化工過程開發(fā)和設(shè)計(jì)(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題第一章 化工過程開發(fā)概述一.填空題 1.化工開發(fā)過程是指從實(shí)驗(yàn)室研究成果過渡到實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的科學(xué)技術(shù)活動(dòng)。2.直接搜集材料的基礎(chǔ)形式：觀察法.測(cè)量法.實(shí)驗(yàn)法和模擬法等。3.化工過程開發(fā)的基本方法：實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型方法。4.化工過程開發(fā)包括：過程研究及工程研究。二.名詞解釋：1.冷模實(shí)驗(yàn)：.采用物理性質(zhì)與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)物料相近的惰性物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，單純考察過程的物理規(guī)律。2.熱模實(shí)驗(yàn)：用實(shí)際生產(chǎn)物料并按實(shí)際操作條件進(jìn)行的試驗(yàn)，在試驗(yàn)設(shè)備內(nèi)化學(xué)反應(yīng)和物理過程同時(shí)發(fā)生，屬綜合性試驗(yàn)考察，主要是工藝條件的優(yōu)化。3.工程研究：依賴研究人員

2、和工程人員的知識(shí).經(jīng)驗(yàn).和思維，去再創(chuàng)造的過程，是根據(jù)對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)去創(chuàng)新的新概念的工作。三.簡(jiǎn)答題1. 化工過程開發(fā)的主要步驟有哪些？1.實(shí)驗(yàn)室研究 收集資料 概念設(shè)計(jì) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 模型試驗(yàn) 中試 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 工程設(shè)計(jì) 建立生產(chǎn)裝置2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究與化工生產(chǎn)有何區(qū)別？為什么實(shí)驗(yàn)室一般不能作為放大成工業(yè)規(guī)模的設(shè)計(jì)依據(jù)？實(shí)驗(yàn)室研究化工生產(chǎn)間歇操作連續(xù)操作物料不回收物料回收實(shí)驗(yàn)條件精確控制實(shí)驗(yàn)條件控制不精確設(shè)備容量小，很少考察傳質(zhì)傳熱等條件設(shè)備容量大，對(duì)傳熱傳質(zhì)的影響考察多設(shè)備受限設(shè)備大.考慮生產(chǎn)諸多條件不考慮設(shè)備腐蝕對(duì)生產(chǎn)影響必須考慮設(shè)備腐蝕對(duì)生產(chǎn)影響工業(yè)生產(chǎn)需要從經(jīng)濟(jì)角度考慮： 原材料的品

3、級(jí)及供應(yīng)渠道 產(chǎn)品質(zhì)量及市場(chǎng)銷售 能源供應(yīng)及消耗 建設(shè)投資和生產(chǎn)成本 “三廢”治理和環(huán)境保護(hù)這些都是在實(shí)驗(yàn)室研究中很少考慮的一些問題。因此，將實(shí)驗(yàn)室研究成果直接用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)是不合適的。4 論述題1.過程研究和工程研究分別指什么，以及兩者間的關(guān)系。過程研究和工程研究在化工過程中是兩個(gè)不同性質(zhì)的研究工作，前者借助儀器或裝置對(duì)過程運(yùn)行的物理和化學(xué)規(guī)律進(jìn)行探討，為過程提供放大的信息和依據(jù)，或者則依賴研究和設(shè)計(jì)者的知識(shí).經(jīng)驗(yàn)和思維為化工過程開發(fā)提供決策，兩者過程研究為工程研究提供分析判斷的信息，而工程研究則是檢驗(yàn)過程研究質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。第二章 科學(xué)選題一.填空題1.產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)采用 定性分析.定量

