化工设计学习基础试题.doc

#+ 一、填空（共10题，每题2分，共20分） 1、创新就是“建立一种新的生产函数”，即企业实行对生产要素的“新的组合”。它包括五种情况：①引入一种新产品或提供一种产品的新质量；②采用一种新的生产方法；③开辟一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源；⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组，如创造一种垄断地位或打破垄断地位。 2、作为企业的一项重要的经济活动，技术创新的主要特征可归结为以下几个方面： (1)创造性 (2)累积性 (3)效益性 (4)扩散性 (5)风险性 。 3、技术创新的风险性主要体现在以下三个方面： 一是技术风险， 二是市场风险， 三是社会风险。 4、按照技术创新对象的不同，我们可以将技术创新分为 产品创新和过程创新。 5、联想思维法则具有4种类型：具象类比 ；抽象类比；拟人类比；幻想类比 。 6、分解与组合思维法则主要有：主要功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合 四种组合方式。 7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其主要的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。其中除工艺技术外，还包括设备仪表及配备的助剂和催化剂等的国产化。 8、初步可行性研究要解决的问题有：1）投资机会是否有希望 ；2）是否需要进行下一步可行性研究 ；3）有哪些关键性问题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。 9、 市场预测主要包括的内容有：①预测生产的发展和变化趋势；②预测市场容量及其变化；③预测对外贸易的变化；④预测市场价格的变化；⑤预测消费者需求的变化；⑥预测市场占有率。 10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”。 11、 按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计；③已有装置的改造设计三类。 12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告； ②征地和外部协作条件意向书；③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情况这四个附件。 13、工艺流程设计包含①生产方法和工艺流程的选择；②工艺流程设计；③工艺流程图绘制；④典型设备的自控流程四个内容。 14、工艺流程图一般有①全厂总工艺流程图或物料平衡图；②物料流程图；③工艺管道及仪表流程图三种。 15、自控设计条件内容有①管道仪表流程图、②设备布置图和自控设计条件表三个方面。 16、确定产品方案时应考虑：①产品名称和性质；②产品质量规格；③产品规模(吨／年)；④副产品数量(吨／年)；⑤产品包装方式等方面的内容。 17、进行物料衡算时，可以采用的计算基准有：(1)时间基准 (2)批量基准(3)质量基准 (4)物质的量基准 (5)标准体积基准。 18、化工设备从总体上可分为：标准设备或定型设备和非标准设备或非定型设备两类。 19、设备选型和工艺设计的原则是：(1)合理性 (2)先进性 (3)安全性 (4)经济性。 20、在反应器设计时，除了通常说的“合理、先进、安全、经济”原则，在落实到具体问题时，考虑下列设计要点： (1)保证物料转化率和反应时间 ；(2)满足反应的热传递要求 ；(3)设计适当的搅拌器或类似作用的机构 ；(4)注意材质选用和机械加工要求；此外，选择材质与反应器的反应温度、加热方法有关联，与反应粒子的摩擦程度、摩擦消耗等因素也有关。 21、通过对化工设备图样的阅读、应达到以下的基本要求：①了解设备的性能，作用和工作原理；②了解各零件之间的装配关系和各零部件的装拆顺序；③了解设备各零部件的主要形状、结构和作用、进而了解整个设备的结构；④了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。 22、车间设备布置应满足如下要求：①满足生产工艺要求、②符合经济原则、③符合安全生产要求、④便于安装和检修、⑤建筑要求、⑥保证良好的操作条件。 23、公用工程包括：给排水、供电、供热、冷冻以及采暖通风等专业内容。 24、强制通风可分为三种情况，他们分别是：①局部通风；②全面通风；③有毒气体的净化和高空排放。 25、可燃烧物质的燃烧必须具备三个条件，即物质本身具有可燃烧性、环境中气体含有助燃物(比如：氧气等)、明火(或火花)。 26、物质的可燃性，即燃烧危险性取决于其闪点、自燃点、爆炸(燃烧)极限及燃烧热四个因素。 27、工程概算项目的工程费用指直接构成固定资产项目的费用。