2014年注册化工工程师专业案例考试真题下午卷
1、采用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A。已知:气相总传质单元高度为2.2m,进塔混合气
体中A的摩尔浓度为3.4%,出塔气体中A的摩尔浓度为0.52%,出塔水溶液中A的摩尔浓度为1.08%,
操作条件下的平衡关系为Y=2X(X、Y均为摩尔比浓度)。若气、液流量和初始组成不变,现要求
出塔气体中A的摩尔浓度降为0.25%,此时所需增加的填料层高度(m)为下面哪个数值?
(A)2.1
(B)3.5
(C)4.6
(D)12.0
2、在一回转真空间歇干燥器中干燥湿堆密度为650kg/m3,含30wt%水的物料,该干燥器工作容积
为5.5m3,湿润表面积为19.1m2,实际干燥速率为4.9kg水/(h.m2),操作峰值为7.4kg水/(h.m2),
若干燥后产物中含水量忽略不计,则每批干燥操作生产的干燥产物数量(kg)和平均生产速率
(kg/h)是下列哪组数据?
(A)2503、243.9
(B)2503、218.4
(C)3520、243.9
(D)3520、218.4
3、填料塔采用水作溶剂逆流吸收空气与SO2混合气中的SO2,填料塔内装25mm的陶瓷拉西环,在20℃
下操作,混合气中SO2摩尔含量为2%,经吸收后降为0.2%。溶剂用量为最小用量的1.2倍,空气的
进料量为0.15 kg/(m2.s)(不计SO2)。已知操作条件下SO2-H2O的平衡数据y=0.02,x=0.00127,
此时液相总传质系数可采用以下经验公式计算:1/KLa=86.96/L0.82+17.98/(G0.7.L0.25)
式中 KLa——液相总传质系数,Kmol/(m2.h)
L——液体(溶剂)流量,kg/(m2.h)
G——气体流量,kg/(m2.h)
问液相总传质系数Kmol/(m2.h)为下列哪个数值?
(A)0.18
(B)0.77
(C)9.2
(D)10.4
4、在恒定干燥条件下干燥某物料,物料由含水量0.2(干基含水率,下同)干燥至0.05,所需时
间为2.0h,已知物料临界含水量Xc=0.15,平衡含水量X*=0.01。降速段干燥速率与含水量关系符
合t2=Ls(Xc-X*)/(A.Rc).Ln(Xc-X*)/(X2-X*)。则物料含水量由0.3降至0.03所需的时间
(h)为下列哪个数据?
(A)4.61
(B)4.00
(C)3.75
(D)3.40
5、现有由20Kg溶质A和180Kg原溶质B组成的溶液,用200Kg纯溶剂S进行萃取分离。组分B和S可视
为完全不互溶。在操作条件下,以质量比表示组成的分配系数可取为常数,K=3。问平衡萃取操
作下萃余相组成X1(KgA/Kg萃余相)为下列哪个数据?
(A)0.0215
(B)0.0278
(C)0.0231
(D)0.0256
6、异丁烷和正丁烷的分离塔塔顶设有分凝器,塔釜设有再沸器,分离塔数据如下:
组分
C3
异丁
烷
正丁烷
戊烷
进料,摩尔
塔顶进料,
塔釜出料,
分率
摩尔分率
摩尔分率
0.0106
0.0121
0
0.4777
0.8801
0.0476
0.3787
0.1329
0.0987
0
0.6956
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1.39和1.29,该塔塔体内的最小理论塔板
数应为下列哪个数值?
(A)17
(B)16
(C)15
(D)14
7、在填料塔内用洗油逆流吸收焦炉气中的苯蒸气,进塔气相中苯的摩尔比(Y1,mol苯/mol干气)
为0.01,循环洗油中苯的摩尔比(X2,mol苯/mol洗油)为0.002,要求苯的回收率为95%。在操作
条件下,气液平衡关系为Ye=0.20X,吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍。若计算选用的填料高度
为5.0m,则计算该吸收塔填料的等板高度(m/板)是下列哪个数据?
(A)0.506
(B)0.563
(C)0.786
(D)0.933
8、醋酸与丁醇反应生成醋酸丁酯,反应式为:
CH3COOH+C4H9OH = CH3COOC4H9+H2O
(A) (B)
(P) (S)
当反应温度为100℃,并以硫酸作为催化剂时,动力学方程式为:(-rA)=KC2
A,此时反应速率常
数K=17.4x10-3L/(mol.min),已知在一个理想间歇反应釜中进行,若进料中醋酸的初浓度为
2.0mol/L,当醋酸转化率XA=0.5时,反应的初始速率(mol/L.min)和反应时间(min)是下列哪
组数据?
