注册化工专业知识考试案例下午含答案.doc

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2013年注册化工工程师专业案例考试（下午）

1.异丁烷和正丁烷的分离塔塔顶设有全凝器，塔釜设有再沸器，分离塔数据如下：

组分

进料，摩尔分数

塔顶出料，摩尔分数

塔釜出料，摩尔分数

C3

0.0106

0.0212

0

异丁烷

0.4777

0.8801

0.0476

正丁烷

0.3787

0.0987

0.6956

戊烷

0.1329

0

0.2568

塔顶和塔釜温度下异丁烷与正丁烷的相对挥发度分别为1.35和1.25，问该塔塔体内的最小理论板数应为下列哪个数值？

（A）18（B）16（C）14（D）12

2.某连续操作精馏塔分离苯-甲苯混合液，进料中含苯45mol%，分离要求馏出液中苯含量99%，塔釜夜甲苯含量95%，塔顶全凝器将28130kg/h蒸汽冷凝为液体，液体在泡点下回流，苯的分子量为78，甲苯分子量为92，若塔顶出料量148kmol/h，该塔的回流比应为下列哪个数值？

（A）1.28（B）1.36（C）1.43（D）1.52

3.某厂采用常压精馏塔分离某二元混合物，已知相对挥发度ɑ=3，塔顶设有全凝器，回流比R=2.6。

若要求塔顶A组份浓度达到99.9mol%，问精馏塔第二块理论板（塔板编号由塔顶向下）上升气体的浓度（mol%）应为下列哪一数值？

（A）90.7（B）96.0（C）98.8（D）99.8

4.如附图，再沸器入口液体密度750kg/m3，出口气液混相密度75kg/m3。

再沸器入口管线摩擦压降为0.5m液柱，再沸器出口管线摩擦压降为1.5m液柱，再沸器壳侧的摩擦压降为0.1m液柱。

再沸器壳侧直径D为800mm，塔釜液位高度H2为1000mm，H3为1500mm。

再沸器的最小安装高度H1（mm）为下列哪个数值？

（A）310（B）710（C）1100（D）1585

5.某产品干燥工艺设计条件为大气压强101.3kPa（A），气相温度25℃（25℃时水的饱和蒸汽压为3.169kPa（A）），相对湿度70%。

投产后夏季温度达36℃（36℃时水的饱和蒸汽压为5.947kPa（A），相对湿度90%时，发现产品含水量超标，问空气的湿度（湿含量kg水/kg干空气）比原设计高出的应为下列哪个数值？

（A）0.0141（B）0.0139（C）0.0347（D）0.0208

6.某甲醇装置采用常压连续精馏塔分离76wt%的甲醇水溶液，其中含甲醇4096kg/h，要求塔顶产品浓度为99.9mol%，塔底甲醇含量为1mol%，塔顶设有全凝器，液体在泡点下进行回流，若操作回流比R=0.68，试问全凝器的冷凝量（kmol/h）应为下列哪个数值？

（A）304（B）267（C）214（D）87

7.拟在填料塔内采用40℃的热水增湿温度为32℃、相对湿度φ=30%的空气，增湿空气用于丙烯氧化制丙烯酸的反应单元。

空气入口压力为101.3kPa（A），气、液两相逆向流动，32℃时水的饱和蒸汽压为4.755kPa（A），出口气体最大热焓I2=210kJ/kg干空气，若将出水温度控制在35℃以下，问所需的最小气液比（V/L）应为下列哪个数值？

提示：

湿空气的焓计算式：

I=（1.01+1.88H）t+2490H

I：

湿空气的焓kJ/kg干空气

（A）0.135（B）0.195（C）0.217（D）0.318

8.按一级反应动力学进行等温等容不可逆反应来分解液体A，在间歇反应器中经10min运行，A转化率达到50%，如果要使转化率达到90%再需要的反应时间（min）是下列哪一个数值？

