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2010年注册化工工程师专业案例考试真题及答案上午卷.doc
2010 年注册化工工程师专业案例考试真题及答案上午卷
1、某炼油厂利用冷的富吸收油将 200L/h，180℃的贫吸收油冷到 80℃,已知冷富吸收油的流量为 308t/h,40℃,换
热器的热损失为传热量的 5%,则经过换热器后,富吸收油的油升(℃)为下列哪?
已知贫吸收油平均比热为 2.4kJ/(kg.℃),富吸收油平均比热为 2.0 kJ/(kg.℃)
(A)114
(B)75
(C)120
(D)108
2、板框过滤机滤框长、宽、厚为 250×250×30，框数为 8，用此过滤机过滤某悬浮液。已知恒压过滤常数 k=5×10-5
m2/s，qe=0.0125m3/m2，滤饼与滤液体积比 v=0.075，过滤至滤框充满滤饼所需时间（min）为哪项？
(A)10
(B)12
(C)15
（D)18
3、用纯水吸收丙酮混合气中的丙酮加以回收，如果吸收塔混合气进料为 200kg/h（其中丙酮质量占 20%），纯水进
料为 1000 kg/h，吸收丙酮后得到丙酮水溶液。吸收过程中，丙酮的回收率为 90%。已知丙酮分子量为 58，设其余
气体不溶解于水，且纯水不蒸发，问吸收液出口浓度[NC3H3O/NH2O，kmol/kmol]为下列？
(A) 0.009
(B) 0.011 # W! y- F 7 S(C) 0.0194 \: o1 W
F.
(D) 0.021
4、H2 和 CO 混合燃料气与空气燃烧，燃烧后的废气分析结果如下：
N2：79.6%, O2：18%, CO2：2.4%,(均为 mol%，干基)。试问混合燃料气中的 H2 和 CO 的组成（mol%），混合燃料气和
空气的比率（%）最接近下列哪组？) ?) b4 g0 I. V$ I* C
序号
混合燃料气组成 mol%
混合燃料气和空气的比率%
A
B
C
D
H2
72.48
72.48
62.03
62.03
CO
27.52
27.52
37.97
37.97
8.65
3.89: w5 b* S( ~
S
6.274 J1 F+ l4 e- q, u& G8 l/ i
2.383 p3 T% V* M% \* J/ C/ c" g
5、含水 50wt%（湿基）木材被干燥到含水 30wt%（湿基），试问单位质量木材所蒸发的水分（kg 水/kg 木材）与下
列哪值最接近？
(A) 0.43
(B) 0.78
(C) 0.57
(D) 0.294
6、某化工厂计划利用废气的废热。进入废热锅炉的废气温度为 450℃，出口废气的温度为 260℃，进入锅炉的水温
为 25℃，产生的饱和水蒸汽温度为 233.7℃，废气的平均摩尔热容为 32.5kJ/（kmol.℃）。问 1000kmol 的废气可
产生的蒸汽量（kg）为多少？（已知：25℃水的焓为 104.6kJ/kg，233.7℃水蒸汽的焓为 2798.9kJ/kg）
(A) 2692
(B) 2492
(C)2292
(D) 20923 M, W! y, [; O% Z/ c; {
7、有一套管换热器，内管为Φ54X2，外管为Φ116X4 钢管，内管中介质为苯，苯进口温度为 50℃，出口温度为 80℃，
流量为 4000kg/h，环隙内介质为 133.3℃饱和蒸汽，汽化热为 2168.1 kJ/kg，苯在 50～80℃之间的平均比热 Cp=1.86
kJ/(kg.℃),问加热蒸汽消耗量?/ }0 Q2 H, u: X& j) r( a
1 / 11
(A) 83
(B) 103
(C)128
(D) 152
8、在标态下(25℃,1atm)进行酸碱中和反应 ?5 f6 D1 G$ d+ \2NaOH(aq)+H2SO4(L)=Na2SO4(aq)+2H20(L)
H2 \; g/
Xaq 表示 NaOH、Na2SO4 处于无限稀释溶液中。+ 标准生成热ΔHfθ和无限稀释溶液中的标准积分热ΔHSθ如下：
化合物
ΔHfθJ/（g.mol）
ΔHSθ J/（g.mol）( |/ P1 n5 ^, f: H
e
NaOH
H2SO4
Na2SO4
H20
-427010
-42898+ W% p6 R( X) \4 ?
