2011年注册化工工程师专业案例考试真题解析版下午卷

《2011年注册化工工程师专业案例考试真题解析版下午卷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011年注册化工工程师专业案例考试真题解析版下午卷（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 20112011 年注册化工工程师专业案例年注册化工工程师专业案例考试真题及答案考试真题及答案下午下午卷卷 一、案例分析题(总题数：25，分数：50.00) 1.脱异丁烷塔操作压力为 0.51MPa（G），塔顶有冷凝冷却器，塔底有热虹吸式再沸器。进 料组份为 C3C6，塔顶和塔底操作温度分别为 50和 71，轻重关键组份为异丁烷和正丁 烷，要求塔顶产品中异丁烷的含量0.88（摩尔分数），正丁烷的含量0.01（摩尔分数）； 塔釜产品中正丁烷的含量0.66（摩尔分数），异丁烷的含量0.045（摩尔分数）。 各组 份在塔顶和塔底操作温度下的相对挥发度 为满足分离要求，该塔的最小理论板数是下列哪

2、 个数值？ （分数：2.00） A.18.5 B.16.5 C.7.8 D.0.8 解析：解：Nmin=ln(Xa/Xb)D/(Xa/Xb)W/ln =ln(0.88/0.10)/(0.045/0.60)/ln(1.361.28)0.5=17.5 减去再沸器 1 块，得 17.5-1=16.5 2.在萃取塔中，以环丁砜为溶剂萃取 C6 馏分中的苯。C6馏分的进料量为 20000kg/h，其中 含苯 0.5（质量分数），其余为 C6非芳烃。该系统的溶质重量分配系数（m）和溶剂比（S） 有如下关系： m=y/x=2.75S 2 式中：m溶质重量分配系数； S溶剂比（溶剂重量流率与 进料中溶质重量流

3、率之比）； y溶质在萃取相中的重量流率； x溶质在萃余相中的重量 流率； 如苯的回收率为 99%，进萃取塔的溶剂流量（kg/h）是下列那个数值？ （分数：2.00） A.360000 B.120000 C.60000 D.59400 解析：解：m=y/x=2.75S2 0.99/(1-0.99)=2.75S2 得 S=6 S=V/(0.5F) V=6200000.5=60000 3.将含苯 0.4（质量分数）和甲苯 0.6（质量分数）的混合液在精馏塔中进行分离，混合液 进料量 15000kg/h，饱和液体进料。分离要求塔顶产品含苯 0.97（质量分数），塔釜产品含 苯 0.02（质量分数）。操

4、作采用的回流比为 3.5。再沸器用 2.0MPa（A）的蒸汽加热，加热 蒸汽凝结水在饱和温度下排出。 若不计整个系统的热损失， 再沸器每小时消耗的加热蒸汽量 （kg）是下列哪个数值？ （分数：2.00） A.1376 B.5262 C.5943 D.7770 解析： 解： D=F(Xf-Xw)/(XD-Xw)=1500 （0.4-0.02） /(0.97-0.02)=6000kg/h W=F-D=9000kg/h Q1=15000163=2.445106 Q2=(3.5+1)6000577-3.56000100=13 2 Q1+Q2=Q3+Q6=Q3+Q4-Q5 FHf+W 气 （r1-r2）

5、 =WHw+(R+1)DH4-RDH5 15000163+W 气 （2798-903） =9000410+（3.5+1）6000577-3.56000100 W=7770 4.在一填料吸收塔中，用一乙醇胺（MEA）溶剂吸收烟道气中的 CO2，烟道气中含 18%的 CO2， 其余可视为 N2。吸收塔入塔混合气流量 3000kg/(m2h)；入塔液体 CO2的含量为 0.02kmol/kmolMEA，流量为 2500 kg/(h)。已知 MEA 的分子量为 61，MEA 溶液浓度为 122kg/m3，操作条件下其密度为 992 kg/m3，若要求吸收塔排出气体 CO2的含量1%，则出 塔液体中 C

6、O2的最小量（kmol/kmolMEA）是下列哪个数值？ （分数：2.00） A.3.01 B.3.33 C.5.04 D.5.06 解析： 解： L=(2500/992)122/61=5.04mol 设入口 CO2 xmol;N2 Vmol 则有 x/V=0.18/(1-0.18) 44x+28V=3000 得 V=79.618;x=17.516 又 Y1=y1/(1-y1)=0.18/(1-0.18)=0.2195 Y2= y2/(1-y2)=0.01/(1-0.01)=0.0101 V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 79.618 （0.2195-0.0101） =5.04 （X1-0.

