朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)2023年年度注冊(cè)化工工程師專業(yè)案例題解來(lái)自海川化工論壇專業(yè)案例題（第二天上午，共25題）1.某煉油廠利用冷的富吸收油將200t/h，180℃的貧吸收油冷到80℃，已知冷富吸收油的流量為308t/h，40℃(A)114

(B)75

(C)120

(D)108解：答題要點(diǎn)為：換熱器的熱平衡，即熱的貧油的熱量除去5%的損失后，所有傳遞給冷的富油，公式H1×0.95=H2,CP1×(T2-T1)×0.95=CP2×(t2-t1)所以，t2=200×（180-80）×2.4×（1-0.05）÷(308×2.0)+40=114℃

答案：A2、板框過(guò)濾機(jī)濾框長(zhǎng)、寬、厚為250×250×30，框數(shù)為8，用此過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某懸浮液。已知恒壓過(guò)濾常數(shù)k=5×10-5m2/s，qe=0.0125m3/m2，濾餅與濾液體積比v=0.075，過(guò)濾至濾框彌漫濾餅所需時(shí)光（(A)10

(B)12

(C)15

（D)18解：A=0.25×0.25×2×8=1(㎡)V餅=0.25×0.25×0.03×8=0.015(m3)v=V餅/VV=0.015/0.075=0.2(m3)Ve=Aqe=1×0.0125=0.0125V2+2VVe=KA2θθ=(0.2×0.2+2×0.2×0.0125)/(1×1×5×10-5)=900(s)=15(min)答案：C3、用純水吸收丙酮混合氣中的丙酮加以回收，倘若吸收塔混合氣進(jìn)料為200kg/h（其中丙酮質(zhì)量占20%），純水進(jìn)料為1000kg/h，吸收丙酮后得到丙酮水溶液。吸收過(guò)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(wèn)吸收液出口濃度[NC3H3O/NH2O，kmol/kmol]為下列？

(A)0.009(B)0.011(C)0.019(D)0.0215解：這是個(gè)物料衡算題，溶液中丙酮200×0.2×90%=36kg/h

所以其摩爾分率為36/58÷(36/58+1000/18)=0.011答案：B4、H2和CO混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(wèn)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（%）最臨近下列哪組？

序號(hào)

混合燃料氣組成mol%

混合燃料氣和空氣的比率%

H2

CO

A

72.48

27.52

8.65

B

72.48

27.52

3.89

C

62.03

37.97

6.27

D

62.03

37.97

2.38解：本題是考核應(yīng)試者物料衡算及可燃?xì)怏w在空氣設(shè)中燃燒的計(jì)算能力，利用N2的摩爾數(shù)在燃燒前后不發(fā)生變化舉行恒算：假設(shè)廢氣總量為100mol，則：N2：

79.6mol；

O2：

18mol；

CO2：2.4mol；起初空氣帶入氧氣為：79.6×21/79=21.16mol

進(jìn)入空氣：79.6×100/79=100.8mol

燃燒前后CO的摩爾數(shù)與CO2相同，燃燒消耗O2：2.4/2=1.2mol

剩下的為H2燃燒消耗的O2：21.16-18-1.2=1.96mol

進(jìn)入

CO：

2.4mol進(jìn)入

H2：1.96×2=3.92mol%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%4混合氣與空氣比率：

(3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%準(zhǔn)確答案：C5、含水50wt%（濕基）木材被干燥到含水30wt%（濕基），試問(wèn)單位質(zhì)量木材所蒸發(fā)的水分（kg水/kg木材）與下列哪值最臨近？(A)0.43

(B)0.78

(C)0.57

(D)0.296解：物料衡算題，X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1kg水/kg木材X2=0.3/(1-0.3)=0.4286kgW/G=X1-X2=1-0.4286≈0.570kg準(zhǔn)確答案：C6、某化工廠計(jì)劃利用廢氣的廢熱。進(jìn)入廢熱鍋爐的廢氣溫度為450℃，出口廢氣的溫度為260℃，進(jìn)入鍋爐的水溫為25℃，產(chǎn)生的飽和水蒸汽溫度為233.7℃，廢氣的平均摩爾熱容為32.5kJ/（kmol.℃）。問(wèn)1000kmol的廢氣可產(chǎn)生的蒸汽量（kg）為多少？（已知：25℃水的焓為104.6kJ/kg，233.7℃水蒸汽的焓為2798.9kJ/kg）

(A)2692

(B)2492

(C)2292

(D)2092

解：這是個(gè)換熱過(guò)程的熱量衡算題，使用公式：W1Cp(T2-T1)=W2(H2-H1)W2×(2798.9-104.6)=1000×(450-260)×32.5W2=2292(kg)

答案：C

7、有一套管換熱器，內(nèi)管為Φ54X2，外管為Φ116X4鋼管，內(nèi)管中介質(zhì)為苯，苯進(jìn)口溫度為50℃，出口溫度為80℃，流量為4000kg/h，環(huán)隙內(nèi)介質(zhì)為133.3℃飽和蒸汽，汽化熱為2168.1kJ/kg，苯在50～80℃之間的平均比熱Cp=1.86kJ/(kg.℃),問(wèn)加熱蒸汽消耗量?

