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97年 - 97 高等考試_二級_化學工程：化學程序工業#48858

科目：化學程序工業(包括質能均衡) | 年份：97年 | 選擇題數：0 | 申論題數：8

試卷資訊

所屬科目：化學程序工業(包括質能均衡)

選擇題 (0)

申論題 (8)

一、試以化學式表達反應式並陳述從丙烯製丙酮、丙二酚及聚碳酸酯各主要工業程序， 並試述聚碳酸酯用途。（10 分）
二、試以化學式表達反應式並陳述從砂子（SiO2）製矽晶的各主要工業程序，試解釋與 煉油工業的程序比較，這些程序是較為耗能或較為不耗能？並試述矽晶的各用途。 （10 分）
三、試以化學式表達反應式並陳述從乙烯及對二甲苯生產各中間產物及 PET 的各主要工 業程序，並試述 PET 的各用途。（10 分）
四、試以化學式表達反應式並陳述從空氣及天然氣生產各中間產物及氨的各主要工業程 序，並試述氨的各主要衍生物及各用途。（10 分）
五、何謂合成氣（synthesis gas）？如何生產合成氣？如何由合成氣生產汽油、柴油或石 化原料？試推論合成氣的生產技術或程序在未來是否可能應用於某些再生能源？ （10 分）
六、就吸入量而言，硫化氫的毒性較一氧化碳及二氧化硫高或低？煉油工業中硫化氫主 要是由何種程序產生？試述從硫化氫生產硫黃的各主要工業程序。（10 分）
七、一座在恆穩狀態（steady state）由二氧化碳與氫氣的反應生產甲醇的工廠，其二氧 化碳與氫氣在工廠進料中含有 0.400 mole%氮氣，而氮氣不會參與反應。工廠中有 兩套主要單元，一是反應器，另一是反應器之後的冷凝器。該冷凝器大約可將所有 的甲醇產物及水副產物冷凝下來集中輸出工廠，而大約所有的二氧化碳、氫氣與氮 氣等氣體則會從冷凝器另一端流出，預備回流（recycle）到反應器前，與工廠進料 （含 0.400 mole%氮氣）混合後再輸入反應器。但為了防止氮氣在系統內的累積， 一部分的回流氣體在與工廠進料混合前必須排出（purge）系統。混合後的氣體在輸 入反應器前的莫耳分率分別是 28.0 mole% CO2, 70.0 mole%H2及 2.00 mole%N2，輸 入反應器的氫氣其反應轉化率（conversion of hydrogen based on that at reactor inlet） 是 60.0%。如果該工廠甲醇生產速率是 155 kmole/h，試問工廠進料的總莫耳流速及 各成分的莫耳分率，並計算反應器前、後、冷凝器後的回流、及排出（purge）系統 流中各總莫耳流速及各成分的莫耳分率。（20 分）
八、在恆穩狀態（steady state）下含等莫耳數的苯及甲苯液態混合物在 10℃溫度下連續輸 入蒸發器（Evaporator），蒸發器內的溫度保持在 50℃，流出的液相含 40.0 mole%的 苯，氣相則含 68.4 mole%的苯。就目前手頭上所擁有的數據，試約略計算在該系統 中輸入每莫耳的混合物需要加入系統多少熱量。（20 分） 一些數據： 苯沸點= 80.12℃，甲苯沸點= 110.62℃； 苯蒸發熱= 30.765 kJ/mole，甲苯蒸發熱= 33.47 kJ/mole； 恆壓莫耳熱容量： Cp（液態苯）[kJ/(mole.℃)] = 126.5×10-3 + 23.4×10-5 T, T is in ℃， Cp（氣態苯）[kJ/(mole.℃)] = 74.06×10-3 + 32.95×10-5 T – 25.20×10-8 T2, T is in ℃， Cp（液態甲苯）[kJ/(mole.℃)] = 148.8×10-3 + 32.4×10-5 T, T is in ℃， Cp（氣態甲苯）[kJ/(mole.℃)] = 94.18×10-3 + 38.00×10-5 T – 27.86×10-8 T2, T is in ℃。