化工过程分析与合成

第二次作业一、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）。气体分离技术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）。状态方程平衡常数k组分特性气液平衡体系的焓、熵模拟模块中包含有（DE）。物流焓值程进口物料组成出口组成相关的物性计算程序单元操作相关方第一次作业一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题5.0分，共100.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。化工过程的核心是（C）。催化剂分离过程化学反应加热和冷却现代化工过程生产操作控制最先进的是（D）。物料参数控制集散系统控制连锁控制DCS的先进控制化工过程系统合成有（B）。反应物料合成换热网络合成设备合成产品生产合成化工过程中最简单、最常见的单元操作之一是（B）。化学反应蒸发浮选筛分过程系统模拟的三类问题之一是（A）。过程系统设计确定过程参数物流流向过程单元数氨合成工艺流程主要包括工艺之一是（B）。空气净化原料气制备原料气脱硫氨的分离氨合成循环气中的惰性气体是（B）。氩甲烷（CH4）氢气氮气过程系统稳态模拟软件是（C）。ChemCADPDMSAspenplusCAD统计模型又常被称为（A）。经验模型半经验模型特定模型多级参数模型变压吸附是工业上已得到广泛应用的（B）。气体分离技术吸附分离技术非定态技术节能分离技术最优化就是在特定条件下获得（C）。最大产量节能效果最好的结果最纯产品用机理模型进行优化的特点是（C）。对机理较了解认识了化学本质结果比较精确比较简化化工过程合成是指（A）。系统结构优化参数优化系统管理优化操作优化泡点温度就是气液平衡时与液相组成相对应的（A）。平衡温度液相起泡时温度沸腾温度气相温度高技术密集和知识密集的新型产业有（B）。电子技术生物化工环保化工高新农业化工过程中的混合过程是（C）。搅拌过程充分搅拌过程间歇过程单元操作换热是化工生产不可缺少的（A）。单元操作过程热交换过程简单操作节能过程冷、热物料进行换热时，期间热流量为零的点被称为（A）。夹点无热量交换点温度相等点温度平衡点夹点的能量特性是（D）。能量平衡了能量不再交换了限制了能量回收能量不可回收了化工过程中的热量都是（C）。可用能能量低级能可散失能1、化工过程的核心是（C）。A.催化剂B.分离过程C.化学反应D.加热和冷却2、现代化工过程生产操作控制最先进的是（D）。A.物料参数控制B.集散系统控制C.连锁控制D.DCS的先进控制3、化工过程系统合成有（B）。A.反应物料合成B.换热网络合成C.设备合成D.产品生产合成4、化工过程中最简单、最常见的单元操作之一是（B）。A.化学反应B.蒸发C.浮选D.筛分5、过程系统模拟的三类问题之一是（A）。A.过程系统设计B.确定过程参数C.物流流向D.过程单元数6、氨合成工艺流程主要包括工艺之一是（B）。A.空气净化B.原料气制备C.原料气脱硫D.氨的分离7、氨合成循环气中的惰性气体是（B）。A.氩B.甲烷（CH4）C.氢气D.氮气8、过程系统稳态模拟软件是（C）。A.ChemCADB.PDMSC.AspenplusD.CAD9、统计模型又常被称为（A）。A.经验模型B.半经验模型C.特定模型D.多级参数模型10、变压吸附是工业上已得到广泛应用的（B）。A.气体分离技术B.吸附分离技术C.非定态技术D.节能分离技术二、多项选择题：（每小题2分，5题共10分）（题后给出的5个选项中只有两项是正确的，选定后填于题后括弧中，选对一项得一分。多选、不选或错选均不得分。）11、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）。A.离散模拟B.模糊模拟C.非数值模拟D.客观模拟E.微观模拟12、单元操作模拟中每个模块中包含有（AB）。A.单元操作相关方程B.相关的物性计算程序C.物流焓值D.进口物料组成E.出口组成-2–13、对化工过程进行描述的数学模型有（CD）。A.机理模型B.经验模型C.集中参数模型D.分布参数模型E.人工智能模型14、在典型的工厂中优化可能涉及（BC）。A.一个车间B.过程设计和装置规范C.车间操作D.某个过程E.某个装置15、物性模型包括的重要两项是（AB）。A.状态方程B.平衡常数kC.组分特性D.气液平衡E.体系的焓、熵三、专业名词理解题（每题6分、共5题，共30分）16、BP神经网络算法（6分）。答：和统计回归一样，利用BP算法求解时，先必须为模型采集一套x，y的样本数据。只不过BP算法采用是数值解法。17、主要的化学反应过程（6分）。答：有催化反应过程，热裂解反应过程，电解质溶液离子反应过程，生物化学反应过程。18、过程系统模拟的三类问题（6分）。答：是过程系统的模拟分析，过程系统设计，过程系统参数优化。19、确定性动态模型的数学处理（6分）。答：首先是正问题——模型方程组的求解，逆问题——模型参数的估计，过程系统的定性分析。20、非线性系统特有的一系列复杂性质（6分）。