5-化工分析的一般过程
化学工艺学1-5章部分课后习题详解
化学工艺学1-5章部分课后习题详解第二章2-1为什么说石油、天然气和煤是现代阿化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有90%来源于石油和天然气。
90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。
其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。
2-2生物质和再生资源的利用前景如何？答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线2-3何谓化工生产的工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的。
答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。
化工生产工艺流程的组织可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。
如“洋葱”模型。
2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？答：循环流程是指未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。
循环流程的主要优点是能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。
其缺点是动力消耗大，惰性物料影响反应速率及产品收率。
2-5何谓转化率？何谓选择性？何谓收率？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？答：转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X表示；选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比，用S表示；；收率。
原因：对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生产副产物的许多副反应只用转化率来衡量是不够的。
化工过程分析与合成
一、单项选择题。
本大题共14个小题，每小题5.0 分，共70.0分。
在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。
重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是（B）。
脱氢过程裂化反应热裂解反应过程催化过程数值稳定性好，通常，迭代收敛过程有（C）。
很缓慢很快四种可能情况收敛解氨合成过程的物料必须进行循环，主要集中在（D）。
制气工段压缩工段脱硫工段氨合成工段蒸馏的原理是（A）。
物质的沸点不同物质分子量大小物料的浓度进料快慢过程系统结构的优化属于过程系统的（B）。
过程系统的问题合成问题过程系统的分析优化问题氨厂包括的工序有（A）。
原料气制备原料气脱硫氨的分离空气净化天然气中的主要成分是（B）。
氩甲烷（CH4）氢气氮气实验数据归纳的模型被称为（A）。
经验模型半经验模型特定模型多级参数模型工业上已得到广泛应用的低能耗分离技术是（D）。
吸附分离技术非定态技术变压吸附乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程是（A）。
脱氢反应制苯乙烯裂解反应过程催化过程对均一系物料的气相分离，可采用（A）。
吸附吸收汽提蒸发萃取变压吸附是在工业上已经得到广泛应用的（D）。
气体分离技术非定态技术节能分离技术吸附分离技术化工过程系统合成是（C）。
产品生产合成设备合成换热网络合成反应物料合成泡点温度是指气液平衡时与液相组成相对应的（C）。
液相起泡时温度沸腾温度平衡温度气相温度二、多项选择题。
本大题共6个小题，每小题5.0 分，共30.0分。
在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。
用人工智能技术模拟人脑的思维过程，两种不同的成功途径是（DE）。
离散模拟模糊模拟非数值模拟客观模拟微观模拟单元操作模拟中每个模块中包含有（AB）。
单元操作相关方程相关的物性计算程序物流焓值进口物料组成出口组成对化工过程进行描述的数学模型有（CD）。
机理模型经验模型集中参数模型分布参数模型人工智能模型在典型的工厂中优化可能涉及（BC）。
一个车间过程设计和装置规范车间操作某个过程某个装置物性模型包括的重要两项是（AB）。
化工基础实验教案
教案
开课单位：化学化工学院
