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1、化工设计计简答及及论述题题绪论+第第一章1. 现现代过程程工程主主要包括括哪些内内容？过程开开发：实实验室研研究成果果 工业业化；过程设设计：提提供建设设过程所所需要的的文件及及图纸；过程程改善(或优化化)：对已建建成的过过程进行行优化挖挖潜.2. 什什么是化化工过程程开发？化工过程程开发从实验验室成果果到工业业生产装装置的成成功开车车和运转转主要包括括过程研研究，工程研研究，工程设设计及建建设过程研究究：小型工工艺实验验，大型型冷模实实验，中中间实验验工程研究究：概念设设计，经经济评价价，基础础设计化工过程程开发方方法逐级经经验放大大，数学学模型放放大3. 什什么是化化工设计计？化工设计计就
2、是将将一个化化工新产产品、新新工艺、新新技术或或对旧工工艺的改改造付诸诸于工业业实践。提供建立立化工过过程所需需要的全全部文件件和图纸纸。通过化工工过程设设计建起起的化工工装置，应应以最经经济和安安全的途途径，生生产符合合一定质质量要求求的产品品。化工设计计的内容容包括：工艺流流程的选选择，物物料及热热量衡算算，设备备选型及及尺寸计计算，投投资估算算等等4. 简简述绿色色化工过过程工程程遵循的的3R 原则减量化原原则 Redducee；再使用用原则 RReusse；再循环环原则 RRecyyclee减量化原原则(RReduuce)要求用较较少的原原料和能能源投入入来达到到既定的的生产目目的或消
3、消费目的的，进而而到从经经济活动动的源头头就注意意节约资资源和减减少污染染。减量化有有几种不不同的表表现。在在生产中中，减量量化原则则常常表表现为要要求产品品小型化化和轻型型化。此外，减减量化原原则要求求产品的的包装应应该追求求简单朴朴实而不不是豪华华浪费，从从而达到到减少废废物排放放的目的的。再使用原原则(RReusse)要求制造造产品和和包装容容器能够够以初始始的形式式被反复复使用。再使用原原则要求求抵制当当今世界界一次性性用品的的泛滥，生生产者应应该将制制品及其其包装当当作一种种日常生生活器具具来设计计，使其其像餐具具和背包包一样可可以被再再三使用用。再使用原原则还要要求制造造商应该该尽
4、量延延长产品品的使用用期，而而不是非非常快地地更新换换代。再循环原原则(RRecyyclee)要求生产产出的物物品在完完成其使使用功能能后能重重新变成成可以利利用的资资源，而而不是不不可恢复复的垃圾圾。按照循环环经济的的思想，再再循环有有两种情情况：一一种是原原级再循循环，即即废品被被循环用用来产生生同种类类型的新新产品，例例如报纸纸再生报报纸、易易拉罐再再生易拉拉罐等；另一种种是次级级再循环环，即将将废物资资源转化化成其它它产品的的原料。原级再循循环在减减少原材材料消耗耗上面达达到的效效率要比比次级再再循环高高得多，是是循环经经济追求求的理想想境界。5化工工过程开开发的环环节有哪哪些？为了解
5、决决实验室室中难以以解决的的工业化化生产过过程中问问题，过过程开发发应该主主要包括括下列环环节：(1) 资料收收集：用用工程观观点收集集和整理理与过程程有关的的技术情情报资料料；(22) 概概念设计计：进行行预设计计；(33) 过过程评价价：对过过程进行行技术和和经济评评价；(4) 中试：进行模模拟实验验和中间间实验；(5) 整理理资料：按照工工程设计计的观点点整理情情报资料料和实验验结果；(6) 基础础设计。# 什么么是化工工过程开开发？请请分析进进行化工工过程开开发所需需的环节节。6. 说说明从实实验室开开发放大大到工业业反应过过程中存存在放大大效应的的原因。在进行开开发时，主主要着眼眼于
