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1、注册化工工程师专业考试案例分析考试上2012年注册化工工程师专业考试案例考试（上）2012年9月16日 8：0011：001. 由乙炔和氯化氢在催化剂存在下合成氯乙烯，反应进行时，氯化氢过量10mol%，反应式为C2H2+HCl CH2CHCl，若反应器出口气体中氯乙烯含量为90mol%，问乙炔转化率（%）是下列哪个数值？A 94.74 B 99.47 C 98.50 D 95.40解：设乙炔转化率为X起始为1mol 初态 终态C2H2 1 1-XHCl 1（1+0.1） 1（1+0.1）-XCH2CHCl 0 X有X/(1-X+1.1-X+X)=0.9得X=99.47%2用下列两种酸：（1）

2、8%（wt%，下同）H2SO4、87%HNO3、5%H2O，（2）98% H2SO4、2%H2O，与2000kg组成为26%HNO3、56% H2SO4、18%H2O的混酸调配成组成为30%HNO3、58% H2SO4、12%H2O的混酸，问调配后的混酸总量（kg）是下列哪个数值？A.3369.23 B.1369.23 C.2564.10 D.2805.13解：设酸1为Xkg,酸2为Ykg则有0.8X+0.98Y+20000.56=（X+Y+2000）0.580.87X+20000.26=（X+Y+2000）0.3联立解得X,Y后得X+Y+2000=3369.233在甲醇催化氧化制甲醛的反应中

3、，反应物和生成物均为气态，使用过量40%的空气，甲醇转化率70%，若甲醇进料为100mol，问反应后气体混合物各组分含量（mol）是下列哪组数值？提示：反应式为CH3OH+O2HCHO+H2OA CH3OH：30 HCHO：35 H2O：70 O2：35 N2：263B CH3OH：30 HCHO：70 H2O：70 O2：35 N2：263C CH3OH：30 HCHO：70 H2O：35 O2：35 N2：263D CH3OH：30 HCHO：35 H2O：35 O2：35 N2：263解：由 CH3OH + O2 HCHO + H2O 1 1 1 1000.7 35 70 70则反应后n

4、 CH3OH=100(1-0.7)=30mol n H20=n HCHO=70mol仅B符合，其他不再作计算。4生产500Nm3煤气，需用煤、蒸汽和空气量（kg）为下列哪组数值？已知：煤中碳含量为70wt%煤气组成（以mol%计）CO：40 H2：18 N2：42空气组成（以mol%计）N2：79 O2：21 空气分子量：29反应式：C + H2O = CO + H2 2C + O2 = 2COA 煤 154.27 蒸汽 72.32 空气 344.11 B 煤 107.99 蒸汽 72.32 空气 344.11 C 煤 78.11 蒸汽 72.32 空气 265.85 D 煤 107.99 蒸

5、汽 72.32 空气 265.85解：设使用煤Xkg，蒸汽Ymol，空气Zmol5000.42/22.4=0.79Z得Z=11.867mol则有11.86729=344.1kg5000.18/22.4=Y得Y=4.02mol则有4.0218=72.32kg5000.4/22.4=0.7X/12得X=153kg5油品A与油品B混合后得油品C的单元操作过程如图所示，已知油品A含65%的C6，35%的C8，油品B含50%的C6，50%的C8，混合油品C中的C8 和C6的组成分别为53%和47%，问油品A和油品B的混合比例是下列哪项数值？A 0.65：0.5 B 0.35：0.5 C 1：4 D 4：

6、1解：由平衡知0.65A+0.5B=(A+B)0.53得A/B=0.03/0.12=1：46. 换热器将平均比热容为3.56 kJ/（kg）的某种溶液自25加热到80，溶液流量为1.0kg/s。加热介质为120的饱和水蒸汽（焓值为2708.9kJ/kg），其消耗量为0.095kg/s，蒸汽冷凝成同温度的饱和水（焓值为503.6kJ/kg）。问换热器的热损失率（%）为下列哪个数值？A B 6.54 C D 解：由热量衡算知W汽r=mCpt+QLQL=0.095（2708.9-503.6）-13.56（80-25）=13.7035QL/ W汽r=13.7035/209.5035=6.54%7. 某

