注册化工工程师专业案例分析

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：

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：

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：

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α=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：

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。

（A）310 （B）710

（C）1100 （D）1585

答案：（）

主要解答过程：

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ψ=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+2500H

I :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2A→C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A→P反应，其速率方程为：

-r A=kC A

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/（kg·K）（忽略稀释热）。蒸发器的操作压力为40kPa（Ａ），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）9.3×106 （B）1.09×107

（C）1.2×107（D）9.4×108

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：

C——气相负荷因子

ρ1——液相密度kg/m3

ρ2——气相密度kg/m3

（A）1000 （B）1200

（C）1400 （D）1600

答案：（）

主要解答过程：

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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：（）

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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：