制药工程学复习题与答案

制药工程学模拟试卷 1 答案及评分标准

专业 _____ 班级 _______学号________ 姓名 _________ 题 号 分 数

评卷人

一、单项选择题 (每题 2 分，30 题，共 60 分) 1. 化工及制药工业中常见的过程放大方法有____D____。

A. 逐级放大法和相似放大法 C. 相似放大法和数学模拟放大法

D. 逐级放大法、相似放大法和数学模拟放大法

B. 逐级放大法和数学模拟放大法

一

二

三

四

五

总分

2. 釜式反应器可以采用的操作方式有____D____。

A. 间歇操作和连续操作 B. 间歇操作和半连续操作

C. 连续操作和半连续操作 D. 间歇操作、半连续操作及连续操作 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 A. 间歇操作搅拌釜

B. 单釜连续操作搅拌釜

3. 釜式反应器串联操作时，串联的釜数以不超过____C____个为宜。 4. 自催化反应宜采用____B____。

C. 多个串联连续操作搅拌釜 D. 管式反应器

5. 理想管式反应器中进行的反应，反应器的空间时间C 与物料在反应器中的停 留时间之间的关系为：____D____。

A.>C

B.=C

C.<C

D. 不能确定

6. 对于等温等容过程，同一反应在相同条件下，为了达到相同转化率，在间歇 理想釜式反应器内所需要的反应时间与在管式理想流动反应器中所需要的空间 时间C 之间的关系为：____B____。

第 1 页

共 7 页

A.>C B.=C C.<C D. 不能确定

7. 对于反应级数大于零的同一反应，达到一定转化率时，理想管式流动反应器 所需要的反应器体积与理想连续釜式反应器所需要的有效容积之比(称为容积效 率)为____E____。

A.=1

B.1

C.=0

D.0

E.01

8. 对于平行反应，若主反应级数高于副反应级数，则不宜选用____A____。

A. 连续釜式反应器 B. 管式反应器 C. 间歇釜式反应器 9. 正常操作时，物料呈阶跃变化的反应器是____C____。

A. 间歇操作搅拌釜 C. 多个串联连续操作搅拌釜

B. 单釜连续操作搅拌釜 D. 管式反应器

10. 理想反应器中的物料流型有____C____。

A. 滞流和湍流 B. 对流和涡流 C. 理想混合和理想D. 稳定流动和不稳定流动 E.并流和逆流 置换

11. 在反应系统中, 反应消耗掉的反应物的摩尔数与反应物的起始摩尔数之比称 为____D____。

A. 瞬时收率 B. 总收率 C. 选择率 D. 转化率 E. 反应速率 12.

在反应过程中，反应器内的物料组成等参数与位置无关的基本反应器是 ____B____。

A. 间歇反应釜 B. 理想混合反应器 C. 理想置换反应器 D. 多个串联反应釜 E. 实际管式反应器. 13. 有一平行反应：

A+BR (目的产物) A+BS

C 1 rk C a ，活化能为 E1 1 R 1 A B C 2 rk C a ，活化能为 E2 2 S 2 A B

C.不变

E. a1若 E1>E2 时，则提高温度将使选择性____A____。

A. 提高

B.降低

D. a1>a2，b1>b2 时提高

14. 对于高粘度液体的搅拌，宜采用____D____。

A. 螺旋浆式搅拌器

B. 直叶圆盘涡轮式搅拌器 第 2 页

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C. 弯叶圆盘涡轮式搅拌器 D. 锚式或框式搅拌器

15. 搅拌低粘度液体时，____B____不能消除打旋现象。

A. 釜内装设档板 C. 釜内设置导流筒

B. 增加搅拌器的直径 D. 将搅拌器偏心安装

16. 对于气体吸收，下列几种搅拌器中最宜采用的是____B____。

A. 螺旋浆式搅拌器 C. 折叶涡轮式搅拌器

B. 直叶圆盘涡轮式搅拌器 D. 浆式搅拌器

17. 对于六叶涡轮式搅拌器，当其它条件相同时，采用____A____涡轮提供的功 率最大。

A. 直叶

B. 弯叶

C. 折叶

18. 下列几种搅拌器放大准则中，保持____C____，不仅可使放大前后的传热状 况相似，而且可使叶端圆周速度及单位体积物料消耗的功率等变化不大。

A. 搅拌雷诺数不变 C. 传热膜系数相等

B. 叶端圆周速度不变

D. 单位体积物料消耗的功率不变

19. 在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指：____D____。

A. 可行性研究和工艺流程设计 B. 中试设计和施工图设计 C. 中试设计

和扩大工程设计 D. 初步设计和施工图设计

20. 某一产品的生产过程包括硝化、还原、置换三个步骤，各步的操作周期分别 为 24h、8h、12h，全部物料均为液体，且在整个生产过程中的体积保持不变。 若要保持各设备之间的能力平衡，则下列几种安排中不合理的是____C____。