7、气体进入气体冷却塔与冷却水直接接触冷却，气体在冷却塔中的放热量为4500000kJ/h（不包括水蒸汽的冷凝放热）。已知：进冷却塔气体中含水汽量1543kg/h，出冷却塔气体中含水汽量297kg/h，冷却水比热容4.186kJ/（kg），冷却水升温15，水蒸气冷凝潜热为2570kJ/kg。不考虑气体在冷却过程中的损失和塔的吸（散）热损失。问冷却水的用量（t/h）是下列哪个数值？ A 72 B 21 C 113 D 123解：由热量衡算知M水Cpt=(1543-297)2570+4500000得M水=123t/h8. 将10000kg/h的6%（wt%，下同）乙醇溶液送入精馏塔，从塔顶输出95%乙

8、醇溶液，从塔底输出含0.1%乙醇的废水。问塔底产品流率（kg/h）是下列哪个数值？A 937.8 B 10720 C 8372 D 1072解：F=D+WFXf=DXD+WXW得W=F(XD-Xf)/ (XD-XW)=10000（0.95-0.06）/(0.95-0.001) =9378.3kg/h无答案选项9. 根据第8题图示，将10000kg/h温度为368K的乙醇溶液送入精馏塔，从塔顶输出343K的乙醇溶液，从塔底排出温度373K、8400kJ/h的乙醇废水。塔顶冷凝器从塔内物料取出的热量为4.91106kJ/h，全塔热损失为3.5105kJ/h（原题为3.5106kJ/h）。已知塔顶乙

9、醇溶液的平均比热容为2.1kJ/（kgK），进料乙醇溶液和塔底乙醇溶液的比热容基本与水相同，可取为4.5kJ/（kgK），问塔底再沸器热负荷（kJ/h）是下列哪个数值？（提示：基准温度设为273K）A 2.9106 B 3.3106 C 5.0106 D 7.3106 解：由热量衡算知100004.5（368-273）+Q=(10000-8000)2.1（343-273）+4.91106+84004.5（373-273）+3.5105得Q=510610. 一个2.5升钢瓶里装着16g氢气，钢瓶最高允许使用压力为5MPa（A），问钢瓶气体允许最高温度（）是下列哪个数值？ A -82.6 B -2

10、54.1 C -271.3 D -85.2解：PV=nRT 51062.510-3=16/28.314T得T=187.9K=-8511. 露天消防水池每天在40暴晒下蒸发0.036m3消防水（密度为1000kg/m3），问此过程的熵变（kJ/K）是下列哪个数值？提示：水在40、常压下蒸发潜热为43.28kJ/mol，饱和蒸汽压7.37KPa。A 245.7 B 2014 C 276.4 D 4.98解：蒸发水为0.0361000/18=2kmol取基准温度为0C则有S=3.64.18440-2000（7.37/101.3）43.28 =-272.64KJ/K12. 年产20104m3的啤酒厂利

11、用麦汁煮沸锅的二次蒸汽把水加热至96，再用96热水把72、110m3过滤麦汁加热至90，110m3过滤麦汁煮沸后得100m3热麦汁，由热麦汁酿制成啤酒的总损失为10%，过滤麦汁的比热容为4.1kJ/（kg），密度为1040kg/m3，问该厂利用二次蒸汽一年可以节约的燃煤（t）是下列哪个数值？提示：燃煤的热值按29260kJ/kg计A 855 B 641 C 64100 D 577解：110m3过滤麦汁加热量为Q1=mCpT =11010404.1（90-72）=8442720KJQ1/100（1-10%）=Q2/20104Q2=1.876161010KJ=2926010-3MM=641t13.