(A)83

(B)103

(C)128

(D)1520解：跟上題一樣，這也是個(gè)換熱過(guò)程的熱量衡算題，使用公式：W1Cp(T2-T1)=W2rW2=4000×1.86×(80-50)/2168.1=103(kg/h)答案：B8、在標(biāo)態(tài)下(25℃,1atm)舉行酸堿中和反應(yīng)2NaOH(aq)+H2SO4(L)=Na2SO4(aq)+2H2Oaq表示NaOH、Na2SO4處于無(wú)限稀釋溶液中。標(biāo)準(zhǔn)生成熱ΔHfθ和無(wú)限稀釋溶液中的標(biāo)準(zhǔn)積分熱ΔHSθ如下：化合物

ΔHfθJ/（g.mol）

ΔHSθJ/（g.mol）NaOH

-427010

-42898H2SO4

-811860

-96255Na2SO4

-

-2344.6H2O

-286030問(wèn)上述反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱J/（g.mol）是下列哪個(gè)?(A)-497120

(B)-208128.6

(C)-936310

(D)936310解：本題是化工熱力學(xué)中關(guān)于反應(yīng)熱、生成熱及溶解熱之間關(guān)系的計(jì)算△Hr=(∑nHfΘ+∑nHSΘ)生成物-(∑nHfΘ+∑nHSΘ)反應(yīng)物=(--2344.6-286030×2)-(-427010×2-42898×2-811860)=-208128.6〔J/（g.mol）〕準(zhǔn)確答案：B9、一啤酒廠利用煮沸鍋的二次蒸汽余熱將72℃過(guò)濾麥汁加熱到92℃,設(shè)麥汁的平均比熱容為Cp=4.10kJ/(kg℃)，平均密度為1040kg/m3，滿負(fù)荷生產(chǎn)天天需處理(A)156390

(B)641203

(C)801500

(D)936150解：本題也是熱量衡算，Q=880×1040×250×4.1×(92-72)=(kJ)W=/29260=641203(kg標(biāo)準(zhǔn)煤)答案：B10、將27℃、101.3kPa(A)、12345Nm3/h的空氣壓縮至5×105Pa(A)。若壓縮按絕(A)473.6；772.3

(B)473.6；5048

(C)300.2；773.3

(D)300.2；5048解：本題是氣體的絕熱壓縮計(jì)算，直接利用公式計(jì)算，需要注重單位的統(tǒng)一：T2=T1(P2/P1)(k-1)/k=(273+27)×(5×105/101.3×103)(1.4-1)/1.4≈473.63(K)V1=VNT1/TN=12345×(273+27)/273=13566(m3/h)=3.768(m3/s)N=P1V1×k/(k-1)×[(P2/P1)(k-1)/k-1]=101.3×103×3.768×1.4/(1.4-1)×[(5×105/101.3×103)(1.4-1)/1.4)-1]=772157(w)≈772.3(kw)答案：A11、某無(wú)機(jī)化工廠舉行新產(chǎn)品開(kāi)辟，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14℃降到4℃。計(jì)算蒸發(fā)器中的蒸發(fā)量（kg）為下列哪個(gè)數(shù)據(jù)？

(A)772

(B)589

(C)620

(D)903

溫度

液體水焓kJ/kg

水蒸汽焓kJ/kg%Y#b2R-d5J

4

16.832

2508.4326L%v+v.s2[._+c;U%v

14

58.785

2526.855

解：蒸汽噴射制冷是利用蒸汽噴射發(fā)明真空，使水在低溫度下沸騰汽化，汽化吸收熱量，從而使水溫降低。

蒸發(fā)的水量大約是：/（2508.432-16.832）=722.4kg/h'D2l12、在圖示管路中裝有一離心泵向高位槽輸送比重為ρ=1.15的鹽液，吸入管內(nèi)徑d1=80mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=14m，阻力系數(shù)λ1=0.03，輸出管內(nèi)徑d2=65mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=25，阻力系數(shù)λ2=0.04，在輸出管E處裝有閥門(mén)，其局部阻力系數(shù)ξE=6.4，管路的其他局部阻力分離為ξA=0.5，ξF=0.7，ξG=1；管路兩端水面高差H=16m，管內(nèi)流量Q=9.3×10-3m(A)He=26.02m，Ne=2725W(B)He=26.5m，Ne=2777W(C)He=10.5m，Ne=1100W(D)He=26.5m，Ne=2415W解：u1=4Q/3.14d12=(4×9.3×10-3)/(3.14×0.082)=1.85(m/s)u2=4Q/3.14d22=(4×9.3×10-3)/(3.14×0.0652)=2.8(m/s)∑hf=(λ1L1/d1+ξA+ξB)u12/2g+(λ2L2/d2+ξE+ξF+ξG)u22/2g=(0.03×14/0.08+0.5+0.7)1.852/2×9.81+(0.4×25/0.065+6.4+0.7+1)2.8He=16+10.5=26.5(m)Ne=HegQρ=26.5×9.81×9.3×10-3×1.15×103≈2777(w)答案：B13、某液體在光潔圓形直管內(nèi)作湍流運(yùn)動(dòng)，若管長(zhǎng)、流量及液體物性不變，管徑變?yōu)楸緛?lái)的1/2，則因摩擦力而產(chǎn)生的壓降與本來(lái)相比增強(qiáng)的倍數(shù)應(yīng)為下列哪個(gè)數(shù)據(jù)？提醒：摩擦系數(shù)采用λ=0.3164/Re0.25計(jì)算。(A)1.4

