期末复习题及答案化工设计概论

中国石油大学（北京）远程教育学院化工设计概论期末复习题一、给出下面概念和术语的定义1、热；2、活塞流型反应器；3、管件；4、分离过程；5、温-焓图(T-H)；6、固定床反应器；7、聚式流态化；8、传质分离过程（平衡分离过程）；9、工艺流程示意图；10、连续过程；11、中间反应；12、速率控制分离过程；13、逆流反应器；14、分离因子；15、化工过程；16、间歇过程；17、工艺过程阶段；18、夹点；19、化学反应路线；20、流化床反应器；二、单项与多项选择题1、（）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式；C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有（）。A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有（）步骤。A．划分温区；B．各热流温度按高到低顺序排列；C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线4、（）不是化工设计的内容。A．反应过程选择与优化；B．分离过程选择与优化；C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化5、管道布置图包括下面（）图样。A．管件图；B．管架图管道施工说明；C．蒸汽伴管系统布置图；D．管道平面布置图6、（）分离过程不是速率控制分离过程。A．膜分离过程；B．反渗透分离过程；C．冷冻干燥分离过程；D．超滤分离过程7、间歇过程有（）特点。A．生产灵活性高；B．易实现自动化；C．适合有固相的物流；D．适合生产季节性产品8、分离过程的选择应分析分离过程的（）方面。A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模9、对能量过程的分析方法有（）。A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法10、夹点之上区域不可设置（）。A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器11、对新过程的化工设计需要进行（）A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反应设计12、换热网络设计的目的是得到（）。A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数；C．换热效益最大化；D．合理的公用工程量13、（）分离过程是扩散分离过程。A．渗析分离过程；B．结晶分离过程；C．超滤分离过程；D．精馏分离过程14、能量过程的特点体现在（）方面。A．能量的形式；B．能量转换；C．能量流率；D．能量传递的设施15、（）不是非工艺设计的内容。A．总图运输设计；B．公用工程设计；C．管路设计；D．土建设计16、设备布置图的标注包括下面（）内容。A．平面定位尺寸；B．设备尺寸；C．高度方位尺寸；D．安装方位标17、化工过程的特征是过程中有（）。A．中间反应；B．反应物预处理；C．最终反应；D．化学反应过程18、在物理过程中，存在（）物料衡算式。A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式；C．总物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式19、温-焓图中物流线在横座标上的投影表示（）。A．温度差；B．热交换量；C．质量；D．流率20、夹点有（）特性。A．物流汇合为总物流；B．传热温差为零；C．传热面积为无限大；D．混合效果最大21、（）作功方式是机械功。A．电功；B．化学功；C．膨胀功；D．表面功22、降低精馏过程能耗的措施有（）。A．预热进料；B．减少塔板数；C．减小回流比；D．增设中间再沸器23、采用表格法计算夹点温度和最小公用工程量的步骤有（）。A．计算每个温区内的热量值；B．确定夹点温差；C．划分温区；D．计算热级联24、化工过程整合的要求有（）。A．过程的安全性；B．过程的可靠性；C．过程的环保性；D．