12、 某厂利用压缩空气从硫酸贮槽向硫酸高位槽压送98%浓硫酸，高位槽液面距贮槽液面位差20米，高位槽与大气相同，每次压送3m3，要求在20分钟内压送完毕，浓硫酸密度为1820kg/m3，采用内径为40mm的碳钢管输送，管道总长50米，摩擦系数按0.02计，有两个90弯头和一个半开的截至阀，90弯头和一个半开的截止阀阻力系数分别按0.5和9计。问压缩空气的压力（MPa）至少是下列哪个数值？A 0.373 B 0.397 C 0.434 D 0.488解：Q=3/(20/60)=9m3/hu=Q/0.785d2=2m/sP/=gZ+(l/d+1)u12/2 =9.8120+（0.025/0.04+20

13、.5+9+1）22/2P=0.488106Pa14. 用离心泵从常压硫酸贮槽向密闭硫酸高位槽输送浓硫酸，已知高位槽液面距泵的进口位差28米，贮槽液面高出泵进口3米，高位槽液面压力为50kPa，泵的进出口管路均为894.5mm碳钢管，管路总长50米，所有局部阻力当量长度为20米浓硫酸在管内的摩擦系数为0.025，已知离心泵流量为20m3/h，浓硫酸密度按1820kg/m3，离心泵的效率按70%计，问需要离心泵的扬程（m）和轴功率（kW）是下列哪组数值？A 29.2及4.1 B 28.8及3.5 C 32.2及4.5 D 32.2及4.1解：H=Z+ P/g +(l+le)/du2/2gu=Q/0

14、.785d2=1.1m/sH=(28-3)+50103/(18209.81)+0.025(50+20)/0.081.12/(29.81) =29.1mN=QHg/=2029.118209.81/(36000.7)=4123w=4.1KW15. 某石化厂用32512.5mm的钢管将原油由码头输送到6000米外的厂内罐区，管路的允许压降为0.2MPa，问该管路的最大运输量（t/h）是下列哪个数值？（原油密度为850kg/ m3，=0.03）A 225 B 190 C 265 D 45解：P/=hf=(l/d)u2/20.2106/850=0.036000/(0.325-20.0125)u2/2u=

15、0.886m/sQ=0.785d2u=225m3/h850kg/m3=191.5t/h16. 某厂由水面恒定的高位敞口水槽向300米外的敞口设备供水，水槽液面至出水口的垂直高度为6.5米，供水管内径为100毫米，若管路的总阻力按61.5kJ/kg考虑 ，问管路中水的流量（m3/h）是下列哪个数值？A 60 B 128 C 43 D 64解：列方程gZ=u2/2+hf 9.816.5= u2/2+61.5得u=2.13m/sQ=0.785d2u=0.7850.122.133600=60m3/h17. 用泵将水从敞口贮槽送至冷却塔，贮槽水面至塔顶水出口处高差为10m，冷却塔内压力为3104Pa（G

16、），输水管内径为100mm，管路总长为100m（包括所有局部阻力的当量长度），输水量为70m3/h，已知=0.024，泵的效率为70%，问泵的轴功率（kW）是下列哪个数值？A 2.75 B 5.78 C 5.61 D 4.63解：u=Q/0.785d2=70/(0.7850.123600)=2.48m/sH=Z+ P/g +(l/d)u2/2g =10+3104/(10009.81)+0.024(100/0.1)2.482/(29.81) =0.58mN=QHg/=7020.5810009.81/(36000.7)=5.61KW18. 由敞口高位槽向精馏塔进料，高位槽液位距槽底部恒定保持2米不

17、变，且距精馏塔进料口高度为H米，物料输送管为1084mm不锈钢管，管长H+5米，管路上所有管件的阻力降为5.32Nm/kg。精馏塔的操作压力为2.94104Pa，精馏塔的进料量必须控制在50m3/h，物料的密度为1200kg/m3。问高位槽底部到精馏塔进料口最小高度（m）是下列哪个数值？(注=0.027)A 3.57 B 1.57 C 1.12 D 1.02解：Hg= P/ +(l/d+)u2/2+hf得H=3.57m则H-2=1.57m19. 有一气体压缩机级间冷却器，总传热面积为54.8m3，将某种气体从120冷却到40。使用的冷却水入口温度为32，温升10，与气体作逆流流动，换热器的总传

