题库

一．填空题

1. 新建项目设计包括新产品设计和采用新 或新技术的产品设计。 2. 设计代表的任务是参加基本建设的 和安装。

3. 化工计算包括工艺设计中的 、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。

4. 设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和 时必然涉及到的

因素。

5. 工艺流程草图流程线的起始和终了处注明 的名称来源及去向。 6. 设备在工艺管道及仪表流程图上应标注 和名称。 7. 对于连续操作过程，选用 作为基准是很自然的。

8. 工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并 某种型号设备，以便订货。 9. 根据工艺流程的特点，确定反应釜是 操作还是间歇操作。 10. 设备布置首先要满足工艺 和工艺条件的要求。 11. 化工厂使用最多的换热器是 换热器与再沸器。

12. 真空管线应尽量短，尽量减少弯头和 以降低阻力，达到更高的真空度。 13. 管架是用来 、固定和约束管道的。

14. 循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生 并在管壁上结垢。

15. 物质的燃烧必须具备 个条件。

16. 化工设计可根据 性质分类，也可按设计性质分类。

17. 施工图设计的任务是根据 审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题。

18. 扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容： 和说明书的附图、附表。

19. 工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即 、

管径和管道等级。

20. 执行器的图形符号由 机构和调节机构两部分组合而成。 21. 加压操作的塔可分为 出料和液相出料两种。 22. 物料衡算的理论根据是 定律。

23. 流量大而扬程不高时可选用单级 。

24. 对于釜式反应器，依靠 来实现物料流动和混合接触。 25. 车间设备布置是确定各个设备在车间 和立面上的位置。 26. 容器分 贮存容器与原料及成品贮罐两类。 27. 管架按位置可分为 管架和室内管架两类。 28. 换热器与邻近设备间可用管道 架空连接。 29. 工业上采暖系统按 压力分为低压和高压两种。

30. 自燃点是指物质在没有外界引燃的条件下在空气中能自燃的 。 31. 工艺管道及仪表流程图可以 （装置）或工段（分区或工序）为主项进行绘制。

32. 工艺管道及仪表流程图上一般应画出所有 物料和辅助物料的管道。 33. 再沸器有两种形式，一种是 循环式，另一种是沉浸式。 34. 对于 操作过程，按投入一批物流的数量为基准，最为方便。

35. 化工设备从总体上分为两类：一类称 设备；一类称非标准(非定型)设备。 36. 填料塔操作气速比泛点气速 。

37. 化工设备的材料除考虑 和刚度外，还应当考虑耐腐蚀、耐高温等性质。 38. 墙按位置可分为 墙和内墙。

39. 车间厂房布置包括车间 布置和立面布置。

40. 塔和立式设备的人孔，应对着空场地或检修通道而布置在 方向。 41. 泵应尽量靠近供料设备以保证良好的 条件。

42. 设备布置图是表示一个车间或工段的 和辅助设备在厂房建筑内外布置的图样。

43. 公用工程包括给排水、供电、 、与冷冻以及采暖通风等专业。 44. 化工热源可分为 热源和间接热源。

45. 燃烧热是可燃物质在氧气中 燃烧时所释放的全部热量。 46、化工设计必须（遵循国家和行业的设计规范和相关的政策、法规）。 47、国家计委有关文件的要求，可行性研究报告是项目决策的依据，应按规定的深度做到一定的准确性，投资估算和初步设计概算的出入一般不大于（10％），否则视超出情况再议。

48、企业使用政府补助、转贷、贴息投资建设的项目，政府只审批（资金申请报告 ）。

49、凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行（环境影响报告书的审批制度）。同时，在可行性研究报告中，对（环境保护和劳动安全）要有专门论述。 50、概念设计是以（ 过程研究中间结果（或最终结果） ）为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。

51、工艺人员向非工艺专业提供设计条件必须确保其（ 完整性和正确性）。 52、管道仪表流程图中的设备用（中实）线画出。

53、工厂的三废治理工程“三同时”，即（设计、施工和投产）。

54、选择生产方法和工艺流程是应着重考虑（先进性、可靠性和合理性）三原则。 55、平面图上设备平面定位尺寸应以（建（构）物的定位轴线或管架 ）或（管廊的柱中心线）或（ 已标注定位尺寸的设备中心线）为基准线标注定位尺寸。 56、管道布置是应尽量避免（“气袋” 、“口袋”和 “盲肠” ）。

57、工艺流程草图又称为（方案流程图或流程示意图 ），一般在生产方法确定后绘制，主要为工艺计算服务，也是工艺方案的确定和工艺流程图设计的依据，但不列入设计文件。

58、技术上的先进性是由经济合理性来体现的，只有在设计的每一步都重视经济因素，力求经济上合理，到最后才能作出既经济节约又合理可行的概算来。据专家测算，在设计阶段可以控制（70—85％）的工程投资，后面的施工、材料、劳务只能控制（15 —35％）。