7、02） X1=3.33 5.在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为 Y=2X，操作液气比 L/V=2， 入塔气相浓度为 0.008 （摩尔分数） ， 出塔液相浓度为 0.0035 （摩 尔分数）。若改用板式塔，所需理论板数为下列那个数值？ （分数：2.00） A.6 B.5 C.8 D.7 解析：解：Y1=y1/(1-y1)=0.00806 X1=0.003512 由 V(Y1-Y2)=L(X1-X2)得 Y2=0.00108 Ym=(Y1-Y1*)-(Y2-Y2*)/ln(Y1-Y1*)-(Y2-Y2*)=1.0910（-3） Y1-Y2=0.0081-0

8、.00108=7.0210（-3） 当 A=1 时 NT=NOG=(Y1-Y2)/(Y2-Mx2)= (Y1-Y2)/ Ym=6.4 取整 N=7 6.在 100，苯与甲苯的饱和蒸汽压分别是 179.18kPa 和 74.53kPa。当总压为 120 kPa 时， 苯与甲苯混合物中甲苯的气相组成为下列哪个数值？ （分数：2.00） A.0.35 B.0.45 C.0.25 D.0.55 解析：解：XA=(120-179.18)/(74.53-179.18)=0.566 XA=P-PB(t)/PA(t)-PB(t)=f(P,t) P*A.XA/P 总=74.530.566/120=0.35 7.

9、在 101.33kPa 的恒定总压下，将温度为 130，湿度 H0 为 0.096kg/（kg 干气）的湿空气 进行冷却到 20。在此温度下，水的饱和蒸汽压为 2.33kPa。此时，每 kg 干气所析出的水 分（kg）为下列哪个数值？ （分数：2.00） A.0.0514 3 B.0.0414 C.0.0714 D.0.0814 解析：解:H2=0.622PS/(P-PS)=0.0146 W=V(H2-H1)=0.0814 8.现有 2%（质量分数）的盐溶液，在 28下连续进入一单效蒸发器中，被浓缩至 3%（质量 分数） 。 蒸发器的传热面积为 69.7 ， 加热蒸汽为 110的饱和水蒸汽。

10、加料量为 4950kg/h， 料液的比热容 C0=4.1kJ/（kg）。操作在 101.3kPa 下进行，蒸发潜热为 2258 kJ/kg， 沸点升高可以忽略。当其他条件（加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压力）不变时，将 加料量提高至 7480 kg/h，溶液可被浓缩到到浓度（质量百分数）为下列哪个数值？ （分数：2.00） A.4.2% B.2.4% C.1.8% D.3.4% 解析：解：W=F(1-X0/X1)=4950(1-0.02/0.03)=1650 Q=16502258+（4950-1650）4.1 （100-0）-49504.1（28-0） =W2258+（7480-W）4.1

11、100-74804.128 解 得 W=1246 X1=78400.02/(7840-1246)=0.0238 9.等容不可逆水解反应 A+BR+S 在等温下进行，其过程如下：两股等体积的液体物料流入 4L 的混合器反应器中，流股 1 中组份 A 的浓度为 0.02mol/L，流股 2 中组份 B 的浓度为 1.4mol/L，离开反应器的混合液中 R 的浓度是 0.002mol/L，问：A 的转化率（%）为下列哪 个数值？ （分数：2.00） A.90 B.20 C.43 D.80 解析：解：CR1=0.02mol/l 反应掉 0.002mol/l 的 A CA=CA0.XA 0.002=(0

