制药工程学复习题和答案Word下载.docx
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理想釜式反应器内所需要的反应时间τ与在管式理想流动反应器中所需要的空间
时间τC
之间的关系为：
____B____。
第1
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共
7
页
7.对于反应级数大于零的同一反应，达到一定转化率时，理想管式流动反应器
所需要的反应器体积与理想连续釜式反应器所需要的有效容积之比（称为容积效
率η）为____E____。
A.η=1
B.η≥1
C.η=0
D.η≤0
E.0≤η≤1
8.对于平行反应，若主反应级数高于副反应级数，则不宜选用____A____。
连续釜式反应器
管式反应器
间歇釜式反应器
9.正常操作时，物料呈阶跃变化的反应器是____C____。
多个串联连续操作搅拌釜
10.理想反应器中的物料流型有____C____。
滞流和湍流
对流和涡流
理想混合和理想置换
稳定流动和不稳定流动
E.并流和逆流
11.在反应系统中,
反应消耗掉的反应物的摩尔数与反应物的起始摩尔数之比称为____D____。
瞬时收率
总收率
选择率
转化率
E.
反应速率12.在反应过程中，反应器内的物料组成等参数与位置无关的基本反应器是____B____。
间歇反应釜
理想混合反应器
理想置换反应器D.
多个串联反应釜
实际管式反应器.
13.有一平行反应：
a
1
A+B∅R
（目的产物）
r
=k
C
，活化能为E1
R
A
B
2
A+B∅S
=
k
，活化能为E2
S
若E1>
E2
时，则提高温度将使选择性____A____。
提高
B.降低
C.不变
a1>
a2，b1>
b2
时提高
E.
a1<
a2，b1<
14.对于高粘度液体的搅拌，宜采用____D____。
螺旋浆式搅拌器
直叶圆盘涡轮式搅拌器
第2
弯叶圆盘涡轮式搅拌器
锚式或框式搅拌器
15.搅拌低粘度液体时，____B____不能消除打旋现象。
釜内装设档板
增加搅拌器的直径
釜内设置导流筒
将搅拌器偏心安装
16.对于气体吸收，下列几种搅拌器中最宜采用的是____B____。
折叶涡轮式搅拌器
浆式搅拌器
17.对于六叶涡轮式搅拌器，当其它条件相同时，采用____A____涡轮提供的功
率最大。
直叶
弯叶
折叶
18.下列几种搅拌器放大准则中，保持____C____，不仅可使放大前后的传热状
况相似，而且可使叶端圆周速度及单位体积物料消耗的功率等变化不大。
搅拌雷诺数不变
叶端圆周速度不变
传热膜系数相等
单位体积物料消耗的功率不变
19.在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指：
可行性研究和工艺流程设计
中试设计和施工图设计C.
中试设计和扩大工程设计
初步设计和施工图设计
20.某一产品的生产过程包括硝化、还原、置换三个步骤，各步的操作周期分别为
24h、8h、12h，全部物料均为液体，且在整个生产过程中的体积保持不变。
若要保持各设备之间的能力平衡，则下列几种安排中不合理的是____C____。
1000L硝化釜3只，500L还原釜2只，1500L置换釜1只B.
1500L硝化釜2只，500L还原釜2只，500L置换釜3只C.
1500L硝化釜2只，500L还原釜3只，1500L置换釜2只D.
3000L硝化釜1只，1000L还原釜1只，1500L置换釜
1只
21.为了减少溶剂的挥发损失，低沸点溶剂的热过滤不宜采用____A____。
真空抽滤，出口不设置冷凝冷却器
加压过滤
真空抽滤，出口设置冷凝冷却器
22.低沸点易燃液体贮槽上应安装____B____。
第3
水斗
阻火器
安全阀
爆破片
溢流管23.工艺流程框图以____C____分别表示单元过程和单元反应。
方框和棱形框
圆框和棱形框
方框和圆框
方框和三角框
24.一般工艺设计中，热量平衡方程式中热效应的符号规定为____B____。
吸热为正，放热为负
吸热为负，放热为正
吸热或放热均取正值
吸热或放热均取负值
25.恒温恒压下，将一定数量的溶剂加入到含1摩尔溶质的溶液中所产生的热效应称为____B____。
积分溶解热
积分稀释热
无限稀释热
浓度变化热26.车间的布置形式有二种，即____C____。
分散式和集中式
分散式和单体式
集中式和单体式27.从采光的角度考虑，工艺人员在布置设备时应尽可能做到让操作人员____A____。
背光操作
侧光操作
朝光操作
A、B、C均可28.按照生产中空气洁净度要求的不同，GMP将车间划分为____D____。
生产区和行政生活区
甲类、乙类和丙类生产区
原料药生产区和“精烘包”生产区
一般生产区、控制区和洁净区
29.洁净等级分别为1万级和10万级的空气，下列说法正确的是____B____。
10万级的空气质量较高
1万级的空气质量较高
质量相同
30.对于防爆生产，洁净室内应采用____A____。
正压送风，送风系统不设回风
正压送风，送风系统设回风C.
