2012年注冊化工工程師專業(yè)考試案例分析考試上

1、2012年注冊化工工程師專業(yè)考試案例考試（上）2012 年 9 月 16 日 8:0011:001、由乙炔與氯化氫在催化劑存在下合成氯乙烯，反應(yīng)進(jìn)行時，氯化氫 過量10mol%,反應(yīng)式為C2H2+HCI CH2CHCI,若反應(yīng)器出口氣體中 氯乙烯含量為90mol%,問乙炔轉(zhuǎn)化率（）就是下列哪個數(shù)值？A 94、 74B 99、 47C 98、 50D 95、40解:設(shè)乙炔轉(zhuǎn)化率為X起始為1mol初態(tài)終態(tài)C2H211-XHCl1 X (1+0、1)1X (1+0、1)-XCH2CHCl0X有 X/(1-X+1、1-X+X)=0、9 得 X=99、47%2. 用下列兩種酸：（1）8%（wt%,下同）

2、H2SO4、87%HNO3、5%出0,（2）98% H2SO4、2%出0,與 2000kg 組成為 26%HNO3、56% H2SO4、18%出0 的混酸調(diào)配成組成為30%HNO3、58% H2SO4、12%出0的混酸，問調(diào) 配后的混酸總量（kg）就是下列哪個數(shù)值？A、3369、 23B、1369、 23C、2564、102805、13解:設(shè)酸1為Xkg，酸2為Ykg則有0、8X+0、98Y+2000 X 0、56=(X+Y+2000) X 0、580、87X+2000X 0、26=(X+Y+2000) X 0、3聯(lián)立解得 X,Y 后得 X+Y+2000=3369、233. 在甲醇催化氧化制甲

3、醛的反應(yīng)中，反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)，使用過量40%的空氣，甲醇轉(zhuǎn)化率70%,若甲醇進(jìn)料為100mol,問反應(yīng)后氣體混合物各組分含量（mol）就是下列哪組數(shù)值?1提示:反應(yīng)式為 CH3OH+ -O2? HCH0+H20ACH3OH:30HCHO:35BCH3OH:30HCHO:70CCH3OH:30HCHO:70DCH3OH:30HCHO:351解:由 CH3OH+亦2 ?112出0:7002：352:263H2O:70O2：35N2：263出0:35O2：352:263H2O:35O2：35N2：263HCHO+ 出01 1100X 0、7357070則反應(yīng)后 n CH30H=100(1-0、

4、7)=30moln H20二n HCHO=70mol僅B符合，其她不再作計算4生產(chǎn)500Nm3煤氣，需用煤、蒸汽與空氣量（kg）為下列哪組數(shù)值? 已知:煤中碳含量為70wt% 煤氣組成（以mol%計）CO:40 H2：182:42 空氣組成（以 mol%計）N2：79 O2：21空氣分子量:29反應(yīng)式:C + H2O =CO + H2 2C + O2=2COA 煤 154、27蒸汽72、32空氣344、11B 煤 107、99蒸汽72、32空氣344、11C 煤 78、 11蒸汽72、32空氣265、85D 煤 107、99蒸汽72、32空氣265、85解:設(shè)使用煤Xkg,蒸汽丫mol,空氣Z

5、mol500 X 0、42/22、4=0、79Z 得 Z=11、867mol 則有 11、867 X 29=344、 1kg500 X 0、18/22、4=Y 得丫=4、02mol 則有 4、02X 18=72、32kg500 X 0、4/22、4=0、7X/12 得 X=153kg油品陽65%C6,35紀(jì)8油品B： 50%C6, 50%C8油品G 53%C6, 47%C85油品A與油品B混合后得油品C的單元操作過程如圖所示，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與C6的組成分別為53%與47%,問油品A與油品B的混合比 例就是下列哪

6、項數(shù)值？C 1:4D 4:1A 0、65:0、5B 0、35:0、5解:由平衡知0、65A+0、5B=(A+B)0、53得 A/B=0、03/0、12=1:46、換熱器將平均比熱容為3、56 kJ/（kg C）的某種溶液自25C加熱 到80C，溶液流量為1、Okg/s。加熱介質(zhì)為120C的飽與水蒸汽（焓值為2708、9kJ/kg），其消耗量為0、095kg/s蒸汽冷凝成同溫度的飽與水（焓值為503、6kJ/kg）。問換熱器的熱損失率（）為下列哪個數(shù)值？飽和水蒸汽° isor1師25t溶液，80 CL啊和水，120tAB 6、54C解:由熱量衡算知W 汽 r二mCpA t+QLDQL=

