2012年注冊(cè)化工工程師專業(yè)考試案例考試試題（下）

2012年9月16日14：00-17：00

1. 采用連續(xù)干燥機(jī)干燥含水量為30%的化學(xué)纖維，進(jìn)料量為9600kg/h，干燥后成品含水量控制4%以下（以上皆為濕基），以成品量計(jì)算，該干燥機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力（kg/h）與下列哪項(xiàng)數(shù)據(jù)接近？

A  6304       B  7104        C 7000        D  6989

2. 有含尿素的兩相流體，在臨界條件下流動(dòng)，采用全啟式安全閥。數(shù)據(jù)如下：兩相流體流量79000kg/h，氣體泄放流量28000kg/h，泄放壓力0.40MPa，泄放溫度158℃，氣體分子量M=20.4，氣體壓縮因子Z=1，氣體特性常數(shù)X=329，流量系數(shù)C0=0.975，背壓修正系數(shù)Kb=1，已知液體的最小泄放面積為1158mm2，計(jì)算出安全閥喉管截面積（mm2）是多少？

    氣相安全閥最小泄放面積公式為：

       A =  

     式中：W：氣體泄放量，kg/h

             C0：流量系數(shù)

             X：氣體特性常數(shù)

             P：泄放壓力，MPa

             Kb：安全閥背壓修正系數(shù)

             T：泄放溫度，K

             Z：氣體壓縮因子

             M：氣體分子量

A  13200        B 9150        C  14300       D  8000

3. 在容器頂部欲設(shè)置安全閥排放氮?dú)�，設(shè)計(jì)溫度t=130℃，現(xiàn)選用全啟式安全閥，安全閥定壓p=0.4×106Pa（G），全啟時(shí)噴嘴有效面積A=7.80cm3，如果不考慮背壓修正系數(shù)Kb的影響，該安全閥的安全泄放能力（kg/h）是多少？

安全閥安全泄放量公式

        W= 230×A×（ ）×Kb×

          A：安全閥通道有效面積，cm2

          P：安全閥定壓，Pa（G）

          T：氣體泄放溫度，K

          M：分子量

          Z：氣體壓縮因子（Z=1）

          Kb：安全閥背壓修正系數(shù)

A  4162.94      B  1671.88       C 2364.40       D 4600.71

4. 在操作壓力為196.14kPa（A），操作溫度為50℃時(shí)，用CO與大量水相接觸，若50℃時(shí)水的飽和蒸汽壓為12.35kPa，CO的飽和含濕量（kgH2O/kgCO）是下列哪個(gè)數(shù)值？

A  0.043       B  0.563        C 0.073        D  0.053

5. 氣體混合物中溶質(zhì)的濃度為Y1=0.02（摩爾分率），要求回收率為90%，氣液相平衡關(guān)系Ye=1.0X，入塔液體含溶質(zhì)濃度為X2=0.0001（摩爾分率），液氣比為L(zhǎng)/V=2，傳質(zhì)單元數(shù)NOG為下列哪個(gè)數(shù)值？

A  5.00       B  3.49        C 2.31        D  4.31

6. 已知某物質(zhì)A和B的純組分飽和蒸汽壓與溫度關(guān)系：

  = 7.261 -  

  = 6.970 -  

式中：p0為純組分在系統(tǒng)溫度下飽和蒸汽壓

       t為系統(tǒng)溫度（℃）

設(shè)二組分溶液在常壓下，20℃時(shí)可視為理想物系，其相對(duì)揮發(fā)度是下列哪個(gè)數(shù)值？

A  2.95        B 2.47        C  1.51       D  2.36

7. 常壓連續(xù)精餾塔中分離含A、B兩種組分的理想溶液，進(jìn)料中A組分濃度為0.40（摩爾分率），塔頂餾出液中A組分濃度0.95（摩爾分率），塔釜液中A組分濃度為0.05（摩爾分率），塔頂采用分凝器，進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料。若操作條件下塔頂組分間的相對(duì)揮發(fā)度為2.72，塔釜組分間的相對(duì)揮發(fā)度為2.24，該塔需要的最少理論塔板數(shù)最接近下述哪個(gè)值？

  A 7            B  6            C  5            D  8

8. 已知某氣體反應(yīng)2A→R為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速度常數(shù)k=0.231（分鐘-1）。若開(kāi)始時(shí)反應(yīng)混合物中A占體積80%，反應(yīng)過(guò)程中維持壓力不變。3分鐘后反應(yīng)混合物體積減少了的百分?jǐn)?shù)（%）為下列哪個(gè)數(shù)值？