-811860
-1385400
-96255
-2344.6
-286030 1 p5 m: d& Q. D) M, h/ y4 c( `
问上述反应的标准反应热 J/（g.mol）是下列哪个?
(A)-497120
(B) -208128.6
(C)-936310
(D) 936310
9、一啤酒厂利用煮沸锅的二次蒸汽余热将 72℃过滤麦汁加热到 92℃,设麦汁的平均比热容为 Cp=4.10kJ/(kg℃)，
平均密度为 1040 kg/m3，满负荷生产每天需处理 880 m3 过滤麦汁，若全年按 250 天计，问全年利用二次蒸汽可节
约标准煤（能量当量值 29260/kJ/kg）的量（kg）是下列哪个数据？
(A) 156390
(B)641203
(C) 801500
(D)936150
10、将 27℃、101.3kPa(A)、12345 N.m3/h 的空气压缩至 5×105Pa(A)。若压缩按绝热过程考虑，取空气的绝热指
数为 1.4，则压缩机出口温度（K）、轴功（kW）是下列哪组数据？
(A)473.6；772.3
(B)473.6；5048
(C)300.2；773.3
(D)300.2；5048
11、某无机化工厂进行新产品开发，采用蒸汽喷射制冷技术。制冷装置制冷能力为 ，冷冻水在蒸发器中由 14℃降
到 4℃。计算蒸发器中的蒸发量（kg）为下列哪个数据？
温度
液体水焓 kJ/kg
水蒸汽焓 kJ/kg
4
14
16.832
58.785
2508.432
2526.855) e5
(A)772
(B)589
(C)620
(D)903
12、在图示管路中装有一离心泵向高位槽输送比重为ρ=1.15 的盐液，吸入管内径 d1=80mm，长度为 L1=14m，阻力
系数λ1=0.03，输出管内径 d2=65mm，长度为 L2=25，阻力系数λ2=0.04，在输出管 E 处装有阀门，其局部阻力系数
ξE=6.4，管路的其他局部阻力分别为ξA=0.5，F=0.7，ξG=1；管路两端水面高差 H=16m，管内流量 Q=9.3×10-3m/s。
若忽略管路中的动能增加因素，则泵的扬程（m）和理论功率（W）为下列哪组数据？
(A)He=26.02m，Ne=2725W
(D)He=26.5m，Ne=2415W
(B)He=26.5m，Ne=2777W
(C)He=10.5m，Ne=1100W
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13、某液体在光滑圆形直管内作湍流运动，若管长、流量及液体物性不变，管径变为原来的 1/2，则因摩擦力而产
生的压降与原来相比增加的倍数应为下列哪个数据？提示：摩擦系数采用λ=0.3164/Re0.25 计算。
(A)1.4
(B)26.9
(C)5.7
(D)25.9
14、某厂一台真空度为 0.081MPa(真空表指示值)的混合冷凝器，所需水量为 50m3/h。冷却水进冷凝器的入口位置
比敞口水池的水面高 15m，用Φ108×4mm 的钢管输水，管路长 80m，管路中配有 2 个球阀和 5 个 90°弯头，已知阀
门阻力系数ξ1=3，90°弯头的阻力系数ξ2=1.26，管路入口阻力系数ξ3=0.5，取管路的摩擦系数λ=0.02。试从
下表中为该输水系统选一台合适的泵。
泵编号
1
2
3
4
流量，l/min
1000
2000
1000
2000
扬程，m
10
10
15
15
(A) 1 号泵
(B) 2 号泵
(C) 3 号泵
（D) 4 号泵
15、将甲醇原料从一层贮槽由泵输送到反应器，甲醇输送量为 90m3/h，管内径 150mm，当量长度 80m，摩擦系数
λ=0.018。现工厂反应器经过改造，生产能力提高了一倍，急需增加一条输送甲醇同样流量的管道，拟采用库房目
前现有的内径分别为 200mm 和 100mm 的两种管道串联使用，若 DN200 和 DN100 的管道摩擦系数分别为 0.02 和 0.016，