(B)26.9

(C)5.7

(D)25.9解：d2/d1=1/2u=4Q/3.14d2→u∝d-2Re=duρ/μ→Re∝du∝d×d-2∝d-1λ=0.3164/Re0.25→λ∝Re-0.25∝d0.25△P=(λL/d)(ρu2/2)

→△P∝λu2/d∝d0.25d-2×2d-1∝d-4.75△P2/△P1=(d2/d1)-4.75=(1/2)-4.75=26.9(倍)所以，增強(qiáng)的倍數(shù)為：26.9-1=25.9(倍)答案：D14、某廠一臺(tái)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(jìn)冷凝器的入口位置比敞口水池的水面高15m，用Φ108×4mm的鋼管輸水，管路長(zhǎng)80m，管路中配有2個(gè)球閥和5個(gè)90°彎頭，已知閥門(mén)阻力系數(shù)ξ1=3，90°彎頭的阻力系數(shù)ξ2=1.26，管路入口阻力系數(shù)ξ3泵編號(hào)

1

2

3

4流量，l/min

1000

2000

1000

2000揚(yáng)程，m

10

10

15

15(A)1號(hào)泵

(B)2號(hào)泵

(C)3號(hào)泵

（D)4號(hào)泵解：本題是關(guān)于管路阻力降計(jì)算的，計(jì)算時(shí)應(yīng)盡量先換算到SI制?！鱌=(Pa-P真空度)-Pa=-P真空度u=4Q/3.14d2=4×(50/3600)/(3.14×0.12)=1.768(m/s)∑hf=(λL/d+2ξ1+5ξ2+ξ3)u2/2g=(0.02×80/0.1+2×3+5×1.26+0.5)×1.7682/(2×9.18)=4.588(m)He=△Z+△P/(ρg)+∑hf=15+(-0.081×106/(1000×9.81))+4.558=11.3(m)

，選15m揚(yáng)程的泵。Q=50m3/h=50×103L/60min=833(L/min)

，

選1000L/min流量答案：C15、將甲醇原料從一層貯槽由泵輸送到反應(yīng)器，甲醇輸送量為90m3/h，管內(nèi)徑150mm，當(dāng)量長(zhǎng)度80m，摩擦系數(shù)λ=0.018。現(xiàn)工廠反應(yīng)器經(jīng)過(guò)改造，生產(chǎn)能力提高了一倍，急需增強(qiáng)一條輸送甲醇同樣流量的管道，擬采用庫(kù)房目前現(xiàn)有的內(nèi)徑分離為200mm和100mm(A)51

(B)61

(C)71

（D)81解：本題還是關(guān)于管路阻力降計(jì)算的，解題主意是：先算出老管線的阻力降，然后按照此阻力降來(lái)匹配DN200和DN100管線的長(zhǎng)度。u=4Q/3.14d2=4×(90/3600)/(3.14×0.152)=1.415(m/s)∑hf=(λLe/d)u2/2g=0.018×80×1.4152/(0.15×2×9.81)=0.98(m)u1=4Q/3.14d12=4×(90/3600)/(3.14×0.22)=0.7958(m/s)u2=4Q/3.14d22=4×(90/3600)/(3.14×0.12)=3.183(m/s)∑hf=(λ1Le1/d1)u12/2g+(λ2Le2/d2)u22/2g=0.98(m)Le1+Le2=800.02×Le1×0.79582/(0.2×2×9.81)+.016×(80-Le1)×3.1832/(0.1×2×9.81)=0.98Le1≈71(m)解法2，計(jì)算量較小，相對(duì)容易：從∑hf=(λLe/d)u2/2g=∑hf=(λLe/d)（4Q/πd2）2/2g=λLe/d-5×(8Q2/π2g)可以看出，阻力降與λ、Le、d-5成正比。新老管線的阻力降和當(dāng)量長(zhǎng)度相等，所以有下式：1=0.020/0.018×(le/80)×(200/150)-5+0.016/0.018×(1-le/80)×(100/150)-50.2637le+6.75×(80-le)=80所以，le=5.75×80/(6.75-0.2637)=70.92m答案：C16、如圖所示的流化床反應(yīng)器用空氣作為流化介質(zhì)。正常操作工況下，該反應(yīng)器上所裝兩個(gè)U型管壓差計(jì)的讀數(shù)為R1=400mm，R2=150mm，指示液為汞。該反應(yīng)器A、B兩點(diǎn)的壓差(N/m2)為下列哪一個(gè)值？(A)2.00×104

(B)5.34×104

（C)7.34×104

(D)3.34×104解：因空氣的密度遠(yuǎn)小于汞的密度，其氣柱高度可以忽略不計(jì)。從圖中可以看出，R1為A、B兩點(diǎn)壓差的汞柱讀數(shù)，而R2僅為B點(diǎn)表壓的汞柱讀數(shù)?！鱌=ρgR1=13.6×9.81×400=5.34×104(N/m2)答案：B17、某化工廠通過(guò)一個(gè)敞口高位槽A使槽中堿液自流進(jìn)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)。輸送管道內(nèi)徑為33mm，管路系統(tǒng)的總能量損失∑hf為3.24m。要求在閥門(mén)全開(kāi)時(shí)堿液流量為4.9m3(A)5.0