（A）23.2（B）33.2（C）7.2（D）11.6

9.某反应器装填的催化剂体积为50m3，某操作空速为3h-1（体）。

现打算把现有催化剂全部换成体积相同的新催化剂，新催化剂的操作空速是旧催化剂的1.25倍。

更换完新催化剂后反应器可以达到的处理量（m3/h）是下列哪个数值？

（A）120.0（B）135.5（C）150.0（D）187.5

10.已知某气体反应为2AC的一级反应，反应速度常数为k=13.86h-1，若开始时反应混合物中A占体积80%，反应过程中维持压力不变，那么3min后反应混合物减少的体积百分数（%）为下列哪个数值？

（A）80（B）20（C）60（D）40

11.在全混流反应器中进行AP反应，其速率方程为：

-rA=kCA，其反应速度常数k与反应温度T有如下关系：

k=-2000exp（-4500/T），式中T为反应温度（K）。

反应物的初始浓度CA0=3kmol/m3，转化率80%。

现为提高生产效率，拟将反应温度从120℃提高到130℃，保持同样的转化率，问温度提高后产量增加的百分比（%）是下列哪个数值？

（A）32.8（B）30.5（C）26.4（D）16.9

12.一个连续操作的单效蒸发器，使用120℃的饱和蒸汽1550kg/h（冷凝水在饱和温度下排放）每小时将温度为40℃的2000kg氯水溶液从质量分数0.10浓缩到0.30，溶液的平均比热容为3.77kJ/（kg·K）（忽略稀释热），蒸发器的操作压力为40kPa（A），在该压力下溶液的沸点为80℃，已知80℃、120℃下水的汽化热分别为2308kJ/kg、2205kJ/kg，问该蒸发器的热损失量（kJ/s）是下列哪个数值？

（A）10.78（B）38.82（C）55.13（D）72.34

13.用一常压连续精馏塔分离含苯0.45（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶产品含苯0.9750以上，塔釜产品含苯0.0235以下，进料为饱和液体，进料量为15000kg/h，回流比R为3.5，塔顶冷凝器的热负荷（kJ/h）是下列哪个数值？

（已知：

苯的分子量为78，甲苯的分子量为92，塔顶混合液的汽化热为31000kJ/mol）

（A）9.30×106（B）1.09×107（C）1.20×107（D）9.40×108

14.将常压下温度为25℃、湿度为0.025kg/（kg干空气）、流量为0.5kg/s的湿空气通过一个预热器加热到95℃，预热器用120℃的饱和蒸汽供热，凝液于饱和温度下排放。

问需要加热蒸汽量（kg/h）时下列哪个数值？

（提示：

水在25℃时的汽化潜热为2490kJ/kg，120℃蒸汽的冷凝热为2205kJ/kg）

（A）52.2（B）58.9（C）60.4（D）62.9

15.某浮阀塔塔板间距为450mm，泛点率取80%，负荷最大塔盘操作条件为：

夜相流率为31m3/h，气相流率为410m3/h，液相密度为450kg/m3，气相密度为45kg/m3，混合液体平均表面张力为6mN/m，气相负荷因子C为0.05m/s，降液管截面积/塔板截面积=0.1。

根据上述条件，初选的合适塔径（mm）应为下列哪一个数值？

（A）1000（B）1200（C）1400（D）1600

16.某厂生产NaOH水溶液，需要从浓度10%蒸发浓缩到50%（质量百分数，下同），蒸发器的进料初始温度为20℃，蒸发器产生的二次蒸汽温度为142.9℃，压力为392.4kPa（A），该条件下，二次蒸汽的焓为2646.6kJ/kg，蒸发器加热蒸汽的汽化潜热为2143kJ/kg，浓缩NaOH溶液消耗加热蒸汽1500kg/h，已知NaOH水溶液的焓值：