在保持新老管路阻力损失相同的条件下，需用 DN200 管道的当量长度（m）应为下述哪个数据？
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(A)51
(B)61
(C)71
（D)81
16、如图所示的流化床反应器用空气作为流化介质。正常操作工况下，该反应器上所装两个 U 型管压差计的读数为
R1=400mm，R2=150mm，指示液为汞。该反应器 A、B 两点的压差(N/m2)为下列哪一个值？
(A) 2.00×104
(B) 5.34×104
（C) 7.34×104
(D) 3.34×104
17、某化工厂通过一个敞口高位槽 A 使槽中碱液自流进入设备 B 中。已知碱液密度为 920kg/m3,设备 B 的压力为
10kPa(G)。输送管道内径为 33mm，管路系统的总能量损失∑hf 为 3.24m。要求在阀门全开时碱液流量为 4.9m3/h，
则高位槽的液面至少应高出碱液在设备 B 入口位置多少米？
(A) 5.0
(B) 4.5
(C) 4.0
(D) 5.5
18、有一列管换热器，原油逆流冷却常压塔底的重油、原油进口温度 t1=30℃，出口温度 t2=80℃，原油的定压比
热 Cp=2.18kJ/(kg℃)，重油从常压塔出来温度为 T1=180℃，换热器的传热面积为 38 ㎡，传热系数 K=100J/(㎡ s℃)，
问若将重油冷却到 T2=120℃时每小时所需的原油量（kg/h）是下列哪个数值？
(A) 3318.9
(B) 12550
(C) 11910
(D) 11295
19、某厂一列管换热器为逆流操作，粗苯流量为每小时 50m3，需从 78℃冷却到 32℃，用水冷却，水的进口温度为
25℃，流量 120m3/h 若传热过程的总热阻 R=0.002315（㎡℃）/W，换热面积的安全系数取 1.15，问此列管换热器
的换热面积（㎡）应是下列哪一个数值？
物性数据
苯
水
比热容，kJ/(kg℃)
Cp1=1.84
Cp2=4.186
重度，kg/m3
ρ1=879
ρ2=1000
(A) 133.5
(B) 116.2
(C) 480.8
(D) 13.4
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20、在一夹套反应釜中，釜内保持恒温。夹套内通冷却水。当停止搅拌时，反应釜内物料和冷却水的传热平均温度
差为 58.2℃。若其他条件不变而釜内加以搅拌，此时传热平均温度差为 36.4℃，由于釜内侧给热系数的增大使传
热系数提高至 2 倍，问搅拌使用后与使用前传热速率的比值是下列哪个数值？6 Z( h# z2 l. K* k( l# |
(A)1.25
(B)1.5
(C)0.63
(D)2.4
21、某厂一台逆流运行没有垢层的新管壳式换热器中，用水冷却一热流体，冷却水走管程，当冷却水流量为 1.0kg/s
时，用测得数据算出传热系数 K=473.5W/(㎡℃)；当冷却水流量增加一倍，其他条件保持不变时，测得的数据算出
传热系数为 K=546 W/(㎡℃)，管壁热阻忽略不计。问此换热器壳程和管程的传热膜系数α1 和α2﹝W/（㎡℃）﹞是
下列哪一组数值？
(A)892.7；1785.4# W6 ?/ i(B)688.2；1517.8
(C)759.9；1517.8
(D)614.4；1785.4
22、平壁炉的炉壁是用内壁为 100mm 厚的某种耐火材料和外层为 200mm 厚的某种建筑材料砌成的。两种材料的导热
系数均未知。操作稳定时，测得炉内壁温度为 740℃，外侧壁面温度为 115℃，为减少损失在普通建筑材料外面包
扎一层厚度为 50mm 的石棉保温层，包扎后测得各层温度为炉内壁温度 740℃，耐火材料与建筑材料界面温度 650℃，
建筑材料与石棉保温层交界面的温度 410℃，石棉保温层外侧温度为 55℃，问包扎石棉保温层前后的热损失相比，
减少的百分数（%）是下列哪个数值？
(A)51.8$ C4 t' Z m" a; X, C(B)55.1* |/ h! z; j!
