化學工程 109 年程序設計考古題

109年專門職業及技術人員高等考試建築師、32類科技師 （含第二次食品技師）、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題 等 別：高等考試 類 科：化學工程技師 科 目：程序設計 考試時間：2小時 座號： 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。 容器內若有少量氧也會引起腐蝕，今知腐蝕的速率為0.127 mm/year，並 且對氧的濃度是一段反應，腐蝕反應速率可以用下列反應式表示： 2 2 3 3 2 Fe O Fe O 2   若容器為球型，直徑為7.6 m，請問氧的濃度從21%降到19.5%需要多少 時間？（20 分） 氯乙烯的容許曝露濃度值（permissible exposure limit, PEL）是1 ppm， 它揮發到空氣的速率是7.5 g/min，若設計稀釋的安全係數（safety factor） 為5，請計算空氣流速需為多少才可達到所要求的PEL。（20 分） 在25℃及1 atm 的空氣以活性碳吸附甲基乙基酮（methyl ethyl ketone, MEK），氣體流速為5000 m3 /min，含有0.2 kg/100 m3，若表面流速為 100 cm/sec，吸附週期為8 小時，碳的總密度為0.8 g/cm3，在折點（break through point）時，碳的容量為0.04 g MEK/g carbon，請計算需要多大的 吸附床？（20 分） 在過去的幾年中，化學肥料的工廠規模有越來越大的趨勢。就廠房位置 而言，那些因素是應該考慮的？影響工廠尺寸增大的更重要因素又是什 麼？這些因素是否不論生產那種肥料類型都同等重要？請試著分析氨、 尿素以及磷肥加工廠的情況。（20 分） 在石化工廠中，若設計一反應器進行 6 6 2 6 12 C H +3H C H  的反應。氫氣過 量，反應速率對 6 6 C H 是一階反應，請問以成本考量應用栓流反應器（plug flow reactor）還是連續攪拌反應器（CSTR）？請詳述其原因。（20 分）