59、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有(先进性、可靠性、合理性)。

60、化工设备总体分类：（标准设备或定型设备和非标准设备或非定型设备）。 61、设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的（平面图）和反映某处立面布置情况的（ 剖面图 ）。

62、工程投资经济评价有（静态评价方法）和（动态评价方法）。

63、当用泵抽吸时，应由泵的（汽蚀余量和吸入管道的压力降）确定设备的安装高度。

64、压缩机的最大部件超过（1.0吨）时，应设吊车，起重量大于10吨时，宜选

用（电动桥式吊车）。

65、为了避免发生电化学腐蚀，不锈钢管道不宜与碳钢管直接接触，（要采用胶垫隔离等措施）。

66、管架是用来（支撑、固定和约束管道的），管道支架按其作用分为（固定支架、滑动支架、导向支架、弹簧支架）

67、按照电力设计规范，将电力负荷分成三级，按照用电要求从高到低分为一级、二级、三级。其中一级负荷要求最高，即（用电设备要求连续运转，突然停电将造成着火、爆炸、或人员机械损坏，或造成巨大经济损失）。

68．一般来说，过程工程包括过程开发、过程设计和 过程改善 三个部分。 69．过程开发是指过程的 概念设计及研究 的定向评价。

70．过程工程包括全新过程的建立和老过程的改造两部分内容， 经济效益 是评价过程工程工作的基本基准之一。

71．过程设计的优化目标函数通常是经济指标和 能耗 指标。

72．过程设计的核心目标是要确定出一个 综合优化 的设计方案，使其各方面皆能处于优化状态。

73．目前，科学界与工程界主要在三种计算机系统中完成他们的计算，即高功能大型计算机、计算机工作站 及个人计算机系统。

74．一种新的程序化技术，它可将人类的经验变成有效的机器码，起着专家咨询的作用，这种码或程序称为 专家系统 。

75．现有的专家系统大致可分成两类：分析系统和 合成系统 。 76．一个工程项目从设想到建成投产这一阶段成为 基本建设阶段 。 77．投资决策前期，主要是做好技术经济分析工作，国内将这项工作分为项目建议书、可行性研究、编制计划任务书及 扩大初步设计 等阶段。

78．根据可行性研究的基础，按照上级审定的建设方案，在完成各项建设条件、协作条件，审核技术经济指标，比较和确定厂址，落实建设资金后，便可以 编写计划任务书 ，作为整个设计工作的依据。

79．设计重要的大型企业以及使用比较新和比较复杂的技术时，为保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计、 施工图设计 三个阶段进行。 80．一个化工厂的设计包括很多方面的内容，它的核心内容是 化工工艺设计 。

81．初步设计的设计文件应包括设计说明书和 说明书的附图、附表 。 82．设计过程中，通常厂址选择工作在阶段上属于 可行性研究 的一个组成部分。

83．目前，我国选厂工作大多采取由主管部门主持， 设计部门 参加的组织形式。

84、选厂工作组一般由工艺、土建、供排水、供电、总图运输和 技术经济 等专业人员组成。

85、产生爆炸性物质的设备应有良好的 密闭性 ，使爆炸物质不致散发到车间去。

86、要防止静电放电现象的发生，在金属设备及管道上均应设置 可靠的接地 。

87、在建筑布置上，将需要防爆的生产部分与一般生产部分用 防爆墙 隔开，防止相互影响。

88、在设计防爆车间的结构时，一般来说，用粱、柱系统的 框架结构形式 比砖承重的结构形式为好。

89、公用工程设计中包括动力、供排水和 采暖通风 等内容。

90、一般石油化工厂的火灾危险都属于 甲、乙 类生产，建筑设计应考虑相应的耐燃与防爆的措施。

91、各个建筑构件的耐火极限按其在建筑中的重要性有不同的要求，具体划分以 楼板 为基准。

92、化工厂火灾危险为甲、乙类生产时应采用 一、二 级的耐火建筑，它们由钢筋混凝土楼盖、房顶和砖体墙等组成。

93、为了减少爆炸事故对建筑物的破坏作用，建筑设计中的基本措施就是采用 泄压 和抗爆结构。

94、物料衡算的基本准则是 质量守恒定律 。

95、化工过程设计的基本内容就是过程的合成、分析与 最优化 ，流程的组织就是通过这三个步骤而作出的最后决策。

96、在进行流程的组织时，必须慎重地应用过程设计的方法，仔细地权衡 技

混合和分离等一系列使物料发生预期的物理变化的基本操作的总称.