A- k(C)49.2
(D)47.2
23、有一逆流管壳式换热器，用循环水冷却蒸汽冷凝液送出界区。循环水的进口温度为 32℃，出口温度控制在 42℃，
装置中排出的蒸汽冷凝液流量为 8000kg/h，温度 120℃，要求冷却到位 60℃，估计换热器的传热系数
K=1000W/(㎡℃)，蒸汽冷凝液的平均热容约为 4.187kJ/(kg℃)，问这台换热器的换热面积（㎡）是下列哪个数值？
(A)18.6
(B)16.8
(C)11.4
(D)8.2
24、某酒精厂有一个用水封的湿式储气柜，内装 1000 二氧化碳气体，压力为 126.3kPa(A)，当地大气压：101.3kPa，
在环境温度为 25℃。试求出柜内二氧化碳气体的重量（kg），是下列哪个数据？（可视二氧化碳为理想气体）不
同温度下水的饱和蒸汽压如下：
温
度℃
0
10
20
30
40
50
蒸汽压 kPa
0.6112
1.2272
2.3377
4.2428
7.3771
12.341
(A)2243
(B)1741
(C)443
(D)2185
25、南方化工厂生产采用 DCS 控制系统，控制室需要保持恒温，控制室内空间容积长 8m，宽 6m，高 4m。室内温度
从 10℃升高到 20℃，以控制室全容积计，不计其他发热体。计算理论上需要的供热量（kJ）为下列哪个数据？提
示：当地大气压 81kPa，空气平均热容 Cp=29.3J/(molK)
(A)1962
(B)37990
5 / 11
(C)1902
(D)2511
1. 解：200*（180-80）*2.4*（1-0.05）/(308*2.0)+40=114
参考答案：
答案：A
2.解：A=0.25×0.25×2×8=1(㎡)
V 饼=0.25×0.25×0.03×8=0.015(m3)
v=V 饼/V
V=0.015/0.075=0.2(m3)
Ve=Aqe=1×0.0125=0.0125
V2+2VVe=KA2θ
θ=(0.2×0.2+2×0.2×0.0125)/(1×1×5×10-5)=900(s)=15(min)
答案：C
3.解：设惰性气体为空气，空气分子量是 29。
Y1=(0.2÷58)/(0.8÷29)=0.125
Y2=Y1(1-φA)=0.125×(1-0.9)=0.0125( D79X2=0
V(Y1-Y2)=L(X1-X2)
代入：(200÷29)(1-0.2)(0.125-0.0125)=(1000÷18)(X1-0)
X1=0.011
正确答案：B
解法 2：
溶液中丙酮 200*0.2*90%=36kg/h
所以其摩尔分率为 36/58 / (36/58+1000/18)=0.011
200*（180-80）*2.4*（1-0.05）/(308*2.0)+40=1146 u* q1 |/ e3 q2 ?- S
A 是正确的
4. 解：设废气 100 mol
则：N2：
79.6 mol ；
O2 ：
18 mol ；
CO2 ：2.4 mol；
进入 O2 ：79.6×21/79=21.16 mol
进入空气：79.6×100/79=100.8 mol
F( Z' t0 P* n: g# y0 I
CO 消耗 O2 ：2.4/2=1.2 mol
H2 消耗 O2 ：21.16-18-1.2=1.96 mol$ o. T2 J7 l/ M6 q3 ]) T
进入
CO：
2.4 mol
进入
H2 ： 1.96×2=3.92 mol
W( b4 j' ^+ u1 o/ a
混合燃料气组成： H2 : 3.92/(3.92+2.4)=0.6203=62.03%
CO:
1-0.6203=0.3797=37.97%* K; T 混
合气与空气比率：# g. n! @, (3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%( V$ H% `
B+ X+ x
答案：C
5. 解：X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1" F. ~+ E0 r# FX2=0.3/(1-0.3)=0.4286
W/G=X1-X2=1-0.4286≈0.57. d! k4 u, A- Y0 {3 H
答案：C
6.解：气：450℃→260℃，1000kmol;7 水：250℃→233.7℃0 a' f; S
u
6 / 11
W(2798.9-104.6)=1000(450-260)×32.5# m# b) m% f$ l
W=2292(kg)
