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96年 - 96 專技高考_化學工程技師：程序設計#37034

科目：程序設計 | 年份：96年 | 選擇題數：0 | 申論題數：9

試卷資訊

所屬科目：程序設計

選擇題 (0)

申論題 (9)

⑴如欲減少 U 的產生，應該如何設計等溫操作的反應器，並應該有何操作策略。
⑵使用理論係數比率進料（A:1 mole, B:1 mole），可得產物（D:0.8 mole,U:0.2 mole 以及少量 C,A）。如果使用過量的進料 A（A:5 mole, B:1 mole），可得產物 （D:0.95 mole,U:0.05 mole 以及少量 C,A）。請計算此兩方法每生成 1 莫耳 D 各 需花費的原料成本（暫時無須考慮設備、操作及迴流成本），並評估其優劣。
⑶如果使用過量的 A，則反應器的流出物是 A, B, C, D, U 的混合物。今進料中所需 的成分（A 和 B），可在混合物中藉由蒸餾分離單元而加以回流出來。如果讓 A 和 B 保持在一起，又已知 C 具有腐蝕性，在此考量下應該如何設計蒸餾程序將 A/B, C, D, U 分離出來，請針對各種可能的分離序列，畫出流程圖，並試就經濟 成本（操作成本）、產品純度、廢棄物處理量的角度分析其優點及缺點。
⑴使用過多能源（包含熱能或電能） 請針對上述狀況逐一說明其可能造成的環境衝擊，並逐項提出具體可行之解決辦法 以預防污染，節省能源。（40 分）
⑵塔頂產品含有清餾份的不純物
⑶塔本身排出之廢棄流（可能含有重金屬、腐蝕性或不安定性的物質）
⑷塔頂凝結器之凝結負荷不足，出口產品沒有完全凝結，由排氣孔逸出
⑸潛逸散源（fugitive emission sources）
三、有一化工製程包含反應器（一級不可逆反應）、分離單元及迴流系統。反應轉換率 （conversion）和迴流（recycle flow），有密切的關係。今將此系統之總年度成本 （TAC）表示如下：TAC=(80/x)[(2000+150×ln(1/(1-x))]。 其中 x 為轉換率率(0<x<1)，80/x為迴流量的影響，2000為迴流造成迴圈設備的成本效應，150×ln(1/(1-x))為反應器的設備成本。
請畫出總年度成本與轉換率的關係，並找出使總年度成本最小的最適轉換率。
再針對反應轉換率、迴流量探討如何擬定操作策略，期使總年度成本最小，達到最適化流程。