注册化工工程师考试专业案例上午真题2010年
(总分：50.00，做题时间：180分钟)
一、案例分析（每题2分）(总题数：25，分数：50.00)
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
308t/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2.0 kJ/(kg.℃) （分数：2.00） A.114 √ B.75 C.120 D.108
解析：200*（180-80）*2.4*（1-0.05）/(308*2.0)+40=114
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=5×10-5 m2/s，qe=0.0125m3/m2，滤饼与滤液体积比v=0.075，过滤至滤框充满滤饼所需时间（min）为哪项？
（分数：2.00） A.10 B.12 C.15 √ D.18
解析：A=0.25×0.25×2×8=1(㎡) V饼=0.25×0.25×0.03×8=0.015(m3) v=V饼/V V=0.015/0.075=0.2(m3) Ve=Aqe=1×0.0125=0.0125 V2+2VVe=KA2θ
θ=(0.2×0.2+2×0.2×0.0125)/(1×1×5×10-5)=900(s)=15(min)
3.用纯水吸收丙酮混合气中的丙酮加以回收，如果吸收塔混合气进料为200kg/h（其中丙酮质量占20%），纯水进料为1000 kg/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？ （分数：2.00） A.0.009 B.0.011 √ C.0.019 D.0.021
解析：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)=0.0125X2=0 V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 代入：(200÷29)(1-0.2)(0.125-0.0125)=(1000÷18)(X1-0) X1=0.011
4.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： 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（%）最接近下列哪组？ （分数：2.00） 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
解析：设废气100 mol 则：N2： 79.6 mol ； O2 ： 18 mol ； CO2 ：2.4 mol； 进入O2 ：79.6×21/79=21.16 mol 进入空气：79.6×100/79=100.8 mol CO 消耗O2 ：2.4/2=1.2 mol H2 消耗O2 ：21.16-18-1.2=1.96 mol 进入 CO： 2.4 mol 进入 H2 ： 1.96×2=3.92 mol 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%混合气与空气比率：(3.92+2.4)/100.8=0.0627=6.27%
5.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）与下列哪值最接近？ （分数：2.00） A.0.43 B.0.78 C.0.57 √ D.0.29
解析：X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1X2=0.3/(1-0.3)=0.4286 W/G=X1-X2=1-0.4286≈0.57
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） （分数：2.00） A.2692 B.2492 C.2292 √ D.2092
解析：气：450℃→260℃，1000kmol; 水：250℃→233.7℃ W(2798.9-104.6)=1000(450-260)×32.5W=2292(kg)
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2168.1 kJ/kg，苯在50～80℃之间的平均比热Cp=1.86 kJ/(kg.℃),问加热蒸汽消耗量? （分数：2.00） A.83 B.103 √ C.128 D.152
解析：苯：50℃→80℃，4000kg/h, Cp=1.86; 汽：r=2168.1 2168.1W=4000×1.86(80-50) W=103 (kg/h) 8.在标态下(25℃,1atm)进行酸碱中和反应2NaOH(aq)+H2SO4(L)=Na2SO4(aq)+2H20(L)aq表示NaOH、Na2SO4处于无限稀释溶液中。标准生成热ΔHfθ和无限稀释溶液中的标准积分热ΔHSθ如下： 应的标准反应热J/（g.mol）是下列哪个? （分数：2.00） A.-497120 B.-208128.6 √ C.-936310 D.936310
解析：△Hr=(∑nHfΘ+∑nHSΘ)生成物- (∑nHfΘ+∑nHSΘ)反应物
=(-1385400-2344.6-286030×2)-(-427010×2-42898×2-811860) =-208128.6 〔J/（g.mol）〕 9.一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1040 kg/m3，满负荷生产每天需处理880 m3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？ （分数：2.00） A.156390 B.641203 √ C.801500 D.936150
解析：Q=880×1040×250×4.1×(92-72)=1.876×104 (kJ) W=1.876×104/29260=641203 (kJ)
问上述反10.将27℃、101.3kPa(A)、12345 N.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？ （分数：2.00） A.473.6；772.3 √ B.473.6；5048 C.300.2；773.3 D.300.2；5048
解析：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)
11.某无机化工厂进行新产品开发，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？ （分数：2.00） A.772 √ B.589 C.620 D.903
解析：蒸发的水量大约是：1800000/（2508.432-16.832）=722.4kg/h
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别为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加因素，则泵的扬程（m）和理论功率（W）为下列哪组数据？ （分数：2.00）
A.He=26.02m，Ne=2725W B.He=26.5m，Ne=2777W √ C.He=10.5m，Ne=1100W D.He=26.5m， Ne=2415W
解析：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)
13.某液体在光滑圆形直管内作湍流运动，若管长、流量及液体物性不变，管径变为原来的1/2，则因摩擦力而产生的压降与原来相比增加的倍数应为下列哪个数据？提示：摩擦系数采用 λ=0.3164/Re0.25计算。 （分数：2.00） A.1.4 B.26.9 C.5.7 D.25.9 √
解析：d2/d1=1/2 u=4Q/3.14d2 → u∝d-2 Re=duρ/μ → Re∝du∝d d-2=d-1 λ=0.3164/Re0.25 → λ∝Re-0.25∝d0.25 △P=(λL/d)(ρu2/2) → △P∝λu2/d∝d0.25 d-2×2d-1∝d-4.75 △P2/△P1=(d2/d1)-4.75=(1/2)-4.75=26.9 (倍) 所以，增加的倍数为：26.9-1=25.9 (倍)
14.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
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