注冊化工工程師考試專業(yè)案例上午真題2010年

1、注冊化工工程師考試專業(yè)案例上午真題2010年(總分：50.00 ,做題時間：180分鐘)一、案例分析(每題 2分)(總題數(shù)：25,分數(shù)：50.00)1 .某煉油廠利用冷的富吸收油將200L/h , 180c的貧吸收油冷到 80C，已知冷富吸收油的流量為308t/h,40 C,換熱器的熱損失為傳熱量的5%,則經(jīng)過換熱器后，富吸收油的油升(C)為下列哪？已知貧吸收油平均比熱為2.4kJ/(kg. C),富吸收油平均比熱為 2.0 kJ/(kg. C)(分數(shù)：2.00)A.114 VB.75C.120D.108解析:200* ( 180-80) *2.4* (1-0.05 ) /(308*2.0)+

2、40=1142 .板框過濾機濾框長、寬、厚為250X250X30,框數(shù)為8,用此過濾機過濾某懸浮液。已知恒壓過濾常數(shù)k=5x 10-5 m2/s , qe=0.0125m3/m2,濾餅與濾液體積比 v=0.075 ,過濾至濾框充滿濾餅所需時間( min )為 哪項？(分數(shù)：2.00)A.10B.12 C.15 7D.18解析：A=0.25X0.25 X2X8=1( m2 ) V餅=0.25 X0.25 X0.03 X8=0.015 (m3) v=V餅/V V=0.015/0.075=0.2(m3) Ve=Aqe=K 0.0125=0.0125 V2+2VVe=KA2 99 =(0.2 X 0.

3、2+2 X 0.2 X 0.0125)/(1 X 1 X 5X 105)=900(s)=15(min)3 .用純水吸收丙酮混合氣中的丙酮加以回收，如果吸收塔混合氣進料為200kg/h (其中丙酮質(zhì)量占20%),純水進料為1000 kg/h ,吸收丙酮后得到丙酮水溶液。吸收過程中，丙酮的回收率為90%已知丙酮分子量為58,設(shè)其余氣體不溶解于水，且純水不蒸發(fā)，問吸收液出口濃度 NC3H3O/NH2O kmol/kmol為下列？(分數(shù)：2.00)A.0.009B.0.011 VC.0.019D.0.021解析：設(shè)惰性氣體為空氣，空氣分子量是29。Y1=(0.2 +58)/(0.8 +29)=0.12

4、5Y2=Y1(1-小 A)=0.125 X(1 -0.9)=0.0125X2=0 V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 代入：(200+29)(1 -0.2)(0.125-0.0125)=(1000 +18)(X1 -0) X1=0.0114 .H2和CO昆合燃料氣與空氣燃燒，燃燒后的廢氣分析結(jié)果如下：N2: 79.6%, O2: 18%, CO2: 2.4%,(均為mol%,干基)。試問混合燃料氣中的 H2和CO的組成(mol%),混合燃料氣和空氣的比率( )最接近下(分數(shù)：2.00)A.72.48 27.52 8.65B.72.48 27.52 3.89C.62.03 37.97 6.27

5、VD.62.03 37.97 2.38解析：設(shè)廢氣 100 mol 貝U: N2: 79.6 mol ; O2 : 18 mol ; CO2: 2.4 mol;進入 O2 : 79.6X21/79=21.16 mol 進入空氣：79.6 X100/79=100.8 mol CO 消耗 O2 :2.4/2=1.2 mol H2消耗 O2 : 21.16-18-1.2=1.96mol 進入 CO 2.4 mol 進入 H2 : 1.96 X 2=3.92 mol 混合燃料氣組成：H2 : 3.92/(3.92+2.4)=0.6203=62.03% CO: 1-0.6203=0.3797=37.97

6、% 混合氣與空氣比率：(3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%5 .含水50wt% (濕基)木材被干燥到含水 30wt%(濕基)，試問單位質(zhì)量木材所蒸發(fā)的水分(kg水/kg木材)與下列哪值最接近？(分數(shù)：2.00)A.0.43B.0.78C.0.57 VD.0.29解析：X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1X2=0.3/(1-0.3)=0.4286 W/G=X1-X2=1-0.4286 0.576 .某化工廠計劃利用廢氣的廢熱。進入廢熱鍋爐的廢氣溫度為450C,出口廢氣的溫度為260C,進入鍋爐的水溫為25C,產(chǎn)生的飽和水蒸汽溫度為 233.7 C,廢氣的平均