它是由主要生产项目、辅助生产项目、公用工程(供排水；供电及电讯；供汽；总图运输；厂区之内的外管)、服务性工程项目、生活福利工程项目及厂外工程项目等六个项目组成。 28、工程概算项目的总预备费包括基本预备费和涨价预备费两项。前者系指在初步设计及其设计概算中未可预见的工程和费用；后者系指在工程建设过程中由于价格上涨、汇率变动和税费调整而引起的投资增加需预留的费用。 29、工程概算项目的设备购置费应包括设备原价及运杂费用。 30、工程概算项目的专项费用包括：①投资方向调节税；②建设期贷款利息；③铺底流动资金。 31、污染大气的物质有一百多种，其中对人类环境威胁较大的有煤粉尘、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、氨和各类烃等。 32、大气污染是指人类活动所排出的污染物质扩散到大气中，过量的二氧化硫排放到高空，遇水气就成为酸雾。 二、简答题（共8题，每题6分，共48分） 1、产品创新 它是指技术上出现变化的产品的商品化。 按照技术变动程度的不同，产品创新可以分为重大的产品创新和渐进性产品创新。 产品技术原理和用途有显著变化者可以称为重大产品创新,或者根本性产品创新。 2、过程创新 过程创新又称为工艺创新，是指把一种新的生产方式和流程引入生产体系，它包括新工艺的应用、新装备和新的生产管理方式流程的应用。 按照其影响程度的不同，可以分为重大的过程创新和渐进性的过程创新。 过程创新与降低产品生产成本、提高生产效率、提高产品质量有着密切的联系，是技术创新的重要内容。 3、5W2H法有什么用途 ①检查产品的合理性 ②找出主要优缺点 如果现行的做法或产品经过七个问题的审核已无懈可击，便可认为这一做法或产品可取。如果七个问题中有一个答复不能令人满意，则表示这方面有改进余地。如果哪方面的答复有独创的优点，则可以扩大产品这方面的效用。 ③决定设计新产品 克服原产品的缺点，扩大原产品独特优点的效用。 4、缺点列举法 是不断指出现有对象的缺点，每克服一个缺点，常常就意味着一个创新。例如，手表的功能是显示时间，但处于黑暗中看不见，针对该缺点出现了夜光表；人不去看表就不知道时间，为此常耽误事，为此出现闹表；表忘记开发条会停，由此出现自动表，现在则大量使用电子表；人们不知道电池何时用完，万一在关键时刻停掉则很不好，现在又发明出以人手日常动作为动力的电子表，内部装有据称是当今世界最小的发电机。 上述的每次改进，在手表业都意味着一次重大创新。 5、优点列举法 或称希望点列举法则从相反角度提出创意。同样以手表为例，表不仅显示时间，同时显示日期该多好!于是出现日历表；现在的时代，地球变得很小，人们的行动空间已国际化，常常因不同的当地时间而感不便，于是出现能同时显示几种时间的世界时表；旅行、考察时，人们希望表能同时显示温度、湿度，于是出现表面像一个仪表盘式样的多功能表。这时，缺点列举法又将发挥作用，因为显示太复杂，不能马上看清所需的显示，于是出现液晶显示表，通过表面按扭，按需显示。 6、中间试验任务 中间试验小型化使得中试目的、作用和研究方法发生了根本的变化。中间试验的作用按过去的认识是求取数据，提供少量产品的。而按近代技术开发的观点，它的主要目的不是提供数据，而是验证数据。过去中间试验装置是生产、收集、关联数据的场所。现在是检验模型和核对设计计算的地方。中试作用的这一改变，在很大程度上。既加速了开发的速度，又提高了开发工作的质量。 7、技术经济评价的目的 所谓技术经济评价其实就是开发过程中的技术经济研究，其目的是在选择课题及整个研究开发过程中，判断研究成果的有效程度、判断新工艺过程的价值及实用经济效果。技术经济评价是工程建设时可行性评价的重要基础之一。 8、可行性研究 就是对所提工程项目从有关的各个方面进行调查研究和综台论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。 9、 可行性研究报告应包括哪几个方面 1）项目的背景和历史； 2）市场容量和现有厂家（包括在建）生产能力； 3）原材料和投资； 4）工厂在地点和厂址 ； 5）项目的技术方案； 6）工厂的机构设置和企业管理费用、人力资源； 7）项目实施时间安排； 8）财务状况和经济评价。 10、设计代表工作 在扩大初步设计与施工图设计两个阶段，有大量的各专业人才参加，到设计文件编制完毕，工作转入了基本建设和试车阶段的时候，就只需少量的各专业设计代表参加了。各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装(必要时修正设计)，建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 当设计工作全面结束，且试车成功后，应做工程总结，积累经验，以利于设计质量的不断提高。 11、物料衡算和能量衡算的目的 通过计算，从中找出主副产品的生成量，废物的排出量，确定原材料的消耗与定额，确定各物流的流量、组成和状态，确定每一设备内物质转换与能量传递的速度。