2013年注册化工工程师专业案例分析(上午)

932013年注册化工工程师专业考试案例分析第二天上午1、在吸收塔中用清水回收废气中的丙酮（C3H6O），已知进塔废气中含丙酮40%（vol），其余为空气，尾气中丙酮为5%（vol），其他为空气，回收液中含丙酮为12%（wt），问制得200kg的丙酮回收液时，产生的尾气量（Nm3）是下列哪一个数值？（A）15.9（B）51.3（C）27.9（D）18.0答案：（A）主要解答过程：2、一台结晶槽内有60℃的NaHCO3饱和溶液10000kg。将此溶液冷却至20℃，从溶液中结晶出的NaHCO3的量（kg）为下列哪个数值？已知60℃时，NaHCO3在水中溶解度为16.4gNaHCO3/100gH2O20℃时，NaHCO3在水中溶解度为9.6gNaHCO3/100gH2O（A）556（B）585（C）505（D）520答案：（B）主要解答过程：3、H2与CH4燃烧得到的尾气中mol含量分别为N2（75.2），H2O（16.8%），CO2（8%），求H2与CH4的摩尔比。（A）1/5（B）1/7（C）1/10（D）1/6答案：（C）主要解答过程：5、苯氯化反应的最终混合物含39%（wt，下同）的氯苯（C6H5Cl），1%的二氯苯（C6H4Cl2）和60%的苯（C6H6），已知反应式：C6H6(l)+Cl2(g)C6H5Cl(l)+HCl(g)（1）反应热为-193.13kJ/kmolC6H6(l)+2Cl2(g)C6H4Cl2(l)+2HCl(g)（2）反应热为-286.64kJ/kmol分子量：C6H6=79，C6H5Cl=112.5，C6H4Cl2=1475吨苯在反应过程中的反应热（KJ）为下列哪个数值？（A）-7868（B）-3934（C）2221（D）5650答案：（B）主要解答过程：6、某厂用N2干燥吸附剂，N2先在预热器中加入后再送至干燥器，预热器用饱和水蒸气加热，冷凝水以饱和水排出。待干燥的吸附剂含水15%（wt），要求干燥后的吸附剂含水不大于3%（wt），干燥后排出的气体中每千克N2含水0.25kg。若不考虑热损失，干燥3吨吸附剂，加热蒸汽的最少用量（kg）为下列哪个值？（已知：N2进、出预热器的焓值分别为50kJ/kg和120kJ/kg；加热蒸汽的潜热为1915kJ/kg）（A）21.54（B）45.34（C）54.26（D）74.14答案：（C）94主要解答过程：7、流速分别为4.46（mol/min）和40.18（mol/min）的CH4和空气的混合其他，经过加热器从20℃加热到300℃，已知CH4由20℃加热至300℃的单位热量为12090（J/mol），空气20℃加热至25℃和25℃加热至300℃的平均比热容分别为29.05和29.71J(mol.℃)。加热器的热损失为30（kJ/min），则供给加热器的总热量（kJ/min）是多少？（A）326（B）418（C）496（D）574答案：（B）主要解答过程：8、1kmol/h含苯（C6H6）48mol%，温度为10℃的苯-甲苯（C6H5CH3）混合液，连续加入汽化室，在汽化室内被加热至50℃，液相中含40mol%C6H6，气相中含68.4mol%C6H6,如图所示。已知:液相C6H6的比热容Cp=133.1kJ/(kmol·K)液相C6H5CH3的比热容Cp=157kJ/(kmol·K)气相C6H6的焓50℃，H=37600kJ/kmol气相C6H5CH3的焓50℃时，H=42780kJ/kmol提示：基准温度可取10℃问每小时加入的热量Q（kJ）为下列哪个数值？（A）15299（B）2325（C）53000（D）8816答案：（A）16815(计算值)主要解答过程：1kmol/h48mol%C6H652mol%C6H5CH310℃V50℃68.4mol%C6H631.6mol%C6H5CH3蒸汽冷凝液QL50℃40mol%C6H660mol%C6H5CH3959、C3H8在225mol%的过剩空气中完全燃烧（反应式如下），问每产生80摩尔燃烧产物（即烟道气），所需要的空气量（mol）是下列哪个数值？