6、把生生产“设想”变为生生产“现实”，这单单靠在实实验阶段段取得的的情报资资料是不不够的，因因为：(1)热热力学数数据和反反应动力力学数据据大多还还不足以以解决从从小规模模装置过过渡到大大规模的的工业生生产装置置的所有有问题；(2)副副产物对对反应过过程和最最终产品品性质的的影响还还不够清清楚；(3)在在实验室室里得到到的产品品的样品品，往往往是经过过最有利利的操作作步骤而而制得的的，反应应物也往往往是采采用试剂剂级来实实验的，因因此关于于最终产产品的特特性尚不不能最后后定论；(4)实实验室一一般是在在操作参参数有限限的范围围内进行行的，因因此，如如流体分分布、温温度分布布等问题题尚须进进一步确
7、确定；(5) 实验所所用的材材料、设设备和物物料与工工业生产产并非完完全相同同，而且且实验时时间相对对较短，在在实验室室里一般般不必考考虑使用用设备材材料的腐腐蚀和产产品污染染的问题题。基于以上上原因，在在实验室室中虽然然对过程程已有一一定的认认识，而而且有了了一个设设想，但但对这种种工艺方方法放大大到在工工业生产产规模时时，技术术上能否否实现、装装置的各各部分的的尺寸如如何确定定、构件件的组成成如何等等问题还还需进一一步研究究。7. 中中试的必必要性、主要任任务及中试装装置设计计应注意意的问题题必要性基础研究究是原理理性试验验, 规模模小, 涉及的的影响因因素少;而工业业过程的的规模大大，涉
8、及及的因素素多，过过程复杂杂。通过中试试可以验验证放大大模型或或设计结结果的可可靠性。中试装置置的主要要任务(1) 验证基基础研究究得到的的规律；(2) 考察从从小试到到中试的的放大效效应；(3) 研究一一些没有有条件在在实验室室进行研研究的影影响因素素；(4) 进行新新设备、新新材料、新新控制方方案等的的试验。中试装置置设计应应注意的的问题中试装置置的规模模在满足足下列条条件下应应尽量小小：能满足足各项试试验任务务的要求求；不因规规模小而而引起设设备、仪仪表或管管件选型型方面的的困难。中试地点点应力求求选在有有同类生生产装置置的老厂厂内以节节省中试试的原料料和辅助助材料费费用。避免全流流程试
9、验验，根据据试验内内容建设设必要的的设施。中试装置置的流程程和设备备结构在在形式上上不一定定要与工工业装置置完全相相同，但但必须在在实质上上反映工工业装置置的特性性和规律律，能得得到基础础设计所所需的全全部数据据，使工工业装置置投产时时不会出出现没有有预计到到的问题题。8. 什什么是逐逐级经验验放大方方法? 简述其其基本过过程和基基本特征征。逐级经验验放大在小试之之后，通通常需要要进行规规模稍大大的模型型试验(模试)和规模模再大一一些的中中间工厂厂试验(中试)，然后后才能放放大到工工业规模模的大型型生产装装置。有有时在没没有把握握时，需需要经过过多级的的中间试试验每级级只放大大很低的的倍数。基
10、本过程程：(1)通通过小试试验确定定反应器器型式(结构变变量)；(2)通通过小试试验确定定反应器器工艺条条件(操操作变量量)；(3)通通过逐级级中试考考察几何何尺寸的的影响(几何变变量)。基本特征征：着眼于于外部联联系, 不研究究内部规规律；着眼于于综合研研究, 不试图图进行过过程分解解；人为地地规定了了决策序序列；放大过过程是外外推的。9. 什什么是数数学模型型开发放放大方法法？简述述其基本本过程和和基本特征征。数学模型型开发放放大数学模型型开发放放大方法法的实质质就是要要利用实实验室获获得的研研究成果果及前人人积累的的对过程程物理化化学规律律的认识识，应用用化学反反应工程程基本理理论，建建