从而为确定操作方式、设备选型以及设备尺寸的确定,管路设施与公用工程的设计提供依据。本章主要介绍连续过程的物料衡算及反应过程与非反应过程的能量平衡。 12、化工设备图中总图 表示化工设备以及附属装置的全貌、组成和特性的图样。它应表达设备各主要部分的结构特征、装配连接关系、主要特征尺寸和外形尺寸，并写明技术要求、技术特性等技术资料。 13、化工设备图中装配图 表示化工设备的结构、尺寸、各零部件间的装配连接关系，并写明技术要求和特性等资料的图样。 14、化工设备图中部件图 表示可拆或不可拆部件的结构形状、尺寸大小、技术要求和技术特性等技术资料的图样。 15、化工设备图中零件图 表示化工设备零件的结构形状、尺寸大小、及加工、热处理、检验等技术资料的图样。 16、化工设备图中管口方位图 管口方位图是化工工程图中特有的一种图纸，是表示化工设备管口方向位置，管口与支座、地脚螺栓的相对位置的简图。 17、化工设备图中表格图 对于那些结构形状相同，尺寸大小不同的化工设备、部件、零件(主要是零部件)，用综合列表方式表达各自的尺寸大小的图样。 18、化工设备图中标准图 经国家有关主管部门批准的标准化或系列化设备、部件或零件的图样。 19、化工设备图中通用图 经过生产考验，结构成熟，能重复使用的系列化设备、部件和零件的图纸。 20、 车间布置设计 在完成初步设计工艺流程图和设备选型之后，进一步的工作就是将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、布置，并用管道将各工段和各设备连接起来。前者称车间布置，后者称管道布置(配管设计)。这两者是分别进行的，但有时要综合起来，故统称布置设计。 21、车间厂房布置 是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产和生活中所起的作用进行合理的平面和立面布置。 22、设备布置 是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。在设备布置中又分为初步设计和施工图设计两个阶段，每一个设计阶段均要求平面和剖面。 23、高温及有毒气体的厂房在设计时应注意哪些问题 在有高温及有毒气体的厂房中，要适当加高建筑物的层高或设置避风式气楼，以利通风散热，有爆炸危险车间宜采用单层，如整个厂房均有爆炸危害，则在每层楼板上设置一定面积的泄爆孔，这类厂房还应设置必要的轻质屋面和外墙及门窗的泄压面积。车间内防爆区与非防爆区应设防爆墙分隔。有爆炸危险车间的楼梯间宜采用封闭式楼梯间。 24、车间平面布置要求 (1)适合全厂的总图布置，与其他车间、公用工程系统、运输系统等结合成一个有机整体。 (2)保证经济效益，尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本低。 (3)便于生产管理、物料运输，操作维修要方便。 (4)生产要安全，并妥善解决防火、防毒、防腐、防爆等问题，必须符合国家的各项有关规定和标准。 (5)要考虑将来扩建、增建和改建的余地。 25、 哪些情况适合露天布置 露天布置是优先考虑的第一方案，只要有可能都要采用露天或半露天布置。目前较大型的石油化工厂都已采用这种形式:大部分设备布置在露天或敞开式的多层框架上，部分设备布置在室内或设顶棚的框架上，如泵、压缩机、造粒和包装设备等；而生活、行政、控制、化验室等集中在一幢建筑物内，布置在生产设施附近。 26、露天布置有哪些优缺点 露天或半露天布置的优点是建筑投资少、用地省，利于安装和检修，有利于通风，防火防爆；缺点是受气候影响大，操作条件差，自控要求高。 27、车间设备布置的内容 车间设备布置是确定各个设备在车间平、立面上的位置；确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；确定管道、电气仪表管线、暖通管道的走向和位置。具体地说主要包括： (1)确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置； (2)确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置； (3)确定供安装、操作与维修用的通道的位置与尺寸； (4)在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸； (5)其他。 设备布置的最终结果表现是设备布置图。 28、化工车间管道布置设计的任务 (1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。 (2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3)确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。 (4)画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面、立面的空间位置，作为管道安装的依据。 (5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量 29、化工车间管道布置设计的要求 化工车间管道布置应符合下列要求： (1)符合生产工艺流程的要求，并能满足生产要求； (2)便于操作管理，并能保证安全生产； (3)便于管道的安装和维护； (4)要求整齐美观，并尽量节约材料和投资。 30、 管道布置图的依据 是以带控制点工艺流程图、设备布置图、设备装配图及土建、自控、电气等专业的有关图样、资料为依据，根据前述的管道布置原则作出合理的布置设计，并绘出管道布置图。 31、公用工程在说明书主要包括哪些内容 公用工程说明书主要包括：所接收的工艺专业对本专业提出的设计条件、界定本专业的设计范围；采用的主要设计标准与规范；经论证、比较选择所确定的本专业技术方案；经分析与计算以及选型所得出的有关设备、材料的规格型号、尺寸、数量等结果。在说明书编制过程中及编制结束后，按照工作顺序先后，完成制作相应表格与图纸。 32、化工厂供电中的防火防爆有哪些规定？ 按照GB 50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》，关于爆炸性气体环境危险区域划分规定，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度与持续时间进行分区。对于连续出现或长时期出现爆炸性气体混合物的环境定为0区，对于在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境定为1区，对于在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的情况定为2区。 三、论述题（共4题，每题8分，共32分） 1、中间试验的必要性 尽管放大技术在不断进步，人们对实验室研究结果直接放大于工业生产的问题仍然很感兴趣，但就石油化工大吨产品的开发而言，至少目前还不能取消中间试验，因为实验室完成的研究工作不可能对物料循环、杂质积累、物料腐蚀行为、关键设备运行情况等提出必要的数据，只有在一定规模装置中，才能求取放大中至关重要的传递过程数据、提供产品应用试验和用户试用所需一定数量的产品和付产品。即使是国外成熟的技术or国内己经有实验室探索结果甚至提出了过程的数学模拟模型试验，中试也是必要的。 没有中间拭验，没有中间试验的连续、长期、稳定运转，预设计、数学模型和技术经济评价，只能是纸上谈兵。 2、如何确定中间试验的规模 传统的开发方法是逐级放大。小试验完成以后，经模试再中试。中试的规模应该多大？长期以来一直认为中试规模越大越好，以为越大越接近工业化，数据越可靠。但不少情况适得其反，规模大，开车因难，设备问题多，这些问题导致研究人员精力分散，数据误差大、分散，以致不反映实际情况，这样的中试即使成功也只能提供一些产品的小生产装置，不能扩大到工业规模。那么中试的规模应如何选择？ “缩小技术”。与传统的放大技术相反，不是由小到大，而是由大到小，再由小到大。具体做法就是在小试的基础上，进行工业规模的概念设计，用设计结果来评价模试结果，然后对模试提出要求。这种开发方法，使模试的重要性正在增加。由于借助于计算技术，大多数重要运转条件间的相互影响可以在这种规模上搞清楚。 3、工艺评价都需要做哪些比较？ 根据收集到的技术经济情报资料对可能采用的方案进行全面的比较，综合各方面的优缺点，选择出其中最合适的路线来。 1、工艺流程比较 2、溶剂比较 3、抽提装置比较 4、产品质量比较 5、产品收率比较 6、设备费比较 7、公用工程消耗比较 8、综合比较 4、项目建议书应包含哪些内容？ 项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，应包括下列内容。 1、项目建设目的和意义：即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义； 2、产品需求初步预测； 3、产品方案和拟建规模； 4、工艺技术方案(原料路线、生产方法和技术来源)； 5、资源、主要原材料、燃料和动力的供应； 6、建厂条件和厂址初步方案； 7、环境保护； 8、工厂组织和劳动定员估算； 9、项目实施规划设想； 10、投资估算和资金筹措设想； 11、经济效益和社会效益的初步估算。 5、可行性研究报告的内容有哪些？ 1、总论 包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并附上主要技术经济指标表。 2、需求预测 国内外需求情况预测和产品的价格分析。 3、产品的生产方案及生产规模。 4、工艺技术方案 包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。 5、原材料、燃料及水电汽的来源与供应。 