7、0、095X （2708、9-503、6）-1 X 3、56X （80-25）=13、7035QL/ W 汽 r=13、7035/209、5035=6、54%7、某氣體進(jìn)入氣體冷卻塔與冷卻水直接接觸冷卻，氣體在冷卻塔中 的放熱量為4500000kJ/h不包括水蒸汽的冷凝放熱）。已知:進(jìn)冷卻塔氣體中含水汽量1543kg/h出冷卻塔氣體中含水汽量297kg/h,冷卻水比熱容4、186kJ/（kg G）,冷卻水升溫15C，水蒸氣冷凝潛熱為2570kJ/kg。不考慮氣體在冷卻過程中的損失與塔的吸（散）熱損失。問冷卻水的用量(t/h)就是下列哪個數(shù)值？D 123A 72B 21C 113解:由熱量衡算知

8、M 水 CpA t=(1543-297)x 2570+4500000得 M 水=123t/h8 將10000kg/h的6%(wt%,下同)乙醇溶液送入精餾塔，從塔頂輸出95%乙醇溶液,從塔底輸出含0、乙醇的廢水。問塔底產(chǎn)品流率(kg/h)就是下列哪個數(shù)值?乙網(wǎng)液3634乙賂騎-Ch 4.5kJ/(kg*K)A 937、 8B 10720C 8372D 107210000kg/h CPi= 4.5kJ/(kg*K)解:F=D+WFXf二DX d+WXw得 W=F(X D-Xf)/ (Xd-Xw)=10000X (0、95-0、06)/(0、95-0、001)=9378、3kg/h無答案選項9、

9、根據(jù)第8題圖示，將10000kg/h溫度為368K的乙醇溶液送入精餾 塔，從塔頂輸出343K的乙醇溶液，從塔底排出溫度373K、8400kJ/h的 乙醇廢水。塔頂冷凝器從塔內(nèi)物料取出的熱量為4、9lxi06kJ/h,全塔 熱損失為3、5Xl05kJ/h(原題為3、5Xl06kJ/h)。已知塔頂乙醇溶液的 平均比熱容為2、1kJ/(kg K),進(jìn)料乙醇溶液與塔底乙醇溶液的比熱容 基本與水相同，可取為4、5kJ/(kg K),問塔底再沸器熱負(fù)荷(kJ/h)就是下 列哪個數(shù)值？ (提示:基準(zhǔn)溫度設(shè)為 273K)A 2、9X106B 3、3X106C 5、0X106D 7、3X106解:由熱量衡算知1

10、0000X 4、5X (368-273)+Q=(10000-8000)X 2、1X (343-273)+4、91 X 106+8400X 4、5X (373-273)+3、5X 105得 Q=5X 10610、一個 2、 5 升鋼瓶里裝著 16g 氫氣,鋼瓶最高允許使用壓力為5MPa(A),問鋼瓶氣體允許最高溫度(C)就是下列哪個數(shù)值？A -82、 6B -254、 1C -271 、 3D -85、2解:PV二nRT5X 106X 2、 5X 10-3=16/2X 8、 314T得 T=187、 9K=-85C11、 露天消防水池每天在40 C暴曬下蒸發(fā)0、036m3消防水(密度為1000k

11、g/m3)，問此過程的熵變(kJ/K)就是下列哪個數(shù)值？提示:水在40C、常壓下蒸發(fā)潛熱為43、28kJ/mol,飽與蒸汽壓7、37KPa。A 245、 7B 2014C 276、 4D 4、 98解:蒸發(fā)水為 0、036X 1000/18=2kmol取基準(zhǔn)溫度為 0°C 則有 S=3、6X4、184X40-2000X (7、37/101、3)X43、28=-272、 64KJ/K12、年產(chǎn) 20X104m3 的啤酒廠利用麥汁煮沸鍋的二次蒸汽把水加熱至96 C，再用96 C熱水把72 C、110m3過濾麥汁加熱至90 C ,110m3過濾 麥汁煮沸后得100m3熱麥汁，由熱麥汁釀制成