过程的经济性25、工艺过程阶段中不包括（）过程。A．反应过程；B．分离过程；C．产物回收过程；D．能量过程26、在进行过程的物料衡算时，必须设置基准，这些基准有（）。A．能量基准；B．时间基准；C．质量基准；D．体积基准27、气体标准状态的温度和压力是（）。A．T=273.15K；B．T=275.15K；C．P=0.1013MPa；D．P=1.013MPa28、（）不是连续过程具有的性质。A．整年不间断进料；B．具有稳定的反应区间；C．产物不间断的分离；D．具有稳定的物流流率29、简单过程物料衡算是指（）过程。A．混合单元；B．循环过程；C．精馏单元；D．弛放过程30、管道仪表流程图的图面由（）组成。A．附注；B．标注；C．设备图形；D．仪表控制31、配管工程设计的内容有（）方面。A．管径的设计；B．管架的设计；C．阀件的选择；D．管路的设计32、（）不是分离过程的要素。A．分离装置；B．分离剂；C．一股多组分进料物流；D．一股单组分进料物流33、按流态分类，流化床反应器可分为（）。A．气—液—固三相流化床反应器；B．散式流化床反应器；C．鼓泡流化床反应器；D．快速循环流化床反应器34、温-焓图中物流线左右平移时，不影响物流的（）性质。A．流率；B．温度差；C质量．；D．热交换量35、计算产物选择性需要（）数据。A．流率；B．产物生成量；C．原料消耗量；D．产物与原料的关系比36、（）不是车间装置布置的发展趋势。A．露天化；B．大型化；C．集中化；D．定型化37、化学反应过程的主要内容有（）方面。A．传热；B．反应；C．流速；D．传质38、组分混合有（）特点。A．自发过程；B．△G减小的过程；C．△G增加的过程；D．△S减少的过程39、（）不是管件的连接方式。A．法兰连接；B．对焊连接；C胶粘连接．；D．螺纹连接40、基本建设阶段有（）时期。A．投资决策前时期；B．验收时期；C．投资时期；D．开工时期三、判断题1、综合产品评估法反映了副产品的经济性和重要性。（A．对；B．错）2、管道的设计要考虑热膨胀和热补偿所带来的影响。（A．对；B．错）3、化工过程都是稳态过程。（A．对；B．错）4、新建设的化工装置在试生产前需要进行试车。（A．对；B．错）5、泵吸入管道的设计没有要求的，可以根据情况设计。（A．对；B．错）6、阀门的选用必须考虑流体的性质、压力、温度和阀门的材质。（A．对；B．错）7、在设计管道管径时，对流体流速是有限制的，存在最大允许流速。（A．对；B．错）8、描述能量“质”属性的定律是热力学第二定律。（A．对；B．错）9、稳定流动体系是指与环境之间存在物质和能量交换的体系。（A．对；B．错）10、能量就是能量，没有高低、优劣之分。（A．对；B．错）11、工厂布置图包括厂区布置图和设备布置图（车间布置图）。（A．对；B．错）12、塔的设计时一定要设计人孔或手孔。（A．对；B．错）13、非金属管材用于腐蚀性介质，温度和压力较高的场合。。（A．对；B．错）14、化工过程整合与优化的目的是使工艺更加完整。（A．对；B．错）15、工艺过程费用估算的目的是确定投资额度。（A．对；B．错）16、分离因子表征混合物在分离过程中可得到的分离程度的一种量度。（A．对；B．错）17、对于小直径、高度大的塔应采用单排布置。（A．对；B．错）18、封闭体系是指与环境没有物质和能量交换的体系。（A．对；B．错）19、仪表的控制符号有图形符号、字母代号和仪表位号。（A．对；B．错）20、夹点处内部换热最大，经济效益最大。（A．对；B．错）21、自由度分析就是要确定过程或单元的未知量个数。（A．对；B．错）22、化工设计是针对化工过程某个单元操作的设计。（A．对；B．错）23、在容器的设计时，一定要设计上放空、溢流和排放设施。（A．对；B．错）24、夹点之下不应设置任何公用工程加热器。（A．对；B．错）25、一个化工产品只有一种反应路线来生产。（A．对；B．错）26、化工过程就是化学反应的过程。（A．对；B．错）27、按照管道仪表流程图（PID）的设计程序，管道仪表流程图有6个以上版本。（A．对；B．错）28、化工设计的目标是使化工工艺过程中各个单元的设计达到最佳。（A．对；B．错）29、化学平衡常数可用来评估反应热效应的大小。（A．对；B．错）30、选择性是指目的产物占已转化反应原料的分量。（A．对；B．