7、摩爾熱容為32.5kJ/ (kmol. C)。問1000kmol的廢氣可產(chǎn)生的蒸汽量 (kg)為多少？(已知：25c水的焰為104.6kJ/kg , 233.7 C水蒸汽的焰為 2798.9kJ/kg )(分數(shù)：2.00)A.2692B.2492C.2292 VD.2092解析：氣：450C f260C,1000kmol;水：250c -233.7 CW(2798.9-104.6)=1000(450- 260) X32.5W=2292(kg)7 .有一套管換熱器，內(nèi)管為 54X2,外管為116X4鋼管，內(nèi)管中介質(zhì)為苯，苯進口溫度為 50C,出口溫 度為80C,流量為4000kg/h ,環(huán)隙內(nèi)介

8、質(zhì)為133.3 C飽和蒸汽，汽化熱為 2168.1 kJ/kg ,苯在5080c 之間的平均比熱Cp=1.86 kJ/(kg. C),問加熱蒸汽消耗量 ？(分數(shù)：2.00)A.83B.103 VC.128D.152解析：苯：50C -80C, 4000kg/h, Cp=1.86; 汽：r=2168.1 2168.1W=4000 X 1.86(80 -50) W=103 (kg/h)8 .在標態(tài)下(25 C,1atm)進行酸堿中和反應2NaOH(aq)+H2SO4(L)=Na2SO4(aq)+2H20(L)aq 表示 NaOHNa2SO4處于無限稀釋溶液中。標準生成熱Hf。和無限稀釋溶液中的標準

9、積分熱AHS。如下：I問上述反應的標準反應熱J/ (g.mol )是下列哪個？(分數(shù)：2.00)A.-497120B.-208128.6C.-936310D.936310解析：Hr=(萬nHf ©+EnHS)生成物-(萬nHf+nHS© )反應物=(-1385400-2344.6- 286030X 2) -(- 42701OX 2 -42898X 2 -811860) =-208128.6J/ (g.mol)9 . 一啤酒廠利用煮沸鍋的二次蒸汽余熱將72c過濾麥汁加熱到 92C，設(shè)麥汁的平均比熱容為Cp=4.10kJ/(kg ),平均密度為1040 kg/m3 ,滿負荷生產(chǎn)

10、每天需處理880 m3過濾麥汁，若全年按 250天計，問全年利用二次蒸汽可節(jié)約標準煤(能量當量值29260/kJ/kg )的量(kg)是下列哪個數(shù)據(jù)？(分數(shù)：2.00)A.156390B.641203 VC.801500D.936150解析：Q=880K 1040X 250X 4.1 X (92- 72)=1.876 X104 (kJ) W=1.876 X 104/29260=641203 (kJ)10 .將27C、101.3kPa(A)、12345 N.m3/h的空氣壓縮至5X 105Pa(A)。若壓縮按絕熱過程考慮，取空氣的絕熱指數(shù)為1.4 ,則壓縮機出口溫度(K)、軸功(kW是下列哪組數(shù)

11、據(jù)？(分數(shù)：2.00)A.473.6 ; 772.3 VB.473.6 ; 5048C.300.2 ; 773.3D.300.2 ; 5048解析：分析：N 表示標準狀態(tài)，(A)指絕對壓力。V=VNT/TN=12345(273+27)/273=13566(m3/h)=3.768 (m3/s)T2=T1(P2/P1)(m- 1)/m=(273+27)( 5 X 105/101.3 X 103)(1.4-1)/1.4 473.6 (K)N=(P1VX im/(m -1)(P2/P1)(m-1)/m)-1) =(101.3 X103X 3.768X1X1.4/(1.4-1)(5 X 105/101.

