注册化工工程师专业考试案例分析考试上Word格式文档下载.docx
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70O2:
35N2:
263
BCH3OH:
70H2O:
CCH3OH:
35O2:
DCH3OH:
由CH3OH+
O2↔HCHO+H2O
1
11
100×
0.7357070
则反应后nCH3OH=100(1-0.7)=30mol
nH20=nHCHO=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:
40H2:
18N2:
42
空气组成(以mol%计)N2:
79O2:
21空气分子量:
29
反应式:
C+H2O=CO+H22C+O2=2CO
A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蒸汽72.32空气265.85
设使用煤Xkg,蒸汽Ymol,空气Zmol
500×
0.42/22.4=0.79Z得Z=11.867mol则有11.867×
29=344.1kg
0.18/22.4=Y得Y=4.02mol则有4.02×
18=72.32kg
0.4/22.4=0.7X/12得X=153kg
5.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?
A0.65:
0.5B0.35:
0.5C1:
4D4:
1
由平衡知
0.65A+0.5B=(A+B)0.53
得A/B=0.03/0.12=1:
4
6.换热器将平均比热容为3.56kJ/(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?
AB6.54CD
由热量衡算知
W汽r=mCp△t+QL
QL=0.095×
(2708.9-503.6)-1×
3.56×
(80-25)=13.7035
QL/W汽r=13.7035/209.5035=6.54%
7.某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)。
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?
A72B21C113D123
M水Cp△t=(1543-297)×
2570+4500000
得M水=123t/h
8.将10000kg/h的6%(wt%,下同)乙醇溶液送入精馏塔,从塔顶输出95%乙醇溶液,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?
A937.8B10720C8372D1072
F=D+W
FXf=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4.91×
106kJ/h,全塔热损失为3.5×
105kJ/h(原题为3.5×
106kJ/h)。
已知塔顶乙醇溶液的平均比热容为2.1kJ/(kg·
K),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/(kg·
K),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)
A2.9×
106B3.3×
106C5.0×
106D7.3×
106
10000×
4.5×
(368-273)+Q=(10000-8000)×
2.1×
(343-273)+4.91×
106+8400×
(373-273)+3.5×
105
得Q=5×
106
10.一个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-82.6B-254.1C-271.3D-85.2
PV=nRT
5×
106×
2.5×
10-3=16/2×
8.314T
得T=187.9K=-85℃
11.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?
水在40℃、常压下蒸发潜热为43.28kJ/mol,饱和蒸汽压7.37KPa。
A245.7B2014C276.4D4.98
蒸发水为0.036×
1000/18=2kmol
取基准温度为0°
C则有
△S=3.6×
4.184×
40-2000×
(7.37/101.3)×
43.28
=-272.64KJ/K
12.年产20×
104m3的啤酒厂利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?
燃煤的热值按29260kJ/kg计
A855B641C64100D577
110m3过滤麦汁加热量为
Q1=mCp△T
=110×
1040×
4.1×
(90-72)=8442720KJ
Q1/[100×
(1-10%)]=Q2/20×
104
Q2=1.87616×
1010KJ=29260×
10-3M
M=641t
13.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λ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?
A0.373B0.397C0.434D0.488
Q=3/(20/60)=9m3/h
u=Q/0.785d2=2m/s
P/ρ=gZ+(λl/d+∑ζ+1)u12/2
=9.81×
20+(0.02×
5/0.04+2×
0.5+9+1)×
22/2
P=0.488×
106Pa
14.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Φ89×
4.5mm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η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?
A29.2及4.1B28.8及3.5C32.2及4.5D32.2及4.1
H=Z+P/ρg+λ[(l+le)/d]u2/2g
u=Q/0.785d2=1.1m/s
H=(28-3)+50×
103/(1820×
9.81)+0.025×
[(50+20)/0.08]×
1.12/(2×
9.81)
=29.1m
N=QHρg/η=20×
29.1×
1820×
9.81/(3600×
0.7)=4123w=4.1KW
15.某石化厂用Φ325×
12.5mm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,λ=0.03)
A225B190C265D45
△P/ρ=∑hf=λ(l/d)u2/2
0.2×
106/850=0.03×
[6000/(0.325-2×
0.0125)]×
u2/2
u=0.886m/s
Q=0.785d2uρ=225m3/h×
850kg/m3=191.5t/h
16.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?
A60B128C43D64
列方程gZ=u2/2+∑hf
9.81×
6.5=u2/2+61.5得u=2.13m/s
Q=0.785d2u=0.785×
0.12×
2.13×
3600=60m3/h
17.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3×
104Pa(G),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λ=0.024,泵的效率为70%,问泵的轴功率(kW)是下列哪个数值?
A2.75B5.78C5.61D4.63
u=Q/0.785d2=70/(0.785×
3600)=2.48m/s
H=Z+P/ρg+λ(l/d)u2/2g
=10+3×
104/(1000×
9.81)+0.024×
(100/0.1)×
2.482/(2×
=0.58m
N=QHρg/η=70×
20.58×
1000×
0.7)=5.61KW
18.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米不变,且距精馏塔进料口高度为H米,物料输送管为Φ108×
4mm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2.94×
104Pa,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λ=0.027)
A3.57B1.57C1.12D1.02
Hg=P/ρ+(λl/d+ζ)u2/2+∑hf
得H=3.57m
则H-2=1.57m
19.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?
A27727B7596C31798D35547
由气120-----40
水42-------32
788
△tm=(78-8)/ln(78/8)=30.74
△tm’=0.76△tm=23.36
Q=KA△tm’=mCp△t
m=KA△tm’/Cp△t
=3.6×
250×
54.8×
23.36/[4.187×
(42-32)]=27563kg
20.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=1kJ/(kg·
℃),流量5040kg/h,换热器的面积为28m2,传热系数为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?
按算术平均温差计算传热推动力)
A35B37C18D29
设水出口温度为t,则有
△tm=(50+35)/2-(t+25)/2=(60-t)/2
Q=KA△tm=mCp△t
60×
3.6×
28×
(60-t)/2=5040×
1×
(50-35)
t=35°
C
21.一空气冷却器,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Φ32×
2.5mm的钢管,其导热系数50W/(m2·
℃),问总传热系数K[W/(m2·
℃)]是下列哪个数值?
A49.20B28.72C0.03D87.25
1/K0=d0/αidi+Rsid0/di+bdo/λdm+Rso+1/αo
K0=87.25
22.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=0.2m2·
K/W,R2=0.8m2·
K/W,R3=0.3m2·
K/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?
A2357B544C884D442
q=△T/∑R=(t2-t1)/R
△T=(804-260)×
(0.2+0.8+2.3)/0.8=884
23.有一逆流管壳式换热器,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?
A18.6B16.8C11.4D8.2
△tm=[(120-42)-(60-32)]/ln[(120-42)/(60-32)]=48.8
A=8000×
4.187×
(120-60)/(1000×
48.8×
3.6)=11.4
24.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?
A60B65C68D70
Q=m油Cp油△T=m水1Cp水1△t1=m水2Cp水2△t2
∴△t2/△t1=m水1/m水2
(t-30)/(75-15)=1/2得t=60℃
25.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/(kg·
K),冷却水平均比热容为4.186kJ/(kg·
K),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?
A118B131C138D124
Q=m水Cp水△tη=m麦Cp麦△T
m水4.186×
(80-3)×
0.95=100×
(97-8)
m水=124m3/h
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