化工设计复习题及答案.docx

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1、第一章1、简述化工设计的概念、作用与分类。答：（1）概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的支配，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。（2）作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量干脆关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。分类：依据项目性质可分为：新建项1.1.设计、重匏建设项目设计、己有装置的改造设计。依据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中式设计、基础设计和工程设计。2、化工设支配分为哪

2、三个阶段？并分别叙述其主要内容。答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。初步设计：是依据支配任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书.扩大初步设计：依据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书与工程概算书（允许误差较大）。施工设计：依据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有具体的施工图纸和必要的文字说明书以与工程预算书（误差较小）。3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简洁阐述。答：化工设计程序前期打算工作一项目建议书一可行性探讨一决策（评估）一支配任务书一初步设计一

3、扩大初步设计一施工设计4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？设计打算方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、供应设计条件、编制概算书的设计文件其次章1、化厂址选择应考虑的主要因素是什么？（1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展余地）；（2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等第近电厂或水水电站，器近燃料供应点，水鸵近江、河、湖等）；（3）满意环境卫生与交通运输要求（能妥当处理“三废二优先运用水路、铁路运输，适当增加马路运输）；（4）不旱不涝，地质牢靠:（5）少挖少填，有利于协作等，还要与城而规划协调。2、在化匚厂总平面布置设计时，对于生产年间、协助生产年间、行政办公楼、

4、住宅与道路等有何具体要求。生产车间的位置应按工艺过程的依次进行布置，生产线路尽可能做到直线而无返回流淌，但并不要求全部车间在条直线上，应考虑协助车间的配置距离与管理上的便利。一股功能、工艺相像的不间、工段尽可能布置在,起（便于集中管理），车间之间的管道尽可能沿道路的铺设.，生产有害气体或粉尘年间要放置在下风或平行风侧。关于协助车间的布置（1）锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方，其旁边不得有易燃、易爆的车间或仓库，应放置在卜风位置；（2）配电间应配置在用电大户旁边，并置于上风位置（3）机修车间应放在与各生产车间联系便利而平安的位置上；（4）中心试验室和仪表修理间应置于清洁卫生、噪音少、灰尘少的上

5、冈位置；（5）仓库设在与生产车间联系便利，并靠近运输干线的位置上。行政管理部门与住宅区的位置应建：在工厂外，最好位于工厂的上风位置。3、对已选定的二、三个厂址方案中如何进行分析比较，优选出一个合理的方案。对已选定的二、三个厂址方案进行技术经济比较，应依据工厂主要要求,抓住几个主要因素，对其优缺点进行分析比较。/1、在进行化工工艺设计时，主要从哪几个方面来论证条工艺路途的可行性。应符合技术上先进、经济上合理的要求。种产品往往有几种不同的生产方法生产，要对其逐个探讨分析，进行多方面的比较，要做定性分析，也要做定量分析，找到个相对优良的方法。2、化工工艺流程图设计分哪三步进行？这三种图在工艺流程设计

6、中起到什么作用？生产工艺流程草图：只是定性地标出由原料转变为产品的路途，以与采纳的各种化工过程与设备，流程草图般由物料流程、图例、设备一览表三部组成C物料流程图；是在完成了物料衡算和能量衡算基础上来绘制的，是用图形和表格相结合来反映设巾计算某些结果的图样，是设计带限制点的工艺流程图的依据.带限制点的:艺流程图：是在物料流程图的基础上绘制的，设备计算结束、限制方案确定以后，即可着手绘制。化工工艺流程设计的任务是什么？（1）确定生产流程中各个生产过程的具体内容、依次和组合方式,达到由原料制得所需产品的目的。（2）绘制匚艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，

7、物料和能量发生的改变与其流向，（3）以与采纳了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量限制流程。4、简述绘制化1.：艺流程图的步骤，图中的主要设备、主要物料管线和协助物料管线等线条如何表达？先绘流程草图，再依据草图进行物料、能量衡算，然后绘制物料流程图，在设备设计计算后，绘制带限制点的工艺流程图。设备示意图：可按设备的大致形态画出（或用方块图表示），设备位置的相对凹凸不要求精确，但要标出设备的名称和位号。物流管线与流向箭头：包括全部物料管线和部分协助管线，如：水、汽、压缩空气、真空等。必要的文字注糕：设备名称、物料名称、来自何处、去向何方。图例（只标管线图例）阀门、仪表

8、可不标出。第四章】、物料衡算的作用是什么？在进行物料衡算时应遵守什么原则？在实际生产中，物料衡算可以揭示物料的奢侈和生产过程的反常现象，从而帮助找出改进措施，提高成品率与削减附产品、杂质和“三废”排放量；还可以检验生产过程的完善程度，对化工工艺设计也有着重要指导作用，通过计算，可以定出原料与协助材料的消耗量，制订单耗指标，还可以标出中间产品、副产品、成品的产量和“三废”排放量等，是能量衡算、设备工艺计算的基础。依据质量守恒定理：ZG入=ZG出+ZG损2、能量衡算的作用是什么？在进行能量衡算时应遵守什么原则？通过热平衡计尊，分析系统的热量利用程度，尽量做到热量利用经济合理能量守恒定理3、化工设备

