化工过程综合与分析考试题库

1/39考试指南第一大题：名词解释。（这部分把后面的那个总结都背下来肯定没问题，就是那些，重点看第一章的名词，五个名词解释可能有三个都是第一章的）第二大题：填空。（历年真题里的填空要会，但如果你想得高分，这些还不够，要把书上可能出填空的句子也都背下来）第三大题：判断（基本就是历年真题里那些知识点）第四大题：简答（考试是有简答题的，最后的总结课要去，老师会将一些重点，还有就是下面这个图，要弄透，很容易出简答）第五大题：计算（就是那三道大题：过程系统分解、夹点分析、分离序列综合。考试的时候老师是不会现出题的，都是从历年真题里面选，所以真题要做一遍，我们考试那年三道大题，两道原题，一点没变，要是哪块不懂可以看慕课视频，老师讲的很详细）2/39历年真题大连理工大学课程名称：化工过程综合与分析试卷：A授课院（系）：化工学院考试时间：2004年6月13日一二三四作业论文总分标准分251015101030100一、基本概念（25分）（1）名词解释（10分）①化工过程系统模拟②断裂族③夹点技术④分离序列综合⑤过程系统能量集成（2）判断以下问题是非（N，Y）（5分）①几个循环回路连接在一起，就是最大循环网。（）②自由度数只与过程系统有关。（）③换热网络的夹点设计，要尽量避免物流穿过夹点。（）④在换热夹点分析中，没有物流穿过夹点，就无热流量穿过夹点。（）⑤在夹点上方尽量避免引入冷物流，夹点下方尽量避免引入热物流（）⑥穿过夹点热流量为零，则夹点处传热量为零（）⑦夹点上方热流股数NH.NC，热流股总热负荷QHQC，不能实现夹点匹配()⑧分离含M个组分混合物，必然出现（M-1）个子群。（）⑨减小精馏塔热、冷公用工程物流的温差，过程的有效能损失将减少()⑩精馏塔跨过夹点，则塔底要用热公用工程，塔顶要用冷公用工程。（）(3)填空(6分)3/39①过程系统模拟方法有、和。②化工过程系统分解可分为及。③试判断图a中换热匹配可行性1,2,3,4。④在过程系统夹点分析中，随着夹点上方热物流的热负荷提高，则Ｑｈｍｉｎ将随之，系统热回收ＱＲｍａｘ则随之。⑤精馏塔与系统热集成,如图b所示，则在总组合曲线中，塔T-102的合理位置。（4）、回答问题（4分）a、换热网络的组合曲线可获得什么信息？对生产有何指导意义？b、如何保证获得化工过程系统换热网络最大热回收？二、过程系统分解：（10分）1．识别不相关独立子系统；2．断裂所有最大循环网；4/393．画出迭代计算顺序图.三、夹点分析（15分）一过程系统含有的工艺物流为2个热物流及1个冷物流，给定的数据列于表中，选定热、冷物流间最小允许传热温差，试用问题表格法确定该过程系统的夹点位置，确定最小公用工程冷、热负荷及最大热回收。若，试用T-H图定性分析最小公用工程冷、热负荷是增加还是减少？物流标号热容流率初始温度终了温度热流量CP/(kWQ/kWH120150601800H28090602400C1252012526255/39四、分离序列综合（10分）设有丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷5组分轻烃混合物，其各组分的摩尔分数和相邻组分相对挥发度如下：组分摩尔分数相邻组分相对挥发度A（丙烷）B（异丁烷）C（正丁烷）D（异戊烷）E（正戊烷）0.050.150.250.200.352.01.332.41.25若工艺要求所有产品均为单组分纯净物，试用直观推断进行分离序列综合。分离易度系数计算公式：CES=f*△，f=D/W或W/D，f≤1，△=(α-1)*1006/39大连理工大学课程名称：化工过程综合与分析试卷：A授课院（系）：化工学院考试时间：2005年6月13日一二三四作业论文总分标准分251015101030100一、基本概念（25分）（1）名词解释（10分）①过程系统综合②夹点的意义③过程用能一致性原则④过程系统自由度⑤过程系统模拟（2）判断以下问题是非（N，Y）（4分）（）1.对于冷热流股换热系统，传热量一定的前提下，传热温差愈小，过程不可逆程度愈小，有效能损失愈小，但要求较大的热交换面积。（）2.