注册化工工程师案例考试真题案例下精简版解析.docx

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注册化工工程师案例考试真题案例下精简版解析

2014年注册化工工程师专业考试案例考试（下午）

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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0.15kg/（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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

进料，摩尔分率

塔顶进料，摩尔分率

塔釜出料，摩尔分率

C3

0.0106

0.0121

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1.39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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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）=KC2A，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

答案：

（）

主要解答过程：

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=KC2A，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1.97L/（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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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0.35MPa（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

答案：

（）

主要解答过程：

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20.23W/（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【PRxλxt（To-Ta）÷（PtxS）】1/2—（2λ÷as）}

（A）40（B）50

（C）60（D）70

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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1500kg/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

答案：

（）

主要解答过程：

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

表1：

装置Ⅰ公用工程消耗

序号

名称

单位

小时消耗

能量折算系数

1

冷却水

t

4300

0.0857kgce/t

2

电

Kw.h

8430

0.1229kgce/（Kw.h）

3

软水

t

70

0.4857kgce/t

4

低压蒸汽

t

30

0.1286kgce/kg

5

除氧水

t

60

0.9714kgce/t

6

压缩空气

Nm3

2000

0.0400kgce/m³

表2：

装置Ⅱ公用工程消耗

序号

名称

单位

小时消耗

能量折算系数

1

冷却水

t

1680

0.0857kgce/t

2

电

Kw.h

7736

0.1229kgce/（Kw.h）

3

软水

t

50

0.4857kgce/t

4

低压蒸汽

t

40

0.1286kgce/kg

5

除氧水

t

50

0.9714kgce/t

6

压缩空气

Nm3

3000

0.0400kgce/m³

7

氮气

Nm3

300

0.4000kgce/m³

答案：

（）

主要解答过程：

18、为节约能源，某工艺尾气作为热媒燃料，其压力为8.1MPa（A），送人1.6MPa（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

2

4.05

1.6

B

3

4.72

2.75

1.6

C

4

5.40

3.60

2.40

1.6

D

5

6.18

4.72

2.75

2.09

1.6

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

答案：

（）

主要解答过程：

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

（C）242（D）222

答案：

（）

主要解答过程：

22、某装置有2个常压水洗釜串联操作，温度为95℃，两釜安装高度与液面高度均一样，用泵将前釜水打到后釜。

介质特性可视为水，泵允许吸入真空高度为7m，当地大气压力为90KPa，吸入管路阻力为10KPa，泵吸入口流速1.2m/s。

已知泵的叶轮中心标高为0.5m，问：

最低液面标高（m）为下列哪个数据？

已知：

95℃水的饱和蒸汽压84609Pa，密度962kg/m3

20℃水的饱和蒸汽压2337Pa，密度998g/m3

（A）3.67（B）4.17

（Ｃ）4.1　（Ｄ）3.6

答案：

（）

主要解答过程：

23、有一火炬泄放总管，要求泄放量为40吨/时，泄放介质分子量M=28，泄放温度120℃，火炬水封罐入口压力为0.005MPa（G）。

泄放总管规格为Φ820x10，泄放点到火炬水封罐入口当量长度2000m，阻力系数0.022。

全流量泄放时，泄放点处的背压（MPa（G））为下列哪个数据？

（大气压力按0.1MPa计）

（A）0.02（B）0.118

（C）0.12（D）0.018

答案：

（）

主要解答过程：

24、某管段采用导热系数为45W/（m.℃）的Φ159x4mm无缝钢管，未保温前裸管每米的热损失达25000W/m，现拟采用90mm厚的绝热材料进行包裹，绝热材料的导热系数为0.07W/（m.℃），裸管表面温度为280℃，保温材料外层表面温度为50℃，问保温后每米管道的热损失比裸管状态减少的百分比应为下列哪个数值？

（A）100.0（B）99.5

（C）97.5（D）96.0

答案：

（）

主要解答过程：

25、一外壁不保温卧式丙烷贮罐，安全阀定压P为2.0MPa（火灾工况时压力容器允许超压20%）。

操作温度为26.7℃。

其所需安全阀的泄放能力（G）按火灾工况考虑，G=155400F.A0.82/L（Kg/h）；贮罐的湿表面积A为120m2，无保温容器外壁的修正系数F为1，不同泄放压力下丙烷对应的气化潜热（L）如下表所示：

P（MPa）

1.8

2.0

2.2

2.4

L（kJ/kg）

280

270

255

240

问：

所需安全阀的泄放能力（kg/h）应为下列哪个数据？

（A）32822（B）30186

（C）29175（D）26620

答案：

（）

主要解答过程：