课程名称：化工基础实验
专业年级：2013级化学专业
任课教师：周邦智/吕昕
教材名称：化工基础实验
2015——2016学年第2学期
图8－2塔顶回流示意图
对第一块板作物料、热量衡算：
112V L V L +=+
图8－3 全回流时理论板数的确定部分回流操作
教案编制说明
1.一门课程一般按章或单元编制若干个授课教案，每个教案应当包括授课内容、讲授学时、教学目的要求、教学重点难点、教学方法手段、教学内容提纲、课外学习要求、教学后记等主要内容。
2.每年的秋季学期为一个学年的第1学期，春季学期为一个学年的第2学期。
3.“授课内容”填写章或单元的目次及标题。
4.“教学方法手段”填写把知识传授给学生的方法和手段，要尽量填写具体。
5.“教学内容提纲”填写本章或单元讲授的主要知识信息，是教学大纲的分解、细化，是教师对课堂讲授内容的具体组织和表达。
6.“课外学习要求”填写要求学生在课外完成的作业、思考题，阅读的书目及预习的内容等。
7.“教学后记”是教师对教案执行情况的总结，目的在于改进和调整教案，为下一轮授课设计更加良好的教学方案。
填写内容主要包括：教学目的是否达到、教学方法的选择及应用效果、学生的反映、疑难问题、典型错误、经验体会、存在问题、今后教学建议等。
8.设计栏目不得出现空项，每个栏目的行高可自行增减。
9.授课教案当附在课程讲义之前。
5危险化工工艺(6-14)
5危险化工工艺(6-14).txt等待太久得来的东西多半已经不是当初自己想要的了。一层秋雨一阵凉，一瓣落花一脉香，一样流年自难忘，一把闲愁无处藏。幸福生活九字经：有希望，有事干，有人爱。女人和女人做朋友，要之以绿叶的姿态，同时也要暗藏红花的心机。 本文由xb70302051贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 暨校企共建化工类实训基地的研究成果推介 上饶市化工企业技术教育培训 许 标 上饶职业技术学院 6、裂解（裂化）工艺 、裂解（裂化） 反应类型 ：高温吸热反应 重点监控单元 ：裂解炉、制冷系统、压缩 机、引风机、分离单元 裂解工艺 工艺简介 1、裂解是指石油系的烃类原料在高温条件下， 发生碳链断裂或脱氢反应，生成烯烃及其 他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主， 同时副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、 柴油、燃料油等产品。 2、烃类原料在裂解炉内进行高温裂解，产出 组成为氢气、低/高碳烃类、芳烃类以及馏 分为288℃以上的裂解燃料油的裂解气混合 物。经过急冷、压缩、激冷、分馏以及干 燥和加氢等方法，分离出目标产品和副产 品。 3、在裂解过程中，同时伴随缩合、环化和脱 氢等反应。由于所发生的反应很复杂，通 常把反应分成两个阶段。 第一阶段，原料变成的目的产物为乙烯、丙 烯，这种反应称为一次反应。 第二阶段，一次反应生成的乙烯、丙烯继续 反应转化为炔烃、二烯烃、芳烃、环烷烃， 甚至最终转化为氢气和焦炭，这种反应称 为二次反应。 裂解产物往往是多种组分混合物。影响 裂解的基本因素主要为温度和反应的持续 时间。化工生产中用热裂解的方法生产小 分子烯烃、炔烃和芳香烃，如乙烯、丙烯、 丁二烯、乙炔、苯和甲苯等。 工艺危险特点 （1）在高温（高压）下进行反应，装置内 的物料温度一般超过其自燃点，若漏出会 立即引起火灾； （2）炉管内壁结焦会使流体阻力增加，影 响传热，当焦层达到一定厚度时，因炉管 壁温度过高，而不能继续运行下去，必须 进行清焦，否则会烧穿炉管，裂解气外泄， 引起裂解炉爆炸； （3）如果由于断电或引风机机械故障而使 引风机突然停转，则炉膛内很快变成正压， 会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火，严重时 会引起炉膛爆炸； （4）如果燃料系统大幅度波动，燃料气压 力过低，则可能造成裂解炉烧嘴回火，使 烧嘴烧坏，甚至会引起爆炸； （5）有些裂解工艺产生的单体会自聚或爆 炸，需要向生产的单体中加阻聚剂或稀释 剂等。 典型工艺 热裂解制烯烃工艺； 重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、乙烯 乙苯裂解制苯乙烯； 二氟一氯甲烷（HCFC-22）热裂解制得四 氟乙烯（TFE）； 二氟一氯乙烷（HCFC-142b）热裂解制得 偏氟乙烯（VDF）； 四氟乙烯和八氟环丁烷热裂解制得六氟乙 烯（HFP）等。 裂解炉进料流量；裂解炉温度；引风机电 流； 燃料油进料流量；稀释蒸汽比及压力；燃 料油压力； 滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取 热器控制、机组控制、锅炉控制等。 