答：主要是指定态多重性，稳定性，参数敏感性，自激振荡，象混沌现象这一类的复杂。四、回答问题题（每小题10分，2题共20分）21、化工系统过程优化的目标函数应要求达到些什么（10分）？、答：其目标函数应达到：系统的产量最大；系统的经济收益最大；系统的能量消耗最小；系统的原料利用率最高；系统的操作成本最低；系统的投资成本最低；系统稳定操作周期最长等。五、应用题（每小题15分，共2题，共30分）22、确定一个产品的年生产天数为D时应选择哪一台设备进行优化，一般的选择原则是什么（15分）？答：（1）选择所有产品都要使用的设备；（2）尽可能选择最昂贵的设备以保证投资的有效利用；（3）选择处理量不允许有较大变化的设备，如蒸馏塔；（4）若存在着对操作时间起限制作用的设备，一般应选用这一设备；（5）若不存在上述设备，则可选择最重要的设备。23、在热网络合成分析中，所谓夹点具有哪些特点（15分）答：应从以下几方面来理解夹点的特点：A.夹点的能量特性：夹点限制了能量的进一步回收，它表明换热网络消耗的公用工程用量已达到了最小状态。B.夹点具有位置特性，夹点把整个问题分解成了夹点上热端与夹点下冷端两个独立的子系统。在夹点之上，换热网络仅需要热公用工程，因而是一个热阱。在夹点之下，换热网络只需要冷公用工程，因而是一个冷源。C.夹点表明了热网络的传热特性。一、单项选择题：（每小题2分，共10题20分）（每题后列出4个选项，只有一个是正确的，请将正确选项填于题后括弧中，选错或多选不得分）1、重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是（B）。A.脱氢过程B.裂化反应C.热裂解反应过程D.催化过程2、数值稳定性好，通常，迭代收敛过程有（C）。A.很缓慢B.很快C.四种可能情况D.收敛解3、氨合成过程的物料必须进行循环，主要集中在（D）。A.制气工段B.压缩工段C.脱硫工段D.氨合成工段4、蒸馏的原理是（A）。A.物质的沸点不同B.物质分子量大小C.物料的浓度D.进料快慢5、过程系统结构的优化属于过程系统的（B）。A.过程系统的问题B.合成问题C.过程系统的分析D.优化问题6、最优化就是在特定条件下获得（C）。A.最大产量B.节能效果C.最好的结果D.最纯产品7、用机理模型进行优化的特点是（C）。A.对机理较了解B.认识了化学本质C.结果比较精确D.比较简化8、化工过程合成是指（A）。A.系统结构优化B.参数优化C.系统管理优化D.操作优化9、泡点温度就是气液平衡时与液相组成相对应的（A）。A.平衡温度B.液相起泡时温度C.沸腾温度D.气相温度10、高技术密集和知识密集的新型产业有（B）。A.电子技术B.生物化工C.环保化工D.高新农业二、多项选择题：（每小题3分，5题共15分）（题后给出的5个选项中只有两项是正确的，选定后填于题后括弧中，选对一项得1.5分。多选、不选或错选均不得分。）11、人工智能技术模拟的两种不同的成功途径是（DE）。A.离散模拟B.模糊模拟C.非数值模拟D.客观模拟E.微观模拟12、模拟模块中包含有（AB）。A.单元操作相关方程B.相关的物性计算程序C.物流焓值D.进口物料组成E.出口组成-2–13、描述对化工过程的数学模型有（CD）。A.机理模型B.经验模型C.集中参数模型D.分布参数模型E.人工智能模型14、工厂中优化问题可能涉及（BC）。A.一个车间B.过程设计和装置规范C.车间操作D.某个过程E.某个装置15、物性计算模型包括的重要两项是（AB）。A.状态方程B.平衡常数kC.组分特性D.气液平衡E.体系的焓、熵三、专业名词理解题（每题6分、共5题，共30分）16、化工过程优化（6分）。答：化工过程优化就是在找到使过程达到最佳性能的变量值。描述的因素模型以及性能标准构成了优化。17、过程系统的两大优化问题（6分）。答：过程系统的两大优化问题是结构优化和参数优化两大类问题，贯穿于设计和操作过程。18、根据变量的数目，可得问题分为几类（6分）？答：根据变量数可把问题分为单维最优化和多维最优化。解析法和数值法。可行路径法和不可行路径法。19、几种不可行联立模块优化算法（6分）。答：不可行联立模块优化算法分为全切断线性简化模型法；全切断非线性简化模型计算法；回路切断线性简化模型算法。20、统计调优法原理（6分）。答：统计调优法原理是确定调优目标，钓友因素的分析，统计钓友模型的建立。四、回答问题题（每小题5分，3题共15分）21、过程系统模拟可分为几种基本类型（5分）？答：可分为三种主要基本问题，即（1）过程系统的模拟分析；（2）过程系统设计；（3）过程系统参数优化。22、蒸馏与精馏的基本原理（5分）？答：蒸馏的原理为物料的沸点，精馏为物料组分的相对挥发度。蒸馏只需一次蒸发冷凝即得产品，精馏冷凝后有回流和出产品，且精馏没有再沸器。23、化工过程系统最优化方法可分成几大类（5分）？答：大致的分类原则有：（1）无约束最优化和有约束最优化；（2）线性规划与非线性规划；（3）单维最优化和多维最优化；（4）解析法与数值法；（5）可行路径法和不可行路径法。五、应用题（每小题10分，共2题，共20分）24、若发酵液流率F=50kg/min，其中含96%（质量分数）的水和4%（质量分数）的乙醇（x1=0.04）。建立