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备,过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒?请展望过控专业的发展趋势。
(1)过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科,它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤(或缩⼩)、制造⽽变现实,并保障其⾼效、安全和集约运⾏。
机械 过程装备与控制工程专业 过程装备制造复习

1、过程装备的定期检测、常规检测。
2、射线检测的原理,射线源的选择,灵敏度的概念和像质计的选择应用,几何不清晰度,射线的防护,照射质量等级及评定等级。
3、超声波检测的基本原理、频率,灵敏度的概念及确定灵敏度的方法,距离——波幅曲线的组成、应用及评定方法;直探头、斜探头的应用特点,超声波检测等级及检测结果分级。
4、磁粉检测和渗透检测分类、特点,主要因素,磁化方法及特点、磁化电流分类及特点。
4、钢材的净化方法,不可展零件的展开计算方法,排样的原则及国家标准中对排样的规定,其中包括封头的拼接要求,热切割的方法及应用特点。
5、钢板弯卷变形率的计算以及临界变形率、最小冷弯半径的要求,对称式三辊卷板机的结构特点、弯卷成形过程及直边产生的原因和克服直边的方法,冷卷热卷的特点。
6、管子弯曲时易产生的缺陷和控制方法;7、封头整体冲压成形过程应力、应变特点;冷冲、热冲的选择;防止折皱的方法;定性分析半球封头与标准椭圆形封头的工艺性,压边条件,分析冲压后封头壁厚变化。
8、单层容器和多层包扎容器制造工艺比较。
9、旋压的特点管子与管板的连接方法及特点,适用范围。
10、焊接温度场、焊接热循环的概念及主要影响因素,其中焊接线能量、冷却时间、预热的概念及影响是重点。
11、熔池结晶组织及偏析,改善其组织的主要方法,保证焊缝质量的最根本方法。
12、分析低碳钢热影响区(过热区、正火区、部分相变区)的金相组织,氢对焊接接头性能的影响及减少氢的措施,焊接应力和变形产生的根本原因及危害,调节和降低焊接残余应力的方法。
13、焊后热处理的主要作用。
14、焊接接头的分类,对接接头、角焊缝的特点及选用,、设计或选择不同形式坡口的主要目的及选择原则。
15、热裂纹产生原因、防止和控制,冷裂纹的生成条件及冷裂纹的控制方法。
16、金属材料焊接性试验的常用方法——碳当量法间接估算法、冷裂纹敏感性估算法的基本概念。
17、低碳钢、16MnR低合金钢的焊接性分析及焊接工艺要点(焊接方法、焊接材料、焊前准备、焊后处理等),18-8型奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺要点(焊接方法、焊接材料、焊前准备、焊后处理等)。
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大学 过程控制 试题(A )卷(闭)2006--2007 学年第 1学期 使用班级 化工0401-0408 班级 学号 姓名题号 一 二 三 四 总分 得分一、 填空题(每空2分,共20分)1.DDZ-Ⅱ型仪表由220V 交流电压单独供电,DDZ-Ⅲ型仪表由 统一供电。
2.对PID 调节器而言,当积分时间I T →∞,微分时间0D T =时,调节器呈 调节特性。
3.在相同的条件下,用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量,相同的被测量值得到的正反行程测量值的最大差值称为 。
4.由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___________。
5.在被控对象的输入中,_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。
6.按照给定值对控制系统进行分类,如果给定值按事先设定好的程序变化,则控制系统为_______________。
7.当系统的最大超调量与最大偏差相等时,系统的余差值等于___________。
8.确定调节阀气开气关型式主要应考虑________________。
9.常用的抗积分饱和措施有限幅法和____________。
10.与反馈控制能够克服所有干扰不同,前馈控制能够克服_________种干扰。
二、 单项选择题(在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其字母标号填入题干的括号内。
每小题2分,共30分) 11.下列( )不是测量仪表的技术性能指标。
A.仪表精度B.灵敏度C.响应时间D.测量方法12.对于始点为0℃的电子电位差计,当输入端短路时,仪表指针应指在()。
A.始点B.室温C.终点D.原位置13.下列利用热电效应测温的温度计是()温度计。
A. 双金属B. 压力式C. 热电偶D. 热电阻14..DDZ–Ⅲ型仪表现场传输信号为4~20mADC,而控制室的联络信号为电压,那么电流与电压之间的转换电阻为()。
A.200ΩB.250ΩC.500ΩD.750Ω15.一般认为,多次测量中任何一次测量的极限误差为()。
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Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程,它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。
流体是气体和液体的总称,包括哪几个方面的性质?答:1)流动性:切应力作用下流体会变形,且无恢复原状的能力。