11、立一个个描述进进程的物物理模型型，然后后通过与与各种实实验核对对，不断断修正数数学模型型，得到到的正确确有效的的数学模模型就成成为放大大设计的的基础，同同时利用用科学的的实验方方法作指指导，提提高化工工开发放放大过程程的效率率。基本过程程：小试验验研究化化学反应应规律；大型型冷模试试验研究究传递过过程的规规律；计算机机上的综综合，预预测大型型反应器器的性能能，寻找找优选的的条件；中间间试验检检验数学学模型的的等效应应。数学模型型放大首首先将工工业反应应器内进进行的过过程分解解为化学学反应过过程和传传递过程程，然后后分别地地研究化化学反应应规律和和传递过过程规律律。如果果经过合合理的简简化，这这
12、些子过过程都可可能用方方程表述述，那么么工业反反应过程程的性质质、行为为和结果果就可以以通过方方程的联联立求解解获得，这这一步骤骤，可称称作为过过程的综综合，以以表示它它是分解解的逆过过程。基本特征征：着眼于于过程的的本质、机机理等内内在规律律的认识识过程分分解过程简简化用数学学模型反反映过程程的内在在规律10什什么是化化学反应应过程的的浓度效效应和温温度效应应？影响化学学反应速速率的最最主要因因素是反反应物料料的浓度度和反应应温度，一一般可写写成：式中：rri组分的的反应速速率；CC反应物物料的浓浓度向量量；T反应应温度。化学反应应过程开开发方法法的核心心内容，归归纳起来来，“三传一一反”（
13、即流流体流动动、质量量传递、能能量传递递和化学学反应动动力学）即即为数学学模型方方法的核核心内容容，工程程因素通通过浓度度和温度度对反应应结果施施加影响响，如下下图所示示：第二章1. 化化工设计计要达到到的目标标优质高产产低耗安全全环保或 (1) 技术术上可行行；(22) 经经济上有有利；(3) 安全上上可靠；(4) 环保保上达标标。2. 化化工设计计有哪些些类型？其中概概念设计计的主要要工作内内容是什什么？化工设计计的类型:概念设设计、中中试设计计、基础础设计、初初步设计计和详细细设计。概念设计计的主要要工作内内容：根根据研究究提供的的概念和和数据，确确定流程程和工艺艺条件以以及主要要设备的
14、的型式和和材质、三三废处理理措施等等，最终终得出基基建投资资和产品品成本等等主要技技术经济济指标。3. 化化工设计计的内部部约束条条件是什什么？(1) 技术软软件的来来源，技技术成熟熟程度，价价格和使使用条件件；(22) 材材料：原原材料、建建设材料料、关键键设备供供应的难难易程度度；(33) 时时间：允允许和需需要的设设计和建建设时间间；(44) 人人员：人人员的素素质和数数量； (5) 产品品规格；(6) 用户户的具体体要求；(7) 建厂厂地区的的具体情情况等。4. 化化工设计计的外部部约束条条件是什什么？(1) 政府制制定的各各种法律律、规定定和要求求；(22) 自自然规律律；(33)
15、安安全要求求；(44) 资资源情况况； (5)各各种必须须遵循的的标准和和规范；(6) 经济济要求：如投资资限额和和投资回回收期。#. 请请分析讨讨论化工工设计的的内部约约束条件件和外部部约束条条件。5. 基基础设计计应包括哪些些主要内内容。 (11) 设设计基础础 (22) 工工艺流程程说明 (33) 工工艺流程程图(物料流流程图)(PFFD)与与物流表表 (44) 管管道及仪仪表流程程图(带控制制点管道道流程图图)(PPID) (55) 设设备名称称表和设设备规格格说明书书 (66) 对对工程设设计的要要求 (77) 设设备布置置建议图图(主要设设备相对对位置图图) (88) 装装置的操操作说明明 (99) 三三废排放放、处理理方法等等 (100) 自自控设计计说明 (111) 消消耗定额额 (122) 有有关的技技术资料料、物性性数据等等 (133) 安安全技术术与劳动动保护说说明等6. 化化工设计计中的“设计基基础”应涵盖盖哪些内内容？设计依据据、技
