化學工程 96 年化學程序工業考古題

解釋名詞：（每小題5 分，共20 分） VOC（請寫出英文全名，並解釋其意義） 熱塑型塑膠（並舉一例） Flash point（請寫出中文名稱，並解釋其意義） 醛類與酮類化合物（並請寫出其代表性分子式）

名詞解釋：（每小題5 分，共20 分） 化學需氧量（COD） 逆滲透（reverse osmosis） 生質柴油（biodiesel） 基因工程（genetic engineering）

名詞解釋：（每小題5 分，共20 分） 醇類汽油（alcohol gasoline） 生物資訊學（bioinformatics） 組織工程（tissue engineering） 光觸媒（photo catalyst）

解釋下列與化工程序相關名詞：（每小題5 分，共25 分） 程序模擬（Process Simulation） 管線儀控圖（Piping and Instrumentation Diagram） 熱重組（Thermal Reforming） 皂化價（Saponification Value） 生質柴油（Biodiesel）

液態丙酮（C3H6O）（密度0.791 g/cm3）以400 L/min 之流率（以氮氣作為載流氣 體，carrier gas），流經一加熱蒸發器，待蒸發後再匯入另一氮氣流中（其流率為 419 m3（STP）/min），混合後之氣體在溫度325℃，被壓縮至錶壓6.3 atm，此時 混合氣體中丙酮的分壓pa = 501 mm Hg（大氣壓力為763 mm Hg）： 請先繪製流程圖，並標示各流體相關數據。（5 分） 被壓縮後之氣體其摩爾組成為何？（5 分） 進入蒸發器之氮氣流之流率為何？假設該氮氣流之溫度為27℃，錶壓為475 mm Hg。 （10 分）

使用任何化學品之前，應先查得該化學品的“物質安全資料表”（material safety data sheet, MSDS），一份“物質安全資料表”內容包含那些項目？（20 分）

簡述石油化學工業的加氫脫硫（hydrodesulfurization）程序。（20 分）

說明汽油抗震劑之工業製法。（20 分）

人造合成纖維產業是我國重要傳統石化產業之一，其中聚酯纖維（polyester fiber）為 重要代表，而PET（polyethylene terephthalate）則為聚酯纖維之重要代表之一。PET 合成途徑大致如下，請寫出每一步驟之對應化學反應式：（每小題5 分，共20 分） 對二甲苯在空氣中（或硝酸中）反應先生成對苯二甲酸（terephthalic acid: TPA） TPA 於甲醇中反應得對苯二甲酯（dimethyl terephthalate DMT） 乙烯部分氧化得到環氧乙烷，然後再水解得乙二醇 乙二醇與DMT 先進行酯交換反應，然後縮合聚合反應得到PET

空氣污染中，何謂光化學煙霧（smog）？如何產生？對人體的影響為何？（20 分）

海水的淡化是“去鹽＂（desalination）的操作。列舉工業上海水淡化的三種方法及 原理。（20 分）

以資源回收的觀點，試述廢棄塑膠的處理方式。（20 分）

典型之污水處理程序分為：預處理；一級處理；二級處理；以及三級處 理。請說明以上各處理程序之內容，一般所使用的技術，以及所達成的去除效果。 （每部分5 分，共20 分）

根據產品及功能，可約略將化學工業分為那五大類？（20 分）

簡述廢水處理法之一的活性污泥法。該方法適合處理那一種廢水？（20 分）

某一混合物（含H, P, 及X）的分離程序，如下圖所示。圖中的1,2,…,8 為各支流的 編號，某些支流的質量組成已標示於圖中。若已知Unit I 及II 底部的流量分為200 kg/h 及100 kg/h，且冷凝器（Condenser）出來的流量有60%回流至Unit I，試計算： 此製程每小時的處理量，即進入單元I 的進料量。（5 分） Unit I 的底部X 的組成。（5 分） Unit II 的頂部流量。（5 分） Unit I 的回流流量。（5 分） 1 2 3 4

在醱酵技術中，選擇一個優良的醱酵槽是決定整個生產程序成功與否的重要關鍵之 一。以下幾個問題，測驗你在這方面的知識。 說明醱酵程序的內涵，及醱酵槽所須提供的功能。（8 分） 目前醱酵工業中常用的醱酵槽有那三類，請分別說明之（優缺點等），可以用繪 圖方式表達。（6 分） 針對醱酵槽，批次培養為常使用之操作方式。而在此一操作方式下，請用圖示法 說明微生物之典型生長趨勢。（6 分）

一個攪拌槽，事先裝水200 加侖（gal）並已先溶入40 磅鹽，現有水每分鐘5 加侖含 2 磅鹽持續流入槽內，並從槽底流出等量（每分鐘5 加侖）的鹽水，槽內持續充分攪 拌，所以濃度永遠保持均勻，請計算出在任何時間(t)，出口鹽水濃度C(t)的表示式， 並算出最終穩定狀態時的出口鹽水濃度。（20 分） C(t) =？ C(∞) =？ (2 lb salt+5 gal water)/min

如下圖所示的一個流程圖，只有D 值是已知的，根據質量平衡的關係，請推導質量 平衡方程式之後，推斷我們最少要測量（或知道）幾個數值，才可以計算出在這個 流程圖中其他的未知量？（20 分） A = ? ? % H2SO4 ? % H2O B = ? ? % H2SO4 ? % HNO3 ? % H2O C = ? ? % HNO3 ? % H2O D=1000 kg ? % H2SO4 ? % HNO3 ? % H2O

H: 40% P: 40% X: 20% H P H: 80% P: 20% P: 100% P: 20% X: 80% Condenser Splitter Unit I Unit II 3 200kg h F = 8 100kg h F = 96 年公務人員高等考試三級考試試題 類 科： 化學工程 全一張 (背面) 五、有一油槽如下圖，最初含20℃，600kg 的油，此槽為完全攪拌均勻，且槽的進出流 率均為10 kg/min，現利用蒸氣來加熱此槽，其加熱速率為： )) ( 160 ( 15 min) (kJ C T / Q ° － ＝ & 若進料油為20℃，油的比熱 kg) (kJ/ Cp 值為2.5，試計算： 1 小時後，槽內的溫度。（9 分） 此槽可達的最高溫度。（6 分） 10 min kg 10 min kg 600kg 15(160 ) Q T = − & 20 C o