在环境温度一定的条件下，换热系统物流的质量流量及输入、输出温度一定时，有效能损失不随热交换网络的变化而变化。（）3.利用能量松弛方法对换热器网络的调优，并不影响冷热公用工程负荷。（）4.动态规划的研究对象是多阶段决策问题。（）5.分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点的设置是无效的热集成。（）6.热泵穿越夹点的设置是有效热集成。（）7.热物流穿过换热网络的夹点，必有热流量穿过夹点。（）8.热物流在夹点上方,冷物流在夹点下方。（3）填空(7分)①断裂族的类型可以分为三类：非多余断裂族、和。②过程系统模拟基本方法分为、和三大类。③在夹点分析中，为保证过程系统具有最大热回收，应遵循三条基本原则：，，。（4）简答与分析（4分）如图所示，T-H图中热、冷物流的组合曲线分别为AB和CD，在图上画出夹点位置，最小冷、热公用工程用量，最大热回收量；若DTmin减小，则最大热回收量如何变化？7/39二、过程系统分解：（8分）一化工过程系统如下图所示，已知输入的流股S1、S15各相关数据，试将该系统进行分隔、断裂，并画出迭代计算顺序图。三、夹点分析（17分）一换热系统，包含的工艺流股为两个热物流和两个冷物流，给定的数据列于表1中。指定热、冷物流间允许的最小传热温差为10℃。现在请利用夹点技术设计一个换热网络，其具有最大的热回收。1．用问题表格法确定夹点位置：确定夹点处热、冷物流的温度；确定出所需的最小热、冷公用工程负荷；确定最大热回收；2．用夹点设计法列出换热器网络格子图。8/39表1题物流数据物流标号初始温度Tin/℃终了温度Tout/℃热容流率CP/kW•℃-1热负荷Q/kWH1170603330H2150301.5180C1201352230C2801404240物流标号中，H指热物流，C指冷物流。四、分离序列综合（10分）现有一五组分碳氢化合物的混合物，其组成和各组分的相对挥发度如下表所示：序号组成（摩尔分率）相邻组分相对挥发度标准沸点（ºC）A0.02-42.1B0.152.45-6.3C0.501.18-0.5D0.282.8915.0E0.052.5036.1工艺要求得到高纯度的单组分产品，试用有序直观推断法进行分离序列的综合。分离易度系数计算公式：CES=f*△，f=D/W或W/D，f≤1，△=|△Tb|9/39大连理工大学课程名称：化工过程综合与分析试卷：A授课院（系）：化工学院考试时间：2006年6月13日一二三四作业论文总分标准分251015101030100一、（10分）名词解释①过程系统模拟②过程系统分解③过程系统优化④过程系统能量集成⑤动态规划二、（10分）判断是非（Y，N）①换热网络的设计要尽量避免冷、热物流穿过夹点。（N）②对于冷热流股换热系统，传热过程温差愈大，过程的不可逆程度越大，有效能损失越大。（Y）③进行过程系统模拟既要输入流股参数，也要提供过程单元的操作参数。（Y）④穿过换热网络夹点的热流量为零，则夹点处传热推动力为零。（N）⑤几个循环回路连接就必定形成最大循环网。（N）⑥中间冷凝器通常用于精馏段内温度分布有突变的场合。（Y）⑦锐分离就是清晰分割。（N）⑧热泵穿越夹点的设置是有效热集成。（Y）⑨完成相同分离任务，提高精馏塔操作压力，精馏塔有效能损失一定会增加。（Y）⑩试判断以下换热网络中哪些匹配是可行的，哪些是不可行的。可行不可行三、填空（5）①化工过程系统数学模拟方法有（序贯模块）、（联立方程）和（联立模块）。②化工过程系统分隔分为（不相关独立子系统的识别）及（系统分割）任务。③试在图中标出所提供的用能信息。H11H113221344C2C1H232211344C2C1H2HTΔtmin10/39四、（10分）选择适宜的方法将下图所示系统进行分解，要求：（1）识别最大循环网；（2）断裂最大循环网；（3）画出迭代计算顺序图。五、夹点分析（15分）一换热网络中有两股热物流及一股冷物流，数据如下表所示。若系统最小允许传热温差为20℃，试确定过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷，并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。