12、3 X 103)(1.4-1)/1.4)-1) =7.722 X 105 (w)772.3 (w)11 .某無機化工廠進行新產(chǎn)品開發(fā)，采用蒸汽噴射制冷技術(shù)。制冷裝置制冷能力為，冷凍水在蒸發(fā)器中由14c降到4CO計算蒸發(fā)器中的蒸發(fā)量（kg）為下列哪個數(shù)據(jù)?（分數(shù)：2.00）A.772 VB.589C.620D.903解析：蒸發(fā)的水量大約是：1800000/ （2508.432-16.832 ） =722.4kg/h12 .在圖示管路中裝有一離心泵向高位槽輸送比重為p =1.15的鹽液，吸入管內(nèi)徑d1=80mm長度為L1=14m阻力系數(shù)入1=0.03 ,輸出管內(nèi)徑d2=65mm長度為L2=25,阻

13、力系數(shù) 入2=0.04 ,在輸出管E處裝有閥門， 其局部阻力系數(shù) E E=6.4 ,管路的其他局部阻力分別為E A=0.5 , F=0.7 , £ G=1;管路兩端水面高差 H=16m管內(nèi)流量Q=9.3X 10-3m/s。若忽略管路中的動能增加因素，則泵的揚程（n）和理論功率（W為下列哪組(分數(shù)：2.00)A.He=26.02m, Ne=2725WB.He=26.5m, Ne=2777W VC.He=10.5m, Ne=1100WD.He=26.5m, Ne=2415W解析：u1=4Q/3.14d21=(4 X9.3 X10 -3)/(3.14 X0.082)=1.85 (m/s)u

14、2=4Q/3.14d22=(4 X 9.3 X 10 - 3)/(3.14 X 0.0652)=2.803 (m/s)匯hf=(入 1L1/d1+ £ A+W B)u12/2g+(入 2L2/d2+ £ E+W F+£ G)u22/2g=(0.03 X 14/0.08+0.5+0.7)1.852/2 X9.81+(0.4 X25/0.065+6.4+0.7+1)2.8032/2 X9.81 =10.5 (m)He=16+10.5=26.5 (m) Ne=HegQ P =26.5X9.81 X9.3 X10 -31.15X103= 2777 (w)13 .某液體在光

15、滑圓形直管內(nèi)作湍流運動，若管長、流量及液體物性不變，管徑變?yōu)樵瓉淼?/2 ,則因摩擦力而產(chǎn)生的壓降與原來相比增加的倍數(shù)應為下列哪個數(shù)據(jù)？提示： 摩擦系數(shù)采用人=0.3164/Re0.25計算。(分數(shù)：2.00)A.1.4B.26.9C.5.7D.25.9 V解析：d2/d1=1/2 u=4Q/3.14d2 - u 8d -2 Re=du P / g f Redud d -2=d-1 入=0.3164/Re0.25 入 8Re0.25 8d0.25 APR入 L/d）（ P u2/2） - 29k u2/d 8d0.25 d -2X 2d-1d-4.75 P2/P1=（d2/d1） -4.75=

16、（1/2）-4.75=26.9 （彳t）所以，增加的倍數(shù)為：26.9-1=25.9 （彳t）14 .某廠一臺真空度為0.081MPa（真空表指示值）的混合冷凝器，所需水量為 50m3/h。冷卻水進冷凝器的入 口位置比敞口水池的水面高 15m,用108X4mm的鋼管輸水，管路長80m管路中配有2個球閥和5個90° 彎頭，已知閥門阻力系數(shù) 七1=3, 90。彎頭的阻力系數(shù) 七2=1.26 ,管路入口阻力系數(shù) 七3=0.5 ,取管路的摩擦系數(shù)入=0.02。試從下表中為該輸水系統(tǒng)選一臺合適的泵。(分數(shù)：2.00)A.1號泵B.2號泵C.3號泵 VD.4號泵解析： P=(Pa-P 真空度)-P

17、a= -P 真空度 u=4Q/3.14d2=4X (50/3600)/(3.14 X 0.12)=1.768 (m/s)匯hf=(入 L/d+2 W1+5W 2+W 3)u2/2g=(0.02 X80/0.1+2 X3+5X 1.26+0.5) X 1.7682/(2 X9.18)=4.588(m) HeZ4-AP/( p g)+匯hf=15+( - 0.08 X 106/(1000 X9.18)+4.558=11.3 (m) 選 15m的。 Q=50m3/h=50< 103L/60min=833 (L/min)選 1000 L/min 的。15 .將甲醇原料從一層貯槽由泵輸送到反應器，

