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2012年注册化工工程师专业考试案例分析考试(上)

2012年注册化工工程师专业考试案例考试（上）

2012 年 9 月 16 日 8: 00?11 : 00

1.由乙炔和氯化氢在催化剂存在下合成氯乙烯，反应进行时，氯化

氢过量10mol%，反应式为 C 2H 2+HCl — CH 2CHCl ，若反应器出口

CH2CHCI

有 X/(1-X+1.1-X+X)=0.9 得 X=99.47%

2.用下列两种酸：（1） 8% （wt%，下同）H 2SO 4、87%HNO 3、5%H 2O , (2) 98% H 2SO 4、2%H 2O ,与 2000kg 组成为 26%HNO 3、56% H 2SO 4、 18%H 2O 的混酸调配成组成为

30%HNO 3、58% H 2SO 4、12%H 2O 的混酸，问调配后的混酸总量（

kg ）是下列哪个数值?

解：设酸1为Xkg,酸2为Ykg 则有

0.8X+0.98Y+2000 X 0.56= (X+Y+2000 ) X 0.58 0.87X+2000 X 0.26= (X+Y+2000 ) X 0.3

气体中氯乙烯含量为

90mol%，问乙炔转化率（%）是下列哪个数值? A 94.74

99.47 C 98.50

D 95.40

解：设乙炔转化率为

X 起始为1mol

C2H2 初态

终态

1-X

HCl

1 X ( 1+0.1 )

1 X ( 1+0.1 ) -X

A.3369.23

B.1369.23

C.2564.10

D.2805.13

联立解得X,Y 后得X+Y+2000=3369.23

3.在甲醇催化氧化制甲醛的反应中，反应物和生成物均为气态，使

用过量40%的空气，甲醇转化率70%，若甲醇进料为

应后气体混合物各组分含量（mol）是下列哪组数值?

提示：反应式为CH3OH+ 二O2? HCHO+H 2O

A CH3OH : 30 HCHO :35 H2O : 70 O2 : 35 N2 : 263

B CH3OH : 30 HCHO :70 H2O : 70 O2 : 35 N2 : 263

C CH3OH : 30 HCHO :70 H2O : 35 O2 : 35 N2 : 263

D CH3OH: 30 HCHO :35 H2O : 35 O2 : 35 N2 : 263

解: 三CH3OH + 二O2

■HCHO + H2O

则反应后n CH3OH=100(1-0.7)=30mol

n H20=n HCHO=70mol

仅B符合，其他不再作计算。

4.生产500Nm

值?

已知：①煤中碳含量为70wt% lOOmol，问反

100 X 0.7 35 70 70

3煤气，需用煤、蒸汽和空气量为下列哪组数

②煤气组成(以mol%计)CO : 40 H2: 18 N2: 42

③空气组成（以mol%计）N2: 79 O2: 21 空气分子量：29

④反应式： C + H 2O = CO + H 2 2C + O 2 = 2CO

500 X 0.18/22.4=丫得丫=4.02mol 则有 4.02 X 18=72.32kg 500 X 0.4/22.4=0.7X/12 得 X=153kg

油品A 与油品B 混合后得油品 C 的单元操作过程如图所示，

已知

油品A

含65%的C 6, 35%的C 8，油品B 含50%的C 6, 50%的C 8,

混合油品 C 中的C 8和C 6的组成分别为 53%和47%，问油品 A 和油品B 的混合比例是下列哪项数值?

2.A+0.5B=(A+B)0.53

得 A/B=0.03/0.12=1 : 4

A 煤 154.27 蒸汽 72.32 空气 344.11

B 煤 107.99 蒸汽 72.32 空气 344.11

C 煤 78.11 蒸汽 72.32 空气 265.85

D 煤 107.99

蒸汽 72.32

空气 265.85

解: 设使用煤 Xkg , 蒸汽 Ymol ，空气 Zmol

500 X

0.42/22.4=0.79Z

:得 Z=11.867mol 则有 11.867 X 29=344.1kg

油品A ： 65%C6, 35%C8

油品C ： 53U6, 47%C8

A 0.65 : 0.5

B 0.35: 0.5 D 4: 1

解: 平衡知

到80 C，溶液流量为 1.0kg/s。加热介质为120 C的饱和水蒸汽（焓

值为2708.9kJ/kg ），其消耗量为0.095kg/s，蒸汽冷凝成同温度的饱和水（焓值为503.6kJ/kg ）。问换热器的热损失率（%）为下列哪个数值?