22.工艺软件包：是从事化工开发的最终文件，也是化工开发可以转让的主要技术文件，是化工开发部门提供给设计院初步设计的主要工艺依据。

23.化学工艺：即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这一转变的全部措施

24.爆炸极限：可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。

25.收率：投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值

26.产率：某种生成物的实际产量与理论产量的比值.

27.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂

五.简答题

1. 工艺流程四个重要过程。 2. 车间布置初步设计的主要内容。 3. 工程概算费用的分类。 4. 什么情况需要保温？ 5. 泵的选用与设计程序。 6. 塔型选择基本原则。

7. 化工车间（装置）工艺设计内容。 8. 化工车间管道布置设计的要求。 9. 管道支架按其作用分类。 10. 4.化工设备的基本结构特点。 11. 5.设计贮罐的一般程序。 12. 6.车间平面布置的内容。 13. 工艺上降低污垢系数方法。 14. 反应釜设计程序。 15. 工程概算项目的划分。

16. 车间设备布置需要满足的要求。 17. 化工设计结合国情应考虑的问题。 18. 露天或半露天布置的优点。 19、简述管道在管架上的立面布置原则

（1）当管架下方为通道时，管底距车行道路路面的距离要大于4.5m;道路为主要干道时，距路面的高度要大于6m，遇人行道时距路面的高度要大于2.2m，管廊下有泵时要大于4m。

（2）通常使用同方向的两层管道的标高相差1.0-1.6m，从总管上引出的支管比总管高或低0.5-0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架外侧。

（3）管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层，则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。

（4）装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。自动调节阀可

靠近柱子布置，并固定在柱子上。若管廊上层设有局部平台或人行道时，需经常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。 20、设备选型和工艺设计的原则？

(1)合理性。即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。

(2)先进性。要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。

(3)安全性。要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。

(4）经济性。设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。 21、简述我国现行的化工基建程序。

项目建议书→项目建议书审批通过后，进行项目可行性研究→审查可行性研究，决策通过后，下达设计任务书→设计阶段（包括基础设计、扩初设计、施工图设计）→施工建设期→工程试投产运行→项目正式投产。 22、简述车间布置设计的原则。

（1）最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。 （2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。

（3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。 （4）考虑其他专业对本车间布置的要求。 （5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。

（6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。

（7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。

（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。 （9）人流物流不能交错。

23、管道布置图的阅读步骤？

答： (1) 概括了解 首先要了解视图关系,了解平面图的分区情况,平面图、立面剖视图的数量及配置情况,在此基础上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。

(2) 详细分析，看懂管道的来龙去脉，从起点设备开始,找出这些设备所在标高平面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后根据投影关系和管道表达方法,逐条地弄清楚管道的来龙去脉,转弯和分支情况,具体安装位置及管件、阀门、仪表控制点及管架等的布置情况。分析图中的位置尺寸和标高,结合前面的分析,明确从起点设备到终点设备的管口,中间是如何用管道连接起来形成管道布置体系的。

24.简述化工工艺设计的内容及步骤。

答：根据设计任务书?进行流程组织?流程的物料及能量衡算?设备设计及选型?带控制点的工艺仪表管道流程图?车间平面、立面布置及配管图设计?工程概算及工程技术经济评价?工艺设计说明书

25.简述化工产品成本由哪些部分构成。

答：化工产品销售成本主要由以下部分组成：主要原材料费用，辅助原材料费用，燃料及动力费用，人工费，专利或技术费用，折旧及大修基金，副产品收入，车间经费，企业管理费，销售费用。

26.简述我国现行的化工基建程序。

答：项目建议书 ? 项目建议书审批通过后，进行项目可行性研究 ? 审查可行性研究，决策通过后，下达设计任务书 ? 设计阶段（包括基础设计、扩初设计、施工图设计）? 施工建设期 ? 工程试投产运行 ? 项目正式投产

27．简述化工项目试生产的步骤。

答：清理工程现场?清洗设备及管道?设备单体以水代料试车?流程以水代料联动试车?投入真实物料试生产四．分析题（每题10分，共30分）

28. 简述初步设计的设计文件中设计指导思想和设计原则。

答：（1）、指导思想：设计所遵循的具体方针政策和指导思想。（2）、设计原则：总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。

29.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。 应该考虑的主要因素有：

反应步骤的长短；副反应的数量；

反应的条件苛刻与否；反应原料的成本；反应的速度及转化率；反应产物是否容易分离；等等。

30．简述进行反应途径的合成时应考虑的因素。

答：（1）、综合产品的重要性； （2）、不希望的副产品的消除；（3）、反应的自由能； （4）、自由能匹配； （5）、反应途径的合成（开路循环途径和闭路循环途径）。