18、热系数约为250W/（m2），冷却水的平均比热容4.187kJ/（kg），平均温差的修正系数为0.76，问冷却水的用量（kg）是下列哪个数值？A 27727 B 7596 C 31798 D 35547解：由气 120-40 水42-32 78 8tm=(78-8)/ln(78/8)=30.74tm=0.76tm=23.36Q=KAtm=mCptm= KAtm/Cpt =3.625054.823.36/4.187(42-32)=27563kg20. 某一气体冷却器采用逆流换热。将空气从50冷却到35，气体的比热容Cp=1 kJ/（kg），流量5040kg/h，换热器的面积为28m2，传热系数为

19、60W/（m2），冷却水进口温度为25，问水的出口温度（）是下列哪个数值？（提示：按算术平均温差计算传热推动力）A 35 B 37 C 18 D 29解：设水出口温度为t，则有tm=(50+35)/2-(t+25)/2=(60-t)/2Q=KAtm=mCpt603.628(60-t)/2=50401(50-35)t=35C21. 一空气冷却器，空气在管外横向流过，管外侧的对流传热系数为90W/（m2），冷却水在管内流过，管内侧的对流传热系数为4000W/（m2），冷却管为322.5mm的钢管，其导热系数50W/（m2），问总传热系数KW/（m2）是下列哪个数值？A 49.20 B 28.72

20、C 0.03 D 87.25解：1/K0=d0/idi+Rsid0/di+bdo/dm+Rso+1/o K0=87.2522. 某厂一平壁定态加热炉的炉壁由耐火砖、保温砖和建筑砖三种均匀材料组成，相邻材料之间密切接触，各层材料的热阻依次为R1=0.2m2K/W，R2=0.8m2K/W，R3=0.3m2K/W。已测得耐火砖与保温砖接触面上的温度t2=804，保温砖与建筑砖接触面上的温度t1=260，问炉壁导热的总温差（K）是下列哪个数值？A 2357 B 544 C 884 D 442解：q=T/ R=(t2-t1)/RT=(804-260)(0.2+0.8+2.3)/0.8=88423. 有一

21、逆流管壳式换热器，用循环水冷却工艺废水送出界区。循环水的进口温度为32，出口温度控制在42，工艺废水流量为8000kg/h，温度120，要求冷却到60，换热器的传热系数K=1000W/（m2 ），工艺废水的平均比热容为4.187kJ/（kg），问这台换热器的换热面积（m2）是下列哪个数值？A 18.6 B 16.8 C 11.4 D 8.2解：tm=(120-42)-(60-32)/ln(120-42)/(60-32)=48.8Q=KAtm=mCptA=80004.187(120-60)/(100048.83.6)=11.424. 有一单管程单壳程的列管式换热器，热油走壳程，工艺水走管程，冷热

22、逆流流动，冬季工艺水的进口温度15，出口温度75，可将热油从130冷却到70。夏季工艺水进口温度升至30，热油流量和进口温度不变，为保证热油出口温度也不变，工艺水的流量增加1倍，问工艺水出口温度（）是下列哪个数值？A 60 B 65 C 68 D 70解：Q=m油Cp油T= m水1Cp水1t1= m水2Cp水2t2t2/t1= m水1/ m水2(t-30)/(75-15)=1/2得t=6025. 某啤酒厂欲将100m3、97热麦汁在60分钟内经板式换热器冷却至8，冷却水进出口温度分别是3和80，已知热麦汁平均密度为1040kg/m3，平均比热容为4.10kJ/（kgK），冷却水平均比热容为4.186kJ/（kgK），密度1000kg/m3，换热器换热效率为95%。问冷却水耗量（m3/h）是下列哪个数值？A 118 B 131 C 138 D 124解：Q= m水Cp水t= m麦Cp麦Tm水4.1861000(80-3)0.95=10010404.1(97-8)m水=124m3/h