(A)8.76x10-2;32.9
(B)6.96x10-2;28.7
(C)3.28x10-2;21.6
(D)5.23x10-2;23.8
9、在全混流反应器中,己二酸COOH(CH3)4COOH(分子量146)与己二醇HO(CH2)6OH(分子量118)
以等摩尔比,H2SO4作催化剂,在70℃下进行缩聚反应,生产醇酸树脂,该反应是液相二级反应:
-rA=KC2
A,适用于公式:VR=FA0.XA/K.CA0.(1-XA)2,
式中:VR——反应器有效容积,L;
FA0——反应物进料速率,L/h;
XA——反应物A的传化率;
K——反应速率常数,L/(Kmol.h);
CA0——反应物A的初始浓度,Kmol/L;
已知:己二酸投料量4000Kg/d,己二酸初始浓度0.005Kmol/L,反应速率常数1.97 L/(Kmol.min),
反应器的装料系数0.8,最终转化率75%,在上述条件下,反应器的实际体积(m3)至少取下列哪
一个数值?
(A)8.0
(B)5.0
(C)6.0
(D)7.0
10、在容积为2m3的理想间歇反应器中进行液相反应,A+B—P。反应维持在80℃等温操作,反应速
率方程式为:(-rA)=KCACB,K=2.78x10-3L/(mol.s),当反应物A和B的初始浓度CA0=CB0=5mol/L,
A的转化率XA=0.85时,该间歇反应器A物料的平均处理量是0.6Kmol/min。现改用一个管径为150mm
的理想管式反应器,反应温度、处理量、转化率不变,管式反应器的管子长度(m)取下列哪个
数值?
(A)58.9
(B)73.6
(C)65.4
(D)46.2
11、在一吸收塔内,用纯水吸收某气体混合物。混合物初始浓度为0.060。两相逆流操作。气体
出口浓度为0.01。现另有一完全相同的吸收塔,在两流体入口浓度、流量及操作条件皆不变的前
提下。两塔可按以下方式加以组合:(1)串联组合逆流操作(图一);(2)并联组合逆流操作,
气液两相皆均匀分配(图二);(三)错流组合逆流操作,液体均匀分配(图三)。
已知串联组合时的总传质单元数NOG*=10;并联组合时每一塔的传质单元数NOG*=6.156;错流组合
时y2¹=0.0301,y2¹¹=0.0151;图一和图二中的△ym=y2¹
请通过计算,确定下列哪一种组合方式吸收效果最佳?
(A)两塔串联组合逆流操作(图一)
(B)两塔并联组合逆流操作,气液两相皆均匀分配(图二)
(C)两塔错流组合逆流操作,液体均匀分配(图三)
(D)三种方式效果相同
12、用Souders-brown法进行吸收油汽提塔分馏段塔盘直径估算,板间距取600mm,塔内气相负荷
9000kg/h。密度2.5kg/m3,液相负荷6000kg/h,密度900kg/m3,取气相负荷因子0.05m/s。当空塔
速度取液泛速度80%时,问合适的塔经(m)为下列哪个数值?
(A)1.3
(B)1.2
(C)5.6
(D)10
13、设计一台烃化反应罐,供对硝基氯苯与氢氧化钠的乙醇溶液进行烃化反应使用。提供的设计
条件包括:
(1)反应过程操作压力稳定在0.19-0.22MPa(G),操作温度稳定在84-88℃;
(2)为防副反应的发生,从供气压力等于0.35 MPa(G)的压缩空气站提供压缩空气作为氧化剂
连续地通入烃化反应罐;
(3)整个反应处于靠近爆炸极限的范围,存在有压力快速增长的危险,烃化反应罐采用爆破片
超压泄放安全装置;
(4)烃化反应安全操作程序,包括物料投放量和投放程序。
爆破片泄放安全装置采用制造范围为1.0级的正拱形爆破片,问该烃化反应罐的设计压力MPa(G)
为下列哪个数值?
(A)0.39
(B)0.24
(C)0.35
(D)0.22
14、现有保温的架空蒸汽管道,其外径(D0)为108mm。已知蒸汽温度(T0)为200℃,当地环境
温度(Ta)为20℃,热导率(λ)为0.0512W/(m. ℃),总给热系数(as)为20.23 W/(m2. ℃),
年运行时间(t)为8000h,若保温材料总造价(Pt)为640元/m3,能价(PR)为3.6元/106KJ,绝
热投资年分摊率(S)为0.264,试用经济厚度法确定工程上实际采用的最小保温厚度(δ,mm)?