答案：C' q. I7 q% P
7.解： 苯：50℃→80℃，4000kg/h, Cp=1.86;
汽：r=2168.1
2168.1W=4000×1.86(80-50)
W=103 (kg/h)
答案：B
8. 解：△Hr=(∑nHfΘ+∑nHSΘ)生成物- (∑nHfΘ+∑nHSΘ)反应物
=(-1385400-2344.6-286030×2)-(-427010×2-42898×2-811860)
=-208128.6 〔J/（g.mol）〕
答案：B
9. 解：Q=880×1040×250×4.1×(92-72)=1.876×104 (kJ)
W=1.876×104/29260=641203 (kJ)
答案：B
10. 解：分析：N 表示标准状态,(A)指绝对压力。
V=VNT/TN=12345×(273+27)/273=13566 (m3/h)=3.768 (m3/s)
T2=T1(P2/P1)(m-1)/m=(273+27)( 5×105/101.3×103)(1.4-1)/1.4≈473.6 (K)
N=(P1V×im/(m-1))((P2/P1)((m-1)/m)-1)
=(101.3×103×3.768×1×1.4/(1.4-1)) ((5×105/101.3×103)((1.4-1)/1.4)-1)
=7.722×105 (w)≈772.3 (w)
答案：A
从化学方程式中可以看出，硫酸的此时的状态是（L），即纯硫酸，不是溶于水后的状态，故不考虑积分溶解热。
11 蒸发的水量大约是：1800000/（2508.432-16.832）=722.4kg/h
12 解：u1=4Q/3.14d21=(4×9.3×10-3)/(3.14×0.082)=1.85 (m/s)
u2=4Q/3.14d22=(4×9.3×10-3)/(3.14×0.0652)=2.803 (m/s)
∑hf=(λ1L1/d1+ξA+ξB)u12/2g+(λ2L2/d2+ξE+ξF+ξG)u22/2g
7 / 11
=(0.03×14/0.08+0.5+0.7)1.852/2×9.81+(0.4×25/0.065+6.4+0.7+1)2.8032/2×9.81 =10.5 (m)
He=16+10.5=26.5 (m)
Ne=HegQρ=26.5×9.81×9.3×10-31.15×103≈2777 (w)
答案：B
13 解：d2/d1=1/2
u=4Q/3.14d2 → u∝d-2
Re=duρ/μ → Re∝du∝d
d-2=d-1
λ=0.3164/Re0.25 → λ∝Re-0.25∝d0.25 △P=(λL/d)(ρu2/2)
→ △P∝λu2/d∝d0.25
d-2×2d-1∝d-4.75
△P2/△P1=(d2/d1)-4.75=(1/2)-4.75=26.9 (倍) 所以，增加的倍数为：26.9-1=25.9 (倍)
答案：D
14 解：△P=(Pa-P 真空度)-Pa= -P 真空度 u=4Q/3.14d2=4×(50/3600)/(3.14×0.12)=1.768 (m/s)
∑hf=(λL/d+2ξ1+5ξ2+ξ3)u2/2g=(0.02×80/0.1+2×3+5×1.26+0.5)×1.7682/(2×9.18)=4.588(m)
He=△Z+△P/(ρg)+∑hf=15+(-0.08×106/(1000×9.18))+4.558=11.3 (m)
选 15m 的。
Q=50m3/h=50×103L/60min=833 (L/min)
选 1000 L/min 的。
答案：C
15 解：u=4Q/3.14d2=4×(90/3600)/(3.14×0.152)=1.415 (m/s)
∑hf=(λLe/d)u2/2g=0.018×80×1.4152/(0.15×2×9.81)=0.98 (m)
u1=4Q/3.14d12=4×(90/3600)/(3.14×0.22)=0.7958 (m/s)
u2=4Q/3.14d22=4×(90/3600)/(3.14×0.12)=3.183 (m/s)
∑hf=(λ1Le1/d1)u12/2g+(λ2Le2/d2)u22/2g=0.98 (m)
Le1+Le2=80
0.02×Le1×0.79582/(0.2×2×9.81)+ 0.016×(80-Le1)×3.1832/(0.1×2×9.81)= 0.98
Le1≈71 (m)
答案：C
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