18、甲醇輸送量為90m3/h,管內(nèi)徑150mm當量長度80m,摩擦系數(shù)入=0.018?，F(xiàn)工廠反應器經(jīng)過改造，生產(chǎn)能力提高了一倍，急需增加一條輸送甲醇同樣流量的管道， 擬采用庫房目前現(xiàn)有的內(nèi)徑分別為200mmf口 100mme勺兩種管道串聯(lián)使用，若 DN200和DN100的管道摩擦系數(shù)分另I為0.02和0.016,在保持新老管路阻力損失相同的條件下，需用DN200管道的當量長度(n)應為下述哪個數(shù)據(jù)？(分數(shù)：2.00)A.51B.61C.71 VD.81解析：u=4Q/3.14d2=4X(90/3600)/(3.14 X0.152)=1.415 (m/s)匯hf=(入 Le/d)u2/2g=0.01

19、8 X80X 1.4152/(0.15 X2X9.81)=0.98 (m)u1=4Q/3.14d12=4X (90/3600)/(3.14 X 0.22)=0.7958 (m/s)u2=4Q/3.14d22=4X (90/3600)/(3.14 X0.12)=3.183 (m/s)匯hf=(入 1Le1/d1)u12/2g+(入 2Le2/d2)u22/2g=0.98 (m) Le1+Le2=800.02 XLe1X0.79582/(0.2 X2X9.81)+ 0.016 x(80- Le1) X3.1832/(0.1 X2X9.81)= 0.98 Le1 =71 (m)16 .如圖所示的流化

20、床反應器用空氣作為流化介質(zhì)。正常操作工況下，該反應器上所裝兩個U型管壓差計的讀數(shù)為R1=400mm R2=150mm指示液為汞。該反應器A、B兩點的壓差(N/m2)為下列哪一個值?(分數(shù)：2.00)A.2.00 X104B.5.34 X104C.7.34 X104D.3.34 X104解析：A p= p gR1=13.6X9.81 X400=5.34 X 104 (N/m2)17 .某化工廠通過一個敞口高位槽A使槽中堿液自流進入設(shè)備B中。已知堿液密度為 920kg/m3,設(shè)備B的壓力為10kPa(G)o輸送管道內(nèi)徑為33mm管路系統(tǒng)的總能量損失萬hf為3.24m。要求在閥門全開時堿液流量 為4

21、.9m3/h ,則高位槽的液面至少應高出堿液在設(shè)備B入口位置多少米？(分數(shù)：2.00)A.5.0B.4.3 VC.4.0D.5.5解析：AZ-ZZhf-AP/ p g=-3.24- 10000/(920 X9.81)= -4.3 (m)負號表示液面高于設(shè)備 B入口。18.有一列管換熱器，原油逆流冷卻常壓塔底的重油、原油進口溫度t1=30C,出口溫度t2=80C,原油的定壓比熱Cp=2.18kJ/(kg C),重油從常壓塔出來溫度為 T1=180C,換熱器的彳熱面積為 38 nf,傳熱系數(shù) K=100J/( nf sC),問若將重油冷卻到 T2=120C時每小時所需的原油量(kg/h )是下列哪

22、個數(shù)值？(分數(shù)：2.00)A.3318.9B.12550C.11910 VD.11295解析：t1=180 -80=100 t2=120 -30=90 Atm=(At1Q=KStm=WCp(t2 -11) W=100 X 38X 94.91/(2180 X (8019.某廠一列管換熱器為逆流操作，粗苯流量為每小時 溫度為25C,流量120m3/h若傳熱過程的總熱阻-t2)/ln( At1 - t2)=(100 -90)/ln(100/90)=94.91-30) X 3600)=11910 (kg/h)50m3,需從78c冷卻到32 ,用水冷卻，水的進口R=0.002315 (m2) /W,換熱