12、.02/2)XA XA=0.2 10.反应 A （g） +B （g） C （g） ， 气相反应物 A 被 B 的水溶液吸收， 动力学方程为-rA=kCACB， 由于反应物 B 在水中浓度远大于 A，在反应过程中可视为不变，而反应物 A 溶解于水的速率 极快，以至于 A 在水中的浓度恒为其饱和溶解度。反应器容积为 5m3，装料系数为 0.8，问 C 的生成量（kmol）为下列哪个数值？已知：k=2m3/kmolh；CB0=3kmol/m3；CA 饱和 =0.02kmol/m3；水溶液流量为 10m3/h。 （分数：2.00） A.0.30 B.0.96 C.0.24 D.1.20 解析：解：Ra

13、=KCA.CB=20.023=0.12kmol/m3 =VR/V0=0.85/10=0.4h NC=0.120.45=0.24kmol 11.已知某气体反应 2AR 为一级反应，反应速率常数 k=0.231（mim -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 分钟后反应混合物体积减少了的百 4 分数（%）为下列哪个数值？ （分数：2.00） A.80 B.20 C.60 D.40 解析： 解： kt=ln1/(1-XA)XA=1-e(-kt)=1-e(-0.2313)=0.5 又 2AR,设初态为 100, 则有 初态 终态 A 80 800.5=40

14、 R 0 800.5/2=20 其他 20 20 所以（V 终-V 初）/V 初 =100-（40+20+20）/100=20% 12.在轴向移动床催化剂再生器中用干燥的高温再生气体（含氧惰气），连续地在再生器内 把催化剂上的积碳烧掉。进入再生器的催化剂流量为 500kg/h，催化剂上的碳含量为 5wt%， 再生气体中含氧量为 5wt%。为保证离开再生器的催化剂上不含碳，控制离开再生器的再生 后气体中含 0.5wt%的过剩氧。 计算压缩机正常操作条件下提供的再生气体量（kg/h）为下 列哪个数值？ （分数：2.00） A.1484 B.1164 C.970 D.586 解析：解：C 含量 50

15、00.05=25kg/h 有 C + O2 CO2 12 32 44 25 66.7 91.7 O 元素平 衡：0.05V=66.7+0.005V V=1482 13.精馏塔内上升气相密度为 20.3kg/m3，下降液相密度为 512.6kg/m3，气相负荷因子为 0.06m/s，塔内气相体积流量为 1370m3/h，泛点率取 70%。经过水力学计算设计单溢流道筛 板塔结构，塔盘上鼓泡面积为 1.4 ，直降液管面积为 0.22 ，经计算塔径为下列哪个数 值？ （分数：2.00） A.1.33 B.1.53 C.1.75 D.0.23 解析：解：AT=ZL+2Af=1.4+20.22=1.84m

16、2 D=(1.84/0.785)0.5=1.53 14.一离心风机，对空气的最大输送量为 14500kg/h，在该风量下所需的风压为 12000Pa。风 机入口空气温度 30，当地大气压 99kPa。在风机效率 85%时，风机的轴功率（kW）为下列 哪个数值？ 提示：标准状态（压力 101.3kPa，20）空气的密度为 1.2kg/m3 （分数：2.00） A.47.9 B.52.5 C.49.8 D.54.6 解析：解：PT=PT(1.2/) =1.2（99/101.3）(273+20）/(273+30)=1.134 代 入得 PT=12698Pa Ne=Qv.Hg=Qm.PT/=1450012698/(1.1343600)=45.1KW N=Ne/=45.1/0.85=53.1KW 另有计算舍弃小数点不同，也有海友计算如下： 工况密度 5 =PM/RT=1.14(P=99,T=303) 标况风压 H=H*（/）=12000*1.2/1.14 标况轴功率 N=QH/=14500/1.14/3600*12000*1.2/1.14/1000/0.85=52.5 15.用纯吸收剂吸收混合气