2025年化學(xué)工程師面試手冊：工藝流程模擬題及解答技巧題目部分一、基礎(chǔ)工藝計算題（共5題，每題10分）題目1某精餾塔處理100kmol/h的混合物，組成為0.4（易揮發(fā)組分）。塔頂采率為50%，要求塔頂產(chǎn)品純度為0.95，塔底產(chǎn)品純度為0.05。假設(shè)塔內(nèi)操作線與平衡線呈平衡關(guān)系，平衡常數(shù)為2.0。試計算：1.塔頂和塔底的產(chǎn)品流量（kmol/h）。2.理論塔板數(shù)（忽略進(jìn)料板影響）。題目2某反應(yīng)釜進(jìn)行液相反應(yīng)，反應(yīng)物A的初始濃度為2mol/L，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為70%。假設(shè)反應(yīng)為一級不可逆反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.1h?1。試計算：1.反應(yīng)完成所需時間。2.反應(yīng)釜出口A的濃度。題目3某管道輸送密度為800kg/m3的液體，流量為50m3/h，管徑為0.1m。假設(shè)液體流動為層流，粘度為1.2mPa·s。試計算：1.管道內(nèi)的流速（m/s）。2.Reynolds數(shù)，并判斷流動類型。題目4某吸收塔處理含CO?的混合氣體，氣體流量為100m3/min，入口CO?濃度為10%，要求出口CO?濃度降至1%。假設(shè)氣液平衡關(guān)系為y=mx（m=0.5），塔內(nèi)傳質(zhì)單元高度HETP=0.5m。試計算：1.所需傳質(zhì)單元數(shù)。2.塔的有效高度。題目5某反應(yīng)器進(jìn)行間歇操作，處理100kg的原料，反應(yīng)熱效應(yīng)為-150kJ/mol，反應(yīng)熱容Cp=30J/(mol·K)。假設(shè)反應(yīng)在等溫條件下進(jìn)行，初始溫度為300K。試計算：1.反應(yīng)達(dá)到平衡時的溫度變化。2.反應(yīng)熱平衡計算。二、工藝流程模擬題（共3題，每題15分）題目6設(shè)計一套年產(chǎn)10萬噸的乙酸生產(chǎn)裝置，采用醋酸乙烯酯水合法。已知醋酸乙烯酯轉(zhuǎn)化率為85%，選擇性為98%。試進(jìn)行以下計算：1.原料消耗量（醋酸乙烯酯）。2.副產(chǎn)物（乙烯醇）的生成量。3.工藝流程圖繪制。題目7某煉油廠需要將重油裂解為輕油，原料流量為500t/h，裂解深度為60%。假設(shè)裂解產(chǎn)物分布為：輕油30%，汽油20%，柴油20%，殘油30%。試進(jìn)行以下計算：1.各產(chǎn)品流量。2.裂解爐熱負(fù)荷計算（假設(shè)熱效率為90%）。3.工藝流程圖繪制。題目8設(shè)計一套年產(chǎn)5萬噸的聚乙烯生產(chǎn)裝置，采用管式反應(yīng)器。已知原料為乙烯，轉(zhuǎn)化率為90%，分子量分布指數(shù)為5。試進(jìn)行以下計算：1.原料消耗量（乙烯）。2.聚乙烯產(chǎn)品流量。3.工藝流程圖繪制。三、工藝優(yōu)化題（共2題，每題20分）題目9某精餾塔操作條件如下：塔頂壓力1atm，塔底壓力1.1atm，回流比R=2。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品純度下降，試分析可能原因并提出優(yōu)化方案。題目10某反應(yīng)釜操作條件如下：反應(yīng)溫度350°C，攪拌轉(zhuǎn)速300rpm。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低于預(yù)期，試分析可能原因并提出優(yōu)化方案。四、安全與環(huán)保題（共2題，每題20分）題目11某反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)放熱反應(yīng)，若冷卻系統(tǒng)失效，試分析可能發(fā)生的危險并提出應(yīng)急預(yù)案。題目12某吸收塔處理含揮發(fā)性有機(jī)物的尾氣，若吸收劑泄漏，試分析可能發(fā)生的危害并提出控制措施。答案部分一、基礎(chǔ)工藝計算題答案答案11.塔頂產(chǎn)品流量：20kmol/h；塔底產(chǎn)品流量：80kmol/h。2.理論塔板數(shù)：8塊。答案21.反應(yīng)完成時間：6.91h。2.反應(yīng)釜出口A濃度：0.6mol/L。答案31.管道內(nèi)流速：1.59m/s。2.Reynolds數(shù)：1270，層流。答案41.傳質(zhì)單元數(shù)：12。2.塔的有效高度：6m。答案51.溫度變化：-33.3K。2.反應(yīng)熱平衡：-1500kJ。二、工藝流程模擬題答案答案61.原料消耗量：118.2t/h。2.副產(chǎn)物生成量：1.7t/h。3.工藝流程圖：略。答案71.各產(chǎn)品流量：輕油150t/h，汽油100t/h，柴油100t/h，殘油150t/h。2.裂解爐熱負(fù)荷：8.33GJ/h。3.工藝流程圖：略。答案81.原料消耗量：450t/h。2.聚乙烯產(chǎn)品流量：45t/h。3.工藝流程圖：略。三、工藝優(yōu)化題答案答案9可能原因：回流比不足、進(jìn)料組成變化、塔板效率下降。優(yōu)化方案：提高回流比、調(diào)整進(jìn)料位置、檢查塔板堵塞。答案10可能原因：溫度控制不當(dāng)、攪拌效果差、反應(yīng)物濃度不足。優(yōu)化方案：優(yōu)化加熱系統(tǒng)、提高攪拌轉(zhuǎn)速、調(diào)整進(jìn)料