31.简述国外在过程设计中的热交换网络合成技术的内容。

答：为了降低成本，节约能源，国外在过程设计中应用了热交换网络合成技术，即对化工过程中的流股进行详细的分析与匹配，尽量使系统内的加热和冷却的物流相互配合，尽量避免使用外源，以降低网络所需的公用工程费用。在匹配的同时，需要设计者作出合理的权衡决策，可按多目标最优化的方法予以解决。

主反应：-△H5230=105 395 kJ/kmol乙烯 副反应：-△H5230=1 321 726 kJ/kmol乙烯

乙烯单程转化率为32%，反应选择性为69%，反应器出口混合气体温度为210 ℃，流量为45 000 m3/h(STP)。其组成如下：

组分 C2H4 3.5 2 82.0 4.5 N2 10 O计 10合%（mol） 热损失按反应放出热量的5%考虑。求热载体移出的热量。 解：查得有关气体的比热容如下： 假设热力学途径如下：

则：210 ℃下反应器入口混合气体的比热容Cp：

Cp=0.035×64.43+0.82×30.04+0.145×31.38=31.44 kJ/（kmol·K） 250 ℃下反应器入口混合气体的比热容Cp：

Cp=0.035×66.94+0.82×30.17+0.145×31.67=31.67 kJ/（kmol·K） 所以，反应器入口混合气体在210～250 ℃的平均比热容Cp平： Cp平=（31.44+31.67）/2=31.56 kJ/（kmol·K）

△H1=（45 000/22.4）×31.56×（250-210）=2.536×106 kJ/h △H2=（45 000/22.4）×0.035×0.32×0.69×（-105 395）

+（45 000/22.4）×0.035×0.32×（1-0.69）×（-1 321 726）=-1.086×107 kJ/h △H=△H1+△H2=2.536×106-1.086×107 kJ/h =-8.324×106 kJ/h 根据∑Q=∑H得： △H=Q1+Q2

热量损失按5%考虑，则Q2=0.05△H=0.05×（-8.324×106）=-4.162×105 kJ/h 那么，由热载体移出的热量Q1：

Q1 =△H- Q2=-8.324×106-（-4.162×105）=-7.908×106 kJ/h

10. 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

流股号 1 2 3 流量 (kg/h) 100 P W A 20 x 0.5 B 30 y 5.5 C 50 1-x-y 94.0 组 分 mol % 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。

冷凝器2进料100kg/h1A 0.20B 0.30C 0.50蒸馏塔馏出物 P kg/hA ?B ?C 1-A-B3塔底产物 W kg/hA 0.005B 0.055C 0.94

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。

11. 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。

S2mol/hB 0.95T 0.032x 0.021000 mol/hB 0.50T 0.30x 0.201III4S4mol/hB 0.03T 0.95x 0.023S3mol/hBX3BTX3Tx 1-X3B-X3T5S5mol/hB 0.0045T 0.43x 0.56

解：设S2、S3……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

八、论述题

1． 常用反应器的特点、应用和选型依据？

A釜式反应器（反应釜）：这种反应器可以连续操作，也可以间歇操作，连续操作时，还可以多个釜串联反应，通用性很大，停留时间可以有效地控制，造价不高。

釜式反应器比较灵活通用，出料容易，清洗方便，其机械设计亦十分成熟。 釜式反应器用于串联操作中，使物料一边流入，一边出料，连续流动，多釜串联时，可以认为形成活塞流，反应物浓度和反应速度恒定。反应还可以分段控制。B管式反应器：传热面积大，反应可以连续化，流体流动快，停留时间短，经过一定的控制手段，可以使管式反应器有一定的温度梯度和浓度梯度。根据不同的化学反应，可以有直径和长度千差万别的型式。此外，由于管式反应器直径较小（相对于反应釜），因而能耐高温、高压，且管式反应器结构简单，应用越来越多。C固定床反应器：主要应用于气固相反应，其结构简单，操作稳定，便于控制，易于实现连续化。床型多种多样，易于大型化，可以根据流体流动的特点，设计和规划床的内部结构和内构件排布，是近代化学工业使用得较早又较普遍的反应器。 但是，固定床反应器床层的温度分布不容易均匀，床层导热性不太好，因此对于放热量较大的反应，应在设计时增大传热面积，及时移走反应热，但相应的减小了有效空间，这是这类床型的缺点。D流动床反应器：流动床反应器的最大优点是传热面积大，传热系数高，传热效果好。流化床的进料、出料、排废渣都可以用气流流化的方式进行，易于实现连续化，亦易于实现自动化生产和控制，生产能力较大，在气相-气相反应物（固相催化）、气相-固相反应物、气相-液相反应物（固相催化）、液相-液相反应器（固相催化）以及液相-固相反应物体系中，越来越普遍地被应用。 但流化床体系内物料返混严重，粒子磨损严重，此外，通常要有粒子回收和集尘的装置。