安全控制的基本要求 裂解炉进料压力、流量控制报警与联锁； 紧急裂解炉温度报警和联锁； 紧急冷却系统；紧急切断系统； 反应压力与压缩机转速及入口放火炬控制； 再生压力的分程控制； 滑阀差压与料位； 温度的超驰控制； 再生温度与外取热器负荷控制； 外取热器汽包和锅炉汽包液位的三冲量控 制； 锅炉的熄火保护； 机组相关控制； 可燃与有毒气体检测报警装置等。 宜采用的控制方式 将引风机电流与裂解炉进料阀、燃料油进 料阀、稀释蒸汽阀之间形成联锁关系，一 旦引风机故障停车，则裂解炉自动停止进 料并切断燃料供应，但应继续供应稀释蒸 汽，以带走炉膛内的余热。 将燃料油压力与燃料油进料阀、裂解炉进 料阀之间形成联锁关系，燃料油压力降低， 则切断燃料油进料阀，同时切断裂解炉进 料阀。 分离塔应安装安全阀和放空管，低压系统 与高压系统之间应有逆止阀并配备固定的 氮气装置、蒸汽灭火装置。 将裂解炉电流与锅炉给水流量、稀释蒸汽 流量之间形成联锁关系；一旦水、电、蒸 汽等公用工程出现故障，裂解炉能自动紧 急停车。 反应压力正常情况下由压缩机转速控制， 开工及非正常工况下由压缩机入口放火炬 控制。 再生压力由烟机入口蝶阀和旁路滑阀（或 蝶阀）分程控制。 再生、待生滑阀正常情况下分别由反应温 度信号和反应器料位信号控制，一旦滑阀 差压出现低限，则转由滑阀差压控制。 再生温度由外取热器催化剂循环量或流化 介质流量控制。 外取热汽包和锅炉汽包液位采用液位、补 水量和蒸发量三冲量控制。 带明火的锅炉设置熄火保护控制。 大型机组设置相关的轴温、轴震动、轴位 移、油压、油温、防喘振等系统控制。 在装置存在可燃气体、有毒气体泄漏的部 位设置可燃气体报警仪和有毒气体报警仪。 7、氟化工艺 、 反应类型 : 放热反应 重点监控单元 : 氟化剂储运单元 工艺简介 工艺简介 氟化是化合物的分子中引入氟原子的反应， 涉及氟化反应的工艺过程为氟化工艺。氟 与有机化合物作用是强放热反应，放出大 量的热可使反应物分子结构遭到破坏，甚 至着火爆炸。氟化剂通常为氟气、卤族氟 化物、惰性元素氟化物、高价金属氟化物、 氟化氢、氟化钾等。 工艺危险特点 （1）反应物料具有燃爆危险性； （2）氟化反应为强放热反应，不及时排除 反应热量，易导致超温超压，引发设备爆 炸事故； （3）多数氟化剂具有强腐蚀性、剧毒，在 生产、贮存、运输、使用等过程中，容易 因泄漏、操作不当、误接触以及其他意外 而造成危险。 典型工艺 （1）直接氟化 黄磷氟化制备五氟化磷等。 （2）金属氟化物或氟化氢气体氟化 SbF3、AgF2、CoF3等金属氟化物与烃反 应制备氟化烃； 氟化氢气体与氢氧化铝反应制备氟化铝等。 （3）置换氟化 三氯甲烷氟化制备二氟一氯甲烷； 2,4,5,6-四氯嘧啶与氟化钠制备2,4,6-三氟5-氟嘧啶等。 （4）其他氟化物的制备 浓硫酸与氟化钙（萤石）制备无水氟化氢 等。 重点监控工艺参数 氟化反应釜内温度、压力；氟化反应釜内 搅拌速率；氟化物流量；助剂流量；反应 物的配料比；氟化物浓度。 安全控制的基本要求 反应釜内温度和压力与反应进料、紧急冷 却系统的报警和联锁；搅拌的稳定控制系 统；安全泄放系统；可燃和有毒气体检测 报警装置等。 宜采用的控制方式 氟化反应操作中，要严格控制氟化物浓度、 投料配比、进料速度和反应温度等。必要 时应设置自动比例调节装置和自动联锁控 制装置。 将氟化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、 氟化物流量、氟化反应釜夹套冷却水进水 阀形成联锁控制，在氟化反应釜处设立紧 急停车系统，当氟化反应釜内温度或压力 超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料 并紧急停车。 安全泄放系统。 8、加氢工艺 、 反应类型 ： 放热反应 重点监控单元 ： 加氢反应釜、氢气压缩机 工艺简介 加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的 反应，涉及加氢反应的工艺过程为加氢工 艺，主要包括不饱和键加氢、芳环化合物 加氢、含氮化合物加氢、含氧化合物加氢、 氢解等。 加氢工艺 工艺危险特点 （1）反应物料具有燃爆危险性，氢气的爆 炸极限为4％—75％，具有高燃爆危险特性； （2）加氢为强烈的放热反应，氢气在高温 高压下与钢材接触，钢材内的碳分子易与 氢气发生反应生成碳氢化合物，使钢制设 备强度降低，发生氢脆； 工艺危险 工艺危险 （3）催化剂再生和活化过程中易引发爆炸； （4）加氢反应尾气中有未完全反应的氢气 和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。 典型工艺 （1）不饱和炔烃、烯烃的三键和双键加氢 环戊二烯加氢生产环戊烯等。 （2）芳烃加氢 苯加氢生成环己烷； 苯酚加氢生产环己醇等。 （3）含氧化合物加氢 一氧化碳加氢生产甲醇； 丁醛加氢生产丁醇； 辛烯醛加氢生产辛醇等。 （4）含氮化合物加氢 己二腈加氢生产己二胺； 硝基苯催化加氢生产苯胺等。 （5）油品加氢 馏分油加氢裂化生产石脑油、柴油和尾油； 渣油加氢改质； 减压馏分油加氢改质； 催化（异构）脱蜡生产低凝柴油、润滑油基 础油等。 重点监控工艺参数 加氢反应釜或催化剂床层温度、压力；加 氢反应釜内搅拌速率；氢气流量；反应物 质的配料比；系统氧含量；冷却水流量； 氢气压缩机运行参数、加氢反应尾气组成 等。 安全控制的基本要求 温度和压力的报警和联锁；反应物料的比 例控制和联锁系统；紧急冷却系统；搅拌 的稳定控制系统；氢气紧急切断系统；加 装安全阀、爆破片等安全设施；循环氢压 缩机停机报警和联锁；氢气检测报警装置 等。 宜采用的控制方式 将加氢反应釜内温度、压力与釜内搅拌电 流、氢气流量、加氢反应釜夹套冷却水进 水阀形成联锁关系，设立紧急停车系统。 加入急冷氮气或氢气的系统。当加氢反应 釜内温度或压力超标或搅拌系统发生故障 时自动停止加氢，泄压，并进入紧急状态。 安全泄放系统。 9、重氮化工艺 、 反应类型: 反应类型 绝大多数是放热反应 重点监控单元: 重点监控单元 重氮化反应釜、后处理单 元 工艺简介 一级胺与亚硝酸在低温下作用，生成重氮盐的反 应。脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可以进行 重氮化反应。 涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺。 通常重氮化试剂是由亚硝酸钠和盐酸作用临时制 备的。 除盐酸外，也可以使用硫酸、高氯酸和氟硼酸等 无机酸。 脂肪族重氮盐很不稳定，即使在低温下也能迅速 自发分解，芳香族重氮盐较为稳定。 工艺危险特点 （1）重氮盐在温度稍高或光照的作用下， 特别是含有硝基的重氮盐极易分解，有的 甚至在室温时亦能分解。 在干燥状态下，有些重氮盐不稳定，活性 强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解 甚至爆炸； （2）重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是 无机氧化剂，175℃时能发生分解、与有机 物反应导致着火或爆炸； （3）反应原料具有燃爆危险性。 典型工艺 （1）顺法 对氨基苯磺酸钠与2-萘酚制备酸性橙-II染料； 芳香族伯胺与亚硝酸钠反应制备芳香族重氮 化合物等。 （2）反加法 间苯二胺生产二氟硼酸间苯二重氮盐； 苯胺与亚硝酸钠反应生产苯胺基重氮苯等。 （3）亚硝酰硫酸法 2-氰基-4-硝基苯胺、2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、 2,4-二硝基-6-溴苯胺、2,6-二氰基-4-硝基苯 胺和2,4-二硝基-6-氰基苯胺为重氮组份与端 氨基含醚基的偶合组份经重氮化、偶合成 单偶氮分散染料； 2-氰基-4-硝基苯胺为原料制备蓝色分散染料 等。 （4）硫酸铜触媒法 邻、间氨基苯酚用弱酸（醋酸、草酸等） 或易于水解的无机盐和亚硝酸钠反应制备 邻、间氨基苯酚的重氮化合物等。 （5）盐析法 氨基偶氮化合物通过盐析法进行重氮化生 产多偶氮染料等。 重点监控工艺参数 重氮化反应釜内温度、压力、液位、pH值； 重氮化反应釜内搅拌速率； 亚硝酸钠流量； 反应物质的配料比； 后处理单元温度等。 安全控制的基本要求 反应釜温度和压力的报警和联锁； 反应物料的比例控制和联锁系统； 紧急冷却系统； 紧急停车系统； 安全泄放系统； 后处理单元配置温度监测、惰性气体保护 的联锁装置等。 宜采用的控制方式 将重氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、 亚硝酸钠流量、重氮化反应釜夹套冷却水 进水阀形成联锁关系，在重氮化反应釜处 设立紧急停车系统，当重氮化反应釜内温 度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加 料并紧急停车。 安全泄放系统。 重氮盐后处理设备应配置温度检测、搅拌、 冷却联锁自动控制调节装置，干燥设备应 配置温度测量、加热热源开关、惰性气体 保护的联锁装置。 安全设施，包括安全阀、爆破片、紧急放 空阀等。 10、氧化工艺 、 反应类型: 反应类型 放热反应 重点监控单元: 重点监控单元 氧化反应釜 工艺简介 氧化为有电子转移的化学反应中失电子的 过程，即氧化数升高的过程。 多数有机化合物的氧化反应表现为反应原 料得到氧或失去氢。 涉及氧化反应的工艺过程为氧化工艺。 常用的氧化剂有：空气、氧气、双氧水、 氯酸钾、高锰酸钾、硝酸盐等。 工艺危险特点 （1）反应原料及产品具有燃爆危险性； （2）反应气相组成容易达到爆炸极限，具 有闪爆危险； （3）部分氧化剂具有燃爆危险性，如氯酸 钾，高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂， 如