(B)4.5

(C)4.0

(D)5.5解：△Z=-∑hf-△P/ρg=-3.24-10000/(920×9.81)=-4.3(m)負(fù)號(hào)表示液面高于設(shè)備B入口。答案：B18、有一列管換熱器，原油逆流冷卻常壓塔底的重油，原油進(jìn)口溫度t1=30℃，出口溫度t2=80℃，原油的定壓比熱Cp=2.18kJ/(kg℃)，重油從常壓塔出來(lái)溫度為T(mén)1=180℃，換熱器的傳熱面積為38㎡，傳熱系數(shù)K=100J/(㎡s℃)，問(wèn)若將重油冷卻到T2(A)3318.9

(B)12550

(C)11910

(D)11295解：△t1=180-80=100△t2=120-30=90△tm=(△t1-△t2)/ln(△t1-△t2)=(100-90)/ln(100/90)=94.91Q=KS△tm=WCp(t2-t1)W=100×38×94.91/(2180×(80-30))×3600=11910(kg/h)答案：C19、某廠一列管換熱器為逆流操作，粗苯流量為每小時(shí)50m3，需從78℃冷卻到32℃，用水冷卻，水的進(jìn)口溫度為25℃，流量120m3物性數(shù)據(jù)

苯

水比熱容，kJ/(kg℃)

Cp1=1.84

Cp2=4.186重度，kg/m3

ρ1=879

ρ2=1000(A)133.5

(B)116.2

(C)480.8

(D)13.4解：按照換熱器熱量平衡，Q=ρ1m1(78-32)=ρ2m2(t-25)879×50×1.84×(78-32)=1000×120×4.186×(t-25)t=32.4(℃)△t1=78-32.4=45.6△t2=32-25=7△tm=(45.6-7)/ln(45.6/7)=20.6A=1.15QR/△tm=1.15×879×50/3600×1840×(78-32)×0.002315/20.6=133.5(m2)答案：A20、在一夾套反應(yīng)釜中，釜內(nèi)保持恒溫。夾套內(nèi)通冷卻水。當(dāng)停止攪拌時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)物料和冷卻水的傳熱平均溫度差為58.2℃。若其他條件不變而釜內(nèi)加以攪拌，此時(shí)傳熱平均溫度差為36.4℃，因?yàn)楦獌?nèi)側(cè)給熱系數(shù)的增大使傳熱系數(shù)提高至2倍，問(wèn)攪拌使用后與使用前傳熱速率的比值是下列哪個(gè)數(shù)值？(A)1.25

(B)1.5

(C)0.63

(D)2.4

解：Q1=K1A△tm1

=58.2K1AQ2=K2A△tm2=2×36.4K1A

Q2/Q1=2×36.4K1A/58.2K21、某廠一臺(tái)逆流運(yùn)行沒(méi)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(dāng)冷卻水流量為1.0kg/s時(shí)，用測(cè)得數(shù)據(jù)算出傳熱系數(shù)K=473.5W/(㎡℃)；當(dāng)冷卻水流量增強(qiáng)一倍，其他條件保持不變時(shí)，測(cè)得的數(shù)據(jù)算出傳熱系數(shù)為K=546W/(㎡℃)，管壁熱阻忽略不計(jì)。問(wèn)此換熱器殼程和管程的傳熱膜系數(shù)α1和α2﹝W/（㎡℃）﹞是下列哪一組數(shù)值？(A)892.7；1785.4

(B)688.2；1517.83^+Q:p#x;k"E/V2(C)759.9；1517.8

(D)614.4；1785.4解：α∝u0.8α2′=(u2′/u2)0.8α2=20.8α2=1.741α2按照1/K=1/α1+1/α2，有：1/473.5=1/α1+1/α2

以及1/546=1/α1+1/1.741α2解方程組，得：α1=688.2；α2=1517.8答案：B22、平壁爐的爐壁是用內(nèi)壁為100mm厚的某種耐火材料和外層為200mm厚的某種建造材料砌成的。兩種材料的導(dǎo)熱系數(shù)均未知。操作穩(wěn)定時(shí)，測(cè)得爐內(nèi)壁溫度為740℃，外側(cè)壁面溫度為115℃，為減少損失在普通建造材料外面包扎一層厚度為50mm的石棉保溫層，包扎后測(cè)得各層溫度為爐內(nèi)壁溫度740℃，耐火材料與建造材料界面溫度650℃，建造材料與石棉保溫層交界面的溫度(A)51.8

(B)55.1

(C)49.2

(D)47.2解：查石棉的λ3=0.1kcal/mh℃按每平方米計(jì)算，公式：Q=(t1-t2)λ/bQ2=(410-55)×0.1/0.05=(650-410)λ2/0.2=(740-650)λ1/0.1=710(kcal)λ1=0.7889;λ2=0.5917Q1=(740-t)λ1/0.1=(t-115)λ2/0.2t=569.4Q1=1346(kcal)(Q1-Q2)/Q2=(1346-710)/1346=0.472=47.2%答案：D23、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(jìn)口溫度為32℃，出口溫度控制在42℃，裝置中排出的蒸汽冷凝液流量為8000kg/h，溫度120℃，要求冷卻到位60℃，預(yù)計(jì)換熱器的傳熱系數(shù)K=1000W/(㎡(A)18.6

(B)16.8

(C)11.4

(D)8.2解：△t1=60-32=28△t2=120-42=78△tm=(78-28)/ln(78/28)=48.8Q=WCp△t=8000×4.187(120-60)=(kJ/h)A=Q/K△tm=×(1000/3600)/(1000×48.8)=11.4(㎡)答案：C24、某酒精廠有一個(gè)用水封的濕式儲(chǔ)氣柜，內(nèi)裝1000m3二氧化碳?xì)怏w，壓力為126.3kPa(A)，當(dāng)?shù)卮髿鈮海?01.3kPa，在環(huán)境溫度為溫度℃