反应器的选型原则:反应器的选择使用经验一般是：液-液相反应或气-液反应，一般都选用反应釜，有时还选是选用标准系列的反应器。某些液-固相反应或气-液固相反应也常常用它，在化工生产中，某些溶解、水解、浓缩、结晶、萃取、洗涤、混合混料过程，也选用系列标准反应釜。 对于气相反应，也可以选用加压的反应釜或管式反应器，对于生产规模不是很大的情况下，有时就用釜式反应。

对于气相反应规模较大，而反应的热效应又很大的情况下，常采用管式反应器。 对于气固相反应经常采用的是固定床、带有搅拌形式的塔床、回转床和流化床，根据反应的动力学和热效应，一般在物料放热比较大或停留时间短、不怕返混的情况下，主张使用流化床。

2. 热量衡算和物料衡算的基本程序、意义？

1绘制工艺流程框图、注明工艺条件2列出已知数据(设计依据）3列出反应方程式4列出约束条件：归一方程5选定计算基准6计算7编制物料平衡表、绘制物料流程图8结论物料衡算程序意义1核算装置的产量2确定原材料的耗量3核定进出口量从而设计设备能力4管道直径设计的依据5核定回收，循环等物料量6和定量三废的生产量7为物质流量提供依据。

热量衡算程序：1画一张工艺流程方框图注明设备工艺条件2列出主要数据3划定需要计算的界区或设备4热量衡算5计算设备的传热面积6计算需要消耗的传热介质量7整理数据列热量平衡表。意义：为相关专业提供设计条件2为设备选型和设备设计提供依据3通过全区域的热平衡计算有利于分析热量的利用是否合理

3． 常用换热设备的特点、应用和选型依据？

间壁式换热器是化工生产中采用最多的一种，温度不同的两种流体隔着流体隔着液体流过的器壁传热，两种液体互不接触。这种传热办法最适合化工生产。因此，这种类型的换热器使用十公分广泛，型式也很多，适应化工生产的几乎各种条件和场合。

直接接触式换热器，是两种流体进入换热器后直接接触，传递热量，传递效率高，但使用受到限制，只适用于允许这两种流体混合的场合，如喷射冷凝器等 至于蓄热式换热器，是一个充满蓄热体的空间，温度不同的两种流体先后交替的通过蓄热室， 实现间接传热。管壳式换热器是使用得较早的换热器，通常将小直径管用管板组成管束，流体在管内流动。管束外再加一个外壳，另一种流体在管间流动，这样组成一个管壳式换热器，其结构简单、制造方便、选用和适用的材料很广泛，处理能力大，清洗方便‘适应性强，可以在高温高压下使用，生产

制造和操作都有较成熟的经验，型式也有所更新改进，这种换热器使用十分普遍。 板式或叫紧凑式换热器的传热间壁是由平板冲压成的各型沟槽、波纹式、伞状以及卷成螺旋式。其传热面积大、效率高、金属耗用量节省，但不能在较高压力下操作。在许多使用场合，板式换热器正在逐步取代原有的管壳式换热器。

4． 化工生产中常用单元操作的原理、作用和相应设备？ 流体输送作用：将流体有低能位向高能位输送。

相应设备：离心泵 往复泵 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵

液体的搅拌 原理：物料的不同部分经搅拌而相互参合，形成具有某种均匀程度的混合物的缘故。 作用：加快互溶液体的混合；使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；使气体以气泡形式分散于液体中；使固体颗粒在液体中悬浮；加强冷、热液体之间的混合以及强话液体与器壁的传热 相应设备：搅拌器

沉降分离 原理：悬浮系中的颗粒在外力作用下的沉降运动，以两相的密度差为前提。

设备：降尘室 分级器 旋风分离器

传热 作用：加热或冷却，使物料达到指定温度；换热，以回收利用热量或冷量；保温，以减少热量或冷量的损失 常用设备：换热器，

蒸发 原理：含不挥发的溶质的溶液在沸腾条件下受热，使部分溶剂汽化为蒸汽 作用：获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；借蒸发以脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；脱除杂质，制取纯净的溶剂。 常用设备：蒸发器 蒸发辅助设备

气体吸收 原理：根据混合物中各组分间某种物理性质和化学性质的差异 作用：回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；除去工艺气体中的有害气体成分，使气体净化，以便于进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。 常用设备：吸收塔 解吸塔