  A 80           B 20           C 60           D  40

9. 以等摩爾比的物質(zhì)A和B，用H2SO4做催化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成物質(zhì)為C，該反應(yīng)為簡(jiǎn)單二級(jí)反應(yīng)。

已知：物質(zhì)A的處理量為 FA0=1kmol/h

      反應(yīng)速度常數(shù)     k =1.97L/kmol·min

      物質(zhì)A、B的初始濃度 CA0=CB0=0.005kmol/L

要求物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率XA為80%，那么活塞流反應(yīng)器和單釜全混流反應(yīng)器分別計(jì)算所需的反應(yīng)器有效體積VR（m2）是下列哪組數(shù)值？

A  1.4 8.5   B  81.6 507.6    C  1.4 6.8    D  53.7 507.6

10. 按一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行等溫等容不可逆反應(yīng)來(lái)分解液體A，在間歇反應(yīng)器中經(jīng)5分鐘運(yùn)行，A轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%。如果要使轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，再需要的反應(yīng)時(shí)間（分鐘）是下列哪個(gè)數(shù)值？

A  16.6       B  2        C 7.2        D  11.6

11. 某反應(yīng)器裝填的有效催化劑體積為40m3，其操作空速為2.5h-1（體），先打算把現(xiàn)有催化劑全部換成體積相同的新催化劑，新催化劑操作空速是舊催化劑的1.25倍。更換完新催化劑后反應(yīng)器可以達(dá)到的處理量（m3/h）

A  50       B  80        C 100        D  125

12. 水在壓力0.05MPa（A）下的沸騰溫度為80.9℃，汽化熱為2303kJ/kg。把20kg的水在壓力0.05MPa（A）下從12℃加熱到沸騰溫度并全部汽化，已知12℃水的焓為50kJ/kg。所需加入的熱量（kJ）和蒸汽焓（kJ/kg）為下列哪組數(shù)值？

A 51820  338    B 5760 2641    C 5760  338   D 51820  2641

13. 在某套管換熱器中，冷熱兩流體進(jìn)行逆流傳熱。冷流體的流量為7200kg/h，比熱容為4.2kJ/（kg·℃），進(jìn)口溫度和出口溫度分別為15℃和40℃。熱流體從130℃降至45℃，該換熱器的總傳熱系數(shù)為2kW/m2·℃，則所需的傳熱面積是下列哪個(gè)數(shù)值？

A  2        B 6        C  14       D  22

14. 在回收苯過(guò)程中，采用將苯蒸發(fā)到干燥的氮?dú)庵�，所形成的混合氣體（不含水）在30℃，一個(gè)大氣壓（絕壓）下苯對(duì)氮?dú)獾南鄬?duì)濕度φ=60%。為回收混合氣體中的苯，將混合氣體冷卻至飽和溫度-11.5℃。已知苯在-11.5℃和30℃時(shí)的飽和蒸汽壓分別為10mmHg和118mmHg，此時(shí)苯回收率（%）為下列哪個(gè)數(shù)值？

A  87        B 40        C  70       D  60

15. 乙烷熱裂解制乙烯反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，800K時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k=3.43s-1，反應(yīng)中加入大量的水蒸氣，可按恒容反應(yīng)處理。乙烷轉(zhuǎn)化率為85%時(shí)所需的反應(yīng)時(shí)間（s）是下列哪個(gè)數(shù)值？

A  0.55        B 0.20        C  4.50       D  2.25

16. 用一精餾塔對(duì)苯與甲苯混合物進(jìn)行分離（常壓操作），進(jìn)料量為90kmol/h，其中苯的摩爾含量為0.25，要求塔頂苯的摩爾含量達(dá)到0.9，苯回收率達(dá)到90%，在飽和液體進(jìn)料時(shí)，塔頂冷凝器的最低冷凝負(fù)荷（kJ/h）為下列哪個(gè)數(shù)值？