A. 1000L 硝化釜 3 只，500L 还原釜 2 只，1500L 置换釜 1 只 B. 1500L 硝

化釜 2 只，500L 还原釜 2 只，500L 置换釜 3 只 C. 1500L 硝化釜 2 只，500L 还原釜 3 只，1500L 置换釜 2 只 D. 3000L 硝化釜 1 只，1000L 还原釜 1 只，1500L 置换釜 1 只

21. 为了减少溶剂的挥发损失，低沸点溶剂的热过滤不宜采用____A____。

A. 真空抽滤，出口不设置冷凝冷却器 B. 加压过滤 C. 真空抽滤，出口设置冷凝冷却器

22. 低沸点易燃液体贮槽上应安装____B____。

第 3 页

共 7 页

A. 水斗 B. 阻火器 C. 安全阀 D. 爆破

片 E. 溢流管 23. 工艺流程框图以____C____分别表示单元过程和单

A. 方框和棱形框 B. 圆框和棱形框 元反应。

C. 方框和圆框 D. 方框和三角框 24. 一般工艺设计中，热量平衡方程式中热效应的符号规定为____B____。

A. 吸热为正，放热为负 C. 吸热或放热均取正值

B. 吸热为负，放热为正 D. 吸热或放热均取负值

25. 恒温恒压下，将一定数量的溶剂加入到含 1 摩尔溶质的溶液中所产生的热效 应称为____B____。

A. 积分溶解热 B. 积分稀释热 C. 无限稀释热 D. 浓度变

化热 26. 车间的布置形式有二种，即____C____。

A. 分散式和集中式 B. 分散式和单体式 C. 集中式和单体式 27. 从采

光的角度考虑 ，工艺人员在布置设备时应尽可能做到让操作人员 ____A____。

A. 背光操作 B. 侧光操作 C. 朝光操作 D. A、B、C 均可 28.

按照生产中空气洁净度要求的不同，GMP 将车间划分为____D____。 A. 生产区和行政-生活区 B. 甲类、乙类和丙类生产区

C. 原料药生产区和“精烘包”生产区 D. 一般生产区、控制区和洁净区 29. 洁净等级分别为 1 万级和 10 万级的空气，下列说法正确的是____B____。

A. 10 万级的空气质量较高 C. 质量相同

B. 1 万级的空气质量较高 D. 不能确定

30. 对于防爆生产，洁净室内应采用____A____。

A. 正压送风，送风系统不设回风 B. 正压送风，送风系统设回风 C. 常压送风，送风系统不设回风 D. 常压送风，送风系统设回风 二、分析题(每题 10 分，1 题，共 10 分)

1、液体联苯混合物自然循环加热装置的工艺流程如附图所示。请简要指出图中 设备 3、4、5、7 的作用。

第 4 页

共 7 页

答：设备 3—贮存联苯混合物，当 温度较低而使联苯混 合物凝固 时，可利用其中的加热装置，使 联苯混合物熔化。 (2 分)

设备 4—用于回收联苯混合

3

物 蒸 汽 ， 减 少 挥 发 损 失 。 (2 分)

设备 5—联苯混合物在被加 热的过程中体积将发生膨胀，因 此，系统不能采用封闭操作。此 设备用于贮存因体积膨胀而增加 的联苯混合物。此外该设备还可 观察液体联苯的液位。(3 分)

设备 7—当出现紧急情况,需 要立即停止设备 1 的加热时,可将 联苯混合物泄入该设备中,以防设 备 1 发生事故。(3 分)

三、计算题(每题 10 分，3 题，共 30 分)

附图 液体联苯混合物自然循环加热装置 1-加热炉；2-温度自控装置；3-熔化槽；4-回流冷

凝器；5-膨胀器；6-加热设备；7-事故贮槽

1

燃油或燃气

7

2

6

液体联苯混合物

出水

4 进水 5

1、用硫酸为催化剂，把 CHP 分解成苯酚和丙酮的反应是一级反应，今在一间歇 反应釜中进行反应，当反应经历 30s 时取样分析 CHP 的转化率为 90%，欲使转 化率达到 99%，还需要多少时间?