化工过程开发与设计复习题
问答题1、化学实验室研究与化工生产的主要区别：1.原料来源不同2.操作方式不同3.产品质量不同4.杂质积累的影响不同5.设备材质不同6.设备腐蚀问题7.传递规律不同。
2、化工过程开发的基本步骤：实验室研究；收集技术经济资料；概念设计；技术经济评价；模型试验；中试；基础设计；工程设计；建立工业生产装置。
其中最重要的步骤是：中试。
3、选择开发课题的基本原则：（1）选题应针对市场需求；（2）选题应符合国家的产业政策（3）选题应有科学性和先进性（4）选题应考虑合理的原料路线（5）选题应考虑经济效应4、市场调研的功能：发现市场需要的新产品；发掘现存产品的新用途；了解市场领域及范围大小；发现用户和竟争者的动向；预测产品销售的增长率；为建立产品的销售策略提供依据。
5、市场调研的步骤：（1）分析问题，明确目标；（2）正确选择市场变量（3）收集和整理调研资料；（4）选择市场预测方法，得出预测结果6、逐级经验放大法和数学模型方法的差别：数学模型法的试验装置、操作方式、测试精度比逐级经验放大法严格，实验目的、设计规模、级数等不同。
逐级经验放大法的基本特征：1、着眼于外部联系，不研究内部规律2着眼于综合考察，不试图进行过程分解3、试验步骤由人为规定，并非科学合理的研究程序4、放大是根据试验结果外推，不一定可靠。
数学模型法的基本特征：1、分解过程考察过程的内在规律2、简化过程建立等效模型3、在理论指导下建立数学模型法4、科学试验的目的是为了建立和检验数学模型7部分解析法的特点：1.过程分解与综合分析相结合2.开发放大的依据主要来源于试验3、技术方案的形成都是经过了反复论证。
其不足：相似放大法的特点：1试验研究属于综合考虑，但反应了变量之间的实质联系2.简化了试验工作，提高了试验效率3.用相似理论指导模拟，放大依据可靠4.运用相似放大法能避免放大的不可靠性。
其不足：经验放大依赖实验结果，有一定的局限性，只适用于物理过程放大，而不适用于化学过程放大。
《化工原理》第十三讲
容易在光滑表面形成。原因是需要较大的过热度，暴沸之 后过热度丧失，蒸发过程不平稳，暴沸对传热过程不利
（4）大容积饱和沸腾 曲线 ①自然对流阶段 ②泡状沸腾阶段
nucleate boiling
③膜状沸腾阶段film boiling
问： 1、沸腾曲线分为几个阶段？各有什么特点? 2、工业生产中沸腾操作一般总是设法控制在什么阶段？为什么？
五、有相变的对流传热 特点：对流传热系数较无相变时大，为什么？
1、蒸汽冷凝
（1）蒸汽冷凝的特点 气相主体不存在温度差，没有热阻，蒸汽冷凝给热的热阻 几乎全部集中在冷凝液膜中
工业上使用饱和蒸汽作为加热介质的原因：
一是饱和蒸汽有恒定的温度
二是有较大的对流传热系数
（2）冷凝液在壁面上的流动方式
•膜状冷凝
•滴状冷凝
滴状冷凝系数比膜状冷凝系数可以高达几倍甚至十几 倍，为什么？ 但工业上冷凝器的设计却又总是按膜状冷凝来处理， 为什么？
因为即使采用了促进滴状冷凝的措施也不能持久
（3）影响冷凝传热的因素
不凝气体导致的附加热阻，蒸汽中有1%的不凝气体时，冷 凝给热系数将降低60% 蒸汽过热的影响，即壁温的影响，壁温与蒸汽的饱和温度比较 蒸汽的流速和流向对膜层厚度的影响
难点
流体无相变时管内强制湍流对对流传 热系数的影响因素及其影响机理
§4-5 对流传热系数关联式
一、获得α的方法
1、解析法
对所考察的流场建立动量传递、热量传递的衡算方程和速率方 程，在少数简单的情况下可以联立求解流场的温度分布和壁面 热流密度，然后将所得结果改写成牛顿冷却定律得形式，获得 给热系数的理论计算式，如：管内强制层流时的对流传热系数 求解
(完整版)“化工原理”第5章《吸收》复习题
《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1. 质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。
***答案*** 吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。
2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿的过程。
***答案*** 用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。
3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。