0

10

20

30

40

50蒸汽壓kPa

0.6112

1.2272

2.3377

4.2428

7.3771

12.341(A)2243

(B)1741

(C)443

(D)2185解：作圖（溫度—蒸汽壓），可得25℃水蒸汽壓力為3.15kPa或查表，得25℃水蒸汽壓力為3.168kPaPCO2=126.3-3.168=123.13(kPa)G=PVM/RT=123.13×1000×44/[8.314×(273+25)]≈2185(kg)答案：D25、南方化工廠生產(chǎn)采用DCS控制系統(tǒng)，控制室需要保持恒溫，控制室內(nèi)空間容積長(zhǎng)8m，寬6m，高4m。室內(nèi)溫度從10℃升高到20℃，以控制室全容積計(jì)，不計(jì)其他發(fā)熱體。計(jì)算理論上需要的供熱量（kJ）為下列哪個(gè)數(shù)據(jù)？提醒：當(dāng)?shù)卮髿鈮?1kPa，空氣平均熱容Cp=29.3J/(molK)

解：本題要點(diǎn)是氣體受熱膨脹和藹體方程的使用。利用公式n=PV/RT分離求出10℃和20℃時(shí)該室內(nèi)空間的氣體摩爾數(shù)n1、n2n1=81×8×6×4/[8.314×(273.15+10)]=6.606(kmol)n2=81×8×6×4/[8.314×(273.15+20)]=6.381(kmol)△n=6.606-6.381=0.225(kmol)一小部分空氣因?yàn)槭軣崤蛎浂鴦蚍Q逸出控制室，其溫升按照平均值計(jì)算，總供熱量包括了室內(nèi)空氣吸熱和逸出的空氣帶走熱量。Q1=n2Cp△t=6.381×29.3×(20-10)=1869.6(kJ)Q2=△nCp△t/2=0.225×29.3×(20-10)/2=33.0(kJ)Q=Q1+Q2=1869.6+33.0=1902.6≈1902(kJ)答案：C專業(yè)案例題（第二天下午，共25題）1、某廠采用鹽水（水相）逆流萃取醋酸正丙酯—正丙醇（有機(jī)相）中的正丙醇。有機(jī)相進(jìn)料量為1800kg/h，組成為醋酸正丙酯93.86wt%，正丙醇6.14wt%；水相溶劑進(jìn)料量為2000kg/h。醋酸正丙酯與水相可視為徹低不互溶，萃取操作溫度25℃。經(jīng)過(guò)n級(jí)萃取后，萃取劑對(duì)正丙醇的脫除率為75%，此時(shí)有機(jī)相中醋酸正丙酯的含量（wt%）是下述哪一數(shù)值？

(A)93.86

(B)95.32

(C)98.39

(D)99.77

解：物料恒算題：mF(正丙醇)=0.0614×1800=110.5(kg/h)

mW(正丙醇)=110.5×(1-0.75)=27.63(kg/h)

mW(酯)=1800-110.5=1689.5(kg/h)

醋酸正丙酯的含量=1689.5/(1689.5+27.63)=98.39%

答案：C2、用常壓塔分離甲醇和水的混合液，混合液進(jìn)料含甲醇30%，要求塔頂甲醇產(chǎn)品純度95%，甲醇回收率95%（以上均為摩爾分率），塔頂采出的產(chǎn)品量與進(jìn)料量的比值是下述哪個(gè)數(shù)值？(A)0.33

(B)0.30

(C)0.28

(D)0.27解：D/F=ηDxF/xD=0.95×0.3/0.95=0.30答案：B3、采用延續(xù)干燥機(jī)干燥含水量為30%的化學(xué)纖維，進(jìn)料量為9600kg/h，干燥后成品含水量控制在4%以下（以上皆為濕基），以成品量計(jì)，該干燥機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力（kg/h）與下列哪項(xiàng)數(shù)據(jù)臨近？(A)6034

(B)7104

(C)7000

(D)6989解：9600(1-0.3)/(1-0.4)=7000（kg/h）答案：C4、采用常壓精餾分離苯和甲苯混合液體，已知進(jìn)料為含苯45mol%的飽和液體，操作條件下苯和甲苯的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.48。要求得到塔頂苯含量為99mol%的產(chǎn)品，且塔釜液苯含量為3mol%，塔頂設(shè)有分凝器，塔底設(shè)有再沸器。操作工況下的最小回流比和最小理論板數(shù)為下列哪組數(shù)值？(A)1.35；7

(B)1.45；7

(C)1.45；8

(D)1.35；8解：xF=0.45,xD=0.99,xW=0.03,α=2.48,q=1q=1時(shí)，挾點(diǎn)：xe=xF=0.45ye=αxe/[1+(α-1)xe]=2.48×0.45/[1+(2.48-1)0.45]=0.67Rmim=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.99-0.67)/(0.67-0.45)=1.45求最小理論塔板，這時(shí)是全回流:操作線方程：

yn+1=xn汽液平衡方程：xn=yn/[α-(α-1)xn]y0=xD=0.99

(分凝器)x0=0.99/[2.48-(2.48-1)0.99]=0.9757=y1…………（略）X8=0.027<xW

（再沸器）N=8-1=7答案：B5、通常情況下，在反應(yīng)過(guò)程中生成的可溶洞于水的氣態(tài)產(chǎn)品均采用脫鹽水在填料塔內(nèi)舉行吸收。若某進(jìn)塔氣體混合物中含量A組分為2.4mol%，脫鹽水對(duì)A組分的吸收率為99%，出塔液相A組分為1.4mol%。操作工況下的相平衡關(guān)系為Y=1.5X、單位塔截面上氣體流量為50kmol/(㎡h)、氣相總體積吸收系數(shù)為95kmol(m3h)，吸收塔填料高度（m）應(yīng)為下列哪個(gè)數(shù)值：(A)12.53