液体精馏 原理：借混合液中各组分挥发性的差异而达到的分离 作用：提纯或回

收有用组分 设备：蒸馏釜 板式精馏塔 冷凝器

液液萃取 原理：利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现分离。设备：喷洒塔 填料塔

结晶 原理：采用降温好浓缩的方法使溶液达到过饱和状态，析出溶质 设备：搅拌式冷却结晶器 多级真空结晶器

吸附与解吸 原理：利用多孔固体颗粒选择性的吸附流体中的一个或几个组分，从而使流体混合物得以分离 设备：固定床吸附器 釜式吸附器 流化床吸附器 连续式吸附设备

固体干燥 溶剂或水的企划在沸腾条件进行 设备：喷雾干燥器 转桶干燥器 流化床干燥器

5． 化工工艺开发和过程开发的程序和主要内容？

化工开发的主要内容：首先决定原料路线；研究工艺反应条件和反应特征；研究主要反应装置的特征；确定工艺流程；确定工艺质量控制过程、原料消耗、转化率、利用率等指标和中间控制分析方法；研究催化剂的特征和筛选、制造、再生等特点；研究相关溶剂和原材料的循环使用、回收的可能性；研究物料的理化性质，安全操作规范；研究和掌握化工热力学、动力学测定的相关数据；必要时，反应装置要进行冷模实验，某些传递过程要进行冷漠研究；对制备的样品进行性能测试表征，确定初步的质量标准；对样品进行应用研究。

过程开发的主要内容：验证工艺开发试验中的工艺条件、工艺操作条件；验证工艺流程的概念设计的可行性和合理性；研究设备的放大效应、放大后的操作参数的变化；研究长期运转的可行性；测定确立各单元操作的条件、过程特征和设备的参数；研究工业化的炉前控制和方案；研究原料能量的充分利用方案；研究三废的收集方案和治理方案；研究化工安全操作和其他措施；培训操作人员；产品投放市场，进行应用技术研究和市场开发；验证数学模型设计。

过程开发研究的方法:建立一套完整流程的中试装置；用工业原料投料研究，从试车到正常运转；某些关键设备的放大研究；与科研单位和大专院校合作进行过程开发研究

6、精馏塔网络的合成与优化过程中，在继续完成设计之前，对所选定的流程系统应作建立模型、变换设计条件和模拟求解等方面的研究，以确定设计方案。然后还要应用一个有效的塔模型和足够准确的物性数据对所选定的设计系统的层次进行更详细的研究，请概括该阶段所要研究考虑的具体内容。

答：（1）、最佳化的塔板、填料和阀上的压力降；2、修正回流比； 3、检查热降解及其发生的可能性； 4、研究系统调节的必要性； 5、设计控制系统，是否可用前馈控制、定点调优的最优化等手段减少能量的需要；6、使用更高效的塔盘； 7、使用空气或水冷的冷却器； 8、绝缘或隔离的需要性；9、过程的动态学； 10、开车、停车及工厂的可应用性。

7、流程设计以过程合成的总体方案和定量计算为依据，设计出的流程总体要求技术先进，操作合理，运行可靠，安全卫生，符合国情和经济有利，试分析流程组织的原则和要求。

答：1、设计的流程应确保生产质量合格的产品并达到产量设计的要求；（1分） 2、尽量采用成熟的先进技术、高效率设备和最适宜的操作条件，以体现流程的先进性；

3、充分利用原材料，未反应物（溶剂、载体等）应与生成的产品分离，回收和循环使用；副产物要加工成副产品，并尽量避免废料的产生与排放；（1分） 4、合理安排各种不同品位能量的交换与利用，充分利用反应热，注意回收一切可利用的能量，尽量减少能量损失；（1分）

5、对大宗产品的生产，宜采用连续作业，大型化单系列设备和仪表自动控制，以提高产品质量和降低生产成本。（1分）

6、某些小批量、多品种产品的生产流程，设计的流程应有一定的灵活性，以适应改变产量和更换产品品种的需要；（1分）

7、生产过程中可能产生的废气、废液和废渣应得到妥善处理，尽可能回收和综合利用，并作三废的废液处理。（1分）

8、流程中各设备的生产能力应该配套一致，设备必要的备用件，注意加强可能出现的薄弱环节；（1分）

9、设计流程和设备，应考虑适当的操作裕度和弹性，以适应操作条件波动和情况变化的需要；（1分）

10、除了满足正常生产要求外，还要满足开停工、催化剂还原和事故处理的需要；操作方便，安全生产，在满足生产任务要求的前提下，流程应尽量简化，节省投资。（1分）

8、反应器形式繁多，合理的选型是工程放大和工艺流程的基础，试分析在化工设计中选择反应器应遵循的依据。

答：1、反应类型和特征：不同的反应体系，都有其自身特点。弄清反应的类型，虽然简单却是反应器选型首先使用的判据，了解主反应和副反应的生成途径、反应式、反应速率等等；（2分）