附表:该管道(φ108)绝热层理论厚度(δ0,mm)速查表
D1ln(D1/D0)
0.10
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
δ0,mm
43
46.9
49.8
52.8
55.6
58.5
62.4
65.3
69.2
{提示:D1ln(D1/D0)=3.795x10-3x【PRxλx t(To-Ta)÷(Ptx S)】1/2—(2λ÷as)}
(A)40
(C)60
(B)50
(D)70
15、用一精馏塔对苯与甲苯混合物进行分离(常压下操作),其进料量为90Kmol/h,其中苯的摩
尔含量为0.25,要求塔顶苯的摩尔含量达到0.9,苯的回收率达到90%。在饱和液体进料时,塔顶
冷凝器的最低冷凝负荷(KJ/h)应为下列哪个数值?
已知在塔的操作条件下,相对挥发度a为2.47,塔顶物料的汽化热为32600J/mol。
(A)2.85x106
(B)2.05x106
(C)3.52x106
(D)2.37x106
16、使用一个单程列管换热器用冷却水逆流把某气体从155℃冷却到85℃,气体的流量为
2000kg/h,其比热容为1.02kJ/(kg. ℃)。已知在冷却水入口温度为15℃时,其用量为1500 kg/h。
如果把冷却水入口温度提高到20℃,其用量(kg/h)应为下列哪个值?
提示:假设冷却水温度提高后换热器传热系数不变。为简化计算,本题可
用算术平均温差作为传热的平均温差。
(A)1530
(B)2670
(C)4350
(D)1830
17、有两工艺装置,分别采用不同的工艺生产同一种产品。其装置Ⅰ和装置Ⅱ的公用工程消耗见
表1和表2。判断哪个装置的综合能耗高,两装置综合能耗的差为下列哪个数值?
(A)装置Ⅰ综合能耗高;1201.5
(B)装置Ⅱ综合能耗高;1059.3
(C)装置Ⅰ综合能耗高;983.7
(D)装置Ⅱ综合能耗高;1116.8
18、为节约能源,某工艺尾气作为热媒燃料,其压力为8.1 MPa(A),送人1.6 MPa(A)的热媒
燃料管网,试计算要满足上述条件需要几块限流孔板,各块孔板后的压力是多少MPa(A)?请选
择下表中最接近的答案。
答案
板数
第一块
第二块
第三块
第四块
第五块
A
B
C
D
2
3
4
5
4.05
1.6
4.72
2.75
1.6
5.40
3.60
2.40
1.6
6.18
4.72
2.75
2.09
1.6
19.某储罐采用离心泵出料,输送介质为常温,相对密度为0.98,和蒸汽压为56KPa的液体。已
知离心泵吸入侧储罐压力为1个标准大气压(101.33KPa)。从吸入液面到泵中心的垂直灌注距离
为0.80m,吸入侧储罐到泵吸入口之间的总压力降(包括管件、阀门及设备管口压力降等)为0.5m
液柱(泵流量安全系数K取1.15)。该泵的有效净正吸入压头NPSHa(m)为下列哪个数值?
(A)3.26
(B)4.36
(C)4.86
(D)4.94
20、某离心泵通过一直径为Φ108x4的钢管(其摩擦系数λ为0.039)将一碱液(流量为50m3/h,
密度为1120kg/m3)从敞口的储罐送到敞口的高位槽。储槽的最低液位高于泵中心线2m,进入高位
槽的管路中心线与泵中心线高差22m,进入高位槽后还需要克服0.3m的阻力损失,泵吸入侧管路
系统全部阻力损失为0.5m,泵出口至高位槽入口管路直管长度为80m,经过90度弯头5个,一只止
回阀和一只球阀(二阀门的当量长度按150D考虑)。该泵需要的扬程(m)和轴功率(KW)为下
列哪组数据?(安全系数取1.15,泵的工作效率按85%考虑)
(A)29.62,
5.32
(B)32.15, 5.77
(C)36.75, 6.59
(D)32.15, 6.79
21、有一个容积为1000m3的LPG球罐,赤道离地面高8.5m,其火灾情况下的润湿面积(m2)为下列
哪个数值?
(A)484
(B)968