错）31、流化床反应器最明显的特征就是气流是下进上出，固体质量与浮力相近。（A．对；B．错）32、分离过程是自发的过程。（A．对；B．错）33、温-焓图是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图。（A．对；B．错）四、简答题1、如何得到理想条件下气—液系统中的分离因子？2、泵管道布置的一般要求是什么？3、什么是分离过程？有何特征？4、什么是化学反应过程？其主要内容是什么？5、车间设备布置的内容有哪些？6、在进行化工设计时，化工设计将受到哪几方面的限制？7、厂区布置的基本任务和要求是什么？8、化工设计分为几个阶段？分别是什么？9、化工工艺过程的整合与优化的基本思路是什么？10、配管工程设计的内容有几个方面？分别是什么？11、有几类管道布置？其一般要求是什么？12、化工设计分为哪几类设计？13、为什么要对所设计的工艺过程进行费用估算？14、工艺过程费用估算方法有哪几种？15、夹点的定义和夹点的特征？16、如何进行换热网络的设计？17、原料路线选择应遵循什么原则？18、在进行工艺过程设计时，其设计的程序是什么？19、在工艺过程的筛选和评价中，过程整合的内容有哪些？20、在化工设计中，基本上需要进行几类计算？分别是什么？21、对存在化学反应的系统进行物料衡算时，有几种方法？分别是什么？22、为什么要设立基准。基准可否在自由度分析时作为已知条件？23、进行能量衡算的基本程序是什么？24、仪表控制点的标注由几部分组成？25、设备布置图的标注有哪些？26、如何得到配管工程中管道的管径？27、有哪几种方法将工业管道进行分类？28、在什么情况下要对管道进行热补偿？热补偿的方法有哪些？29、管道布置图的标注有哪些？30、在燃料油容器上设计哪些部件？五、计算题1、以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇-水混合物，制取纯乙醇。假定料液混合物中含水65％，乙醇35％，在精馏塔馏出液中含苯80％，水19％，其余为醇(组成均为质量分数)。若要求乙醇生产量为2000kg/h，试计算精馏中所需的苯量。2、有两个热流股与两个冷流股进行换热，其进出口温度和热容如下表所示。如果最小的温差∆Tmin=10℃，试确定该交换网络的夹点温度T和最小公用工程用量。物流类型及编号热容流率（kW/K）初始温度（℃）目标温度（℃）H16.0525300H24.0485375C14.0300475C25.02755153、苯直接加H2转化为环己烷的流程示意图见下图：已知输入系统中的苯有99%反应生成环己烷，进入反应器物流的组成为80%H2和20%C6H6(摩尔分数，下同)，产物物流中含有3%的H2。请对总单元、反应器单元、冷凝分离单元进行自由度分析。4、计算下表中3股冷流的冷复合曲线，并用热焓图表示。5、对下图的单元操作进行自由度分析：物流类型及编号热容流率（kW/K）供应温度（℃）目标温度（℃）冷流15.080280冷流23.050200冷流32.060160中国石油大学（北京）远程教育学院化工设计概论期末复习题答案一、给出下面概念和术语的定义1、热：有温度差存在时体系与体系（或体系与环境）之间所传递的能量。2、活塞流型反应器：物料返混为零的反应器。如管式反应器。3、管件：管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。4、分离过程：就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。5、温-焓图(T-H)：是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图，它表示了物流的热特性。6、固定床反应器：是指所用固体催化剂，或固体反应物，固定于反应器中的一类反应器。7、聚式流态化：在流化床反应器中，固体颗粒在不同程度上成团聚状态。8、传质分离过程（平衡分离过程）：通过物质的迁移而使均相的混合物达到分离的目的。这一过程遵循物质传递原理。由于这种分离过程常常是达到传质平衡，因而，也称平衡分离过程。9、工艺流程示意图：用方块流程图按不同的部分来表示工艺过程的总体概念、或部分概念、或一个单元的详细操作，并且每个方块根据不同的详略要求，有