注册化工工程师专业案例题(第二天上午-共25题)

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页专业案例题（第二天上午，共25题）第二天上午考的专业案例题（共25题）已发完，第1题的数据有误，仅供参考。/f'e5X#b/u9C3n.s;X

附第1题：1、某炼油厂利用冷的富吸收油将200L/h，180℃的贫吸收油冷到80℃,已知冷富吸收油的流量为105t/h,40℃,换热器的热损失为传热量的5%,则经过换热器后,富吸收油的油升(℃)为下列哪?已知贫吸收油平均比热为2.4kJ/(kg.℃),富吸收油平均比热为2.0kJ/(kg.℃)(A)114

(B)75

(C)120

(D)108

2、板框过滤机滤框长、宽、厚为250×250×30，框数为8，用此过滤机过滤某悬浮液。已知恒压过滤常数k=5×10-5m2/s，qe=0.0125m3/m2，滤饼与滤液体积比v=0.075，过滤至滤框弥漫滤饼所需时光（min）为哪项？(A)10

(B)12

(C)15

（D)18解：A=0.25×0.25×2×8=1(㎡)V饼=0.25×0.25×0.03×8=0.015(m3)v=V饼/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、用纯水吸收丙酮混合气中的丙酮加以回收，倘若吸收塔混合气进料为200kg/h（其中丙酮质量占20%），纯水进料为1000kg/h，吸收丙酮后得到丙酮水溶液。吸收过程中，丙酮的回收率为90%。已知丙酮分子量为58，设其余气体不溶解于水，且纯水不蒸发，问吸收液出口浓度[NC3H3O/NH2O，kmol/kmol]为下列？

(A)0.009

(B)0.011

(C)0.019

(D)0.021%n%e8R1L:Y:I1})Q$s

解：设惰性气体为空气，空气分子量是29。

Y1=(0.2÷58)/(0.8÷29)=0.125

Y2=Y1(1-φA)=0.125×(1-0.9)=0.0125$p8Q0[&v7w*Q/w6m

X2=0

V(Y1-Y2)=L(X1-X2)

代入：(200÷29)(1-0.2)(0.125-0.0125)=(1000÷18)(X1-0)8R"C"`3U:S9r:w;i

X1=0.011&W6|+@%w$S.T2_4O!S-V

准确答案：

你的答案是对的，但不容易。

解法2：

溶液中丙酮200*0.2*90%=36kg/h

所以其摩尔分率为36/58/(36/58+1000/18)=0.0114、H2和CO混合燃料气与空气燃烧，燃烧后的废气分析结果如下：0|1|4{6}6m4b5q8H

N2：79.6%,O2：18%,CO2：2.4%,(均为mol%，干基)。试问混合燃料气中的H2和CO的组成（mol%），混合燃料气和空气的比率（%）最临近下列哪组？$F7Y;c$B5M3T!Q

序号

混合燃料气组成mol%

混合燃料气和空气的比率%$R)G7|%j5}

H2

CO

A

72.48

27.52

8.65

B

72.48

27.52

3.89-E6^9h6B+E

D3d6D

C

62.03

37.97

6.27

D

62.03

37.97

2.38

解：

设废气100mol+L

?1K4y&j

则：N2：

79.6mol；

O2：

18mol；

CO2：2.4mol；-R$Q8_-r9f.o.k%p

进入O2：79.6×21/79=21.16mol$H-H0Q8C1n7K/M

进入空气：79.6×100/79=100.8mol1v0?;M!b1p+q*U

CO消耗O2：2.4/2=1.2mol,F9E2y1?;G4N8C1S2u)Z

H2消耗O2：21.16-18-1.2=1.96mol6U2J#\6p$G*T6E#Q

进入

CO：

2.4mol0S!s(`!o0b.[(@

进入

H2：1.96×2=3.92mol

混合燃料气组成：

H2:3.92/(3.92+2.4)=0.6203=62.03%

CO:

