化工设计概论试题

六.计算题

1.利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯10%（mol），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。

反应方程式如下：

2C2H4+O2—2C2H4O

2•氨氧化反应器的能量衡算

氨氧化反应式为：

4NH3 （气）+ 502 （气）—4NO （气）+ 6H2O （气）

此反应在25C、101. 3kPa的反应热为A H U—904.6KJ。现有25C的100molNH3/h 和300mol 02/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300E呈气态离开反应器。如操作压力为101. 3kPa,计算反应器应输入或输出的热量。

300r时NO、02 和H2O 的

C

P（NO）= 30.80 J/ （mol「C）

C P（O2）= 30.80 J/ （mol C）Cp（出0）= 34.80 J/ （mol C）

3.乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h，乙苯与水蒸气质量比为1: 1.3,乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。

转化成苯乙烯的反应：

C8H10—C 8H8+H2

转化成苯的反应：

C8H10—C 6H6+C2H4

4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。

CH4 （气）+ O2 —HCHO （气）+ H2O （气）

以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作

理想气体。甲烷于25C进反应器.空气于25C进反应器，如要保持出口产物为150C，需

从反应器取走多少热量？

C P( N2,150°C)= 29.24 J/ ( mol -C)

C p (HCHO,150C)= 9.12 J/ ( mol C)

Cp(H2O,150C)= 34.00 J/ (mol C)

C p (CH4,150C)= 39.2J/ (mol C)

△H°f (CH4) =—74.85KJ/mol

△H°f (HCHO) =— 115.9KJ/mol

△H°f (H2O) = —241.83KJ/mol

5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%氧的用量为理论用量的150%每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。

反应式如下：

C8H10+3O2—C 8H4O3+3H2O

6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为N272.28%; CO28.12%; O22.44%; H2O1

7.15%。问：燃料中甲烷和氢气的比例？

反应式：H2+1/2O2—H 2O

CH4+2O2—CO2+2H2O

答案

一•填空题

1.工艺

2.现场施工

3.物料衡算

4.工艺流程

5.物料

6.位号

7.单位时间

8.选择

9.连续

10.流程

12. 阀门

13. 支承

14. 腐蚀

15. -三

16. 项目

17. 扩大初步设计

18. 设计说明书

19. 管道号

20. 执行

21. 气相

22. 质量守恒

23. 离心泵

24. 搅拌器

25. 平面

26. 中间

27. 管道

28. 直接

29. 蒸汽

30. 温度

31. 车间

32. 工艺

33. 对流

34. 间歇

35. 标准（定型）

36. 小

37. 强度

38. 外

39. 平面

40. 同一

41. 吸入

43.供热

44.直接

45.完全二•选择题

2.B

3.A

4.C

5.D

6.C

7.A

8.B

9.B

10.D

11.A

12.A

13.C

14.B

15.A

16.B

17.D

18.C

19.B

20.A

21.D

22.D

23.B

24.A

25.D

26. A

27. D

28.C

29.B

30.D

31.B

三•名词解释题

1•概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。

2.把各个生产单元按照一定的目的要求，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•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布置。

4.建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。

5.总预备费包括基本预备费和涨价预备费两项。

6.基础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•化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。

9.用管道将各工段和各设备连接起来。称管道布置。

10•设备购置费包括设备原价及运杂费用。

11.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：是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。

13.将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、布置称车间布置。

14.基础是建筑物的下部结构，埋在地面以下。

15.其他费用是指工程费用以外的建设项目必须支出的费用。

四. 简答题

1.工艺流程四个重要过程。（4分）

1）原料预处理过程。（1分）

2）反应过程。（1分）

3）产物的后处理。（1分）