精品2013年注册化工工程师专业案例分析(下午).doc

1、异丁烷和正丁烷的分离塔塔顶设有全凝器，塔釜设有再沸器，分离塔数据如下：组分进料，摩尔分率塔顶出料，摩尔分率塔釜出料，摩尔分率c30.01060.02120异丁烷0.47770.88010.0476正丁烷0.37870.09870.6956戊烷0.132900.2568塔顶和塔釜温度下异丁烷与正丁烷的相对挥发度分别为1.35和1.25，问该塔塔内的最小理论塔板数应为下列哪个数值？（a）18 （b）16（c）14 （d）12答案：（ ）主要解答过程：2013年度全国注册化工工程师执业资格考试专业案例试卷（上午）2、某连续操作精馏塔分离苯-甲苯混合液，进料中含苯45mol%，分离要求馏出液中苯含量99mol%，塔釜液甲苯含量95mol%。塔顶全凝器将28130kg/h蒸汽冷凝成液体，液体在泡点下回流，苯的分子量78，甲苯的分子量92，若塔顶出料量148kml/h，该塔的回流比应为下列哪个数值？（a）1.28 （b）1.36（c）1.43 （d）1.52答案：（ ）主要解答过程：2013年度全国注册化工工程师执业资格考试专业案例试卷（下午）3、某厂采用常压精馏塔分离某二元混合物，已知相对挥发度=3，塔顶设有全凝器，回流比r=2.6.若要求塔顶a组分浓度达到99.9mol%，问精馏塔第二块理论板（塔板编号由塔顶向下）上升气体的浓度（mol%）应为下列哪一数值？（a）90.7 （b）96.0（c）98.8 （d）99.8答案：（ ）主要解答过程：2013年度全国注册化工工程师执业资格考试专业案例试卷（下午）4、如附图，再沸器入口液体密度750kg/m3，出出口气液混相密度75kg/m3。再沸器入口管线摩擦压降为0.5m液柱，再沸器出口管线摩擦压降为1.5m液柱，再沸器壳侧的摩擦压降为0.1m液柱。再沸器壳测直径d为800mm，塔釜液位高度h2为1000mm，h3为1500mm。再沸器的最小安装高度h1（mm）为下列哪个数值？提示：再沸器壳测液体密度可取其进出口密度的平均值计算。h3h2h1d正常液位（a）310 （b）710（c）1100 （d）1585答案：（ ）主要解答过程：2013年度全国注册化工工程师执业资格考试专业案例试卷（下午）5、某产品干燥工艺设计条件为大气压强101.3kpa（a），气相温度25时水的饱和蒸汽压为3.169kpa（a），相对湿度70%，投产后夏季温度高达36（36时水的饱和蒸汽压为5.947kpa（a），相对湿度90%时发现产品含水量超标，问空气的湿度（是含量kg水/kg干空气）比原设计高出的应为下列哪个数值？（a）0.0141 （b）0.0139（c）0.0347 （d）0.0208答案：（ ）主要解答过程：6、某甲醇装置采用常压连续精馏塔分离76wt%的甲醇水溶液，其中含甲醇4086kg，要求塔顶产品浓度为99.9mol%，塔底甲醇含量为1mol%，回流采用全凝器，液体在泡点下进行回流，若操作回流比r=0.68，试问全凝汽的冷凝量（kmol/h）为下列哪个数据？（a）304 （b）267（c）214 （d）87答案：（ ）主要解答过程：7、拟在填料塔内采用40的热水增湿温度为32、相对湿度=30%的空气，增湿空气用于丙烯氧化制丙烯酸的反应单元。空气入口压力为101.3kpa（a），气、液两相逆向流动，32的水的饱和蒸汽压为4.755kpa（a），出口气体最大热焓i2=210kj/kg干空气，若将出水温控制在35以下，问所需要的最小气液比（v/l）应为下列哪个数值？提示：湿空气的焓计算式：i=（1.01+1.88h）t+2500hi :湿空气的焓kj/kg干空气t:温度 h：湿度kg水/kg干空气（a）0.135 （b）0.195（c）0.217 （d）0.318答案：（ ）主要解答过程：8、按一级反应动力学进行等温等容不可逆反应来分解液体a，在间歇反应器中经10分钟运行，a转化率达到50%。