常压送风，送风系统不设回风
常压送风，送风系统设回风
二、分析题（每题
10
分，1
1、液体联苯混合物自然循环加热装置的工艺流程如附图所示。
请简要指出图中设备3、4、5、7的作用。
第4
答：
设备3—贮存联苯混合物，当
温度较低而使联苯混合物凝固
出水
4
时，可利用其中的加热装置，使
进水
液体联苯混合物
联苯混合物熔化。
（2分）
5
设备
4—用于回收联苯混合
3
物蒸汽，减少挥发损失。
6
5—联苯混合物在被加
2
热的过程中体积将发生膨胀，因
此，系统不能采用封闭操作。
此
设备用于贮存因体积膨胀而增加
燃油或燃气
的联苯混合物。
此外该设备还可
观察液体联苯的液位。
（3分）
7—当出现紧急情况,需
附图液体联苯混合物自然循环加热装置
要立即停止设备
1
的加热时,可将
1加热炉；
2温度自控装置；
3熔化槽；
4回流冷
凝器；
5膨胀器；
6加热设备；
7事故贮槽
联苯混合物泄入该设备中,以防设备1发生事故。
（3分）
三、计算题（每题
分，3
30
1、用硫酸为催化剂，把CHP分解成苯酚和丙酮的反应是一级反应，今在一间歇反应釜中进行反应，当反应经历
30s
时取样分析
CHP
的转化率为
90%，欲使转化率达到99%，还需要多少时间?
解：
在间歇反应釜中进行一级反应，有：
1
τ
=
ln
k
x
Af
代入数据得：
30
-
解得：
k=0.0768s 1
（2分）
第5
当
xAf=0.99
时，
60
（3分）
768
9
∆τ=60 30=30s
2、在两个等容串联釜中进行某一级不可逆反应，A∅R+P，反应条件下的k=0.0006s 1
。
已知
A的初始浓度
CA0=4
kmol/m
3
，A的处理量为V0=4.5m3
/h。
欲使最终转化率达到
72%，试计算：
（1）
该多釜串联系统的总体积；
（2）
各釜的出口浓度。
解：
（1）
x
AN
（1分）
（
+
k
）
代入数据得：
0
006
τ
解得：
τ=1483s
1483
VT
V
∞
4
3
m
（2分）
3600
C
（2）
C
A
0
（1分）
k（
）+τ
17
kmol
/
∞
483
20
A
483
3、在催化剂作用下，甲醇用空气氧化可制取甲醛。
反应方程式如下：
CH3OH
+
0.5
O2
HCHO
H
2O
甲醇的转化率可达75%。
已知甲醇的流量为3200kg/h，试对这一过程进行物料衡算，并将结果汇总于附表中。
用空气氧化甲醇制取甲醛的反应方程式如下：
分子量
32
0.5∞32
30
18
物料衡算示意图如下：
第6
∉甲
醇
™
甲醇
甲醛
甲醇：
3200kg/h
™
空气
⊂
水
空气：
氧气
产物
氧化
惰性组分
©
惰性组分
附图甲醇空气氧化过程3200
输入：
所需氧气的流量为：
50
2400
g/
h
2400
29
所需空气的流量为:
10353
，其中惰性组分的流量
为:
10353 2400=7953kg/h。
输出：
甲醇的流量为：
3200
5
800
75
甲醛的流量为：
2250
水的流量为：
8
1350
氧气的流量为：
2400
1200
惰性组分流量为：
7953kg/h
（1分）
物料衡算计算结果汇总于附表中。
附表甲醇空气氧化物料平衡表
物料名称
流量，kg/h
输
甲醇
3200
800
2250
惰性组分
7953
1350
1200
入
出
总计
13553
第7
3答案及评分标准
三
分，20
40
1.根据物料在反应器内的流动状况不同，反应器可分为____B____。
均相反应器和非均相反应器
理想反应器和非理想反应器C.
等温反应器和变温反应器
层流反应器、过渡流反应器和湍流反应器
2.釜式反应器的操作方式有____D____。
间歇操作
半连续或半间歇操作
间歇操作和连续操作
间歇操作、半连续操作和连续操作3.对于釜式反应器，下列说法正确的是____D____。
所有在间歇釜式反应器中进行的反应，反应时间越长则收率越高。
间歇操作时，反应器内物料的温度和组成均随时间和位置而变化。
连续操作时，反应器内物料的温度和组成均随时间和位置而变化。
在间歇釜式反应器中进行的反应均可按等容过程处理。
4.实际生产中，细长型的管式反应器最接近于____B____。
理想置换反应器
5.在理想间歇釜式反应器中进行的反应，达到一定转化率所需的反应时间仅与____C____有关。
反应物的初始浓度
化学反应速度C.