***答案*** 不变；减少；不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂.(1) 用水吸收HCl生产盐酸,H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2)用98.3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。
(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。
***答案***（1）吸收剂，吸收质。
（2）吸收质，吸收剂。
（3）吸收剂，吸收质。
5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。
6. 传质的基本方式有：__________和_________。
***答案*** 分子扩散，涡流扩散.7. 吸收速度取决于＿＿＿＿＿＿＿，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以＿＿＿＿来增大吸收速率。
**答案*** 双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。
8. 由于吸收过程气相中的溶质分压总＿＿＿＿液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的＿＿＿＿。
增加吸收剂用量，操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）＿＿＿＿。
***答案*** 大于上方增大远离增大9. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将＿＿＿＿，操作线将＿＿＿平衡线。
***答案*** 减少；靠近；10. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将＿＿＿＿＿，N OG将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。
实验五：传热实验
化工原理实验报告实验名称：传热系数的测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－5班姓名：陈茜茜学号09402010501 同组者姓名：陈俊燕孙彬芳陈益益指导教师：周国权日期：2011年10月20日一、 实验目的1、观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型；2、测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数αi ；3、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 值；4、掌握热电阻测温的方法。
二、 实验原理在套管换热器中，环隙通以水蒸汽，内管管内通以空气，水蒸汽冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下热量衡算关系式（忽略热损失）：()()m W i i m i i p t t S t S K t t C V Q -=∆=-=αρ12由此可得总传热系数空气在管内的对流传热系数（传热膜系数）上式中 Q ：传热速率，w ；V ：空气体积流量（以进口状态计），m 3/s ； ρ： 空气密度（以进口状态计），kg/m 3； C P ：空气平均比热，J/(kg ·℃)；K i ：以内管内表面积计的总传热系数，W/(m 2·℃)； αi ： 空气对内管内壁的对流传热系数，W/(m 2·℃)； t 1、t 2 ：空气进、出口温度，℃；A i ：内管内壁传热面积，m 2； Δt m ：水蒸气与空气间的对数平均温度差，℃；2121ln)()(t T t T t T t T t m -----=∆T ：蒸汽温度（取进、出口温度相同），℃。
(t w －t )m ：空气与内管内壁间的对数平均温度差，℃； 22112211ln )()()(t t tt t t t t t t w w w w m w -----=-t w1、t w2 ：内管内壁上进、出口温度，℃。
对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：Nu i =A ·Re i m ·Pr i n取n=0.4(流体被加热)。
《化工原理》第5章 蒸发
1.真空蒸发装置
在真空蒸发装置中，除了蒸发器以 外，还应有冷凝器、真空泵等附属 设备。
