2011年注册化工工程师专业案例考试真题及答案下午卷

12011 年注册化工工程师专业案例考试真题及答案下午卷一、案例分析题(总题数：25，分数：50.00)1.脱异丁烷塔操作压力为 0.51MPa（G），塔顶有冷凝冷却器，塔底有热虹吸式再沸器。进料组份为 C3~C6，塔顶和塔底操作温度分别为 50℃和 71℃，轻重关键组份为异丁烷和正丁烷，要求塔顶产品中异丁烷的含量≥0.88（摩尔分数），正丁烷的含量≤0.01（摩尔分数）；塔釜产品中正丁烷的含量≥0.66（摩尔分数），异丁烷的含量≤0.045（摩尔分数）。 各组份在塔顶和塔底操作温度下的相对挥发度 为满足分离要求，该塔的最小理论板数是下列哪个数值？ （分数：2.00） A.18.5 B.16.5 √ C.7.8 D.0.8解析：解：Nmin=ln[(Xa/Xb)D/(Xa/Xb)W]/lnα =ln[(0.88/0.10)/(0.045/0.60)]/ln(1.36×1.28)^0.5=17.5 减去再沸器 1 块，得 17.5-1=16.52.在萃取塔中，以环丁砜为溶剂萃取 C6 馏分中的苯。C6馏分的进料量为 20000kg/h，其中含苯 0.5（质量分数），其余为 C6非芳烃。该系统的溶质重量分配系数（m）和溶剂比（S）有如下关系： m=y/x=2.75S2 式中：m—溶质重量分配系数； S—溶剂比（溶剂重量流率与进料中溶质重量流率之比）； y—溶质在萃取相中的重量流率； x—溶质在萃余相中的重量流率； 如苯的回收率为 99%，进萃取塔的溶剂流量（kg/h）是下列那个数值？ （分数：2.00） A.360000 B.120000 C.60000 √ D.59400解析：解：m=y/x=2.75S^2 0.99/(1-0.99)=2.75S^2 得 S=6 S=V/(0.5F) V=6×20000×0.5=600003.将含苯 0.4（质量分数）和甲苯 0.6（质量分数）的混合液在精馏塔中进行分离，混合液进料量 15000kg/h，饱和液体进料。分离要求塔顶产品含苯 0.97（质量分数），塔釜产品含苯 0.02（质量分数）。操作采用的回流比为 3.5。再沸器用 2.0MPa（A）的蒸汽加热，加热蒸汽凝结水在饱和温度下排出。若不计整个系统的热损失，再沸器每小时消耗的加热蒸汽量（kg）是下列哪个数值？ （分数：2.00） A.1376 B.5262 C.5943 D.7770 √解析：解：D=F(Xf-Xw)/(XD-Xw)=1500×（0.4-0.02）/(0.97-0.02)=6000kg/h W=F-D=9000kg/h Q1=15000×163=2.445×10^6 Q2=(3.5+1)×6000×577-3.5×6000×100=13 Q1+Q2=Q3+Q6=Q3+Q4-Q5 FHf+W 气（r1-r2）=WHw+(R+1)DH4-RDH5 15000×163+W 气（2798-903）=9000×410+（3.5+1）×6000×577-3.5×6000×100 W=77704.在一填料吸收塔中，用一乙醇胺（MEA）溶剂吸收烟道气中的 CO2，烟道气中含 18%的 CO2，其余可视为 N2。吸收塔入塔混合气流量 3000kg/(m2·h)；入塔液体 CO2的含量为 0.02kmol/kmolMEA，流量为 2500 kg/(㎡·h)。已知 MEA 的分子量为 61，MEA 溶液浓度为 122kg/m3，操作条件下其密度为 992 kg/m3，若要求吸收塔排出气体 CO2的含量≤1%，则出塔液体中 CO2的最2小量（kmol/kmolMEA）是下列哪个数值？（分数：2.00） A.3.01 B.3.33 √ C.5.04 D.5.06解析：解：L=(2500/992)×122/61=5.04mol 设入口 CO2 xmol;N2 Vmol 则有 x/V=0.18/(1-0.18) 44x+28V=3000 得 V=79.618;x=17.516 又 Y1=y1/(1-y1)=0.18/(1-0.18)=0.2195 Y2= y2/(1-y2)=0.01/(1-0.01)=0.0101 V(Y1-Y2)=L(X1-X2) 79.618×（0.2195-0.0101）=5.04×（X1-0.02） X1=3.335.在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为Y=2X，操作液气比 L/V=2，入塔气相浓度为 0.008（摩尔分数），出塔液相浓度为 0.0035（摩尔分数）。若改用板式塔，所需理论板数为下列那个数值？（分数：2.00） A.6 B.5 C.8 D.7 √解析：解：Y1=y1/(1-y1)=0.00806 X1=0.003512 由 V(Y1-Y2)=L(X1-X2)得 Y2=0.00108 △Ym=[(Y1-Y1*)-(Y2-Y2*)]/ln[(Y1-Y1*)-(Y2-Y2*)]=1.09×10^（-3） Y1-Y2=0.0081-0.00108=7.02×10^（-3） 当 A=1 时 NT=NOG=(Y1-Y2)/(Y2-Mx2)= (Y1-Y2)/ △Ym=6.4 取整N=76.在 100℃，苯与甲苯的饱和蒸汽压分别是 179.18kPa 和 74.53kPa。当总压为 120 kPa 时，苯与甲苯混合物中甲苯的气相组成为下列哪个数值？（分数：2.00） A.0.35 √ B.0.45 C.0.25...