A  2.85×106     B  2.05×106     C  3.52×106     D  2.37×106

17. 使用一個(gè)單程列管換熱器用冷卻水逆流某氣體從155℃冷凝到85℃。氣體的流量2000kg/h，其比熱容為1.02kJ/（kg·℃）。已知在冷卻水入口溫度15℃時(shí)，其用量1500kg/h，如果冷卻水入口溫度提升到20℃，其用量為下列哪個(gè)數(shù)值？（提示：假定升溫后換熱器傳熱系數(shù)不變。可用算數(shù)平均溫差作為傳熱平均溫差）

A  1530        B 2670        C  4350       D  1830

18. 用水測(cè)定一離心泵的性能，得流量Q=11m3/h，泵入口真空表讀數(shù)Pb=165mmHg，泵出口壓力表讀數(shù)Pc=0.18MPa，壓力表和真空表兩測(cè)壓截面的垂直距離h0=0.5m，軸功率N=1.10kW，該離心泵的壓頭H（m）和效率η%分別是下列哪組數(shù)值？

A 16.30  44.40  B 20.53  55.90   C 20.59 56.10   D 21.10  57.50

19. 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用離心泵從水池向高位槽輸送清水，流量為45m3/h，在此流量下該泵的允許吸上真空高度Hs為4.8m，吸入管段的管徑為80mm，吸入管段總阻力hf為1.3m，若水池和高位槽皆為敞開(kāi)式。在不考慮安全裕量情況下，對(duì)于該泵的允許安裝高度（m），下列哪組數(shù)值是正確的。

A  3.18       B  3.5        C 4.8        D  43.33

20. 欲將比重為1.5、壓力為100kPa（G）的混合溶液用泵送入反應(yīng)器，流量為10m3/h，提升總高度合計(jì)為8.5m，反應(yīng)器內(nèi)壓力為500kPa（G），如果管路總的阻力損失為50kPa，在選擇輸送泵時(shí)，該泵的揚(yáng)程（m液柱）理論上為多少？

A  54.40       B  85.68        C 39.08        D  43.33

21. 用離心泵將減壓精餾塔中的液體輸送至高位槽，釜中真空度為68×103Pa，液體處于沸騰狀態(tài)。泵的吸入管段總阻力為0.88m液柱，流體密度為980kg/m3，從樣本查得該泵需要的凈正吸入壓頭NPSHr為2.8m，現(xiàn)該泵的中心位置處在塔釜液面下2m處，在未考慮安全裕量的時(shí)，該泵的幾何安裝高度Hg(m)需要如何調(diào)整？

A 提高0.08m   B 再下降1.68m   C 再下降5.28m   D 要提高1.78m

22. 某有機(jī)硅裝置生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生兩股含有HCl的尾氣，擬在一個(gè)吸收塔用20℃的清水回收兩股氣體中的HCl，一股流量146kmol/h，HCL含量為10%（摩爾分?jǐn)?shù)），由塔釜加入；另一股流量108kmol/h，HCl含量4%在吸收塔的最佳進(jìn)料位置單獨(dú)加入，吸收塔常壓操作，操作條件下亨利系數(shù)為2.786×105Pa，若要求HCl的總回收率不低于95%，吸收塔上段實(shí)際液氣比取最小液氣比的1.2倍，吸收塔需要加入的吸收劑量（kmol/h）為下述哪個(gè)數(shù)值？

A  254       B  698        C 754        D  838

                              

23. 根據(jù)22題題意，若吸收塔第二股物料進(jìn)料處塔內(nèi)液相組成為1.2%，塔釜排出的吸收液中HCl的含量為23%（摩爾分?jǐn)?shù)），其他條件不變，吸收塔的塔徑取1400mm，測(cè)得吸收塔的Kyα=28.8kmol/（m3·h），此時(shí)吸收塔下半部的填料高度（m）為多少？（提示：吸收塔下段平均推動(dòng)力ΔYm=0.0179）

A  11       B  10        C 9        D  8

24. 如圖：精餾塔液面與再沸器入口的高度差為H（m），再沸器入塔口與液面的高度差為3m，再沸器入口的液體密度為ρL=738kg/m3，再沸器和上升管的均相密度ρ=18.38kg/m3，當(dāng)H=4m時(shí)，再沸器和上升塔的總靜壓頭損失為下面哪個(gè)數(shù)值？

A  50.7       B  0.72        C 29        D  1.26

25. 根據(jù)24題題意，當(dāng)系統(tǒng)總阻力為40kPa時(shí)，圖示的甲醇精餾塔液面與再沸器入口之間的高度差H（m）是多少？

A  5.74       B  0.22        C 0.55        D  8.43