1-0.6203=0.3797=37.97%$c+S4`%p({0R1W2{2K-|&v

混合气与空气比率：

(3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%!T)B5I"~

T3c.^2}

准确答案：C5、含水50wt%（湿基）木材被干燥到含水30wt%（湿基），试问单位质量木材所蒸发的水分（kg水/kg木材）与下列哪值最临近？

(A)0.43

(B)0.78

(C)0.57

(D)0.297V$Y8m+@"O6[

#|"].c/q)l-L&z&v

解：(i1M8v:e&M9c:Q6g4M(j6T

X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1

X2=0.3/(1-0.3)=0.4286

W/G=X1-X2=1-0.4286≈0.57)W1n4f:w6D:Y$i

准确答案：C本帖最后由phlpf2023年年于2023年年-12-2320:25编辑

3Y.i4}0q,D5m,p7P

6、某化工厂计划利用废气的废热。进入废热锅炉的废气温度为450℃，出口废气的温度为260℃，进入锅炉的水温为25℃，产生的饱和水蒸汽温度为233.7℃，废气的平均摩尔热容为32.5kJ/（kmol.℃）。问1000kmol的废气可产生的蒸汽量（kg）为多少？（已知：25℃水的焓为104.6kJ/kg，233.7℃水蒸汽的焓为2798.9kJ/kg）

(A)2692

(B)2492

(C)2292

(D)2092)i*[

Z&A:_5B"o#\1b

解：'J2z

?8^-Q.J2x

气：450℃→260℃，1000kmol;

水：250℃→233.7℃

W(2798.9-104.6)=1000(450-260)×32.5$Q4J'Z*|3J9^

W=2292(kg)

答案：C1O0i(H!m:R-C;_

7、有一套管换热器，内管为Φ54X2，外管为Φ116X4钢管，内管中介质为苯，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h，环隙内介质为133.3℃饱和蒸汽，汽化热为2168.1kJ/kg，苯在50～80℃之间的平均比热Cp=1.86kJ/(kg.℃),问加热蒸汽消耗量?&{2{0F.t:{

(A)83

(B)103

(C)128

(D)152

6e+U,H3^#~.|%X3U

解："];n*r:N&h

苯：50℃→80℃，4000kg/h,Cp=1.86;

汽：r=2168.16s!s$G.x%Q5T;[)M/x%[

2168.1W=4000×1.86(80-50)(T9Y$m-f1?.Y

W=103(kg/h)"y4F/g)t;q0^4L#g$Q

答案：B8、在标态下(25℃,1atm)举行酸碱中和反应,d4r*d._2K(s

2NaOH(aq)+H2SO4(L)=Na2SO4(aq)+2H20(L)

s:n"s'E6e5C.|(}

aq表示NaOH、Na2SO4处于无限稀释溶液中。:_.\&W5Q3{0b"A#^.k/e

标准生成热ΔHfθ和无限稀释溶液中的标准积分热ΔHSθ如下：

化合物

ΔHfθJ/（g.mol）

ΔHSθJ/（g.mol）$c(H%H(\

f

NaOH

-427010

-42898

H2SO4

-811860

-96255)H+O/K,l

I$T!Q

Na2SO4

-

-2344.6

H20

-2860300j*Y-c)U1a,A%a,t,]

$c&{

T#\,k1G&N1]问上述反应的标准反应热J/（g.mol）是下列哪个?(A)-497120

(B)-208128.6

(C)-936310

(D)936310解：△Hr=(∑nHfΘ+∑nHSΘ)生成物-(∑nHfΘ+∑nHSΘ)反应物=(--2344.6-286030×2)-(-427010×2-42898×2-811860)=-208128.6〔J/（g.mol）〕准确答案：B9、一啤酒厂利用煮沸锅的二次蒸汽余热将72℃过滤麦汁加热到92℃,设麦汁的平均比热容为Cp=4.10kJ/(kg℃)，平均密度为1040kg/m3，满负荷生产天天需处理880m3过滤麦汁，若全年按250天计，问全年利用二次蒸汽可节约标准煤（能量当量值29260/kJ/kg）的量（kg）是下列哪个数据？(A)156390

(B)641203

(C)801500

(D)936150解：Q=880×1040×250×4.1×(92-72)=1.876×104(kJ)W=1.876×104/29260=641203(kJ)答案：B10、将27℃、101.3kPa(A)、12345N.m3/h的空气压缩至5×105Pa(A)。若压缩按绝热过程考虑，取空气的绝热指数为1.4，则压缩机出口温度（K）、轴功（kW）是下列哪组数据？(A)473.6；772.3

(B)473.6；5048

(C)300.2；773.3

(D)300.2；5048解：分析：N表示标准状态,(A)指绝对压力。V=VNT/TN=12345×(273+27)/273=13566(m3/h)=3.768(m3/s)T2=T1(P2/P1)(m-1)/m=(273+27)(5×105/101.3×103)(1.4-1)/1.4≈473.6(K)N=(P1V×im/(m-1))((P2/P1)((m-1)/m)-1)=(101.3×103×3.768×1×1.4/(1.4-1))((5×105/101.3×103)((1.4-1)/1.4)-1)=7.722×105(w)≈772.3(w)答案：A