饱和水蒸汽，120TC

溶液.25X：溶液，80 r

「饱利水，1201C

B 6.54

解: 热量衡算知

W 汽r=mCP △ t+QL

QL=0.095 X ( 2708.9-503.6 ) -1 X 3.56 X ( 80-25 ) =13.7035

QL/ W 汽r=13.7035/209.5035=6.54%

4.某气体进入气体冷却塔与冷却水直接接触冷却，气体在冷却塔中

的放热量为4500000kJ/h （不包括水蒸汽的冷凝放热）

已知：进冷却塔气体中含水汽量1543kg/h，出冷却塔气体中含水汽量

297kg/h，冷却水比热容 4.186kJ/ （kg?Q，冷却水升温15 °C ,水蒸气冷凝潜热为2570kJ/kg。不考虑气体在冷却过程中的损失和塔的吸

（散）热损失。问冷却水的用量（t/h）是下列哪个数值?

A 72

B 21

C 113

D 123

M 水 Cp △ t=(1543-297) X 2570+4500000

得 M 水=123t/h

5.将10000kg/h 的6% (wt%，下同)乙醇溶液送入精馏塔，从塔顶

输出95%乙醇溶液，从塔底输出含 0.1%乙醇的废水率( kg/h )是下列哪个数值？

Ci=4.91X10*kJ/h

厂/343K,乙賂95% . 7眩这

満

、"

— 札

OHrfff fix

* Cp2 二 21kJZ(krK)

乙諄瀛368K,乙諄，6% - lOOOOkg/h Cpi= 4. 5kJ/(kg*K)

解：F=D+W

FX f =DX D +WX W

得 W=F(X D -X f )/ (X D -X W )=10000 X ( 0.95-0.06 ) 问塔底产品流

I 373K,乙諄，0?慣.废水 Cp3 - 4 5kJ (kg ?K)

A 937.8

B 10720

C 8372

D 1072

/(0.95-0.001)

q=3.5X10'kJ h

=9378.3kg/h 无答案选项

6. 根据第 8 题图示，将 10000kg/h 温度为 368K 的乙醇溶液送入精馏

塔，从塔顶输出 343K 的乙醇溶液，从塔底排出温度

kJ/h （原题为3.5 >06

kJ/h ）。已知塔顶乙醇溶液的

塔热损失为3.5 >10

平均比热容为 2.1kJ/（kg K ），进料乙醇溶液和塔底乙醇溶液的比热容基本与水相同，可取为 4.5kJ/ （ kg K ）,

A 2.9 >10

10000 > 4.5> （368-273 ）+Q=（10000-8000） > 2.1 > （343-273 ）+4.91 > 106+8400> 4.5 > （373-273 ）+3.5> 105

得 Q=5 > 106

7. 一个 2.5 升钢瓶里装着 16g 氢气，钢瓶最高允许使用压力为

解： PV=nRT

373K 、8400kJ/h 的乙醇废水。塔顶冷凝器从塔内物料取出的热量为

4.91 >106

kJ/h ，全

问塔底再沸器热负荷（ kJ/h ）

是下列哪个数值？（提示：基准温度设为

273K ）

B 3.3 >106

C 5.0 >106

D 7.3 >106

解：热量衡算知

5MPa

A ），问钢瓶气体允许最高温度（C ）是下列哪个数值?