(B)11.53

(C)13.53

(D)4.78解：此題用摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)算，也可用摩爾比計(jì)算，但與答案相差較大。y1=0.024,y2=.0.024(1-0.99)=0.00024,x1=0.014,x2=0△y1=0.024-1.5×0.014=0.003,△y2=0.00024-0=0.00024△ym=(△y1-△y2)/ln(△y1/△y2)=(0.003-0.00024)/ln(0.003/0.00024)=1.093×10-3NOG=(y1-y2)/△ym=(0.024-0.00024)/1.093×10-3=21.74HOG=G/KYα=50/95=0.5263h=NOGHOG=21.74×0.5263=11.44≈11.53答案：C6、用延續(xù)常壓精餾塔分離A、B二組份混合液，其相對(duì)揮發(fā)度為2.4，飽和狀態(tài)進(jìn)料。進(jìn)料中A組份的濃度為60%(mol)，另外還有一股相同組份的進(jìn)料，其中A組份的濃度為22%(mol)，進(jìn)料量和進(jìn)料狀態(tài)與原混合液相同，在該塔相宜塔板位置上參加。若要求塔頂餾出液中A組份濃度為95%(mol)，塔釜排出液中A組份濃度為10%(mol)，該塔的最小回流比是下述哪個(gè)數(shù)據(jù)？(A)2.97

(B)1.51

(C)2.0

(D)0.92解：分離計(jì)算二種進(jìn)料的最小回流比。①當(dāng)q=1時(shí),xe=xF=0.6ye=αxe/[1+(α-1)xe]=2.4×0.6/[1+(0.24-1)0.6]=0.7826Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.7826)/(0.7826-0.6)=0.92②q=1,xe=xF=0.22ye=αxe/[1+(α-1)xe]=2.4×0.22/[1+(0.24-1)0.22]=0.4037Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.95-0.4037)/(0.4037-0.22)=2.97比較二者，當(dāng)回流比減小至2.97時(shí)，第②種情況先浮上挾點(diǎn)，所以取2.97。答案：A7、多組份精餾為飽和液體進(jìn)料時(shí)，相宜的進(jìn)料位置可采用Kirkbride經(jīng)驗(yàn)方程式計(jì)算：式中：NR、NS——精餾段、提餾段的理論板數(shù)；zLF、zHF——進(jìn)料中輕、重關(guān)鍵組份的摩爾分率；xLW、xHD——塔釜輕關(guān)鍵組份、塔頂重關(guān)鍵組份的摩爾分率；D、W——塔頂餾出液量、塔釜液量，kmol/h。在一有29塊理論板的精餾塔中分離三氯乙烯混合物，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料中三氯乙烯、三氯乙烷和四氯乙烷摩爾含量分離為45.6%、5.55%和48.85%，塔頂采用全凝器，塔底采用再沸器。要求塔頂產(chǎn)品三氯乙烯的摩爾含量為99.9%，三氯乙烷為0.1%，塔釜中三氯乙烯的摩爾含量為0.1%。由塔釜數(shù)起，計(jì)算的理論進(jìn)料板位置是下述哪一個(gè)數(shù)據(jù)？(A)16

(B)8

(C)21

(D)25解：設(shè)F=100kmol45.6=0.999D+0.001W，W+D=100D=456(mol),W=544(mol),W/D=544/456=1.19zHF/zLF=0.0555/0.456=0.122，xLW/xHD=0.001/0.001=1NR/NS=(29-NS)/NS=[0.122×12×1.19]0.206=0.672NS=17.3（含塔釜）NS-1=16.3≈16（塊）答案：A8、采用干燥器干燥催化劑，已知干燥器操作壓力79.98kPa(A)，出口氣體的溫度為60℃，濕度為0.11kg水/kg干空氣，工藝中將部分出口氣體返回干燥器入口與清新空氣混合，使進(jìn)入干燥器的氣體溫度不超過(guò)90℃，相對(duì)濕度為12%。已知清新空氣的流量為了1580kg/h，溫度為20℃，濕度為0.02kg提醒:

H——濕度，kg水蒸汽/kg干空氣；φ——相對(duì)濕度；P——總壓，kPa(A)；PS——水的飽和蒸汽壓，kPa(A)。(A)

(B)

(C)

(D)(原答案缺失)解：L=1580×(1-H0)=1580(1-0.02)=1548（kg干空氣）Hm=0.622×0.12×70.09/(79.98-0.12×70.09)=0.0731H1=H0,VR=Lm-LLH1+(Lm-L)=LmHm15.48×0.02+0.11×VR=0.0731(VR+1548)VR=2228(kg干空氣/h)答案：22289、C9芳烴與甲苯的混合物在催化劑作用下舉行岐化反應(yīng)生成混合二甲苯。有一個(gè)反應(yīng)器，每小時(shí)處理C9芳烴與甲苯的混合物18400kg，其中甲苯含量為50wt%。反應(yīng)產(chǎn)物中甲苯含量10wt%，混合物二甲苯含量38wt%。該反應(yīng)器甲苯轉(zhuǎn)化為混合二甲苯的挑選性與下列哪個(gè)數(shù)值臨近？（甲苯分子量92，二甲苯分子量106）(A)0.95