4、分析和綜合分析。2.我國(guó)科學(xué)科學(xué)研究和科技開發(fā)項(xiàng)目的來源的來源主要有三條途徑，即計(jì)劃項(xiàng)目.企業(yè)委托項(xiàng)目和自選項(xiàng)目。 .3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料主要來源于文獻(xiàn)調(diào)研.市場(chǎng)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)室工作。 4.863計(jì)劃從世界高技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和中國(guó)的需要與實(shí)際出發(fā)，堅(jiān)持有限目標(biāo)，突出重點(diǎn)方針，選擇了 生物技術(shù)，航天技術(shù)，信息技術(shù)，激光技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)，能源技術(shù)，新材料 7個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域作為我國(guó)高技術(shù)研究發(fā)展的重點(diǎn)。二.簡(jiǎn)答題1.選擇開發(fā)課題應(yīng)遵循的應(yīng)遵循的原則有哪些?答：1.選題的先進(jìn)性和科學(xué)性2.選題應(yīng)符合市場(chǎng)需求和國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策3.選題應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益4.選題應(yīng)考慮合理的合成路線2、 一項(xiàng)技術(shù)技術(shù)開發(fā)是否可立項(xiàng)的條件有

5、哪些？答;1.發(fā)展生產(chǎn)市場(chǎng) 2.合理的的原料路線 3.能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 4.有較好的的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益3.我國(guó)的開發(fā)研究經(jīng)費(fèi)來源有哪些？答：1.國(guó)家和地方各級(jí)財(cái)政撥款 2.企業(yè)和各研究單位自籌經(jīng)費(fèi) 3.銀行和金融機(jī)構(gòu)的科技貸款 4.國(guó)際合作機(jī)構(gòu)提供經(jīng)費(fèi)三.某化工產(chǎn)品2004年至2008年的需求統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下表，預(yù)測(cè)2011年的需求量。 年份/年20042005200620072008產(chǎn)量×10 4 /t1011131417解：2004至2008年5年產(chǎn)品的年平均增長(zhǎng)率為： R=（Yt/Y)1/（t-1）1=（17/10）1/（5-1）1=14.2%則2011年的需求量為： Y20

6、11=Y2008（1+R）t-1 =17×（1+0.142）4-1=25.3（t） 第三章 綠色化學(xué)與技術(shù)一.填空題原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的最大特點(diǎn)是: 最大限度的利用反應(yīng)原料和減少廢物排放二.名詞解釋2、 1.綠色化學(xué)：綠色化學(xué)使用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對(duì)人類健康.社區(qū)安全.生態(tài)環(huán)境有害的原料.催化劑.溶劑和試劑.產(chǎn)物和副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。3、 2.清潔生產(chǎn)：就是低消耗.低污染高產(chǎn)出.是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益.社會(huì)效益與環(huán)境效益相統(tǒng)一的工業(yè)生產(chǎn)模式。三.簡(jiǎn)答題1.原子利用率和產(chǎn)率的區(qū)別？2 產(chǎn)率沒考慮最終產(chǎn)品以外的產(chǎn)品的使用與產(chǎn)生，而原子經(jīng)濟(jì)考察一個(gè)合成過程中的所有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)物的

7、情況，若所有的反應(yīng)物均全部轉(zhuǎn)化至產(chǎn)物中，則這個(gè)合成過程之100%的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)。2.清潔生產(chǎn)的內(nèi)容？ P45四.分析題自選一條目前使用的有機(jī)合成路線，用綠色化學(xué)原理對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。 作業(yè)題第四章 實(shí)驗(yàn)室工作一.填空題1.運(yùn)用邏輯思維最重要最常見的一些科學(xué)方法有：分析 綜合 歸納 演繹 類比2.發(fā)散思維的主要特征：流暢性 靈活性 獨(dú)特性3.紅外光譜的三要素 峰形 峰位 峰強(qiáng)二.名詞解釋1 .發(fā)散思維：發(fā)散思維是指在解決問題是能不拘一格地從僅有的信息中盡可能的擴(kuò)展開去，朝著各種方向去探尋各種不同的解決問題途徑和答案。2. 2 .離子交換分離法：離子交換分離法：利用離子交換劑與溶液中的離子之間所發(fā)生

