2013年注册化工专业知识考试案例下午含答案

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%，分离馏出液中苯含量99%，塔釜夜甲苯含量95%，塔顶全凝器将28130 kg/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148 kmol/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99.9 mol%，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750 kg/m3，出口气液混相密度75 kg/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. 某产品干燥设计条件为大气压强101.3 kPa（A），气相温度25℃（25℃时水的饱和蒸汽压为3.169 kPa（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5.947 kPa（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76 wt%的甲醇水溶液，其中含甲醇4096 kg/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101.3 kPa（A），气、液两相逆向流动，32℃时水的饱和蒸汽压为4.755 kPa（A），出口气体最大热焓I2=210 kJ/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50 m3，某操作空速为3 h-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2A    C的一级反应，反应速度常数为k=13.86 h-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为反应温度（K）。反应物的初始浓度CA0=3 kmol/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1550 kg/h（冷凝水在饱和温度下排放）每小时将温度为40℃的2000 kg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3.77 kJ/（kg·K）（忽略稀释热），蒸发器的操作压力为40 kPa（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2308 kJ/kg、2205 kJ/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15000 kg/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31000 kJ/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2490 kJ/kg，120℃蒸汽的冷凝热为2205 kJ/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31 m3/h，气相流率为410 m3/h，液相密度为450 kg/m3，气相密度为45 kg/m3，混合液体平均面张力为6 mN/m，气相负荷因子C为0.05 m/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392.4 kPa（A），该条件下，二次蒸汽的焓为2646.6 kJ/kg，蒸发器加热蒸汽的汽化潜热为2143 kJ/kg，浓缩NaOH溶液消耗加热蒸汽1500 kg/h，已知NaOH水溶液的焓值：10%为70 kJ/kg，50%为650 kJ/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16600 kg/h，平均比热为2 kJ/（kg·℃）；260℃饱和水蒸气的汽化潜热为1660 kJ/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0.019 MPa（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0.119 MPa（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0.2 MPaG，密度700 kg/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=8650 kg/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50 m3/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1.103×105 Pa） （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900 kg/m3，粘度为72×10-3 Pa·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5.0 MPa（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？