10%为70kJ/kg，50%为650kJ/kg，问蒸发器处理的NaOH溶液量（按进料计，kg/h）时下列哪一个数值？

（A）1939（B）1824（C）1477（D）1182

17.以260℃的饱和水蒸气冷凝将反应物料由70℃预热到150℃。

物料的进料量为16600kg/h，平均比热为2kJ/（kg·℃）；260℃饱和水蒸气的汽化潜热为1660kJ/kg（热损失忽略不计）。

预热所需的蒸汽量（kg/h）是下列哪个数值？

（A）1000（B）1600（C）2000（D）3200

18.现有脱盐水除氧器，其操作温度为104℃，操作压力为0.019MPa（G），根据供水流量和压力要求，已选一台锅炉给水泵，从泵样本查得NPSHr为3.6m，汽蚀余量的安全裕量为2.1m，泵进口管线压力降为0.2m。

问该泵的安装位置与脱盐水除氧器的最低液面的位差（m）是下列哪个数值？

提示：

104℃脱盐水的蒸汽压为0.119MPa（A）。

（A）4.1（B）-5.9（C）-3.8（D）-5.7

19.一容器的最低液位距地面高度为3m，要更换底部输送泵，拟更换的泵为利旧的泵，其需要的汽蚀余量NPSHr为3m，泵入口中心线离地面高度为0.5m。

如图所示：

容器中介质的饱和蒸汽压为0.2MPaG，密度700kg/m3，假设从容器到泵入口管线的摩擦损失（h1s）为3.5m液柱。

为了保证平稳操作，希望系统有效的汽蚀余量是泵需要的汽蚀余量的1.2倍，问容器的操作压力（MPaG）至少是下列哪个数据采暖满足要求？

（A）0.30（B）0.23（C）0.15（D）0.10

20.采用常压连续精馏分离苯-甲苯混合物，塔进料中含苯40mol%，经分离后塔顶馏出液含苯95mol%，塔釜含苯5mol%，进料为气液混合物。

若进料量F=8650kg/h时，塔顶产品的量（kmol/h）应为下列哪个数值？

（已知苯分子量为78.1，甲苯分子量为92.1）

（A）3363.9（B）39.5（C）38.9（D）19.5

21.拟用离心泵将收集的饱和冷凝水进行回收，输送量为50m3/h。

从样本上查得该泵需要的净正吸入压头NPSHr=2.0m，吸入管采用Φ108×4mm的无缝钢管，长度为8m，吸入端直管摩擦系数λ=0.03，总局部阻力系数Eξ=2。

试问该泵在不考虑增加安全容量的情况下，需要的安装高度值（m）为下列哪个数值？

（注：

当地的大气压为1.103×105Pa）

（A）-1.24（B）-2.25（C）-2.70（D）-3.52

22.某工程每小时需油品20吨，准备采用管道输送方案供应，已知油品密度为900kg/m3，粘度为72×10-3Pa·s，现采用Φ108×4mm的钢管水平安装输送，总长为45km，因管线较长，故其局部阻力可以忽略不计，但管道设计的最高压力为5.0MPa（G），试判断在输送途中是否需要再添设增压站，下列哪项结果是正确的？

（A）不需要增设（B）增设1个（C）增设3个（D）增设2个

23.工程设计时拟将蒸发器中的溶液送至结晶器，泵安装在地面上。

已知：

蒸发器的真空度为72kPa（蒸发空间饱和蒸汽压等于液面上的绝对压力），其内最低液面距泵入口的垂直高度为5m；泵入口中心线离地面高度为0.5m，泵必需的气蚀余量NPSHr为3.5m液柱。

如吸入管路的压头损失ΔH为1.5m液柱，问下列哪一项判断是正确的？

（A）蒸发器安装高度合理

（B）蒸发器安装高度可下降0.5m

（C）蒸发器安装高度至少需要加高0.5m

（D）蒸发器安装高度至少需要加高0.3m

24.采用光滑管输送密度为1160kg/m3、粘度为2.35×10-3Pa·s的溶液，输送端管内流速为1.7m/s。

输出端管径（内径）为80mm，长度为68m。

已知管路系统中管件的当量长度为24.5m。

该输送系统输出端的阻力（m）应为下列哪个数据？

（