8、的交換反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。3. 3 .熱分析技術(shù)：熱分析技術(shù)是指在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)隨溫度變化的一類技術(shù)。三.簡(jiǎn)答題1 .簡(jiǎn)要回答實(shí)驗(yàn)室研究的方法有哪些？有思想模型與理想模型試驗(yàn)方法；科學(xué)思維的邏輯方法和非邏輯方法;創(chuàng)造性思維方法;數(shù)學(xué)方法。2 .膜分離中“膜”的定義。如果在一個(gè)流體相內(nèi)或兩個(gè)流體相之間有一薄層凝聚相物質(zhì)把流體分隔開來成為兩部分，則這一薄層物質(zhì)就是膜。四.論述題何謂簡(jiǎn)單蒸餾.水蒸氣蒸餾.減壓蒸餾和共沸蒸餾？各適用于什么體系？答：簡(jiǎn)單蒸餾是指通過液體部分汽化，蒸汽在冷凝的過程過程達(dá)到分離的蒸餾方法。適用于：兩種物質(zhì)沸點(diǎn)相差較大（5080）；加熱時(shí)不分解，無氣體生成

9、；物質(zhì)非共沸物或恒沸物；沒有有害氣體產(chǎn)生。 水蒸氣蒸餾是指將水蒸氣通入不溶于水（或難溶于水）的有機(jī)物中或使有機(jī)物與水經(jīng)過共沸而蒸出的過程。適用于含有無機(jī)鹽.有機(jī)物.水的混合體系；要分離的有機(jī)物不溶于水；要分離的有機(jī)物可與水形成共沸物或恒沸物。減壓蒸餾是指將蒸餾裝置連接在一套減壓系統(tǒng)上，使蒸餾前整個(gè)系統(tǒng)降低到只有常壓的十幾分之一或幾十分之一，使有機(jī)物在比正常溫度低的多的溫度下進(jìn)行蒸餾。適用于：沸點(diǎn)高的物質(zhì)以及在常壓下蒸餾未達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)即受熱分解.氧化或聚合的物質(zhì)。共沸蒸餾是指向被分離混合液中有目的的加入一種組分，此組分能與被分離混合物中的某一個(gè)或幾個(gè)成分形成具有最低沸點(diǎn)的共沸物，從而使其它的成分的

10、沸點(diǎn)增大，共沸物很容易從體系中蒸出來。適用于：能夠與共沸劑形成均相共沸物或非均相共沸物。第五章 化工過程放大一填空1.工業(yè)反應(yīng)器中基本的傳遞過過程為 動(dòng)量傳遞.熱量傳遞.質(zhì)量傳遞2. 返混 和 不均勻流動(dòng) 是在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中發(fā)生的兩種流動(dòng)現(xiàn)象。3.經(jīng)常用 轉(zhuǎn)化率 來表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。4.限制返混的主要措施是 分割。 二.名詞解釋1.冷漠實(shí)驗(yàn)：利用空氣.水和砂等惰性物料替代化學(xué)物料在實(shí)驗(yàn)裝置或工業(yè)裝置上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)（P94）2.放大效應(yīng)：在未充分認(rèn)識(shí)放大規(guī)律之前，因過程規(guī)模變大所引起的指標(biāo)不能重復(fù)的現(xiàn)象（P87）三.簡(jiǎn)答1.逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大方法的基本特征。（1）著眼于外部聯(lián)系，不研究?jī)?nèi)部規(guī)

11、律。 （2）著眼于綜合研究，不試圖進(jìn)行過程分解。 （3）認(rèn)為的規(guī)定了決策序列。 (P88)4、 數(shù)學(xué)模型法的基本特征。（1）著眼于過程的內(nèi)部規(guī)律，對(duì)過程進(jìn)行分解與綜合。 （2）抓住主要矛盾，忽略次要因素，對(duì)過程進(jìn)行簡(jiǎn)化。 （3）在反應(yīng)工程理論和傳遞過程理論指導(dǎo)下建立數(shù)學(xué)模型。 （4）設(shè)計(jì)模型來源于實(shí)踐，又為實(shí)踐所檢驗(yàn)。 （P90）第六章 工程經(jīng)濟(jì)一.填空：1.環(huán)境評(píng)價(jià)包括：環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià) 和 環(huán)境影響評(píng)價(jià)2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容主要包括 社會(huì)評(píng)價(jià)、技術(shù)評(píng)價(jià)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和環(huán)境評(píng)價(jià)。二.名詞解釋1、 生產(chǎn)能力：即設(shè)計(jì)產(chǎn)量，一個(gè)生產(chǎn)裝置在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)定的產(chǎn)量。2、 折舊率：指單位時(shí)間內(nèi)設(shè)備折舊費(fèi)與設(shè)備

