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2014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）12014年注册化工工程师专业考试案例考试（下午）1、采用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A。已知：气相总传质单元高度为2.2m，进塔混合气体中A的摩尔浓度为3.4%，出塔气体中A的摩尔浓度为0.52%，出塔水溶液中A的摩尔浓度为1.08%，操作条件下的平衡关系为Y=2X（X、Y均为摩尔比浓度）。若气、液流量和初始组成不变，现要求出塔气体中A的摩尔浓度降为0.25%，此时所需增加的填料层高度（m）为下面哪个数值？（A）2.1（B）3.5（C）4.6（D）12.0答案：（）主要解答过程：2014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）2、在一回转真空间歇干燥器中干燥湿堆密度为650kg/m3，含30wt%水的物料，该干燥器工作容积为5.5m3，湿润表面积为19.1m2，实际干燥速率为4.9kg水/（h.m2），操作峰值为7.4kg水/（h.m2），若干燥后产物中含水量忽略不计，则每批干燥操作生产的干燥产物数量（kg）和平均生产速率（kg/h）是下列哪组数据？（A）2503、243.9（B）2503、218.4（C）3520、243.9（D）3520、218.4答案：（）主要解答过程：2014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、填料塔采用水作溶剂逆流吸收空气与SO2混合气中的SO2，填料塔内装25mm的陶瓷拉西环，在20℃下操作，混合气中SO2摩尔含量为2%，经吸收后降为0.2%。溶剂用量为最小用量的1.2倍，空气的进料量为0.15kg/(m2.s)（不计SO2）。已知操作条件下SO2-H2O的平衡数据y=0.02，x=0.00127，此时液相总传质系数可采用以下经验公式计算：1/KLa=86.96/L0.82+17.98/（G0.7.L0.25）式中KLa——液相总传质系数，Kmol/(m2.h)L——液体（溶剂）流量，kg/(m2.h)G——气体流量，kg/(m2.h)问液相总传质系数Kmol/(m2.h)为下列哪个数值？（A）0.18（B）0.77（C）9.2（D）10.4答案：（）主要解答过程：2014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）44、在恒定干燥条件下干燥某物料，物料由含水量0.2（干基含水率，下同）干燥至0.05，所需时间为2.0h，已知物料临界含水量Xc=0.15，平衡含水量X*=0.01。降速段干燥速率与含水量关系符合t2=Ls（Xc-X*）/（A.Rc）.Ln（Xc-X*）/（X2-X*）。则物料含水量由0.3降至0.03所需的时间（h）为下列哪个数据？（A）4.61（B）4.00（C）3.75（D）3.40答案：（）主要解答过程：2014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）55、现有由20Kg溶质A和180Kg原溶质B组成的溶液，用200Kg纯溶剂S进行萃取分离。组分B和S可视为完全不互溶。在操作条件下，以质量比表示组成的分配系数可取为常数，K=3。问平衡萃取操作下萃余相组成X1（KgA/Kg萃余相）为下列哪个数据？（A）0.0215（B）0.0278（C）0.0231（D）0.0256答案：（）主要解答过程：2014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）66、异丁烷和正丁烷的分离塔塔顶设有分凝器，塔釜设有再沸器，分离塔数据如下：组分进料，摩尔分率塔顶进料，摩尔分率塔釜出料，摩尔分率C30.01060.01210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1.39和1.29，该塔塔体内的最小理论塔板数应为下列哪个数值？（A）17（B）16（C）15（D）14答案：（）主要解答过程：2014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）77、在填料塔内用洗油逆流吸收焦炉气中的苯蒸气，进塔气相中苯的摩尔比（Y1，mol苯/mol干气）为0.01，循环洗油中苯的摩尔比（X2，mol苯/mol洗油）为0.002，要求苯的回收率为95%。在操作条件下，气液平衡关系为Ye=0.20X，吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍。若计算选用的填料高度为5.0m，则计算该吸收塔填料的等板高度（m/板）是下列哪个数据？（A）0.506（B）0.563（C）0.786（D）0.933答案：（）主要解答过程：2014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）88、醋酸与丁醇反应生成醋酸丁酯，反应式为：CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O（A）（B）（P）（S）当反应温度为100℃，并以硫酸作为催化剂时，动力学方程式为：（-rA）=KC2A，此时反应速率常数K=17.4x10-3L/（mol.min），已知在一个理想间歇反应釜中进行，若进料中醋酸的初浓度为2.0mol/L，当醋酸转化率XA=0.5时，反应的初始速率（mol/L.min）和反应时间（min）是下列哪组数据？（A）8.76x10-2；32.9（B）6.96x10-2；28.7（C）3.28x10-2；21.6（D）5.23x10-2；23.8答案：（）主要解答过程：2014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）99、在全混流反应器中，己二酸COOH（CH3）4COOH（分子量146）与己二醇HO（CH2）6OH（分子量118）以等摩尔比，H2SO4作催化剂，在70℃下进行缩聚反应，生产醇酸树脂，该反应是液相二级反应：-rA=KC2A，适用于公式：VR=FA0.XA/K.CA0.