注册化工工程师专业案例分析下午讲述.docx
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注册化工工程师专业案例分析下午讲述
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，摩尔分率
塔顶出料，摩尔分率
塔釜出料，摩尔分率
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，问该塔塔内的最小理论塔板数应为下列哪个数值？
（A）18（B）16
（C）14（D）12
答案：
（）
主要解答过程：
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99mol%，塔釜液甲苯含量95mol%。
塔顶全凝器将28130kg/h蒸汽冷凝成液体，液体在泡点下回流，苯的分子量78，甲苯的分子量92，若塔顶出料量148kml/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
答案：
（）
主要解答过程：
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α=3，塔顶设有全凝器，回流比R=2.6.若要求塔顶A组分浓度达到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
答案：
（）
主要解答过程：
4、如附图，再沸器入口液体密度750kg/m3，出出口气液混相密度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。
再沸器壳测直径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H3（mm）为下列哪个数值？
提示：
再沸器壳测液体密度可取其进出口密度的平均值计算。
（A）310（B）710
（C）1100（D）1585
答案：
（）
主要解答过程：
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℃时水的饱和蒸汽压为3.169kPa（A），相对湿度70%，投产后夏季温度高达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（是含量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
答案：
（）
主要解答过程：
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4086kg，要求塔顶产品浓度为99.9mol%，塔底甲醇含量为1mol%，回流采用全凝器，液体在泡点下进行回流，若操作回流比R=0.68，试问全凝汽的冷凝量（kmol/h）为下列哪个数据？
（A）304（B）267
（C）214（D）87
答案：
（）
主要解答过程：
7、拟在填料塔内采用40℃的热水增湿温度为32℃、相对湿度ψ=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℃的水的饱和蒸汽压为4.755kPa（A），出口气体最大热焓I2=210kJ/kg干空气，若将出水温控制在35℃以下，问所需要的最小气液比（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+2500H
I:
湿空气的焓kJ/kg干空气
t:
温度℃
H：
湿度kg水/kg干空气
（A）0.135（B）0.195
（C）0.217（D）0.318
答案：
（）
主要解答过程：
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10分钟运行，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（分钟）是下列哪个数值？
（A）23.2（B）33.2
（C）7.2（D）11.6
答案：
（）
主要解答过程：
9、某反应器装填的催化剂体积为50m3，其操作空速为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
答案：
（）
主要解答过程：
10、已知某反应为2A→C的一级反应，反应速度常数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3分钟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
答案：
（）
主要解答过程：
11、在全混流反应器中进行A→P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——反应温度：
K
反应物的初始浓度CAD=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
答案：
（）
主要解答过程：
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某水溶液从质量分数0.1浓缩到0.3，溶液的平均比热容为1.77kJ/（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，问该蒸发器的热量损失量（kJ/s）是下列哪个数值？
（A）10.78（B）38.82
（C）55.13（D）72.34
答案：
（）
主要解答过程：
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，塔顶混合液气化热为31000kJ/kmol）
（A）9.3×106（B）1.09×107
（C）1.2×107（D）9.4×108
答案：
（）
主要解答过程：
14、将常压下温度25℃，湿度为0.025kg/（kg干空气），流量为6.5kg/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，冷凝液饱和温度下排放，问需要加热蒸汽量（kg/h）是下列哪个数值？
（提示：
水在25℃时的气化潜热为2490kJ/kg，120℃蒸汽的冷凝热为2205kJ/kg）
（A）52.2（B）58.9
（C）60.4（D）62.9
答案：
（）
主要解答过程：
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：
液体速率为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）为下列哪个数值？
提示：
液汽气速计算公式为：
C——气相负荷因子
ρ1——液相密度kg/m3
ρ2——气相密度kg/m3
（A）1000（B）1200
（C）1400（D）1600
答案：
（）
主要解答过程：
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392.4kPaA，该条件下，二次蒸汽的焓为2646kJ/kg，蒸发器加热蒸汽的气化潜热为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）是下列哪个数值？
（A）1939（B）1824
（C）1477（D）1182
答案：
（）
主要解答过程：
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℃饱和水蒸气的气化潜热为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
答案：
（）
主要解答过程：
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，从泵样本查的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
答案：
（）
主要解答过程：
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，其需要的气蚀余量NPSHr为3m，泵入口中心线离地面高度为0.5m。
如下图所示：
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（hls）为3.5m液柱。
为了保持平稳操作，希望系统的有效气蚀余量是泵需要的气蚀余量的1.2倍，问容器的操作压力（MPaG）至少是下列哪个数据才能满足要求？
（A）0.3（B）0.23
（C）0.15（D）0.1
答案：
（）
主要解答过程：
20．采用常压连续精馏分离苯-甲苯混合物，塔进料中含苯40mol%,经分离后塔顶出液含苯95mol%，塔釜产品含苯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）应为下列哪个数据？
（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
答案：
（）
主要解答过程：
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。
从样本上查的该泵需要的净正吸入压头NPSHr=2.0m，吸入管采用φ108×4mm无缝钢管，长度为8m，吸入端直管摩擦系数λ=0.03局部阻力，总局部助力系数∑ξ=2，试问该泵在不考虑增加安全容量的情况下，需要安装的高度值（m）应为下列哪一个数值？
（A）-1.24（B）-2.25
（C）-2.7）（D）-3.52
答案：
（）
主要解答过程：
22.某工程每小时需油品20吨，准备采用管道输送方式供应，已知油品的密度为900kg/m3,粘度72×10-3（Pa。
S），现采用φ108×4mm钢管水平安装输送，总长为45km，因管线较长，故局部阻力可以忽略不计，但钢管设计的最高压力为5.0MPa（G），试判断在输送途中是否需要再添加增压站，下列哪项结果是正确的？
（A）不需要增设（B）增设1个
（Ｃ）增设２个 （Ｄ）增设３个
答案：
（）
主要解答过程：
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NPSH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）蒸发器的安装高度合理
（B）蒸发器的安装高度可下降0.5m
（C）蒸发器的安装高度至少需要增加0.5m
（D）蒸发器的安装高度至少需要增加0.3m
答案：
（）
主要解答过程：
24.采用光滑管道输送密度为1160kg/m3，粘度为2.35×10-3（Pa。
s）的溶液，输出端管内流速为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。
输送该系统的输出端的阻力（m）应为下列哪个数据？
（A）1.81（B）2.51
（C）3.41（D）4.21
答案：
（）
主要解答过程：
25.在过滤器并联管路系统中（如图），a，b过滤器分别填满两种滤料（过滤器的局部阻力系数分别为ζa=15和ζb=12），管路内径都是100mm，长度皆为10m（包括管件当量长度），管道阻力系数λ=0.25.如果管路总流量为100m3/h。
并联管路的阻力降（m）应为下列哪项数值?
（A）6.1（B）5.8
（C）5.2（D）4.8
答案：
（）
主要解答过程：
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