12、原價(jià)值的比率三.簡(jiǎn)答產(chǎn)品成本按費(fèi)用發(fā)生地點(diǎn)可以分為哪幾類？1.車間成本 2.工廠成本 3.經(jīng)營(yíng)成本 4.總成本四.論述題試敘述靜態(tài)評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：1.簡(jiǎn)便.直觀，適用于方案粗略評(píng)價(jià)。2.評(píng)價(jià)時(shí)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值比較，形成方案約束條件。3.評(píng)價(jià)指標(biāo)為絕對(duì)指標(biāo)，可對(duì)單一方案進(jìn)行評(píng)價(jià) 缺點(diǎn)： 1.不能直觀反映項(xiàng)目的總體盈利能力。 2.未考慮方案在經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)費(fèi)用.收益的變化情況，未考慮各方案經(jīng)濟(jì)壽命差異對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響。3.沒有引入資金的時(shí)間因素，當(dāng)項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，不宜用這種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。五.計(jì)算題某項(xiàng)目的現(xiàn)金流量如下表，設(shè)基準(zhǔn)投資回收期為8年，試初步判斷方案的可行性。年份項(xiàng)目01234567

13、8N凈現(xiàn)金流量-100-500204040404040累計(jì)凈現(xiàn)金流量-100-150-150-130-90-50-103070解：累計(jì)凈現(xiàn)金流量首次出現(xiàn)正值的年份 T =7，第T-1年的累計(jì)凈現(xiàn)金流量:-10第T年的凈現(xiàn)金流量:40 ; 因此所以可以接受項(xiàng)目第七章 安全與環(huán)保一.填空題1.爆炸極限的影響因素：溫度.壓力.容器.惰性介質(zhì).氧含量.點(diǎn)火源。2.毒性物質(zhì)分為：劇毒物.高毒物.中等毒物.低毒物.微毒物二.名詞解釋1.危險(xiǎn)品：凡是具有各種不同程度的燃燒.爆炸.腐蝕.放射性等危險(xiǎn)特征的物質(zhì)，均稱為危險(xiǎn)品。三簡(jiǎn)答題1.環(huán)境影響評(píng)價(jià)功能是什么？判斷功能.預(yù)測(cè)功能.選擇功能.導(dǎo)向功能。四.論述題

14、1.根據(jù)物質(zhì)燃燒爆炸原理，說說防止發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的基本原則。1. 控制可燃物和助燃物的濃度.溫度.壓力及混觸條件，避免物料處于燃爆的危險(xiǎn)狀態(tài)。2.消除一切足以導(dǎo)致起火爆炸的點(diǎn)火源。3.采取各種阻隔手段，阻止火災(zāi)爆炸事故災(zāi)害的擴(kuò)大。 第八章 過程分析與合成一.填空1.非均相混合物分離方法有：非均相混合物的分離方法有沉降和過濾。2.設(shè)混合物有10個(gè)組分，若用簡(jiǎn)單塔進(jìn)行完全分離，則需用 個(gè)精餾塔，分離序列數(shù)為 。簡(jiǎn)單塔進(jìn)行完全分離N1=9，分離序數(shù)列=2（N1!N!N1)!=4682二.名詞解釋1.均相物系：物系內(nèi)部各處均勻且無相界面，包括溶液.氣體混合物等。2.非均相物系：指物系內(nèi)部有隔不同相的

15、界面且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)有差異。三.簡(jiǎn)答題 1.選擇工藝路線的原則是什么？原料供應(yīng)的穩(wěn)定性.經(jīng)濟(jì)合理性.技術(shù)先進(jìn)性和運(yùn)行可靠性.生產(chǎn)的安全性.環(huán)境的無害性2. 什么是試探法？要點(diǎn)是什么？試探法是試探規(guī)則指導(dǎo)下進(jìn)行合成的方法，其要點(diǎn)是運(yùn)用試探規(guī)則作出判斷，從中方多的比較方案中選取少量有希望的結(jié)構(gòu)方案，然后對(duì)這幾個(gè)方案進(jìn)行深入分析，從中找出最優(yōu)方案。3、 化工過程合成方法有哪些？試探法.分枝界限法.調(diào)優(yōu)法.計(jì)算機(jī)輔助過程合成4、 原料選擇基本要求有哪些？技術(shù)可行性.供需可能性.經(jīng)濟(jì)合理性.資源利用合理性。四計(jì)算題一個(gè)含有5個(gè)組分的輕烴混合物的組成如下：組分組成（mol分率）相對(duì)組分間相對(duì)揮發(fā)度（3