2.真空蒸发的流程
图5-12为单效真空蒸发流程示意图。
1.蒸发器 2、4.分离器 3.混合冷凝器 5.缓冲罐 6.真空泵 7.真空贮存罐 图5-12 单效真空蒸发流程示意图
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第5章 蒸发
3.真空蒸发的优点 （1）真空蒸发的温度低，适用于处理在高温下易分解、聚 合、氧化或变性的热敏性物料。 （2）蒸发操作的热源可以采用低压蒸汽或废汽，提高了热 能的利用率。 （3）在减压下溶液的沸点降低，使蒸发器的传热推动力增 3 加，所以对一定的传热量，可以相应减小蒸发器的传热面积。 （4）真空蒸发的操作温度低，可减少蒸发器的热损失。 4.真空蒸发的缺点 （1）在减压下，溶液的沸点降低，其粘度则随之增大，从 而导致蒸发器总传热系数的下降。 （2）需要有一套真空系统，并消耗一定的能量，以保持蒸 发室的真空度。
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第5章 蒸发
5.1.2 蒸发过程的特点
蒸发操作总是从溶液中分离出部分（或全部）溶剂。常见的蒸发过程实际上 是通过传热壁面的传热，使一侧的蒸汽冷凝而另一侧的溶液沸腾，溶剂的汽化速 率由传热速率控制，所以蒸发属于传热过程。但蒸发又有别于一般的传热过程， 具有下述特点： (1)传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，所以属于壁面 两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 (2)溶液性质：在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增大，腐蚀性逐渐加强。有些溶液在 蒸发过程中有晶体析出、易结垢、易产生泡沫，在高温下易分解或聚合。 (3)溶液沸点的改变：含有不挥发溶质的溶液，其蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压 低。换句话说，在相同压强下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，所以当加热蒸汽 的压强一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液浓度越 高这种现象越显著。 (4)泡沫夹带：溶剂蒸气中夹带大量泡沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物 料，而且污染冷凝设备。 (5)能源利用：蒸发时产生大量溶剂蒸气，如何利用溶剂的汽化热，是蒸发操作中 要考虑的关键问题之一。
化工过程设计复习重点
一、不可简约的流程：采用洋葱逻辑结构，他首先选择反应器，然后通过增加分离与循环系统向外扩展，最后是换热网络公用工程。
缺点：（1）在每个设计阶段可能有不同的设计决定（2）即便完成并且评估了许多设计选择也不能保证最终找到最优设计；优点：主观能动性大，设计者能够控制基本设计决定，而且能够随设计进展与设计本身进行交流。
5、可简约流程：首先是一种超结构，而这种超结构包括所有可行的操作过程和可行的、相互影响的最优设计设备流程，其次是用设计方程和设计变量将设计问题转变成数学问题，再次运用优化算法求解。
缺点：是在决策过程中排除了设计工程师的作用。
优点：它能够同时考虑许多不同的设计方案。
另外，它能够将全部的设计编写成计算机程序，从而快速、高效低获得设计方案。
7、转变过程是通过反应、分离、混合、加热、冷却、压力改变和颗粒尺寸的变化等实现的。
8、模拟就是试图用该过程的数学模型预测它建成以后的行为。
9、化工过程合成的复杂性是双重的：（1）是否能确定所有的流程结构；（2）是否能够优化每一个流程并进行合理的比较，当优化流程结构时，有些多方法能用来完成每一个独立的任务，也有许多方法能把所有的任务相互连接起来。
10、在进行化工设计过程时，需要考虑两类基本问题？（1）是否能够确定所有的流程结构；（2）是否能够优化每一个流程并进行合理的比较。
11、过程设计的原则是从洋葱模型的中心即反应器开始的。
第二章1、理想的反应路径是利用最便宜的原料并生产少量的副产品。
2、影响新反应路径开发的最主要的原因是缺少合适的催化剂。
3、反应系统类型分类：单一反应；平行反应；串联反应；平行反应又串联反应；聚合反应。
4、反应器性能指标：转化率；选择性；反应器收率。
3、单一反应的目标：用最小的体积实现最大生产；单一不可逆的转化率应选择在95%左右，可逆转化率则为平衡转化率的95%左右。
系统宜采用理想间歇反应器或活塞流反应器。
单一可逆反应的浓度改变可以通过：（1）进料比；（2）惰性物的浓度；（3）在反应中间移走产物。