2025年大學(xué)化學(xué)工程與工藝（化學(xué)工程設(shè)計）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)w1.化學(xué)工程設(shè)計中，關(guān)于工藝流程選擇的首要依據(jù)是（）A.生產(chǎn)成本B.產(chǎn)品質(zhì)量C.原料來源D.反應(yīng)原理w2.在化工設(shè)備選型時，不需要考慮的因素是（）A.設(shè)備的材質(zhì)B.設(shè)備的價格C.設(shè)備的外觀顏色D.設(shè)備的操作條件w3.化工管道布置時，應(yīng)避免管道出現(xiàn)（）A.直角轉(zhuǎn)彎B.適當(dāng)?shù)钠露菴.合理的支撐D.必要的補償裝置w4.化工設(shè)計中，物料衡算的基礎(chǔ)是（）A.能量守恒定律B.質(zhì)量守恒定律C.動量守恒定律D.熱量守恒定律w5.對于化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜，其設(shè)計壓力一般應(yīng)（）操作壓力。A.高于B.低于C.等于D.不確定w6.化工工廠的平面布局中，生活區(qū)應(yīng)布置在（）A.主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè)B.主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)C.與生產(chǎn)區(qū)平行位置D.任意位置w7.化工設(shè)計中，確定設(shè)備臺數(shù)的依據(jù)是（）A.生產(chǎn)規(guī)模B.設(shè)備價格C.占地面積D.操作人員數(shù)量w8.化工管道的連接方式中，密封性最好的是（）A.螺紋連接B.焊接C.法蘭連接D.承插連接w9.在化工工藝流程圖中，儀表控制點用（）表示。A.方塊B.圓圈C.三角形D.菱形w10.化工設(shè)計中，考慮安全因素時，應(yīng)設(shè)置（）A.防火堤B.美觀的圍墻C.豪華的大門D.寬敞的道路第II卷（非選擇題共70分）w11.（10分）簡述化工工程設(shè)計的基本步驟。w12.（15分）在化工設(shè)備設(shè)計中，如何考慮設(shè)備的強度和剛度？w13.（15分）給出一段化工工藝流程的描述，要求分析其中存在的問題并提出改進措施。材料：某化工生產(chǎn)過程中，原料A經(jīng)過反應(yīng)釜1反應(yīng)后得到中間產(chǎn)物B，B再進入反應(yīng)釜2進一步反應(yīng)得到產(chǎn)品C。反應(yīng)釜1采用蒸汽加熱，反應(yīng)釜2采用電加熱。反應(yīng)過程中，反應(yīng)釜1的溫度控制不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量波動較大。w14.（15分）某化工項目擬采用新的工藝路線，已知新工藝的設(shè)備投資比舊工藝增加20%，但生產(chǎn)成本降低15%。舊工藝設(shè)備投資為1000萬元，生產(chǎn)成本為800萬元/年。假設(shè)項目壽命期為10年，基準(zhǔn)收益率為10%，試對新工藝和舊工藝進行經(jīng)濟評價。w15.（15分）闡述化工工廠布局設(shè)計中應(yīng)考慮的因素。答案：w1.D；w2.C；w3.A；w4.B；w5.A；w6.B；w7.A；w8.B；w9.B；w10.A。w11.化工工程設(shè)計基本步驟：首先進行項目規(guī)劃與可行性研究，明確設(shè)計目標(biāo)與要求；接著進行工藝流程設(shè)計，確定反應(yīng)、分離等過程；然后進行設(shè)備選型與設(shè)計，計算設(shè)備參數(shù)；再進行管道布置設(shè)計；之后進行工廠平面布局設(shè)計；最后編制設(shè)計文件，包括圖紙、說明書等。w12.考慮設(shè)備強度：根據(jù)工藝要求確定設(shè)備承受的壓力、溫度等載荷，依據(jù)材料力學(xué)原理計算所需的壁厚等尺寸，選擇合適的材料保證強度?？紤]剛度：通過合理設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)，如增加支撐結(jié)構(gòu)、優(yōu)化形狀等，防止設(shè)備在載荷作用下發(fā)生過度變形，影響正常運行。w13.存在問題：反應(yīng)釜1溫度控制不穩(wěn)定，可能是溫度控制系統(tǒng)不完善或加熱方式不合理。改進措施：檢查溫度控制系統(tǒng)，優(yōu)化控制算法；評估蒸汽加熱系統(tǒng)，看是否存在蒸汽流量不穩(wěn)定等問題，如有則進行改進；也可考慮增加溫度監(jiān)測點，實現(xiàn)更精確的溫度控制。w14.舊工藝：設(shè)備投資1000萬元，年生產(chǎn)成本800萬元?？偝杀粳F(xiàn)值=1000+800×(P/A,10%,10)=1000+800×6.1446≈5915.68萬元。新工藝：設(shè)備投資1000×(1+20%)=1200萬元，年生產(chǎn)成本800×(1-15%)=680萬元?？偝杀粳F(xiàn)值=1200+680×(P/A,10%,1)=1200+680×6.1446≈5378.33萬元＜5915.68萬元，新工藝經(jīng)濟上更優(yōu)。w15.化工工廠布局設(shè)計應(yīng)考慮因素：工藝流程順暢，減少物料輸送距離和能耗；考慮風(fēng)向、