2、反应过程的特征和要求：转化率和单程转化率、反应选择性对于催化反应，应判别催化剂的失活速度、选择性、催化剂时空效率。反应的压降要求，能耗要求等等；（2分）

3、由反应的浓度效应决定的混合要求：如在搅拌釜式反应器中由于机械搅拌反应物流发生的设备尺度的循环流动；在连续流动反应器中，返混使反应器中反应物的平均浓度降低，产物的平均浓度升高；对于平行反应，若主反应级数大于副反应，应保持较高的反应物浓度，要求反应器的流型为活塞流；若副反应级数大于主反应，应保持较低的反应物浓度，要求返混程度大的反应器，等等；（2分） 4、由反应的热负荷和温度效应所决定的热量传递和温度控制要求：应该按照反应系统的绝热温升和过程温度控制的要求，由简至繁选择反应器型式；（2分） 5、相际传质和化学反应化学反应的相对速度：对于非均相反应器有相际传质和化学反应两个以上串联的过程，应根据各过程之间相对速度选型；如对气液反应器，若为传质控制，应选择气液面积大，持液量较小的反应器如喷雾塔、喷射反应器；若是反应控制，则应选择持液量大的反应器如鼓泡塔、板式塔；（1分） 6、反应器的特征：根据反应器型式与特征及其适用的反应类型选择，如管式反应器适用于气相、液相、气液相反应；搅拌釜适用于液相、液液相、液固相反应；流化床适用于气固相、液固相反应；鼓泡搅拌釜适用于气液相反应等；（1分）

9、搅拌混合是化学工业中一个重要的操作过程，在化工生产过程中，通过搅拌实现的目的是多样的。试归纳搅拌在反应实现具体过程中的作用。

答：1、使两种或多种互溶或互不溶的液体，按工艺要求混合均匀，以达到制备混合液、乳化液、强传质过程，或提高反应速率等目的；（3分）

2、使气体在液体中充分分散，增加相接触面积，以促进传质或化学反应；（2分） 3、使小固体颗粒在液体中均匀悬浮，以达到加速固体的溶解、强化固体的浸取、促进液固相间反应、强化固体吸收剂净化液体等目的；（2分）

4、通过搅拌，促进液体与搅拌器附设传热装置之间的传热以达到按工艺要求传递热量、防止局部过热或过冷的目的；（2分）

5、有时，一个搅拌器同时起着几种作用。针对不同的搅拌目的，选择恰当的搅拌器构型和操作条件，是工艺设计的重要任务。（1分）

10、化工新技术开发归结起来就是新产品开发和老产品的进步，试从这两类研究内容的侧重点不同理解工艺先进性和工程研究在化工过程中的地位。

答：1、化工新产品的开发，立足于新，侧重于工艺条件和市场应用开发研究，由于是新的，可以在占领市场后，有较好的经济回报；（2分）而对于该产品的工艺技术，有时候不一定是最先进的，常常借鉴老产品的生产工艺和经验；（2分）

2、老产品的进步，则立足于先进，侧重于工程技术的开发研究和工艺条件的先进合理节能以及降耗研究；（2分）大量的工作是工程研究，包括大型化工装置的开发改造，工艺条件的先进最终由工程的进步来实现。（2分）

因此，在化工新技术开发过程中，工艺的先进性是重要的研究，而工程研究则占主导地位。（2分）

11、中间试验的必要性

尽管放大技术在不断进步，人们对实验室研究结果直接放大于工业生产的问题仍然很感兴趣，但就石油化工大吨产品的开发而言，至少目前还不能取消中间试验，因为实验室完成的研究工作不可能对物料循环、杂质积累、物料腐蚀行为、关键设备运行情况等提出必要的数据，只有在一定规模装置中，才能求取放大中至关重要的传递过程数据、提供产品应用试验和用户试用所需一定数量的产品和付产品。即使是国外成熟的技术or国内己经有实验室探索结果甚至提出了过程

的数学模拟模型试验，中试也是必要的。 没有中间拭验，没有中间试验的连续、长期、稳定运转，预设计、数学模型和技术经济评价，只能是纸上谈兵。 12、如何确定中间试验的规模

传统的开发方法是逐级放大。小试验完成以后，经模试再中试。中试的规模应该多大？长期以来一直认为中试规模越大越好，以为越大越接近工业化，数据越可靠。但不少情况适得其反，规模大，开车因难，设备问题多，这些问题导致研究人员精力分散，数据误差大、分散，以致不反映实际情况，这样的中试即使成功也只能提供一些产品的小生产装置，不能扩大到工业规模。那么中试的规模应如何选择？ ―缩小技术‖。与传统的放大技术相反，不是由小到大，而是由大到小，再由小到大。具体做法就是在小试的基础上，进行工业规模的概念设计，用设计结果来评价模试结果，然后对模试提出要求。这种开发方法，使模试的重要性正在增加。由于借助于计算技术，大多数重要运转条件间的相互影响可以在这种规模上搞清楚。

