化學工程 112 年化學程序工業考古題

某一公司生產硫酸，年產量75,000 公噸，每一公噸之生產成本為新臺幣 （以下同）2,500 元，加上其他固定投資折舊及固定操作成本，總操作成本為 200,000,000 + 2,500 × T 其中T 為年產硫酸公噸數。 ㈠假設年產量維持75,000 公噸，請問每公噸最低售價（成本價）為何？ （10 分） ㈡假設年產量增產為92,000 公噸，但增產之每公噸硫酸需多負擔3,500 元 之運輸及銷售費用。請問每公噸最低售價（成本價）為何？（5 分） ㈢假設目前國際上硫酸每公噸可以賣13,500 元，請問以75,000（公噸/年） 之年產量下，每年之利潤為多少元？（5 分） ㈣工廠若更新製程，可將每公噸硫酸之生產成本降低至2,000 元/公噸，但 需增加新投資1,500 萬元。若年產量在維持75,000 公噸/年，請問此項 新投資之年投資報酬率為何？（5 分）

生物產業可使用生質生產化學品，是近年綠色化工技術之一環。 ㈠好氧發酵需要通氣體進發酵槽，進氣量通常超過10,000 公升/分鐘。如 此大量的氣體需要除去裡面所有的微生物，以免污染發酵槽。請提出可 行的方法並解釋其原理。（10 分） ㈡發酵需要之培養液亦必須滅菌。請描述大量培養液之滅菌程序。（10 分）

油脂是民生相關的化學品，請回答下列問題： ㈠一些食用油會進行氫化反應，其目的為何？寫出其相關化學式。（10 分） ㈡交酯化反應可製造生化柴油。請寫出化學式並列出可能之催化劑。（10 分） ㈢寫出從油脂製造肥皂之皂化反應。（5 分）

一氣相反應 A B 在一柱狀流反應器進行，如圖所示。單次通過之反應率為50%。A 與B 在 反應器後面之分離裝置，徹底分離。未反應的A 迴流（recycle）至進料口重 新與新鮮進料混合，送入反應器。新鮮進料含有99.5 mol%A 與0.5 mol% E。 E 為不參加反應之惰性（inert）物質。迴流會使E 逐漸累積，而須進行排除 （purge）。假設進料口處能容忍的最高E 含量為10 moles E/100 moles A。 假設新鮮A 之進料流量為50 kmol/h，請回答下列問題： ㈠排除（purge）之流量為何？其中之組成為何？（15 分） ㈡B 之產率（B 之生成莫耳數/A 進料之莫耳數）為何？（15 分）

芳香烴及非芳香烴之分離程序，工業上經常使用萃取蒸餾技術，請回答 下列問題： ㈠何謂「萃取蒸餾」？（11 分） ㈡請列舉芳香烴萃取蒸餾分離常使用之三種溶劑。（9 分）