11、某无机化工厂举行新产品开辟，采用蒸汽喷射制冷技术。制冷装置制冷能力为，冷冻水在蒸发器中由14℃降到4℃。计算蒸发器中的蒸发量（kg）为下列哪个数据？

(A)772

(B)589

(C)620

(D)903

温度

液体水焓kJ/kg

水蒸汽焓kJ/kg"p4i3N8p$b)n:K!H&g8K

4

16.832

2508.4321D%K$H*z(|'D7\5r

]

14

58.785

2526.8550y#N)J&J%@

L+e!t3T8x

(请教本题的计算过程)12、在图示管路中装有一离心泵向高位槽输送比重为ρ=1.15的盐液，吸入管内径d1=80mm，长度为L1=14m，阻力系数λ1=0.03，输出管内径d2=65mm，长度为L2=25，阻力系数λ2=0.04，在输出管E处装有阀门，其局部阻力系数ξE=6.4，管路的其他局部阻力分离为ξA=0.5，F=0.7，ξG=1；管路两端水面高差H=16m，管内流量Q=9.3×10-3m/s。若忽略管路中的动能增强因素，则泵的扬程（m）和理论功率（W）为下列哪组数据？

(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/3.14d21=(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)=2.803(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)2.8032/2×9.81=10.5(m)He=16+10.5=26.5(m)Ne=HegQρ=26.5×9.81×9.3×10-31.15×103≈2777(w)答案：B13、某液体在光洁圆形直管内作湍流运动，若管长、流量及液体物性不变，管径变为本来的1/2，则因摩擦力而产生的压降与本来相比增强的倍数应为下列哪个数据？提醒：摩擦系数采用λ=0.3164/Re0.25计算。(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，增强的倍数为：26.9-1=25.9(倍)答案：D14、某厂一台真空度为0.081MPa(真空表指示值)的混合冷凝器，所需水量为50m3/h。冷却水进冷凝器的入口位置比敞口水池的水面高15m，用Φ108×4mm的钢管输水，管路长80m，管路中配有2个球阀和5个90°弯头，已知阀门阻力系数ξ1=3，90°弯头的阻力系数ξ2=1.26，管路入口阻力系数ξ3=0.5，取管路的摩擦系数λ=0.02。试从下表中为该输水系统选一台合适的泵。泵编号

1

2

3

4流量，l/min

1000

2000

1000

2000扬程，m

10

10

15

15\o"clip_image001.gif"(A)1号泵

(B)2号泵

(C)3号泵

（D)4号泵+H&@%g%B'^,@+M:^解：△P=(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+(-0.08×106/(1000×9.18))+4.558=11.3(m)

选15m的。Q=50m3/h=50×103L/60min=833(L/min)

选1000L/min的。答案：C

15、将甲醇原料从一层贮槽由泵输送到反应器，甲醇输送量为90m3/h，管内径150mm，当量长度80m，摩擦系数λ=0.018。现工厂反应器经过改造，生产能力提高了一倍，急需增强一条输送甲醇同样流量的管道，拟采用库房目前现有的内径分离为200mm和100mm的两种管道串联使用，若DN200和DN100的管道摩擦系数分离为0.02和0.016，在保持新老管路阻力损失相同的条件下，需用DN200管道的当量长度（m）应为下述哪个数据？(A)51

(B)61

(C)71

（D)81解：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)+0.016×(80-Le1)×3.1832/(0.1×2×9.81)=0.98Le1≈71(m)答案：C16、如图所示的流化床反应器用空气作为流化介质。正常操作工况下，该反应器上所装两个U型管压差计的读数为R1=400mm，R2=150mm，指示液为汞。该反应器A、B两点的压差(N/m2)为下列哪一个值？(A)2.00×104