解 ：在间歇反应釜中进行一级反应 ，有 ：

1 1

ln

k1 x

Af

代入数据得 ：

1 1 30ln

k 1 0

解得 ：k=0.0768s- 1

第 5 页

(2 分)

共 7 页

(3 分)

当 xAf=0.99 时 ，

1 1

ln 60

0 768 1 0 9

=60-30=30s

(3 分 )(2 分)

2 、 在两个等容串联釜中进行某一级不可逆反应 ，AR+P ，反应条件下的 k=0.0006s- 1 。已知 A 的初始浓度 CA0=4 kmol/m 3 ，A 的处理量为 V0=4.5m3 /h。欲 使最终转化率达到 72%，试计算：(1) 该多釜串联系统的总体积；(2) 各釜的出 口浓度。 解：（1）

代入数据得：

1 2 1 0

( 0 006 )

解得：=1483s

1483

VT 2V 2 4 3 1 m

0 3600

C

（2） 0

AN

C k ( A ) C 4

C A 2 17 kmol / m A 1 k 0 006 483 1 

C 4

C 1 20 kmol / m A  ( k ( 0 006 483 ) A 3、在催化剂作用下，甲醇用空气氧化可制取甲醛。反应方程式如下：

CH3OH + 0.5 O2

HCHO + H 2O

甲醇的转化率可达 75%。

已知甲醇的流量为 3200kg/h，试对这一过程进行物料衡算，并将结果汇总于附表 中。 解：用空气氧化甲醇制取甲醛的反应方程式如下：

CH3OH + 0.5 O2

分子量

物料衡算示意图如下：

第 6 页

共 7 页

32

0.532

HCHO + H 2O 30

18

(2 分) (2 分 ) (1

分 ) (2 分 ) (2 分 )

1

x AN1

( k )

(1 分 )

甲醇：3200kg/h 空气：氧气

惰性组分

甲醇 空气 氧化

甲醇 甲醛 水 产物 

氧气 

惰性组分

附图 甲醇空气氧化过程 32000 32

输入：所需氧气的流量为： 50 2400 g / h (1 分 ) 

32

29 2400

10353 g / h ， 其 中 惰 性 组 分 的 流 量 所 需 空 气 的 流 量 为 : 

32 0 1 为:10353-2400=7953kg/h。

800 g / h 输出：甲醇的流量为： 32000 5 

320075

30 2250 g / h 甲醛的流量为： 

32

320075

1350 g / h 水的流量为： 8 

32

320075

0 32 1200 g / h 氧气的流量为：2400- 

32

惰性组分流量为：7953kg/h 物料衡算计算结果汇总于附表中。

附表 甲醇空气氧化物料平衡表

物料名称

输

甲 醇

氧气

空气

惰性组分

流量，kg/h 3200 2400 7953

出

总计

13553

输

物料名称 甲醇 甲醛 水 氧气 惰性组分 总计

流量，kg/h

800 2250 1350 1200 7953 13553

(2 分 ) (2 分 ) (1 分 ) (1 分 ) (1 分 ) (1 分 ) (1 分)

入

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制药工程学模拟试卷 3 答案及评分标准

专业 _____ 班级 _______学号________ 姓名 _________

题 号 分 数

一 二

1

三 2

3

总分

评卷人

一、单项选择题 (每题 2 分，20 题，共 40 分)

1. 根据物料在反应器内的流动状况不同，反应器可分为____B____。

A. 均相反应器和非均相反应器 B. 理想反应器和非理想反应器 C. 等

温反应器和变温反应器 D. 层流反应器、过渡流反应器和湍流反应器 2. 釜式反应器的操作方式有____D____。

A. 间歇操作 B. 半连续或半间歇操作

C. 间歇操作和连续操作 D. 间歇操作、半连续操作和连续操作 3.

对于釜式反应器，下列说法正确的是____D____。

A. 所有在间歇釜式反应器中进行的反应，反应时间越长则收率越高。

B. 间歇操作时，反应器内物料的温度和组成均随时间和位置而变化。 C. 连续操作时，反应器内物料的温度和组成均随时间和位置而变化。 D. 在间歇釜式反应器中进行的反应均可按等容过程处理。

4. 实际生产中，细长型的管式反应器最接近于____B____。

A. 理想混合反应器 B. 理想置换反应器

5. 在理想间歇釜式反应器中进行的反应，达到一定转化率所需的反应时间仅与 ____C____有关。

A. 反应物的初始浓度 B. 化学反应速度

C. 反应物的初始浓度和化学反应速度

D. 反应物的初始浓度、化学反应速度和反应器的装料体积

第 1 页

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6. 釜式反应器串联操作时，串联的釜数以不超过____C____个为宜。