2)压缩性:温度不变时,流体的体积随压力增大而缩小的性质3)膨胀性:压力不变时,流体的体积随温度升高而增大的性质4)黏性:运动的流体,在相邻的流层接触面上,形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。
反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力,它是运动流体产生机械能损失的根源。
1.产品的分类1)社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类,即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品(国际标准化组织,ISO/DIS9000:2000)。
2)所谓“流程性材料”是指以流体(气、液、粉体等)形态存在的材料。
3)过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。
2.制造业的划分,按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类?1)一类是以物质的化学、物理和生物转化,生成新的物质产品或转化物质的结构形态,多为流程性材料产品,产品计量不计件,连续操作,生产环节具有一定的不可分性,可统称为过程工业(过程制造业),如涉及化学资源和矿产资源利用的产业(石油化工、冶金)等;2)另一类是以物件的加工和组装为核心的产业,根据机械电子原理加工零件并装配成产品,但不改变物质的内在结构,仅改变大小和形状,产品计件不计量,多为非连续操作,这类工业可统称为装备制造业。
3)二者关系:过程制造业为装备制造业提供原材料,同时装备制造业为过程制造业提供制造装备3.过程工业包含的基本过程:1)流体动力过程:遵循流体力学规律的过程,涉及泵、压缩机、管道、阀门等。
2)热量传递过程:遵循传热学规律的过程,涉及换热器。
3)质量传递过程:遵循传质规律的过程,涉及干燥、蒸馏、浓缩、萃取。
4)动量传递过程:遵循动量传递及固体力学规律的过程,涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。
5)热力过程:遵循热力学规律的动力过程,涉及发电、燃烧、冷冻、空气分离等过程。
6)化学反应过程:遵循化学反应诸规律的过程。
4.过程装置是流程性材料产品的工作母机:1)成套过程装置是流程性材料产品的工作母机,它通常由一系列的过程机器和过程设备,按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的连续系统,再配以控制仪表和电子电气设备,即能平稳连续地把以流体为主的各种材料,让其在装置中历经必要的物理化学过程,制造出人们需要的新的流程性产品。
2)单元过程设备(如换热器、反应器、塔、储罐等)与单元过程机器(如压缩机、泵、离心机等)二者统称为过程装备。
5.什么是过程装备与控制工程?1)过程装备与控制工程是结合数、理、化和多领域的工程知识,以安全和经济的方式解决诸多的工业问题的学科2)与过程制造业和装备制造业同时相关。
6.一般机械原理与过程机械原理的区别?1)一般机械原理研究机械中机构的结构和运动,以及机器的结构、受力、质量和运动。
2)过程机械原理是研究机械及其系统中流程型物料的状态变化,以及这些物料和状态变化对机械及其系统影响的规律。
8.流体输送过程的基本设备有什么?答:1)泵:流体输送的动力设备,按其工作的基本原理可分:容积式:通过泵体内工作容积反复变化,以吸入和排出流体,又可分为往复式和回转式。
叶片式:通过叶轮高速旋转时产生的离心力对流体有挤压推进作用,流体由此获得能量,静压能和动能由此升高。
2)阀门:流体输送系统中控制部件,用来改变通路断面和介质流动方向。
按作用和用途;按公称压力;按工作温度;按公称通径;按结构特征;按连接方法;按阀体材料;按驱动方式9.热量传递过程指遵循传热学规律的过程。
10.传热过程进行的必要条件:物体或系统内存在温度差。
11.热量传递的基本方式有哪些?答:1)热传导:通过分子热运动传热,是固体和静止流体的主要传热方式;2)对流传热:流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而传热,是运动流体的主要传热方式;3)辐射传热:物体以电磁波形式传递能量的过程,是远距离传热的主要方式。
12.换热器是热量传递过程的基本设备。
13.换热器按工作原理可分为:1)表面式换热器(间壁式换热器)2)蓄热式换热器3)直接接触式换热器(混合式)4)流体连接间接式换热器:典型的换热元件——热管14.热管一般由管壳、吸液芯和端盖组成。
热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。
管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。
热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。
15.质量传递过程是指遵循传热质规律的过程。
17.混合物的表示方式:质量浓度、物质的量浓度、质量分数、摩尔分数18.质量传递的基本方式:1)分子传质:由分子的无规则热运动产生的物质传递现象2)对流传质:流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而传质。
19.质量传递设备:塔设备、固定床、移动床、流化床、搅拌槽等。
20.动量传递过程是遵循动量传递及固体力学诸规律的过程。
21.动量传递的基本形式:动量的扩散传递分子动量传递:通过分子不规则热运动而传递动量;涡流动量传递:当流体做湍流流动时,流体中充满涡流的微团,大小不等的微团在各流层之间交换从而传递动量。
