化工設(shè)計(jì)習(xí)題及答案(陳聲宗)-展示頁(yè)
2024-08-20 03:29本頁(yè)面
【正文】 所以，每產(chǎn)生100mol煙道氣需加入的空氣量為習(xí)題3天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制造合成氨原料氣的示意流程圖天然氣x kmol蒸汽蒸汽一段轉(zhuǎn)化爐空氣ykmol二段轉(zhuǎn)化爐CO變換CO2脫除CO2甲烷化合成氨原料氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以甲烷為例，烴類蒸汽轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式為天然氣經(jīng)一段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化后繼續(xù)進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐反應(yīng)，在一段轉(zhuǎn)化爐出口添加空氣以配合合成氨原料氣中所需的氮?dú)?，同時(shí)，一段轉(zhuǎn)化氣中的一部分氫氣遇燃燒供給系統(tǒng)熱量。以下標(biāo)B代表苯。進(jìn)料流量為20000kg／h，求餾出液和釜?dú)堃旱牧髁亢徒M成。固定床反應(yīng)器溫度控制形式有哪些？畫出示意圖。②150 –管道尺寸（管徑），公稱通徑150mm,。工藝流程圖的種類有哪些？答：工藝流程草圖，工藝物料流程圖，帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，管道儀表流程圖。在選擇生產(chǎn)方法和工藝流程時(shí)，應(yīng)該著重考慮的原則有哪些？其步驟有哪些？答：先進(jìn)性、可靠性、合理性；資料搜集與項(xiàng)目調(diào)研、生產(chǎn)設(shè)備類型與制造廠商調(diào)研、對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行全面分析對(duì)比。第二章六、提供設(shè)計(jì)條件工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員向非工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)條件。四、車間布置設(shè)計(jì)主要任務(wù)是確定整個(gè)工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應(yīng)地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)型式。二、方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。化工廠通常由哪些部門和設(shè)施所構(gòu)成？答：化工廠通常由化工生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程及罐區(qū)、服務(wù)性工程、生活福利設(shè)施、三廢處理設(shè)施和廠外工程等構(gòu)成。根據(jù)化工過程開發(fā)程序化工設(shè)計(jì)可分為：概念設(shè)計(jì)、中試設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)；其中工程設(shè)計(jì)又包括：初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。第一章 化工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容與程序（陳聲宗 ）化工設(shè)計(jì)的種類有哪些？答：根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)化工設(shè)計(jì)可分為：新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)、重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、已有裝置的改造設(shè)計(jì)。請(qǐng)畫出化工廠設(shè)計(jì)的工作程序示意圖?；ぼ囬g工藝設(shè)計(jì)的程序及主要內(nèi)容有哪些？答：一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作（1）熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書（2）制定設(shè)計(jì)工作計(jì)劃（3）查閱文獻(xiàn)資料（4）收集第一手資料 。三、化工計(jì)算化工計(jì)算包括工藝設(shè)計(jì)中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備選型與計(jì)算三個(gè)內(nèi)容，其任務(wù)是在這三項(xiàng)計(jì)算的基礎(chǔ)上繪制物料流程圖、主要設(shè)備圖和帶控制點(diǎn)工藝流程圖。五、配管工程設(shè)計(jì)任務(wù)是確定生產(chǎn)流程中全部管線、閥門及各種管架的位置、規(guī)格尺寸和材料，綜合權(quán)衡建設(shè)投資和操作費(fèi)用。七、編制概算書及編制設(shè)計(jì)文件概算主要提供了車間建筑、設(shè)備及安裝工程費(fèi)用。 工藝流程設(shè)計(jì)化工工藝設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？答：生產(chǎn)方法選擇，工藝流程設(shè)計(jì)，工藝計(jì)算，設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型，設(shè)備布置，管道設(shè)計(jì)對(duì)非工藝設(shè)計(jì)提條件，設(shè)計(jì)說明書，概預(yù)算書。工藝流程設(shè)計(jì)的步驟有哪些？答：確定整個(gè)流程的組成，確定每個(gè)過程或工序的組成，確定工藝操作條件，確定控制方案，原料與能量的合理利用，制定“三廢”處理方案，制定安全生產(chǎn)措施。某管道標(biāo)注為“HW0201150 L1B”，表示什么意思？答：①HW0201表示管道號(hào)，其中：HW物料代號(hào)，熱水；02工程工序編號(hào)，第02號(hào)；01管道順序號(hào)，第01號(hào)。③L1B管道等級(jí)，其中：L國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)代號(hào)，； 1順序號(hào)，第1號(hào)； B管道材質(zhì)類別，碳鋼。 (a)用進(jìn)料濃度控制 (b)用進(jìn)料溫度控制Ⅰ (c) 用進(jìn)料溫度控制Ⅱ (d)用冷料量控制第三章物料衡算與熱量衡算習(xí)題1 連續(xù)常壓蒸餾塔進(jìn)料為含苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求餾出液中能回收原料中97％的苯，釜?dú)堃褐泻讲坏陀?％。解：苯的相對(duì)分子質(zhì)量為78，甲苯的相對(duì)分子質(zhì)量為92。進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù) 釜?dú)堃褐斜降哪柗謹(jǐn)?shù) 進(jìn)料平均相對(duì)分子質(zhì)量 進(jìn)塔原料的摩爾流量 依題意，餾出液中能回收原料中97%的苯，所以 作全塔苯的質(zhì)量衡算得 作全塔總質(zhì)量衡算得 將已知數(shù)據(jù)代人上述質(zhì)量衡算方程得 解得 所以，組分塔進(jìn)料塔頂餾出物釜?dú)堃簁g/h%(wt)kmol/h%(mol)kg/h%(wt)kmol/h%(mol)kg/h%(wt)kmol/h%(mol)苯760038甲苯1240062合計(jì)20000100100100108100100100習(xí)題2 丙烷充分燃燒時(shí)要使空氣過量25％，燃燒反應(yīng)方程式為： 試計(jì)算得到100摩爾燃燒產(chǎn)物（又稱煙道氣）需要加入的空氣的摩爾量。二段轉(zhuǎn)化后再經(jīng)一氧化碳變換工序使混合氣中的大部分轉(zhuǎn)化為和，轉(zhuǎn)化為和的方程式為，變換后的氣體進(jìn)入脫除工序脫除，再經(jīng)甲烷化工序除去殘存的微量和后作為合成氨合格原料氣。解：以100 kmol合成氨原料氣為計(jì)算基準(zhǔn)。（1）作系統(tǒng)N2平衡因?yàn)樵谔烊粴庹羝D(zhuǎn)化法制造合成氨原料氣過程中，N2沒有參加反應(yīng)，它的數(shù)量在反應(yīng)器的進(jìn)口、出口物料中沒有變化，作系統(tǒng)N2平衡得 + = (A)(2)作系統(tǒng)氫平衡甲烷轉(zhuǎn)化制H2的計(jì)量關(guān)系推導(dǎo)如下：甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程 變換反應(yīng)過程 總過程 用同樣的方法可推導(dǎo)出烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制的計(jì)量關(guān)系通式為因此，100kmol 天然氣可提供的理論H2為組分烴量/kmol可提供的理論烴量/kmolCH44 =C2H67 =70C3H810 =C4H10(正)13 =C4H10(異)13 =C5H12(正)16 =C5H12(異)16 =N20CO20合計(jì)100因此，xkmol天然氣進(jìn)料可提供的理論H2為 氫氣燃燒的反應(yīng)過程
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