16、7.7，1.72MPa)容易分離系數(shù)CESA丙烷0.052B異丁烷0.151.33C正丁烷0.252.1D異戊烷0.21.25E正戊烷0.35(1)求出對(duì)應(yīng)的溶液分離系數(shù)CES(2)擬采用常規(guī)蒸餾，試綜合出合適的分離序列，分離該5個(gè)組分為純組分。解：（1）求取CES：（以A為例）該分離點(diǎn)下全系統(tǒng)的容易分離系數(shù)同理可得相應(yīng)的值8.25(B）.114.5(C).13.46(D)（2）a.由M1.M2，采用常規(guī)蒸餾；由于輕組分沸點(diǎn)低，為減輕冷凍負(fù)荷，采用加壓下冷凍b.D1.S1未用c.S2，組分D.E間難分離，這是因?yàn)槠溟g組分相對(duì)揮發(fā)度最小，=1.25，故放在最后分離d.由C1，組分E含量大（占0.

17、35），似應(yīng)先分離出去，但因?yàn)镾2優(yōu)于C1，所以組分E不宜先分離出去e.由C2，傾向于50/50分離，加上再考慮CES值，則ABC/DE，即C.D間為分離點(diǎn)較宜，此時(shí)為0.45/0.55分離，CES=114.5為最大f.現(xiàn)考慮A.B.C的分離方案選擇，需要比較各分離點(diǎn)的CES值f0.05/0.40.2/0.25=(-1)X10010033CES=F·12.526.4五論述題簡(jiǎn)析侯氏制堿法與索氏制堿法的優(yōu)缺點(diǎn)，并寫出各自的主要反應(yīng)。索氏制堿法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.原料（食鹽和石灰石）便宜 2.產(chǎn)品純堿的純度高3.副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收 4.制作步驟簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模生產(chǎn) 缺點(diǎn)：1.N

18、aCl利用率低 2.生產(chǎn)用途不 大的CaCl2。 主要化學(xué)反應(yīng)：1.CaCO3CaO+CO2 CaO+H2OCa(OH)2 2.NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl 3.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 4.NH4Cl +Ca(OH)2CaCl2+NH3+H2O侯氏制堿法優(yōu)點(diǎn)：1.提高了食鹽的利用率 2.利用了合成氨工廠的CO2和NH3，不需要石灰石和焦炭，節(jié)省了石灰煅燒設(shè)備 3.得到了Na2CO3和NH4Cl兩種產(chǎn)品 4.流程縮短，設(shè)備減少，避免了大量廢液和廢渣的生成 缺點(diǎn)：設(shè)備的腐蝕 主要化學(xué)反應(yīng)：1.NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl . 2.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2第九章 工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一填空1.在化工設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行物料衡算的依據(jù)是：質(zhì)量守恒定律。 進(jìn)行能量衡算的依據(jù)是：能量守恒定律2.化工設(shè)計(jì)就過程開發(fā)而言，可分為 概念設(shè)計(jì).中試設(shè)計(jì).基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 三個(gè)環(huán)節(jié)3 簡(jiǎn)答題1. 什么是物料衡算及其基本方程？進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量等于離開該系統(tǒng)全部產(chǎn)物質(zhì)量再加上損失掉的質(zhì)量和累積起來的物料質(zhì)量。G輸入=G輸出+G損失+G積累2.什么是能量恒算及它的基本方程？在物料衡算的基礎(chǔ)上，根據(jù)能量守恒定律，定量的表示出過程中各步的能量變化關(guān)系，確定需提供的獲可利用的能量，稱為物