反应物的初始浓度和化学反应速度
反应物的初始浓度、化学反应速度和反应器的装料体积
6
6.釜式反应器串联操作时，串联的釜数以不超过____C____个为宜。
7.对于等温等容过程，同一反应在相同条件下，为了达到相同转化率，在间歇理想釜式反应器内所需要的反应时间τ与在管式理想置换反应器中所需要的空间时间τC
8.对于零级反应，当其它条件相同时，下列说法正确的是____C____。
采用单台连续釜式反应器所需的有效容积要大于管式反应器的有效容积B.
采用单台连续釜式反应器所需的有效容积要小于管式反应器的有效容积C.
采用单台连续釜式反应器所需的有效容积与管式反应器的有效容积相同D.
采用单台连续釜式反应器所需的总容积与管式反应器的有效容积相同
9.对于反应速度较慢，且要求的转化率较高的液相反应，宜选用____A____。
单台连续釜式反应器
多台串联连续操作釜式反应器
10.对于平行反应
⎛
∅
（目标产物）
主反应
⎛
（副产物）
副反应
dC
主、副反应速度之比为
若a1<
a2，则宜采用____B____。
r
11.螺旋浆式搅拌器可视为____A____。
无外壳的轴流泵
无外壳的离心泵
12.对于粘度大于
50Pa⋅s
的液体搅拌，为了提高轴向混合效果，则最宜采用
____E____。
涡轮式搅拌器
锚式搅拌器
框式搅拌器
螺带式搅拌器
13.搅拌低粘度液体时，装设导流筒可抑制或消除打旋现象。
下列说法正确的是
____C____。
若为螺旋浆式搅拌器，导流筒应装在叶轮的上方B.
若为螺旋浆式搅拌器，导流筒应装在叶轮的下方C.
若为涡轮式搅拌器，导流筒应装在叶轮的上方D.
若为涡轮式搅拌器，导流筒应装在叶轮的下方
14.对于非均相液体的分散，下列几种搅拌器中最宜采用的是____B____。
15.中试时涡轮式搅拌器的直径为
0.1m，转速为
800rpm。
已知该过程可按单位体积物料所消耗的搅拌功率不变的放大准则放大，若放大后搅拌器的直径为0.8m，则搅拌器的转速为____B____rpm。
100
200
300
400
16.在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指____D____。
17.一般工艺设计中，热量平衡方程式中热效应的符号规定为____B____。
18.按照生产过程中使用或产生物质的危险性，生产的火灾危险性可分为甲、乙、丙、丁、戊五类，其中最具危险性的为____A____。
甲类
丙类
戊类
甲类或戊类
19.洁净等级分别为100级和1万级的空气，下列说法正确的是____B____。
100级的空气质量较高
20.“精烘包”属于洁净厂房，其耐火等级不低于二级，洁净区的安全出口不少
于____B____个。
1
2
3
4
二、设计题（共
20
已知以硫酸、硝酸和硝化废酸（含硫酸）配制硝化混酸的过程可在间歇搅拌釜中进行，试设计混酸配制过程的工艺流程图。
要求：
1、设计范围从原料贮罐开始到混合釜出料；
2、注明主要阀门以及有关物料的名称和流向，包括加热或冷却介质；
3、部分图例如附图所示。
计量罐
搅拌釜
泵
贮罐
视镜
阀门
附图设备图例
参考答案：
硫酸
硝酸
废酸
计量槽
搅拌釜
冷却水
回收废酸
混酸
去硝化
管线连接（含放空管线、溢流管）10分；
工艺流体、载热体名称及走向5分；
阀门5分。
三、计算题（共
40分）
1.（15分）
在等温操作的间歇釜式反应器中进行一级液相反应，由测试知：
反应物转化掉
70%所需的反应时间为
13min。
试计算：
该反应在理想管式反应器中进行时，达到相同转化率所需的反应时间；
该反应在单台理想连续釜式反应器中进行时，达到相同转化率所需的反应时间。
13
1
（2分）
（1）理想管式反应器：
11
ln=13min（5分）
c
Af
（2）单台理想连续釜式反应器：
=25.2min
（5分）
926
2.（10分）
当水大量过量时，醋酐水解反应为一级反应。
已知40
0
C时，反应速度常数k=0.38min 1
，醋酐的进料浓度为2mol/L，进料流量为50L/min。
现采用4个等温等容搅拌釜串联操作，要求转化率为99%，试计算所需反应器的总有效容积。
多釜等容串联反应器：
x
=
-
（
+
τ
8
τ=5.69min
4
τ=
50
1138
L
（4分）
R
3.（15分）
某发酵釜内径D=2.1m，装液高度HL=3m，安装六叶直叶圆盘涡轮搅拌器。
搅拌器的直径
d=0.7m，转速
n=150rpm，发酵液的密度ρ=1050kg/m3
，粘度μ=0.1Pa⋅s，求搅拌器所需的功率。
注：
对于六叶直叶圆盘涡轮搅拌器，当HL/d=3、D/d=3时，层流区，C=71；
完全湍流区，K=6.1。
HL/d≠3、D/d≠3
时，所求搅拌功率应乘以校正系数
f，
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