23、面積的安全系數(shù)取1.15,問此列管換熱器的換熱面積(二)應是下列哪一個數(shù)值?(分數(shù)：2.00)A.133.5B.116.2C.480.8 VD.13.4解析：Q=p 1m1(78-32)= p 2m2(t- 25)=879 X50X 1.84(78 - 32)=1000 X 120X 4.186(t -25)=3.72 X 106 (kJ/h) t=32.4 ( C) At1=78 -32.4=45.6 At2=32 -25=7 tm=(45.6 -7)/ln(45.6/7)=20.6A=1.15QR/A tm=3.72 X 106X 0.002315/20.6=480.8 (m2)20 .在

24、一夾套反應釜中，釜內(nèi)保持恒溫。夾套內(nèi)通冷卻水。當停止攪拌時，反應釜內(nèi)物料和冷卻水的傳熱平 均溫度差為58. 2CO若其他條件不變而釜內(nèi)加以攪拌，此時傳熱平均溫度差為 36.4 C,由于釜內(nèi)側(cè)給熱系數(shù)的增大使傳熱系數(shù)提高至2倍，問攪拌使用后與使用前傳熱速率的比值是下列哪個數(shù)值？(分數(shù)：2.00)A.1.25 VB.1.5C.0.63D.2.4解析：Q1=58.2KS Q2=2< 36.4KSQ2/Q1=2K 36.4KS/58.2KS=1.2521 .某廠一臺逆流運行沒有垢層的新管殼式換熱器中，用水冷卻一熱流體， 冷卻水走管程，當冷卻水流量為 1.0kg/s時，用測得數(shù)據(jù)算出傳熱系數(shù)K=4

25、73.5W/( nTC )；當冷卻水流量增加一倍，其他條件保持不變時，測得的數(shù)據(jù)算出傳熱系數(shù)為K=546 W/( m2 C),管壁熱阻忽略不計。問此換熱器殼程和管程的傳熱膜系數(shù)“1和a 2 W/ ( nTC)是下列哪一組數(shù)值？(分數(shù)：2.00)A.892.7 ; 1785.4B.688.2 ; 1517.8 VC.759.9 ; 1517.8D.614.4 ; 1785.4解析：a 8u0.8 a 12=(u1/u)0.8 a 2=20.8 a 2=1.741 a 1 1/K=1/ a 1+1/ a 2 1/473.5=1/ a 1+1/ a 2;1/546=1/ a 1+1/1.741 a

26、2 a 1=688.2 ; a 2=1517.8 22.平壁爐的爐壁是用內(nèi)壁為100mmi的某種耐火材料和外層為200mm厚的某種建筑材料砌成的。兩種材料的導熱系數(shù)均未知。操作穩(wěn)定時，測得爐內(nèi)壁溫度為740C,外側(cè)壁面溫度為115C,為減少損失在普通建筑材料外面包扎一層厚度為50mm的石棉保溫層，包扎后測得各層溫度為爐內(nèi)壁溫度740C,耐火材料與建筑材料界面溫度650C,建筑材料與石棉保溫層交界面的溫度410C,石棉保溫層外側(cè)溫度為55C,問包扎石棉保溫層前后的熱損失相比，減少的百分數(shù)(%是下列哪個數(shù)值？(分數(shù)：2.00)A.51.8B.55.1C.49.2D.47.2 V解析：查石棉的 人3

27、=0.1 kcal/mh 按每平方米計算，公式： Q=(t1-t2)入/b Q2=(410-55)X 0.1/0.05=(650 -410)入 2/0.2=(740-650) 入 1/0.1=710 (kcal) 入 1=0.7889 ; 入 2=0.5917Q1=(740-t)入 1/0.1=(t-115) 入 2/0.2 t=569.4 Q1=1346 (kcal) (Q1-Q2)/Q2=(1346-710)/1346=0.472=47.2%23 .有一逆流管殼式換熱器，用循環(huán)水冷卻蒸汽冷凝液送出界區(qū)。循環(huán)水的進口溫度為 32C,出口溫度控 制在42C,裝置中排出的蒸汽冷凝液流量為8000kg/h ,溫度120C,要求冷卻到位 60C ,估計換熱器的傳熱系數(shù)K=1000W/(nTC),蒸汽冷凝液的平均熱容約為4.187kJ/(kg C),問這臺換熱器的換熱面積(m2)是下列哪個數(shù)值？(分數(shù)：2.00)A.18.6B.16.8C.11.4 VD