(B)0.8

(C)0.76

(D)0.825解：原料中甲苯：n0=18400×0.5/92=100(kmol)產(chǎn)物中甲苯：n1=18400×0.1/92=20(kmol)△n=100-20=80(kmol)產(chǎn)物中二甲苯：n2=18400×0.38/106=65.96(kmol)S=65.96/80=0.825答案：D10、用空氣氧化甲苯生產(chǎn)苯甲醇，反應(yīng)式為C7H8+1/2O2=C7H8O。假設(shè)甲苯的轉(zhuǎn)化率為40%，挑選性為80%?，F(xiàn)要求用含甲苯90wt%的原料生產(chǎn)15000kg/h的苯甲醇產(chǎn)品，需要的反應(yīng)物進(jìn)料量（kg/h）是下列哪個(gè)數(shù)值？（甲苯分子量92，苯甲醇分子量108）(A)52083

(B)44364

(C)35497

(D)17748解：Y=0.4×0.8=0.32W=15000×92/(108×0.32×0.9)=44367(kg)答案：B11、某二級(jí)反應(yīng)A+B→P在一管式反應(yīng)器（可視為平推流反應(yīng)器）中舉行，其速率方程為：(-rA)=kCACB，式中：k=20m3/(kmolh)。若要求總進(jìn)料量為20kmol/h，CA0=CB0=10kmol/m3，轉(zhuǎn)化率為80%，反應(yīng)器內(nèi)徑為0.05m，則反應(yīng)器長(zhǎng)度（m）臨近下列哪個(gè)數(shù)值？[公式提醒：t=XA/kCA0(1-XA(A)200

(B)20

(C)10

(D)100解：t=XA/kCA0(1-XA)=0.8/[20×10(1-0.8)]=0.02t=Vr/Q0=3.14L(d/2)2/Q0L=0.02×20/[3.14×(0.05/2)2]=204(m)≈200(m)答案：A12、一臺(tái)輸送介質(zhì)密度1300kg/m3的螺桿泵，距泵吸入側(cè)液位的垂直高度為3.5m，泵出口的最大壓力0.6MPa，最大流量30t/h。以泵效率75%計(jì)算，泵的軸功率（kW）為下列哪個(gè)數(shù)值？(A)4.7

(B)5.1

(C)3.5

(D)6.1解：Q=30000/(3600×1300)=0.00641(m3/s)△P=P-ρgH=600000-3.5×9.81×1300=555365(Pa)（我覺(jué)得是△P=P+ρgH）N=△PQ/1000η=555365×0.00641/(1000×0.75)=4.7(kw)答案：A13、把100公斤20℃的液態(tài)苯加熱為80℃的氣相苯所需的熱量（kJ）為下列哪個(gè)數(shù)值：已知：液態(tài)苯的比熱容（CP）與溫度（T，K）的關(guān)系式為：CP=14.95+0.0558T（cal/gmol）；(A)41800

(B)450000

(C)49900

(D)35800解：Q1=∫80+27320+273(100×1000/78)CPdT=∫(14.95+0.0558T)dT=2.536×106(cal)=10600(kJ)Q2=mr=100×393=39300(kJ)Q=Q1+Q2=10600+39300=49900(kJ)答案：C14、用于輸送空氣的風(fēng)機(jī)進(jìn)口吸風(fēng)管內(nèi)徑為100mm，風(fēng)機(jī)入口管道可吸上水柱高度為12mm，空氣的密度為1.2kg/m3，風(fēng)機(jī)進(jìn)口管內(nèi)流速（m/s）和風(fēng)量（m3/h）為下列哪一組數(shù)值？(A)14和0.1

(B)4.4和120

(C)0.44和12

(D)14和396解：△P=0.012×1000×9.81=117.7(Pa)△P/ρ=u2/2,u=(2△P/ρ)1/2=(2×117.7/1.2)1/2=14(m/s)V=3.14×(0.1/2)2×14=0.11(m3/s)=396(m3/h)答案：D15、某單級(jí)往復(fù)空氣壓縮機(jī)每小時(shí)將360m3的空氣壓縮到0.7MPa（表壓）的壓縮過(guò)程為絕熱壓縮，空氣的入口溫度為20提醒：W——壓縮機(jī)消耗的功率，w；r——絕熱指數(shù)；P1——入口壓力，Pa（絕壓）；P2——出口壓力，Pa（絕壓）；V1——入口流量，m3/s。(A)28.4，531

(B)26.4，510

(C)10.4，531

(D)28.4，510解：T2=T1(P2/p1)(r-1)/r=(273+20)[(0.7+0.1)/0.1](1.4-1)/1.4=531(K)W=[1.4/(1.4-1)]×(0.1×106×360/3600)×﹛[(0.7+0.1)/0.1](1.4-1)/1.4-1﹜/1000=28.4(kw)答案：A16、用120℃飽和水蒸汽加熱20℃的油品至80℃。油品流量為10t/h，蒸汽流量為687kg/h，物性數(shù)據(jù)如下：油品平均比熱容為2.305kJ/(kg℃問(wèn)系統(tǒng)熱損失（%）為下列哪個(gè)數(shù)值：(A)66