6、建厂条件和厂址选择布局方案。 7、公用工程和辅助设施方案 8、环境保护及安全卫生。 9、工厂组织、劳动定员和人员培训。 10、项目实施规划。 11、投资估算和资金筹措。 12、经济效益评价及社会效益评价。 13、结论 包括综合评价和研究报告的结论等内容。 6、车间布置设计的原则 ①最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。 ②有效地利用车间建筑面积(包括空间)和土地。 ③要为车间的技术经济指标先进合理以及节能等要求创造条件。 ④考虑其他专业对本车间布置的要求。 ⑤要考虑车间的发展和厂房的扩建。 ⑥车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。⑦本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最快。 ⑧考虑建设地区的气象、地质、水文等条件。 ⑨人流物流不能交错。 7、厂房的整体布置应考虑哪些方面 根据生产规模和生产特点以及厂区面积、厂区地形、地质等条件考虑厂房的整体布置，采用分离式或集中式，亦即将车间各工段及辅助车间分散在单独的厂房内或集中合并在一个厂房内。一般地说，凡生产规模较大，车间各工段生产特点有显著差异(如防火等级等)，厂区面积较大，山区等情况下，可适当采用分离式。反之，凡生产规模较小，车间各工段联系频繁，生产特点无显著差异，厂区面积较小，厂区地势平坦者，可适当采用集中式。必须根据车间外部条件和车间内部条件，全面考虑车间各厂房和各建筑物相对位置和布局。 厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。一般来说单层厂房利用率较高，建设费用也低，因此除了工艺流程的需要必须设计为多层外，工程设计中一般多采用单层。 8、在进行车间布置设计时应给土建设计提供哪些条件 ①结合工艺流程图简要叙述车间或工段的工艺流程。 ②结合设备布置图简要说明设备在厂房内的布置情况。如厂房的高度、层数、跨度、地面或楼面的材料、坡度、负荷、门窗的位置及其他要求等。 ③提出设备一览表 ④劳动保护情况。说明厂房的防火、防爆、防毒、防尘和防腐条件，以及其他特殊条件。 ⑤提出车间人员表。其中包括人员总数、最大班人数、男女比例。 ⑥提出楼面、墙面的预留孔和预埋条件，地面的地沟，落地设备的基础条件。 ⑦提出安装运输要求。如考虑安装门、安装孔、安装吊点、安装荷重安装场地等。 9、管道和管架的立面布置原则 (1)当管架下方为通道时，管底距车行道路路面的距离要大于4.5m；道路为主干道时要大于6m；是人行道时要大于2.2m；管廊下有泵时要大于4m。 (2)通常使同方向的两层管道的标高相差1.0～1.6m，从总管上引出的支管比总管高或低0.5～0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时，要将它布置在管架最外侧。 (3)管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层，则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。 (4)装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置，并用柱子固定。若管廊上层设有局部平台或人行道时，需常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。 10、化工厂取水方案如何确定 根据建厂地区水源情况，包括可提供的地下水(井水、深井水等)、地表水(河水、江水、溪水、湖水、塘水、水库水以及城市市政供水管网等)以及它们的水质、水温和可提供的水量等。这些水源的上游或上风向有无污染源，下游或下风向对排污的要求。在经过调查实地勘察测量工作基础上，取得可靠材料以后进行取水方案的确定工作，这是一个综合比较和选择的过程，按照可供采用的水源具体情况，从工程生产、生活对水质、水温、水量的要求出发，比较各种水源从取水到提供本工程用水处所需取水、水处理、水输送等基建投资总费用(包括设备、建构筑物、管道、占地、仪表阀门等)和运行操作维修费用的关系，进行综合考虑各种取水方案的利弊，最终选择确定一种取水方案。 11、水质污染及其危害 水质污染是指人类活动所产生的含毒废水、废渣排入水中而使水的化学成分发生变化。 （1）对人体健康的影响 一般可分为两类，一类是污染使水含有致癌微生物和病毒，而引起传染病的蔓延。另一类是水中含有有毒物质直接引起人体中毒。 （2）对水产资源的严重破坏 由于河水中污染物的存在，导致大批鱼类死亡。 （3）对农作物的危害 这种危害是多种多样的。当水中的污染物含量高时，可能直接毒死农作物；有的的污染物质能被植物吸收，积聚于农作物中进而危害人类；酸性废水能使土质恶化，影响农作物的生长，同时。还能腐蚀农业设备。 （4）破坏风景地区的环境，影响人们的休息，娱乐和游览。