12、啤酒的總損失為10%,過 濾麥汁的比熱容為4、1kJ/(kg C),密度為1040kg/m3，問該廠利用二次 蒸汽一年可以節(jié)約的燃煤 就是下列哪個數(shù)值？提示:燃煤的熱值按 29260kJ/kg 計A 855B 641C 64100D 577解:110m3過濾麥汁加熱量為Q1二mCpAT=110X 1040X 4、 1X (90-72)=8442720KJQ1/100X (1-10%)=Q2/20X 104Q2=1、87616X 1O10KJ=2926OX 10-3MM=641t13、某廠利用壓縮空氣從硫酸貯槽向硫酸高位槽壓送 98%濃硫酸 , 高位槽液面距貯槽液面位差 20 米,高位槽與大氣相

13、同 ,每次壓送 3m3, 要求在20分鐘內(nèi)壓送完畢，濃硫酸密度為1820kg/m3，采用內(nèi)徑為 40mm的碳鋼管輸送，管道總長50米，摩擦系數(shù)入按0、02計,有兩個 90°彎頭與一個半開的截至閥 ,90°彎頭與一個半開的截止閥阻力系數(shù) 分別按0、5與9計。問壓縮空氣的壓力(MPa)至少就是下列哪個數(shù)值？A 0、 373 B 0、 397 C 0、 434 D 0、 488 解:Q=3/(20/60)=9m3/hu=Q/0、 785d2=2m/sP/p 二gZ+(入 l/d+ 刀 Z +1)U12/2=9、81 X 20+(0 02X 50、04+2X 0、5+9+1)X 2

14、2/2P=0 488 X 106Pa14、用離心泵從常壓硫酸貯槽向密閉硫酸高位槽輸送濃硫酸 ,已知高 位槽液面距泵的進(jìn)口位差 28米,貯槽液面高出泵進(jìn)口 3米,高位槽液面 壓力為50kPa泵的進(jìn)出口管路均為 089X4、5mm碳鋼管，管路總長50 米,所有局部阻力當(dāng)量長度為 20米濃硫酸在管內(nèi)的摩擦系數(shù)為 0、025, 已知離心泵流量為20m3/h,濃硫酸密度按1820kg/m3，離心泵的效率n 按70%計，問需要離心泵的揚(yáng)程(m)與軸功率(kW)就是下列哪組數(shù)值？A 29、2 及 4、1B 28 、8 及 3、5C 32、2 及 4、5D 32、2 及 4、 1解:H=Z+ P/p g +

15、入(l+le)/du2/2gu=Q/0、785d2=1、1m/sH=(28-3)+50X 103/(1820 X 9、81)+0 025 X (50+20)/0、08 X 1、12/(2 x 9、 81)=29、 1mN二QHp g/ n =20X 29、1 X 1820X 9、81/(3600 X 0、7)=4123w=4 1KW15、某石化廠用 325 X 12 5mm的鋼管將原油由碼頭輸送到 6000 米外的廠內(nèi)罐區(qū)，管路的允許壓降為0、2MPa，問該管路的最大運(yùn)輸量(t/h)就是下列哪個數(shù)值？(原油密度為850kg/ m3, ?=0、03)A 225B 190C 265D 45解: P

16、/p 二刀hf二入(l/d)u2/20、 2X 106/850=0、 03X6000/(0、 325-2X 0、 0125)X u2/2u=0 、 886m/sQ=0、 785d2up =225m3/hX 850kg/m3=191、 5t/h16、某廠由水面恒定的高位敞口水槽向 300米外的敞口設(shè)備供水 ,水 槽液面至出水口的垂直高度為 6、 5米,供水管內(nèi)徑為 100毫米,若管路 的總阻力按61、5kJ/kg考慮，問管路中水的流量(m3/h)就是下列哪個 數(shù)值？A 60B 128C 43D 64解:列方程gZ=u2/2+E hf9、81 x 6、5= u2/2+61、5 得 u=2、13m/

17、sQ=0、785d2u=0、785x 0、12x 2、13x 3600=60m3h17、用泵將水從敞口貯槽送至冷卻塔 ,貯槽水面至塔頂水出口處高差為10m,冷卻塔內(nèi)壓力為3X04Pa(G)輸水管內(nèi)徑為100mm,管路總長 為100m(包括所有局部阻力的當(dāng)量長度)，輸水量為70m3/h，已知啟0、 024,泵的效率為 70%,問泵的軸功率 (kW) 就是下列哪個數(shù)值？A 2、 75B 5、 78C 5、 61D 4、63解:u=Q/0、785d2=70/(0、785x 0、12x 3600)=2、48m/sH=Z+ P/p g + 入(l/d)u2/2g=10+3x 104/(1000x9、 8