反应式：C3H8+5O2→3CO2+4H2O（提示：以1摩尔C3H8为计算基准，空气中氧气含量约为21VOl%）（A）37.52（B）49.87（C）65.21（D）77.12答案：（D）主要解答过程：10、用水吸收氯化氢气体制取盐酸，若每小时生产25%（wt）氯化氢水溶液2000kg，问HCl和H2O分别需要多少摩尔（mol/h）（A）13.70和41.66（B）21.65和83.33（C）21.65和41.66（D）13.70和83.33答案：（D）主要解答过程：？11、假定遵循理想系统性质，温度为110℃、压力为101.3kPa（A）时苯-甲苯体系的气液平衡常数（K苯、K甲苯）和苯对甲苯的相对挥发度是下列那组数据？提示：苯和甲苯在110℃、常压下的蒸气压为234kPa、57kPa（A）2.31；0.56；0.2（B）0.43；1.78；4.1（C）2.31；0.56；4.1（D）0.43；1.78；0.2答案：（）主要解答过程：12、苯和甲苯各为50mol%的两相混合物，气相分率为21mol%，苯在假定理想状态的温度压力体系下，苯的K值为1.78，计算苯的液相（Xi）和气相（Yi）摩尔组成。下列哪组数据为正确值？提示：液相组成方程为其中Xi为i组分在液相组成；Zi为i组分在混合物中组成；V为气相分率；Ki为i组分的平衡常数。（A）0.57；0.23（B）0.77；0.43（C）0.23；0.57（D）0.43；0.77答案：（D）主要解答过程：?13、流量为88700Nm3/h，压力为1135kPa，温度为40℃的乙烯其他在涡轮机中膨胀减压至1054kPa，取效率0.75，按绝热可逆膨胀过程计算的焓差为0.0123KJ/kg，问此过程所做的等熵膨胀功（W）为下列哪个数值？（A）5.05（B）283（C）53885（D）16584.68答案：（B）主要解答过程：9614、用一内径为500mm的钢管将25℃的天然气（分子量M=16，粘度μ=1.16×10-5·s）输送至10km处（标高不变），输气量为50000NM3/h，管道入口处压力为0.52MPa，管壁的绝对粗糙度为0.1mm，如果忽略动能项的影响，则出口出压力（MPa）应为下列哪个数值？提示：λ可由查图得到ε/d=0.0002,当Re=2.18×106时，λ=0.014；当Re=5.99×105时，λ=0.0155.（A）0.41（B）0.51（C）0.23（D）0.16答案：（A）主要解答过程：15、20℃的水以8.4m3/h的流量从地面上敞口的储槽中用泵送至一常压吸收塔内，塔的进口管离地面高度为4.5m，管道为φ57×3.5mm，管道阻力损失为0.25m，由于泵的电机已选定，如果泵的有效功率不超过0.095kW，则储槽的液位离地面应保持的距离（m）至少应为下列哪个数值？（A）0.67（B）8.97（C）3.67（D）0.6答案：（D）主要解答过程：16、某效率为80%的泵将水从低位槽送至高位槽，输水系统的管路总长度（包括所有局部阻力单量长度）为100m，高位槽和低位槽均为敞口，且其液面均保持恒定，两液面的高度差为25m，管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3，输水量为10m3/h，则泵的轴功率（W）应为下列哪个数值？（A）1026.3（B）278.3（C）4.4×106（D）957.4答案：（A）主要解答过程：17、某甲醇精馏塔，塔的操作压力为0.2MPa（G）。现通过一离心泵将地上常压储槽中的粗甲醇送到精馏塔中，已知塔的进料口和储槽液面高度差为38m，储槽液面高出离心泵进口5m。