9、计算设计的主要任务是什么？对所选择的设备有何要求？主要任务:采纳定型（标准）设备要选好规格和型号：采纳非定型（非标）设备要通过计算，确定其主要尺寸，给设备设计人员供应设计条件，与编写设备一览表。技术经济指标要求：单位生产实力、消耗系数、设备价格、管理费用和产品总成本设饴结构上的要求：强度、刚度、耐久性、用材和制造、操作和检修、运输便利反应分别系统，将15Ok1.nOI/h的P205转化成H3PQ4,每单程有80%的P205被转化成II3P04,在分别器内没有物质改变，分别后有95%的P205和2%H3P04再循环，求P205和H3P04的循环流率。解：(150+M95%)(1.-80%)=M,

10、所以M=37.037kmo1.hNX2%+(150+M95%)80%=N,所以N-151.172kmohP205循环流率=MX9温=37.037X95%kmo1.h=35.185kmo1.hI1.3PO4循环流率=NX2%=151.172X2%kmo1.h=3.023kmo1.h将含有10%(质量百分率，下同硫酸的废液与98%的浓硫酸混合生成90%的陶酸，产量为100oKgh,各液体的第2组分为水，试完成其物料衡算。解：MX40%+NX98%=1000X90%MX60%+NX2%=100oX10%所以M=137.931Kg/h,N=862.069Kgh即进料中,40%磁酸的废液流率为137.9

11、31Kg/h,98%的浓硫酸流率为862.069Kho/1、简述车间布置的任务。任务是依据生产规模和生产特点以与厂房面积、地形条件、气候等综合考虑厂房采纳集中式还是分散式(如：大规模采纳集中式；小规模采纳分散式：易燃、易爆物品采纳分散式等：依据生产工艺的可能性和具体地理条件考虑设备露天化问题等(如大型反应釜、高大塔等)2、在进行厂房设计时，其平面、立面上有何具体要求？平面要求：(1)平面设计应力求简洁，通常采纳长方形，也可采纳“1.”型和“r型厂房：（2）确定厂房柱网布置时，要依据设备的要求，又要满意建筑物模数（3的倍数）的要求。般状况卜.，单层、多层厂房采纳6X6米的柱网，肯定上要加大时，最

12、好不超过12X12米：（3）多层厂房总宽度不超过24米，单层厂房总宽度不超过30米，常用厂房跨度有：6、9、12、14.4、15、18、24米等,一般有机化工厂生产车间宽度为1218米；（4）厂房的长度应依据生产规模与工艺要求确定；（5）柱子的大小：有600X600和360X360（单层厂房）；柱子形式:墙中柱、墙外柱和墙内柱；（6）墙厚度:有360和240墙；（7）墙上开窗要求：南北向开窗，其大小有2.0X1.5米：（8）开门要求：单门:一般宽度70（800ran,高度为2米；双门：一般宽度23米，高度为2米。立面要求：（1）厂房立面布置的形式有单层、多层或单层与多层结合的形式，可依据I：艺

13、特点与平安来选择：（2层高要求：厂房的每层高度取决于设备的凹凸、安装位苴与条件一般状况卜.，每层厂房高度约46米，最底层不宜小于4.5米，一旁采纳5.1米或6米，尽可能符合建筑模数：（3）楼板厚度：依据该层承审状况确定，般为5IOcm厚：（4）屋顶形态：现代厂房均为平顶（水泥），应有排水渠道，简易厂房（一层）均采纳人字顶。3、试述换热器的布置形式与其特点。换热器：（1）换热器的布置原则：峡应流程和缩短管道长度，故它的位置取决于与它亲密联系的设备的位置。如：塔的换热器应近塔布置，再沸器、冷凝器也应近塔布置，回流冷凝器除要靠近塔外，还要鸵近回流槽和回流泵。(2)布置空间受限制时，应考虑立、卧式的互

14、换等。如原设计的换热器太长，可换成个粗短的换热器，以适应空间布置的要求，或者卧式的换成立式的，以节约占地面积：立式的换成卧式的，以降低高度，视具体状况而定.(3)换热器常采纳成组布置，水平的换热器可重叠布置，这样可以节约占地面积，合用上、下水管，但上层不能太高，一般管壳顶部高度不能大于3.6米。4、试述反应釜的车间布置形式与其特点。(1)室外布置：大型搅拌式反应釜，体积大、重量大，又有振动和噪音，应采纳室外布置。用支脚干脆支承在地面上，要离开建筑物肯定距离，并留有检修、安装空间。(2)室内布置：中小型间歇式反应釜或操作常见的反应釜，应布置在室内，用罐耳悬挂在搂板的设备孔中，呈单或双排布置，设备