（1-XA）2，式中：VR——反应器有效容积，L；FA0——反应物进料速率，L/h；XA——反应物A的传化率；K——反应速率常数，L/（Kmol.h）；CA0——反应物A的初始浓度，Kmol/L；已知：己二酸投料量4000Kg/d，己二酸初始浓度0.005Kmol/L，反应速率常数1.97L/（Kmol.min），反应器的装料系数0.8，最终转化率75%，在上述条件下，反应器的实际体积（m3）至少取下列哪一个数值？（A）8.0（B）5.0（C）6.0（D）7.0答案：（）主要解答过程：2014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）1010、在容积为2m3的理想间歇反应器中进行液相反应，A+B—P。反应维持在80℃等温操作，反应速率方程式为：（-rA）=KCACB，K=2.78x10-3L/（mol.s），当反应物A和B的初始浓度CA0=CB0=5mol/L，A的转化率XA=0.85时，该间歇反应器A物料的平均处理量是0.6Kmol/min。现改用一个管径为150mm的理想管式反应器，反应温度、处理量、转化率不变，管式反应器的管子长度（m）取下列哪个数值？（A）58.9（B）73.6（C）65.4（D）46.2答案：（）主要解答过程：2014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）1111、在一吸收塔内，用纯水吸收某气体混合物。混合物初始浓度为0.060。两相逆流操作。气体出口浓度为0.01。现另有一完全相同的吸收塔，在两流体入口浓度、流量及操作条件皆不变的前提下。两塔可按以下方式加以组合：（1）串联组合逆流操作（图一）；（2）并联组合逆流操作，气液两相皆均匀分配（图二）；（三）错流组合逆流操作，液体均匀分配（图三）。已知串联组合时的总传质单元数NOG*=10；并联组合时每一塔的传质单元数NOG*=6.156；错流组合时y2¹=0.0301，y2¹¹=0.0151；图一和图二中的△ym=y2¹请通过计算，确定下列哪一种组合方式吸收效果最佳？（A）两塔串联组合逆流操作（图一）（B）两塔并联组合逆流操作，气液两相皆均匀分配（图二）（C）两塔错流组合逆流操作，液体均匀分配（图三）2014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）12（D）三种方式效果相同答案：（）主要解答过程：2014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）1312、用Souders-brown法进行吸收油汽提塔分馏段塔盘直径估算，板间距取600mm，塔内气相负荷9000kg/h。密度2.5kg/m3，液相负荷6000kg/h，密度900kg/m3，取气相负荷因子0.05m/s。当空塔速度取液泛速度80%时，问合适的塔经（m）为下列哪个数值？（A）1.3（B）1.2（C）5.6（D）10答案：（）主要解答过程：2014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）1413、设计一台烃化反应罐，供对硝基氯苯与氢氧化钠的乙醇溶液进行烃化反应使用。提供的设计条件包括：（1）反应过程操作压力稳定在0.19-0.22MPa（G），操作温度稳定在84-88℃；（2）为防副反应的发生，从供气压力等于0.35MPa（G）的压缩空气站提供压缩空气作为氧化剂连续地通入烃化反应罐；（3）整个反应处于靠近爆炸极限的范围，存在有压力快速增长的危险，烃化反应罐采用爆破片超压泄放安全装置；（4）烃化反应安全操作程序，包括物料投放量和投放程序。爆破片泄放安全装置采用制造范围为1.0级的正拱形爆破片，问该烃化反应罐的设计压力MPa（G）为下列哪个数值？（A）0.39（B）0.24（C）0.35（D）0.22答案：（）主要解答过程：2014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）1514、现有保温的架空蒸汽管道，其外径（D0）为108mm。已知蒸汽温度（T0）为200℃，当地环境温度（Ta）为20℃，热导率（λ）为0.0512W/（m.℃），总给热系数（as）为20.23W/（m2.℃），年运行时间（t）为8000h，若保温材料总造价（Pt）为640元/m3，能价（PR）为3.6元/106KJ，绝热投资年分摊率（S）为0.264，试用经济厚度法确定工程上实际采用的最小保温厚度（δ，mm）？附表：该管道（φ108）绝热层理论厚度（δ0，mm）速查表D1ln（D1/D0）0.100.110.120.130.140.150.160.170.18δ0，mm4346.949.852.855.658.562.465.369.2{提示：D1ln（D1/D0）=3.795x10-3x【PRxλxt（To-Ta）÷（PtxS）】1/2—（2λ÷as）}（A）40（B）50（C）60（D）70答案：（）主要解答过程：2014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）1615、用一精馏塔对苯与甲苯混合物进行分离（常压下操作），其进料量为90Kmol/h，其中苯的摩尔含量为0.25，要求塔顶苯的摩尔含量达到0.9，苯的回收率达到90%。在饱和液体进料时，塔顶冷凝器的最低冷凝负荷（KJ/h）应为下列哪个数值？已知在塔的操作条件下，相对挥发度a为2.47，塔顶物料的汽化热为32600J/mol。（A）2.85x106（B）2.05x106（C）3.52x106（D）2.37x106答案：（）主要解答过程：2014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）1716、使用一个单程列管换热器用冷却水逆流把某气体从155℃冷却到85℃，气体的流量为2000kg/h，其比热容为1.02kJ/（kg.℃）。已知在冷却水入口温度为15℃时，其用量为1500kg/h。如果把冷却水入口温度提高到20℃，其用量（kg/h）应为下列哪个值？提示：假设冷却水温度提高后换热器传热系数不变。为简化计算，本题可用算术平均温差作为传热的平均温差。（A）1530（B）2670（C）4350（D）1830答案：（）主要解答过程：2014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）1817、有两工艺装置，分别采用不同的工艺生产同一种产品。其装置Ⅰ和装置Ⅱ的公用工程消耗见表1和表2。判断哪个装置的综合能耗高，两装置综合能耗的差为下列哪个数值？（A）装置Ⅰ综合能耗高；1201.5（B）装置Ⅱ综合能耗