如果要使转化率达到90%，再需要的反应时间（分钟）是下列哪个数值？（a）23.2 （b）33.2（c）7.2 （d）11.6答案：（ ）主要解答过程：9、某反应器装填的催化剂体积为50m3，其操作空速为3h-1（体）。现打算把现有催化剂全部换成体积相同的新催化剂，新催化剂的操作空速是旧催化剂的1.25倍。更换完新催化剂后反应器可以达到的处理量（m3/h）是下列哪个数值？（a）120.0 （b）135.5（c）150.0 （d）187.5答案：（ ）主要解答过程：10、已知某 反应为2ac的一级反应，反应速度常数k=13.86h-1，若开始时反应混合物中a占体积80%，反应过程中维持压力不变，那么3分钟后反应混合物减少的体积百分数（%）为下列哪个数值？（a）80 （b）20（c）60 （d）40答案：（ ）主要解答过程：11、在全混流反应器中进行ap反应，其速率方程为：-ra=kca其反应速度常数k与反应温度t有如下关系：k=-2000exp（-4500/t）式中：t反应温度：k反应物的初始浓度cad=3kmol/m3，转化率80%。现为提高生产效率，拟将反应温度从120提高到130，保持同样的转化率，问温度提高后产量增加的百分比是下列哪个数值？（a）32.8 （b）30.5（c）26.4 （d）16.9答案：（ ）主要解答过程：12、一个连续操作的单效蒸发器，使用120的饱和蒸汽1550kg/h（冷凝水在饱和温度下排放）每小时将温度为40的2000kg某水溶液从质量分数0.1浓缩到0.3，溶液的平均比热容为1.77kj/（kgk）（忽略稀释热）。蒸发器的操作压力为40kpa（），在该压力下溶液的沸点为80，已知80、120下水的汽化热分别为2308kj/kg，2205kj/kg，问该蒸发器的热量损失量（kj/s）是下列哪个数值？（a）10.78 （b）38.82（c）55.13 （d）72.34答案：（ ）主要解答过程：13、用一常压连续精馏塔分离含苯0.45（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶产品含苯0.9750以上，塔釜产品含苯0.0235以下，进料为饱和液体，进料量为15000kg/h。回流比r为3.5.塔顶冷凝器的热负荷（kj/h）是下列哪个数值？（已知：苯的分子量为78，甲苯的分子量为92，塔顶混合液气化热为31000kj/kmol）（a）9.3106 （b）1.09107（c）1.2107 （d）9.4108答案：（ ）主要解答过程：14、将常压下温度25，湿度为0.025kg/（kg干空气），流量为6.5kg/s的湿空气通过一个预热器加热到95，预热器用120的饱和蒸汽供热，冷凝液饱和温度下排放，问需要加热蒸汽量（kg/h）是下列哪个数值？（提示：水在25时的气化潜热为2490kj/kg，120蒸汽的冷凝热为2205kj/kg）（a）52.2 （b）58.9（c）60.4 （d）62.9答案：（ ）主要解答过程：15、某浮阀塔塔板间距为450mm，泛点率取80%，负荷最大塔盘操作条件为：液体速率为31m3/h。气相流率为410m3/h，液相密度为450kg/m3,气相密度为45kg/m3，混合液体平均表面张力为6mn/m。气相负荷因子c为0.05m/s，降液管截面积/塔板截面积=0.1，根据上述条件，初选的合适塔径（mm）为下列哪个数值？提示：液汽气速计算公式为：uf=c1-22c气相负荷因子1液相密度 kg/m32气相密度kg/m3（a）1000 （b）1200（c）1400 （d）1600答案：（ ）主要解答过程：16、某厂生产naoh水溶液，需要从浓度10%蒸发浓缩到50%（质量百分数，下同），蒸发器的进料初始温度为20，蒸发器产生的二次蒸汽温度为142.9，压力为392.4kpa a，该条件下，二次蒸汽的焓为2646kj/kg，蒸发器加热蒸汽的气化潜热为2143kj/kg，浓缩naoh溶液消耗加热蒸汽1500kg/h，已知naoh水溶液的焓值：10%为70kj/kg，50%为650kj/kg，问蒸发器处理的naoh溶液量（按进料计，kg/h）是下列哪个数值？