15、孔通常为方形，也可以为圆形。5、试述塔设备的布置形式与其特点。1)独立布黄：单塔或特殊重大的塔采纳独立布置，利用塔身设计操作平分，供进出人孔、操作、修理用，塔的顶部设有吊杆。(2)成列布置：几个塔的中心线排成条直线，并将高度相近的塔相邻布置，通过适当调整安装高度和操作点就可以就采纳联合平台，操作便利，投资省。相邻小塔之间距离一般为直径的34倍。(3)成组布置：数量不多、结构和大小相近塔可以成组布置，操作平台集中布置。若塔的高度不同，只要求将第层操作平台对齐，其它各层可不考虑，几个塔组成一个空间体系，增加塔的刚度，塔的壁厚就可以降低。（!）沿建筑物或框架布置：将塔安装在高位换热器和容器的建筑物或

16、框架旁，利用换热器和容器的平台作为人孔、仪表、阀门的操作与修理通道，将细而高的塔或负压塔的侧向固定在建筑物或框架的适当高度，可增加塔的刚度，降低其壁厚。（5）室内或框架内布理：小塔安装在室内或框架中，平台和管道等承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋梁卜.，利用位差电力回流。6、简述容器的几种形式和在车间中的布置状况与特点。（1）中间容器：按流程依次布置在有关设备旁边或在厂房旁边：（2）原料、成品贮罐：集中布置在贮擢区，高度、直径相近的容器应成组布置和共同设置平台、通道和支承。室内布苴：（1）立式容器用罐耳支承在框架或楼板上：（2）卧式容器在框架上的布置容器应尽量合并支承在一跨上，可以削减根

17、梁，只支座干脆支承在柱顶上。（3）室外或室内底层容器的布置大型、重型容器采纳这样的布置，干脆支阴在钢筋混凝上的支柱上，比吊在框架或楼板上要经济得多。7、如何绘制车间平面和立面图？其绘图的线条与流程图有何区分？答：绘制平面图：明确图线：画出建筑物定位轴线：画出与设备安装有关的厂房建筑基本结构；画出设备中心线；画出设备、支架、基础、操作平台等的轮廓形态：标注定位轴线：标注厂房建筑与构件尺寸：标注设备尺寸：设备名称与位置的标注。在每建筑物轴线端画出直径810mm的细线第六章1、化工管道布苴设计的任务是什么？布置化工管道时般采纳何种布置方法？为什么？答：主要任务是：确定各设备的管口方位和各管段在空间的

18、具体位置、安装、连接和支撑方式等。布置方法种类与缘由：1、考虑物料因索：（1）输送易燃、易炸介质的管路应设防火装置和防爆平安装置，如平安阀、防火膜、阻火器、水材等。（2）上述管道不得设在生活区、楼梯、门和走廊等处。（3）输送腐蚀性介质管路与其它管路并列时，应设在下方或外侧。（4）冷、热流体管路应避开，不能避开时，热管在上，冷管在下。（5）依据流体物性，确定管路坡度,一般取100051000,粘度较大的流体取100,固体结晶取5/100。2、考虑施工、操作、修理便利（1）管道尽量明线架空、成行、平列走直线，少交叉，并列管道的阀门要错开。（2）支管应布置在平行管的外侧。（3）管道应尽量沿墙布置，离

19、墙距离以能容纳法兰或活接头为准。（4）管道应集中敷设，穿墙和楼板时尤应留意。5）平列管道间应保持肯定距离，管间最突出物距离不小于5080mm,股突出物距墙、管架边、柱边距离不小于100nimo3,考虑平安生产（1）管道通过人行道时，域低点离地面不小于2米，离马路不小于4.5米，离铁路不小于6米，离厂交通干线一般为5米。（2）地卜管道通过道路或受载荷地区应加爱护，（3）不锈钢管不宜与碳钢制的管架干脆接触，一般用股垫隔离，以免因电位差造成腐蚀核心。（4）易燃、易爆物的管道应实行接地措施.4、考虑其他因素（1）距离相近的两个设备不能直连，一般采纳45度或90度弯管；（2）管路与阀门的审量不能支承在设

20、备上。（3工艺管道布置时，还需考虑其他非匚艺管道。2、化工管道布置设计的基本原则是什么？答：(D较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处。公用工程管道布置在管架当中，支管引向左侧的布置在左侧，反之置于右侧。(2)连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边；连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。进出车间的原料和产品管道可依据其转向布置在右侧或左恻。当采纳双层管架时，一般将公用工程管道置于上层，工艺管道置于下层。有腐蚀性介质的管道应布置在卜.层和外侧。小直径管道可支承在大直径管道上，节约管架宽度，节约材料C管架上支管上的切断阀应布置成排，其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和修理。高温或低温的管道要用管托，将管道从管架上上升Ojm,以便于保温。(6)支架间的距离要适当，固定支架距离太大时，可能引起因热膨胀而产生驾曲变形；活动支架距离大时，两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。3,如何绘制化工管路图？答：用细实线Mi出厂房平面图。画法同设备布置图，标注柱网轴线编号和柱距尺寸。用细实线画出全部设备的简洁外形和全部管口，加注设备位号和名称。