(B)60

(C)1.1

(D)9解：Q1=687(2709-494)=1.522×106(KJ/h)Q2=10×103×2.305(80-20)=1.383×106(KJ/h)(Q1-Q2)/Q1=(1.522-1.383)/1.522=0.09=9%答案：D17、一離心泵把敞口槽中密度為1200kg/m3的物料送到表壓為145kPa的高位密閉容器，容器中的液位與敞口槽液位的高度差為10m（容器的進(jìn)料口在液位之下），當(dāng)泵在輸送流量36m3(A)5.2

(B)3.8

(C)4.4

(D)3.6解：H=△Z+△P/ρg=10+145/(1.2×9.81)=22.32(m)N=HgρQ/1000η=22.32×9.81×1200×36/(1000×0.6×3600)=4.4(kw)答案：C18、一個(gè)套管換熱器，用143℃的飽和蒸汽加熱管內(nèi)的水，使其溫度由15℃升至45℃。已知蒸汽的冷凝傳熱系數(shù)為1.1×104W/(㎡℃)，管內(nèi)水的對(duì)流傳熱系數(shù)為3500W/(㎡℃)。在忽略管壁熱阻、污垢熱阻和熱損失，且可當(dāng)平壁處理時(shí)，該換熱器的總傳熱系數(shù)（W/(㎡℃(A)2655、127.2

(B)3921、141.3

(C)3313、140.3

(D)2655、115.7解：K=1/(1/α1+1/α2)=1/(1/11000+1/3500)=2655△tm=(45-15)/ln[(143-15)/143-45]=112.3t1=143,t2=143-112.3=30.7（我覺(jué)得管內(nèi)平均溫度可取0.5（15+45）=30℃設(shè)平壁溫度為tQ=α1S(143-t)=α2S(t-30.7)11000(143-t)=3500(t-30.7)t=115,7（℃）答案：D19、用水吸收空氣與氨混合氣中的氨，混合氣的總壓為101Kpa時(shí)，氨的分壓為1300Pa。已知該物系符合亨利定律，且有如下平衡關(guān)系：100g水中含量2g氨時(shí)，氨的分壓為1600Pa。要求氨的回收率95%時(shí)，每小時(shí)處理1000kg空氣時(shí)的最小用水量（kg/h）為下列哪個(gè)數(shù)值？(A)236

(B)262

(C)448

(D)388解：xa=(2/17)/(100/18+2/17)=0.02074E=Pa*/xa=1.6/0.02074=77.15(kPa)m=E/P=77.15/101=0.764Y=mX=0.764Xy1=1.3/101=0.01287Y1=0.01287/(1-0.01287)=0.01304(L/V)min=mφA=0.764×0.95=0.7258Lmin=0.7258V=0.7256×1000(1-0.01304)×18/29≈448（kg/h）答案：C20、用離心泵將敞開(kāi)貯槽中的液體輸送到常壓高位槽中，兩槽液位保持恒定，輸送管路管內(nèi)徑d為40mm，泵輸送液體流量為2.32×10-3m3/s。輸送液體的密度ρ=1150kg/m3，物料粘度為1.25×10-3Pas。假定流體處于湍流的光潔區(qū)，則直管摩擦系數(shù)與下列哪組數(shù)據(jù)臨近？)l's8W&a)c&l*H

提醒：摩擦系數(shù)采用

(A)0.0009

(B)0.0156

(C)0.0196

(D)0.0210解：u=4Q/3.14d2Re=duρ/μ=4Qρ/3.14dμ=4×2.32×10-3×1150/(3.14×0.04×1.25×10-3)=67940λ=0.3146/679400.25=0.0196答案：C21、在圖示的并聯(lián)管路中，支路ADB管路長(zhǎng)50m，支路ACB管路長(zhǎng)5m，管路長(zhǎng)度包括管件但不包括閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度。兩支管路的管徑都是？57×3.5，管路的阻力系數(shù)皆為0.03；兩支路各裝有閥門(mén)一個(gè)（全開(kāi)狀態(tài)時(shí)局部阻力系數(shù)為0.2）、換熱器一個(gè)（局部阻力系數(shù)為4）。當(dāng)兩個(gè)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)兩支路ADB與ACB的流量比與下列哪個(gè)數(shù)據(jù)最臨近？;o2x2f(a7N&h/R4A

T%}9w

b(A)4.75

(B)0.46

(C)1.0

(D)3.07解：公式：∑hf=(λL/d+ξ)×u2/2(∑hf)ADB=(0.03×50/0.05+0.2+4)×u12/2=17.1u12(∑hf)ACB=(0.03×5/0.05+0.2+4)×u22/2=3.6u2217.1u12=3.6u22u1/u2=(3.6/17.1)1/2=0.46答案：B22、圖示輸送系統(tǒng)，管路兩端液面高差12m，輸送溶液的密度為1100kg/m3，粘度為2.5×10-3Pas。輸送離心泵吸入段流速為1.4m/s，管內(nèi)徑為100mm，長(zhǎng)度為8m；泵出口流速為2.2m/s，管內(nèi)徑為80mm，長(zhǎng)度為24m；已知入口管路總局部阻力系數(shù)為1.25，出口管路總局部阻力系數(shù)為8.9。此管路系統(tǒng)的阻力（m液柱）與下列哪一個(gè)數(shù)值臨近？&[7[/b&N:b

提醒：摩擦系數(shù)采用

(A)2.36