合肥学院化工设计期末考试重点

例题：一个合成氨生产工艺流程图如下所示：已知. 反应器1中N2的转化率为10％；图中组成均为摩尔分率；进料50℃5号流股为液相外，其余均为气相流股；N20.25. 除分离器外，其它单元均为绝热操作；1H20.75. 两反应器中均只有一个反应：2反应器2N2＋3H22NH38425℃要求：. 做过程的自由度分析；混合器535℃. 指出衡算计算的计算顺序。3反应器17425℃4换热器N2 0.25H20.7550℃dQ/dt分离器NH3N2H2-50℃65流程自由度分析结果一览表反应器1MBCB反应器2MBCB混合器MBCB换热器CB分离器MBCB过程CB回流程图整体OBMBCB流股变量数单元变量数MB方程数HB方程数已知流股变量数已知单元变量数已知附加式数自由度计算基准自由度51372316138231803111319180311131247125850＋1-1051372311410+4－1＋3100+4-1+3110+1－10220+1－10000+4210+3100+4310+4300+5-1+4100+2300+2显然是一个弹性设计，必须挑选一个流股的流量作为计算基准。最好选F7＝1000mol/h为计算基准。从自由度分析结果看，应该先解反应器1的MB，再解其CB（HB），而且完全求解。综上分析结果，得到一个完全求解的衡算序列：反应器1MB反应器1HB混合器CB反应器2CB换热器HB分离器MB分离器HBdQ/dt分离器NH3N2H2-50℃进料50℃N20.25H20.75反应器22(3)425℃(2)18(3)混合器反应器13(3)535℃(2)7425℃4(3)换热器N2 0.25H20.7550℃6(2)具体求解：略(3)5 示例1：两根直管的重叠

a、从管道的一边折断 b、从两头往中间折断

示例2：直管与弯管的重叠

(1)直管在前 (2)弯管在前

用折断显露法表示的多根管道重叠的平面图

1 2 4 多条直管在平面图上的重叠4条直管的平面图、正立面图和左侧立面图如下图所示。

例:烃类热裂解产物的组成如下：

要求用蒸馏方法将此混合物分离为6个产品：氢-甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和重组分。试确定蒸馏的流程方案。

例：对于如图所示的过程，试确定分离顺序。 要求分离出A,C,BDE,F

A C BDE

化工厂设计的工作程序是开发成果，资源条件产品需求发展规则项目建议书主管部门进行筛选否是主管部门进行评价否终止是主管部门进行评价否终止施工设计，提出预算组织施工，制定开车方案投料试车。考核验收编写设计任务书（并经主管部门认可）终止扩大初步设计，提出总概算可行性研究报告是

读图举例：读列管式固定管板换热器装配图 1、概括了解

从标题栏、明细栏、技术特性表等可知，该设备的名称是列管式固定管板换热器，用途是使两种不同温度的物料进行热量交换，其规格为DN700×4000（壳体内径×换热管长度），换热面积F=116m2，绘图比例1:10，由25种零部件所组成，其中有14种标准件。 换热器管程内的介质是水，工作压力为0.4MPa，工作温度为32～37℃，壳程内介质是物料丙烯丙烷，工作压力为1.6MPa，工作温度为44～40℃，换热器共有5个接管，其用途、尺寸见管口表。

该设备采用了1个主视图、2个剖视图、2个局部放大图和1个示意图。 2、详细分析 （1）视图分析

图中主视图采用全剖视以表达换热器的主要结构及各管口和零部件在轴线方向的位置和装配情况；主视图还采用了断开画法，以省略中间重复结构，简化作图；换热器内部的管束也采用了简化画法，仅画出一根，其余均用中心线表示。

A－A剖视图表示了各管口的周向方位和换热管的排列方式。B－B剖视图补充表达鞍座的结构形状及安装等有关尺寸。

局部放大图Ⅰ、Ⅱ表达管板与有关零件之间的装配连接关系。为了表示出件12拉杆的投影，将件11定距管采用断裂画法。示意图用以表达折流板在设备轴线方向的排列情况。 （2）装配连接关系分析

该设备筒体（件14）和管板（件6），封头（件1）和容器法兰（件4）的连接都采用焊接，具体结构见局部放大图Ⅱ；各接管与壳体的连接，补强圈与筒体及封头的连接均采用焊接；封头与管板采用法兰连接；法兰与管板之间放有垫片（件5）形成密封，防止泄漏；换热管（件15）与管板的连接采用胀接，见局部放大图Ⅰ。

拉杆（件12）左端螺纹旋入管板，拉杆上套入定距管用以固定折流板之间的距离，见局部放大图Ⅰ；折流板间距等装配位置的尺寸见折流板排列示意图；管口轴向位置与周向方位可由主视图和A－A剖视图读出。 （3）零部件结构形状分析 设备主体由筒体（件14）、封头（件1）组成。筒体内径为700，壁厚为6，材料为Q235，筒体两端与管板焊接成一体。左右两端封头（件1）与法兰（件4）焊接，通过螺栓与筒体连接。

换热管（件15）共有360根，固定在左、右管板上。筒体内部有弓形折流板（件13）14块，折流板间距由定距管（件11）控制。所有折流板用拉杆（件12）连接，左端固定在管板上（见放大图Ⅰ），右端用螺栓锁紧。折流板的结构形状需阅读折流板零件图。 鞍式支座和接管法兰均为标准件，其结构、尺寸需查阅有关标准确定。 管板有零件图，其结构形状可阅读零件图。 （4）了解技术要求

从图中的技术要求可知：该设备按《钢制压力容器》（GB150－1998）进行制造、试验和验收，采用电弧焊、制造完成后，除进行水压试验外，还需进行气密性试验。 3、归纳总结

通过上述分析可知：换热器的主体结构由圆柱形筒体和椭圆形封头构成，其内部有360根换热管和14块折流板。

设备工作时，冷却水自接管a进入换热管，由接管d流出；温度高的物料从接管b进入壳体，经折流板曲折流动，与管程内的冷却水进行热量交换后，由接管e流出。