操作温度下，粗甲醇密度为781kg/m3，管道系统阻力损失为10m，管内流速为1.2m/s，则离心泵的扬程（m）应为下列哪个数值？（A）74.2（B）66.2（C）81.2（D）91.1答案：（A）主要解答过程：18、某一PTA粉粒输送系统，要求输送PTA量为12t/h，物料的松散密度为1000kg/m3，推荐的输送混合比为R=51，输送介质用氮气，问所需氮气的流量（NM3/h）应为下列哪个数值？（A）619.2（B）232.6（C）4300.0（D）188.2答案：（D）主要解答过程：9719、某重油造气装置的重油泵以40t/h的流量由常压储槽送至高差为20m的常压高位槽，输油温度为20℃，管径为φ108×4mm，管路的当量长度为450m（包括全部管路的阻力），为降低生产成本，现拟采用余热将重油加热到50℃再输送，已知重油20℃时的密度为960kg/m3，50℃时为890kg/m3;20℃时粘度为3.43（Pa·s），50℃时为0.187（Pa·s）。重油泵输送50℃重油需要提供的机械能与输送20℃提供的机械能的比值应为下列哪个数值？（A）0.079（B）0.087（C）0.930（D）1.170答案：（B）主要解答过程：20、有一逆流管壳式换热器，使用循环水对换热器中的物料进行冷却，循环水的经过换热器后温度由32℃升温至42℃。热物料的流量为8000kg/h，温度为120℃。要求冷却到60℃。已知换热器的传热系数K=1000W（m2·℃），混合物的平均热容为8.345kJ/(kg·℃)，问这台换热器的换热面积（m2）是下列哪个数值？（A）18.6（B）16.8（C）22.8（D）8.2答案：（C）主要解答过程：22、温度为7℃的冷却水进入换热面积为224m2逆流换热器，温度升高至80℃。将温度98℃，流量60m3/h料液[CP=4.12kJ/(kg·℃，ρ=1040kg/m3),冷却至20℃，问该换热器的总传热系数K值（W/(m2·℃)是下列哪个数值？（A）2400（B）1619（C）1328（D）2160答案：（B）主要解答过程：23、在一单程列管式换热器中，将1000kg/h的空气从25℃加热至50℃。空气在钢质列管内作湍流流动，管外为饱和水蒸气。列管总数为38根，尺寸为φ38×2.5mm。长度为6m。今因生产需要拟设计一台新的换热器，管径改为φ25×2.5mm，管数增加12根，处理量与操作参数不变。问新换热器的管子长度（m）是下列哪个数值？（A）5.2（B）3.8（C）4.8（D）4.0答案：（D）主要解答过程：?24、某工厂因技术改造，需要在原车间增加一台逆流操作的换热器，拟将40m3/h的料液由7℃降至-1℃，该料液含有易结垢悬浮物，其物性参数为：ρ=1020kg/m3，Cp=4.16kJ（kg·℃），冷却介质进口温度-7℃，出口温度-5℃，现厂里有若干闲置的换热器3种，参数如下：螺旋板式换热器K=1800W/（m2·℃）板式换热器K=3000W/（m2·℃）固定管板式列管换热器K=1500W/（m2·℃）根据上述条件，选择合适类型换热器，问所选换热器的面积（m2）因为下列哪个数值？（A）12（B）1598（C）24（D）29答案：（）主要解答过程：25、一单层玻璃窗，玻璃厚度为6mm，导热系数为1.4W/(m·K)，在冬天，玻璃的内外表面温度分别为15℃和-25℃，为了减少热损失，采取双层玻璃结构，两层玻璃厚度均为6mm，两层玻璃间为静止空气层，其间隙为10mm，与静止空气层接触的玻璃表面温度分别为10℃和-20℃，空气的导热系数为0.024W/(m·K)，设该玻璃窗为稳定热传导。问每平方米单层和双层玻璃窗的热损失量（w）为下列哪组数值？（A）9333；60（B）8167；49（C）8167；89（D）9333；72答案：（D）主要解答过程：