18、1)+0、 024x(100/0、 1)x2、 482/(2x9、81)=0、 58mN=QHp g/ n =70x 20、58 x 1000 x 9、81/(3600 x 0、7)=5、61KW18、由敞口高位槽向精餾塔進(jìn)料 ,高位槽液位距槽底部恒定保持 2 米不變，且距精餾塔進(jìn)料口高度為H米,物料輸送管為108x4mm不銹鋼 管，管長H+5米,管路上所有管件的阻力降為5、32Nm/kg。精餾塔的 操作壓力為2、94X104Pa精餾塔的進(jìn)料量必須控制在 50m3/h,物料的 密度為1200kg/m3。問高位槽底部到精餾塔進(jìn)料口最小高度(m)就是下 列哪個數(shù)值？(注入=0、027)A 3、 5

19、7 B 1、 57 C 1、 12 D 1、 02解:Hg= P/p +(入 l/d+ Z )u2/2+刀 hf得 H=3、 57m則 H-2=1、 57m19、 有一氣體壓縮機(jī)級間冷卻器，總傳熱面積為54、8m3，將某種氣體 從120C冷卻到40C。使用的冷卻水入口溫度為32C，溫升10C，與氣 體作逆流流動，換熱器的總傳熱系數(shù)約為250W/(m2 -C),冷卻水的平均 比熱容4、187kJ/(kg C),平均溫差的修正系數(shù)為0、76，問冷卻水的用 量 (kg)就是下列哪個數(shù)值？A 27727B 7596C 31798D 35547解:由氣 12040水 4232788tm=(78-8)/l

20、n(78/8)=30、 74 tm'0、76Atm=23、36Q=KA tm 'mCpA tm= KA tm'/CpAt=3、6X250X 54、8X23、36/4、187X (42-32)=27563kg20、 某一氣體冷卻器采用逆流換熱。將空氣從 50 C冷卻到35 C，氣 體的比熱容Cp=1 kJ/(kg C),流量5040kg/h,換熱器的面積為28m2,傳熱 系數(shù)為60W/(m2；C )，冷卻水進(jìn)口溫度為25C，問水的出口溫度C )就是下列哪個數(shù)值？ (提示 :按算術(shù)平均溫差計算傳熱推動力 )A 35B 37C 18D 29解:設(shè)水出口溫度為t,則有tm=(5

21、0+35)/2-(t+25)/2=(60-t)/2Q=KA tm=mCp t60x 3、6X 28x (60-t)/2=5040x 1 x (50-35)t=35°C21、一空氣冷卻器 ,空氣在管外橫向流過 ,管外側(cè)的對流傳熱系數(shù)為90W/(m2 ；C),冷卻水在管內(nèi)流過，管內(nèi)側(cè)的對流傳熱系數(shù)為4000W/(m2 :C),冷卻管為 32x、5mm的鋼管，其導(dǎo)熱系數(shù)50W/(m2 C)，問總傳熱系數(shù)KW/(m 2 C)就是下列哪個數(shù)值？A 49、 20B 28、 72C 0、 03D 87、25解:1/Ko=do/ adi+Rsido/di+bdo/入 dm+Rso+1/ aK 0=8

22、7、 2522、某廠一平壁定態(tài)加熱爐的爐壁由耐火磚、保溫磚與建筑磚三種 均勻材料組成 ,相鄰材料之間密切接觸 ,各層材料的熱阻依次為 R1=0、2m2 K/W,R2=0、 8m2 K/W,R3=0、 3m2 K/W 。已測得耐火磚與保溫磚接 觸面上的溫度 t2=804C ,保溫磚與建筑磚接觸面上的溫度 t1=260C ,問爐壁導(dǎo)熱的總溫差 (K) 就是下列哪個數(shù)值？A 2357 B 544 C 884 D 442解:q=A T/ 刀 R=(t2-t1)/R T=(804-260) X (0、2+0、8+2、3)/0、8=88423、有一逆流管殼式換熱器 ,用循環(huán)水冷卻工藝廢水送出界區(qū)。循環(huán)水的進(jìn)口溫度為32C，出口溫度控制在42C，工藝廢水流量為8000kg/h, 溫度120C，要求冷卻到60C，換熱器的傳熱系數(shù)K=1000W/(m2 °C), 工