13、工艺评价都需要做哪些比较？

根据收集到的技术经济情报资料对可能采用的方案进行全面的比较，综合各方面的优缺点，选择出其中最合适的路线来。 1、工艺流程比较 2、溶剂比较 3、抽提装置比较 4、产品质量比较 5、产品收率比较 6、设备费比较 7、公用工程消耗比较 8、综合比较

14、项目建议书应包含哪些内容？

项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，应包括下列内容。 1、项目建设目的和意义：即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义； 2、产品需求初步预测；

3、产品方案和拟建规模；

4、工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； 5、资源、主要原材料、燃料和动力的供应； 6、建厂条件和厂址初步方案； 7、环境保护；

8、工厂组织和劳动定员估算； 9、项目实施规划设想； 10、投资估算和资金筹措设想； 11、经济效益和社会效益的初步估算。

15、可行性研究报告的内容有哪些？

1、总论 包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并附上主要技术经济指标表。

2、需求预测 国内外需求情况预测和产品的价格分析。 3、产品的生产方案及生产规模。

4、工艺技术方案 包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。 5、原材料、燃料及水电汽的来源与供应。 6、建厂条件和厂址选择布局方案。 7、公用工程和辅助设施方案 8、环境保护及安全卫生。

9、工厂组织、劳动定员和人员培训。 10、项目实施规划。 11、投资估算和资金筹措。

12、经济效益评价及社会效益评价。

13、结论.包括综合评价和研究报告的结论等内容。

16、车间布置设计的原则

①最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。 ②有效地利用车间建筑面积(包括空间)和土地。

③要为车间的技术经济指标先进合理以及节能等要求创造条件。 ④考虑其他专业对本车间布置的要求。 ⑤要考虑车间的发展和厂房的扩建。

⑥车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。

⑦本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最快。

⑧考虑建设地区的气象、地质、水文等条件。 ⑨人流物流不能交错。

17、厂房的整体布置应考虑哪些方面

根据生产规模和生产特点以及厂区面积、厂区地形、地质等条件考虑厂房的整体布置，采用分离式或集中式，亦即将车间各工段及辅助车间分散在单独的厂房内或集中合并在一个厂房内。一般地说，凡生产规模较大，车间各工段生产特点有显著差异(如防火等级等)，厂区面积较大，山区等情况下，可适当采用分离式。反之，凡生产规模较小，车间各工段联系频繁，生产特点无显著差异，厂区面积较小，厂区地势平坦者，可适当采用集中式。必须根据车间外部条件和车间内部条件，全面考虑车间各厂房和各建筑物相对位置和布局。

厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。一般来说单层厂房利用率较高，建设费用也低，因此除了工艺流程的需要必须设计为多层外，工程设计中一般多采用单层。

18、在进行车间布置设计时应给土建设计提供哪些条件 ①结合工艺流程图简要叙述车间或工段的工艺流程。

②结合设备布置图简要说明设备在厂房内的布置情况。如厂房的高度、层数、跨度、地面或楼面的材料、坡度、负荷、门窗的位置及其他要求等。 ③提出设备一览表

④劳动保护情况。说明厂房的防火、防爆、防毒、防尘和防腐条件，以及其他特殊条件。

⑤提出车间人员表。其中包括人员总数、最大班人数、男女比例。

⑥提出楼面、墙面的预留孔和预埋条件，地面的地沟，落地设备的基础条件。 ⑦提出安装运输要求。如考虑安装门、安装孔、安装吊点、安装荷重安装场地等。

19、管道和管架的立面布置原则

(1)当管架下方为通道时，管底距车行道路路面的距离要大于4.5m；道路为主干道时要大于6m；是人行道时要大于2.2m；管廊下有泵时要大于4m。

(2)通常使同方向的两层管道的标高相差1.0～1.6m，从总管上引出的支管比总管高或低0.5～0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架最外侧。

(3)管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层，则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。

(4)装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置，并用柱子固定。若管廊上层设有局部平台或人行道时，需常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。

20、化工厂取水方案如何确定

根据建厂地区水源情况，包括可提供的地下水(井水、深井水等)、地表水(河水、江水、溪水、湖水、塘水、水库水以及城市市政供水管网等)以及它们的水质、水温和可提供的水量等。这些水源的上游或上风向有无污染源，下游或下风向对排污的要求。在经过调查实地勘察测量工作基础上，取得可靠材料以后进行取水方案的确定工作，这是一个综合比较和选择的过程，按照可供采用的水源具体情况，从工程生产、生活对水质、水温、水量的要求出发，比较各种水源从取水到提供本工程用水处所需取水、水处理、水输送等基建投资总费用(包括设备、建构筑物、管道、占地、仪表阀门等)和运行操作维修费用的关系，进行综合考虑各种取水方案的利弊，最终选择确定一种取水方案。

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