（a）1939 （b）1824（c）1477 （d）1182答案：（ ）主要解答过程：17、以260的饱和水蒸气冷凝将反应物料由70预热到150。物料的进料量为16600kg/h，平均比热为2kj（kg）；260饱和水蒸气的气化潜热为1660kj/kg（热损失忽略不计）。预热所需的蒸汽量（kg/h）是下列哪个数值？（a）1000 （b）1600（c）2000 （d）3200答案：（ ）主要解答过程：18、现有脱盐水除氧器，其操作温度为104，操作压力为0.019mpa（g），根据供水流量和压力要求，已选一台锅炉给水泵，从泵样本查的npshr为3.6m，汽蚀余量的安全裕量为2.1m，泵进口管线压力降为0.2m，问该泵的安装位置与脱盐水除氧器的最低液面的位差（m）是下列哪个数值？提示：104脱盐水的蒸汽压为0.119mpa（a）（a）4.1 （b）-5.9（c）-3.8 （d）-5.7答案：（ ）主要解答过程：19一容器的最低液位距地面高度为3m，要更换底部输送泵，拟更换的泵为利旧的泵，其需要的气蚀余量npshr为3m，泵入口中心线离地面高度为0.5m。如下图所示：容器中介质的饱和蒸汽压为0.2mpag,密度700kg/m3，假设从容器到泵入口管线的摩擦损失（hls）为3.5m液柱。为了保持平稳操作，希望系统的有效气蚀余量是泵需要的气蚀余量的1.2倍，问容器的操作压力（mpag）至少是下列哪个数据才能满足要求？（a）0.3 （b）0.23（c）0.15 （d）0.1答案：（ ）主要解答过程：20采用常压连续精馏分离苯-甲苯混合物，塔进料中含苯40mol%,经分离后塔顶出液含苯95mol%，塔釜产品含苯5mol%，进料为气液混合物。若进料量f=8650kg/h时，塔顶产品的量（kmol/h）应为下列哪个数据？（已知苯分子量为78.1 甲苯分子量为92.1）（a）3363.9 （b）39.5（c）38.9 （d）19.5答案：（ ）主要解答过程：21.拟用离心泵将收集的饱和冷凝水进行回收，输送量为50m3/h。从样本上查的该泵需要的净正吸入压头npshr=2.0m，吸入管采用1084mm无缝钢管，长度为8m，吸入端直管摩擦系数=0.03局部阻力，总局部助力系数=2，试问该泵在不考虑增加安全容量的情况下，需要安装的高度值（m）应为下列哪一个数值？（a）-1.24 （b）-2.25（c）-2.7） （d）-3.52答案：（ ）主要解答过程：22.某工程每小时需油品20吨，准备采用管道输送方式供应，已知油品的密度为900kg/m3,粘度7210-3（pa。s），现采用1084mm钢管水平安装输送，总长为45km，因管线较长，故局部阻力可以忽略不计，但钢管设计的最高压力为5.0mpa（g），试判断在输送途中是否需要再添加增压站，下列哪项结果是正确的？（a）不需要增设 （b）增设1个（）增设个（）增设个答案：（ ）主要解答过程：23.工程设计时拟将蒸发器中的溶液送至结晶器，泵安装在地面上。已知：蒸发器的真空度为72kpa（蒸发空间饱和蒸汽压等于液面上的绝对压力），其内最低液面距泵入口的垂直高度为5m；泵入口中心线离地面高度为0.5m，泵必需的气蚀余量npsh为3.5m液柱。如吸入管路的压头损失h为1.5m液柱，问下列哪一项判断是正确的？（a） 蒸发器的安装高度合理（b） 蒸发器的安装高度可下降0.5m（c） 蒸发器的安装高度至少需要增加0.5m（d） 蒸发器的安装高度至少需要增加0.3m答案：（ ）主要解答过程：24.采用光滑管道输送密度为1160kg/m3，粘度为2.3510-3（pa。s）的溶液，输出端管内流速为1.7m/s。输出端管径（内径）为80mm，长度为68m。已知管路