对流动量传递:流体发生宏观运动引起的动量迁移过程。
22.热力过程指遵循热力学诸规律的动力过程。
热力学第一定律(能量守恒定律):能量的形式虽可以转换,但其总和既不增加也不减少。
第一类永动机违背了热力学第一定律。
23.热力学第一定律(PPT与21动量传递相同)自己加:加热量传递的形式:热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本方式。
24.热力过程指遵循热力学诸规律的动力过程。
热力学第一定律:能量形式虽然可以转换,但其总和既不增加也不减少。
(箭头,第一类永动机与之违背)热力学第二定律:1)开尔文说法:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响;(箭头实际过程有一定方向箭头能量转化方向,第二类永动机与之违背)2)克劳修斯说法:不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化。
(箭头实际过程有一定方向箭头物质转化方向,第三类永动机与之违背)25.化学反应过程:指遵循化学反应诸规律的过程。
26.工业规模下的反应过程所得转化率低于实验室结果的原因是什么?答:实际反应器中进行的过程不但包括化学反应,还伴随着质量传递、热量传递、动量传递过程,它们显著影响反应的最终结果,。
27.常见的反应设备有哪些:1)间歇操作搅拌釜:是一种带有搅拌器的槽式反应器。
2)连续操作搅拌釜:连续流动的搅拌釜式反应器。
3)连续操作管式反应器:主要用于大规模流体参加的反应过程4)固定床反应器:反应器内填放固体催化剂颗粒或固体反应物,在流体通过时静止不动。
5)流化床反应器:固相介质是较小的颗粒,当流体通过床层时,固相介质形成悬浮状态,好像变成了沸腾的流体,故称流化床。
6)鼓泡床反应器:塔式结构的气液反应器,液体做床层,气体从床层下方通入,以气泡的形式通过。
28.过程装备是物质转化基础29.石油化学工业:炼油化学过程的目的主要是为了提高H/C比和去除有害物质以提高产品品质。
提高H/C比的方法:可以是脱碳也可以是加氢。
1)加氢通过加氢处理:加氢裂化,加氢精制,催化重整。
2)脱碳通过热加工:焦化,热裂解,减粘裂化,催化裂化。
31.石油化学工业燃料型炼油厂的典型加工工艺过程:常减压蒸馏——催化裂化——加氢裂化——焦化。
32.常压减蒸馏:原油--------通过加工过程到产品1)基本途径:将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分,或者通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品。
2)炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。
蒸馏正是一种常用的最经济和最容易实现的分离手段。
3)一次加工主要包括三个工序:原油的脱盐,脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。
33.流化催化裂化:1)催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程,也是重质油轻质化的核心工艺,是提高原油加工深度,生产优质汽油,柴油最重要的工艺操作。
2)裂化的目的是通过裂化反应将高碳烃(碳原子数多,碳链较长的烃)断裂生成低碳烃,同时增加环烷烃,芳香烃和带侧链的烃的数量,从而增加汽油等轻馏分的产量,质量也提高。
34.炼油过程对设备的要求在上述工艺条件下,炼厂设备的主要失效形式包括腐蚀,蠕变,疲劳,脆化,渗碳,轻损伤,氧化及冲蚀等。
1)在催化裂化装置中,压力容器所使用的材料大多是碳钢和碳-钼钢,碳钢的工作温度达510摄氏度,碳-钼钢的工作温度达540摄氏度,这些设备的失效机制主要是蠕变。
2)在催化重整中,压力容器和管道也在蠕变温度下工作,同时还要承受一定的氢分压,这些设备多用1Cr0.5Mo和1.25Cr0.5Mo钢材制作,工作温度达到540摄氏度,失效机制同时包括了高温蠕变及由脆化现象导致的低温脆断。
3)对于高氢压环境下服役的反应器,如加氢裂化和加氢脱硫装置,氢压高达28MPa,有Nelson曲线限定的使用温度是低于蠕变温度的,这些设备一般由2.25 CrlMo制造,允许工作温度为455摄氏度。
在这种情况下,蠕变本身不是最重要的,而高温氢制脆性以及由此导致的脆性断裂是主要的失效机制。
4)在氢制装置中,温度高达820℃,而氢压力相对较低,炉管所用材料为高铬镍含量的不锈钢,废热锅炉及一些配件多用Cr-Mo钢,如Cr25Mo20,1Cr18Ni9Ti,5Cr0.5Mo,1Cr0.5Mo等。
设备的失效机制主要是高温蠕变与开停车所引起的疲劳。
35.乙烯裂解对烃类热解反应进行热力学和动力学的研究得到如下认识:1)高温有利于提高烃类转化率和乙烯回收率。
2)由于二次反应,在高温下停留时间过长,乙烯回收率会降低。
3)烃类裂解的一次反应,特别是脱氢反应,是分子数增加的反应,降低烃的分压对平衡向目的产物方向移动有利,并有利于减少二次反应。
降低烃分压通常是采用水蒸汽作为稀释剂。
4)反应产物尽快急冷,可避免二次反应。
综上,裂解适宜条件是:高温,短停留,低烃分压。
?34.乙烯裂解过程对设备的要求:1)乙烯裂解使用最广泛的管式炉裂解工艺,其核心设备是管式裂解炉。
2)乙烯裂解过程对设备的要求乙烯裂解的关键设备是裂解炉管,它的损伤类型是渗碳,炉管内流过的石脑油等介质,他们在裂解过程中会生产焦炭,这些焦炭会沾伏在管壁形成渗碳层,使得材料的脆性增加,蠕变强度下降,当渗碳层的厚度达到3-4mm时,热应力增加,该层开始产生裂纹并导致炉管的损坏。