2011年注册化工工程师专业考试考试(上)案例.doc

2011年注册化工工程师专业考试案例分析第二天上午 1、1kgNaCl和KCl的混合物，用H2SO4处理后，回收了1.2kg K2SO4和Na2SO4，问在原混合物中NaCl和KCl的重量比是下列哪个数值？ 已知反应式：NaCl+KCl+ H2SO4→Na2SO4+K 2SO4+HCl （A）0.2 （B）2.7 （C）0.5 （D）2.1 解：设NaCl xmol,KCl ymol, NaCl分子量58.5;KCl分子量74.5;Na2SO4分子量142;K2SO4分子量174 元素守恒得 58.5x+74.5y=1000 142x/2+174y/2=12000 得x=12mol;y=4mol 58.5x/74.5y=702/298≈2.356 2、将200m3空气自水汽分压8.0kPa干燥至1.333kPa，进口空气温度为273.15℃，压力为101.3kPa，问所除去的水分量（kg）为下列哪个数值？ （A）4.895 （B）5.812 （C）5.353 （D）10.717 解：干燥前水汽体积分数为8/101.3=0.079 干燥后 1.333/101.3=0.01316 绝干气量V=200×(1-0.079)=184.2m3 干燥除去水量=200×0.079-184.2×0.01316/(1-0.01316)=13.34m3 体积标定m=13.34×18/22.4=10.719kg 3、含有甲烷和乙烷的原料气，在反应器中与水蒸气反应生成含氢的混合气，反应后的气体组成（干基）为： 组成 CH4 C2H6 CO CO2 H2 mol% 4.6 2.5 18.6 4.6 69.7 试问原料气中的CH4/ C2H6的重量比是下列哪个数值？ （A）0.372 （B）0.698 （C）1.432 （D）2.690 解：设原有CH4 xmol%;C2H6 ymol% 则初态C元素为x+2y ;H元素为 4x+6y 则终态C元素为4.6+2.5×2+18.6+4.6=32.8 O元素为18.6+4.6×2=27.8 H元素为4.6×4+2.5×6+69.7×2=172.8 其中由H2O转化的为27.8×2=55.6 则有x+2y=32.8 4x+6y=172.8-55.6 得x=18.8mol;y=7mol M(CH4)/M(C2H6)=18.8×16/(7×30)=1.432 4、利用渣油废热并流加热原油，已知渣油流量为360000kg/h，初温为300℃，终温为200℃，原油初温为25℃，终温为175℃。渣油比热为1.67kJ/(kg·K),原油比热为1.48kJ/(kg·K)，总传热系数K为350W/(m2·K)，问换热器的面积（m2）是下列哪个数值？ （A）318 （B）1651 （C）458 （D）406 解 △t1=300-25=275 △t2=200-175=25 △tm=(△t1-△t2)/ln(△t1/△t2)=(275-25)/ln(275/25)=104.3 Q=KA△tm=mcp(T2-T1) A=(360000/3600)×1.67×10(300-200)/(350×104.3)=458（㎡）：X1=0.08/(1-0.08)=0.08696 X2=0.02/(1-0.02)=0.02041 Gs=1000×(1-0.08)=920W=Gs(X1-X2)=920×(0.08696-0.02041)=61.23≈61.27 (kg/h)Ls=W/(H2-H1)= 61.27/(0.022-0.009)=4713 L=Ls(1+H0)=4710×(1+0.009)=4755 (kg/h) 6、用精馏塔分离某二元混合物A和B，该塔塔顶设一分凝器和全凝器，分凝器的凝液作塔顶回流，气相作为产品在全凝器中冷凝。已知进料为饱和状态，进料量为100kmol/h，其中轻组分A的浓度为0.5（摩尔分率，下同），操作回流比为2.0，现要求塔顶产品中A组分浓度为0.95，塔底产品中B组分浓度为0.94，塔顶蒸汽的冷凝潜热为21800kJ/ kmol，塔釜液体汽化潜热为21900 kJ/ kmol，问分凝器热负荷（kJ/h）、再沸器热负荷（kJ/h）为下列哪组数值？ （A）2.16×106，3.25×106 （B）2.23×106，3.25×106 （C）2.16×106，2.25×106 （D）3.23×106，4.25×106 解： xW=1-0.94=0.06 D/F=(xF-xW)/(xD-xW)=(0