(B)5.34×104

（C)7.34×104

(D)3.34×104解：△P=ρgR1=13.6×9.81×400=5.34×104(N/m2)答案：B\o"重新曝光照片116.JPG"17、某化工厂通过一个敞口高位槽A使槽中碱液自流进入设备B中。已知碱液密度为920kg/m3,设备B的压力为10kPa(G)。输送管道内径为33mm，管路系统的总能量损失∑hf为3.24m。要求在阀门全开时碱液流量为4.9m3/h，则高位槽的液面至少应高出碱液在设备B入口位置多少米？(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)负号表示液面高于设备B入口。答案：C18、有一列管换热器，原油逆流冷却常压塔底的重油、原油进口温度t1=30℃，出口温度t2=80℃，原油的定压比热Cp=2.18kJ/(kg℃)，重油从常压塔出来温度为T1=180℃，换热器的传热面积为38㎡，传热系数K=100J/(㎡s℃)，问若将重油冷却到T2=120℃时每小时所需的原油量（kg/h）是下列哪个数值？(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、某厂一列管换热器为逆流操作，粗苯流量为每小时50m3，需从78℃冷却到32℃，用水冷却，水的进口温度为25℃，流量120m3/h若传热过程的总热阻R=0.002315（㎡℃）/W，换热面积的安全系数取1.15，问此列管换热器的换热面积（㎡）应是下列哪一个数值？物性数据

苯

水比热容，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：Q=ρ1m1(78-32)=ρ2m2(t-25)=879×50×1.84(78-32)=1000×120×4.186(t-25)=3.72×106(kJ/h)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=3.72×106×0.002315/20.6=480.8(m2)答案：C

计算主意准确，但是单位换算可能出了点问题，我的计算如下，供探讨：解：按照换热器热量平衡，Q=ρ1m1(78-32)=ρ2m2(t-25)'q'g:m$\'s'E(k8~879×50×1.84×(78-32)=1000×120×4.186×(t-25)

t=32.4(℃)△t1=78-32.4=45.63?;N;P!Z:y5H2x

△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、在一夹套反应釜中，釜内保持恒温。夹套内通冷却水。当停止搅拌时，反应釜内物料和冷却水的传热平均温度差为58.2℃。若其他条件不变而釜内加以搅拌，此时传热平均温度差为36.4℃，因为釜内侧给热系数的增大使传热系数提高至2倍，问搅拌使用后与使用前传热速率的比值是下列哪个数值？

(A)1.25

(B)1.5

(C)0.63

(D)2.44F5?%W8l,u7b2X:T;S#A)U

解：+^9`.q-S)\;j#j

Q1=58.2KS

Q2=2×36.4KS4Z!r$l:R#c;C2h1Z

Q2/Q1=2×36.4KS/58.2KS=1.25)u1z)p5V9D;t:C2m%V9|#f

答案：A21、某厂一台逆流运行没有垢层的新管壳式换热器中，用水冷却一热流体，冷却水走管程，当冷却水流量为1.0kg/s时，用测得数据算出传热系数K=473.5W/(㎡℃)；当冷却水流量增强一倍，其他条件保持不变时，测得的数据算出传热系数为K=546W/(㎡℃)，管壁热阻忽略不计。问此换热器壳程和管程的传热膜系数α1和α2﹝W/（㎡℃）﹞是下列哪一组数值？(A)892.7；1785.4

(B)688.2；1517.80g

z

T.^8l6y

(C)759.9；1517.8

(D)614.4；1785.4解：α∝u0.8α12=(u1/u)0.8α2=20.8α2=1.741α11/K=1/α1+1/α21/473.5=1/α1+1/α2

;

1/546=1/α1+1/1.741α2α1=688.2；α2=1517.8答案：B22、平壁炉的炉壁是用内壁为100mm厚的某种耐火材料和外层为200mm厚的某种建造材料砌成的。两种材料的导热系数均未知。操作稳定时，测得炉内壁温度为740℃，外侧壁面温度为115℃，为减少损失在普通建造材料外面包扎一层厚度为50mm的石棉保温层，包扎后测得各层温度为炉内壁温度740℃，耐火材料与建造材料界面温度650℃，建造材料与石棉保温层交界面的温度410℃，石棉保温层外侧温度为55℃，问包扎石棉保温层前后的热损失相比，减少的百分数（%）是下列哪个数值？(A)51.8

x1N:D6y)U2p

(B)55.1

(C)49.2

(D)47.2解：查石棉的λ3=0.1kcal/mh℃按每平方米计算，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、有一逆流管壳式换热器，用循环水冷却蒸汽冷凝液送出界区。循环水的进口温度为32℃，出口温度控制在42℃，装置中排出的蒸汽冷凝液流量为8000kg/h，温度120℃，要求冷却到位60℃，预计换热器的传热系数K=1000W/(㎡℃)，蒸汽冷凝液的平均热容约为4.187kJ/(kg℃)，问这台换热器的换热面积（㎡）是下列哪个数值？(A)