流股热容流率CP（kw/℃）初温Ts（℃）终温Tt℃热流量Q（kw）H1301601001800H250100701500C135501352975S6123456S2S3S5S4S9S7S8S1S10S1111/39六、分离序列综合（10分）芳烃抽提过程中，原料组成如下表。生产目标是获得苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯。环丁砜可以作为萃取剂将烷烃（正戊烷、正己烷、环己烷）从芳烃（苯、甲苯、二甲苯及高沸物）中萃取出来。工艺要求精馏过程采用简单塔。根据分离序列综合有序直观推断法，试确定适宜的分离序列。代号组分标准沸点/℃摩尔流量/（kmol/h）A正戊烷361B正己烷68.71C环己烷802D苯80.170E甲苯110.68F对二甲苯138.49G邻二甲苯144.46H高沸物165312/39大连理工大学课程名称：化工过程综合与分析试卷：A授课院（系）：化工学院考试时间：2007年6月13日一二三四作业论文总分标准分251015101030100一、（25分）填空1过程系统工程学是将学的理论和方法应用于化工过程领域的一门边缘学科；2过程系统分析是指对于已知的过程系统，在给定其参数，求解其参数；3过程系统模拟的基本方法有序贯模块法、法和法；4一个含有C组分的独立流股具有个自由度；5当一过程系统只需要一种公用工程物流，这样的系统不存在夹点，称为问题；6过程系统的总组合曲线就是过程系统中的分布在T—H图上的标绘；7分离序列综合的主要目的是选择和确定；8动态规划的最优化原理为：作为整个过程的最优策略具有这样的性质，即无论前面的状态和决策如何，对前面的决策所形成的状态而言，余下的各阶段策略必须构成；9过程系统的能量集成是以合理利用能量为目标的全过程问题；10分离器穿越过程系统夹点的能量集成是的热集成；11热机在过程系统中的合理放置是应使其位于，而热泵在系统中的合理放置是使其；12根据过程系统能量集成中的“加、减原理”，进行系统调优时，在夹点上方要设法增加，减少；13换热网络的设计要尽量热流穿过夹点。14对于冷热流股换热系统，传热过程温差愈大，有效能损失；15对于夹点上方的夹点匹配换热器，其流股匹配的可行性规则是，夹点下方的热容流率匹配的可行性规则是；16对于具有门槛问题的过程系统，为减少换热设备的投资费，可选择热、冷物流间匹配换热的最小传热温差等于温度差；17以下换热网络中，是夹点匹配换热器；18过程系统的分解一般可以分两步进行，一是进行系统的，二是进行子系统（指循环回路或最大循环网）的。H1132211344C2C1H213/39二、过程系统分解（10分）：选择适宜的方法将下图所示系统进行分解，确定适宜的断裂流股，拟定计算顺序。7三、夹点分析（15分）一换热网络有2个工艺热物流和2个工艺冷物流，数据如下表所示。若热、冷物流间最小允许传热温差CT10min，试用问题表格法确定该过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷，并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。物流标号热容流率初始温度终了温度热流量CP/(kW)/CCTS/CTt/Q/kWH14.015060360H22.516050275C13.550170420C22.040150220S5123456S2S3S7S8S4S9S6S1S10S12S1114/39四、分离序列综合（10分）现有一六组分碳氢化合物的混合物，其组成和各组分的相对挥发度如下表所示：序号流量（kmol/h）相邻组分相对挥发度标准沸点（ºC）A4-42.1B302.45-6.3C1001.18-0.5D322.8915.0E241.4521.0F102.5036.1工艺要求分离出5个产品A，B，C，DE，F，试用有序直观推断法进行分离序列的综合。分离易度系数计算公式：CES=f*△，f=D/W或W/D，f≤1，△=|△Tb