A -82.6

B -254.1

C -271.3

D -85.2

6> 2.5> 10-3=16/2> 8.314T 5> 10

得T=187.9K=-85 °C

消防水（密度为11.露天消防水池每天在 40 °C 暴晒下蒸

发

），问此过程的熵变（ kJ/K ）是下列哪个数值？ 1000kg/m

0.036m

8.KPa 。

提示：燃煤的热值按 29260kJ/kg 计

解： 110m3 过滤麦汁加热量为

Q1=mCp △ T

=110 X 1040 X 4.1 X( 90-72 ) 4

Q1/[100 X ( 1-10% ) ]=Q2/20 X 10

245.7

B 2014

C 276.4

D 4.98

解：蒸发水为 0.036 X 1000/18=2kmol

取基准温度为 0° C 则有

△ S=3.6 X 4.184 X 40-2000 X ( 7.37/101.3 ) X 43.28

0.9 =-272.64KJ/K

年产 20X10

4m 3

的啤酒厂利用麦汁煮沸锅的二次蒸汽把水加热至

过滤麦汁加热至 90 C, 110m 3

96 °C ,再用96 °C 热水把72 C 、110m 过滤麦汁煮沸后得

100m 3

热麦汁，由热麦汁酿制成啤酒的总损失为

，问该 10% ，过滤麦汁的比热容为 1040kg/m

4.1kJ/ (kg ?0 ，密度为

厂利用二次蒸汽一年可以节约的燃煤（

t ）是下列哪个数值？

A 855

B 641 64100 D 577

=8442720KJ

Q2=1.87616 X 10

10KJ=29260 X 10-3M M=641t

要求在 20 分钟内压送完毕，浓硫酸密度为 1820kg/m 3

，采用内径为

40mm 的碳钢管输送，管道长

50米，摩擦系数

瑕0.02计，有两

值？

液面压力为0kPa ，泵的进出口管路匀为89X.5mm 碳钢管，管路长总 50 米，所有局部阻力当量长度为20 米浓硫酸在管内的摩擦系数

/h ,浓硫酸密度按 1820kg/m 3

，离

位槽液面距贮槽液面位差20 米，

高位槽与大气相同，每次压送 3m

个 90 °弯头和一个半开的截至阀， 90 °弯头和一个半开的截止阀阻力系数分别按 0.5 和 9 计。问压缩空气的压力（

MPa ）至少是下列哪个数

0.373

B 0.397

C 0.434

D 0.488

解： Q=3/(20/60)=9m3/h

u=Q/0.785d

=2m/s

10. P/ p=gZ+(刀/d+ EZ+1)u i

=9.81 X20+ ( 0.02 X5/0.04+2 X0.5+9+1 ) X2

/2 P=0.488 X10

6Pa

用离心泵从常压硫酸贮槽向密闭硫酸高位槽输送浓硫酸，已知高

位槽液面距泵的进口位差28 米，贮槽液面高出泵进口

3 米，高位槽

为025,已知离心泵流量淞0m 心泵的效率n按70%计，问需要离心泵的扬程m）和轴功率（kW）

是下列哪组数值？

A 29.2 及 4.1

B 28.8 及 3.5

C 32.2 及 4.5

D 32.2 及 4.1

解：H= Z+ P/ pg + 开(l+le)/d]u 2

/2g

u=Q/0.785d

=1.1m/s

H=(28-3)+50 X10

3/(1820 X9.81)+0.025 X[(50+20)/0.08] X1.12

/(2 X9.81) =29.1m

N=QH pg/ n=20 X29.1 X1820 X9.81/(3600 X0.7)=4123w=4.1KW

11.某石化厂用 ①325 X12.5mm 的钢管将原油由码头俞送

米外的厂内罐区，管路的允许压降0为. 2MPa ，问该管路的最大运量输

（t/h ）是下列哪个数值？（原油密度为850kg/ m

, R0.03)

仲/ p=Xhf=入(l/d)u 2

0.10X10

/850=0.03 X[6000/(0.325-2 X0.0125)] Xu 2

u=0.886m/s Q=0.785d

up=225m3/h X850kg/m3=191.5t/h

槽液面至出水口的垂直高度为6 . 5 米，供水管内径为1 00 毫米，若管

路的总阻力按1.5kJ/kg 考虑问管路中水的流量（m 3

/h ）是下列哪个数值？

225

B 190

C 265

D 45

解： 12. 某厂由水面恒定的高位敞口水槽向

300 米外的敞口设备供水，水

A 60

B 128

C 43

D 64 解：列方程gZ=u 2/2+ Ehf

Q=0.785d

2u=0.785 X0.12X2.13 X3600=60m3/h

13. 用泵将水从敞口贮槽送至冷却塔，贮槽水面至塔顶水出口处高差

血m ,冷却塔内压力为10

值？

=70/(0.785 X0.12

X3600)=2.48m/s

H= Z+ P/ pg + A( l/d)u 2/

2g =10+3 X10

/(1000 X9.81)+0.024 X(100/0.1) X2.482

/(2 X9.81)

=0.58m

N=QH pg/ n=70 X20.58 X1OOO X9.81/(3600 X0.7)=5.61KW

敞口高位槽向精馏塔进料，高位槽液位距槽底部恒定保持

不变，且距精馏塔进料口高度为H 米，物料输送管为1108Xmm 不锈钢管，管长H+5米，管路上所有管件的阻力降为5.32Nm/kg 。

Pa （G ） ,输水管内为lOOmm ，管

路长血Om （包括所有局部阻力的当量长度）

,输水量为0m 3

/h ,

已知20.024，泵的效率70%，问泵的轴功率 kW ）是下列哪个数

2.75

B 5.78

C 5.6l

D 4.63

解： u=Q/0.785d

14. 精馏