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

7. 对于等温等容过程，同一反应在相同条件下，为了达到相同转化率，在间歇 理想釜式反应器内所需要的反应时间与在管式理想置换反应器中所需要的空间 时间C 之间的关系为：____B____。

A.>C B.=C

C.<C

D. 不能确定

8. 对于零级反应，当其它条件相同时，下列说法正确的是____C____。

A. 采用单台连续釜式反应器所需的有效容积要大于管式反应器的有效容积

B. 采用单台连续釜式反应器所需的有效容积要小于管式反应器的有效容积 C. 采用单台连续釜式反应器所需的有效容积与管式反应器的有效容积相同 D. 采用单台连续釜式反应器所需的总容积与管式反应器的有效容积相同

9. 对于反应速度较慢，且要求的转化率较高的液相反应，宜选用____A____。 A. 间歇釜式反应器 B. 单台连续釜式反应器 C. 多台串联连续操作釜式反应器 D. 管式反应器

k A  110. 对于平行反应 R (目标产物) 主反应

A 

主、副反应速度之比为

k

(副产物) 副反应

k rdC

R R 1 C 。若 a1B. 单台连续釜式反应器

A. 间歇釜式反应器

C. 多台串联连续操作釜式反应器 D. 管式反应器 11. 螺旋浆式搅拌器可视为____A____。

A. 无外壳的轴流泵

B. 无外壳的离心泵

12. 对于粘度大于 50Pas 的液体搅拌，为了提高轴向混合效果，则最宜采用 ____E____。

A. 螺旋浆式搅拌器 C. 锚式搅拌器

B. 涡轮式搅拌器 D. 框式搅拌器

E. 螺带式搅拌器

13. 搅拌低粘度液体时，装设导流筒可抑制或消除打旋现象。下列说法正确的是 ____C____。

第 2 页

共 6 页

A. 若为螺旋浆式搅拌器，导流筒应装在叶轮的上方 B. 若为螺旋浆式搅拌器，导流筒应装在叶轮的下方 C. 若为涡轮式搅拌器，导流筒应装在叶轮的上方 D. 若

为涡轮式搅拌器，导流筒应装在叶轮的下方

14. 对于非均相液体的分散，下列几种搅拌器中最宜采用的是____B____。

A. 螺旋浆式搅拌器 C. 锚式或框式搅拌器

B. 涡轮式搅拌器 D. 螺带式搅拌器

15. 中试时涡轮式搅拌器的直径为 0.1m，转速为 800rpm。已知该过程可按单位 体积物料所消耗的搅拌功率不变的放大准则放大，若放大后搅拌器的直径为 0.8m，则搅拌器的转速为____B____rpm。

A. 100 B. 200

C. 300

D. 400

16. 在工艺流程设计中，通常的二阶段设计是指____D____。

A. 可行性研究和工艺流程设计 B. 中试设计和施工图设计 C. 中试

设计和扩大工程设计 D. 初步设计和施工图设计

17. 一般工艺设计中，热量平衡方程式中热效应的符号规定为____B____。 A. 吸热为正，放热为负 B. 吸热为负，放热为正

C. 吸热或放热均取正值

D. 吸热或放热均取负值

18. 按照生产过程中使用或产生物质的危险性， 生产的火灾危险性可分为甲、 乙、 丙、丁、戊五类，其中最具危险性的为____A____。

A. 甲类 B. 丙类 C. 戊类 D. 甲类或戊类

19. 洁净等级分别为 100 级和 1 万级的空气，下列说法正确的是____B____。

A. 1 万级的空气质量较高 C. 质量相同

B. 100 级的空气质量较高 D. 不能确定

20. “精烘包”属于洁净厂房，其耐火等级不低于二级，洁净区的安全出口不少 于____B____个。

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

第 3 页

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二、设计题(共 20 分)

已知以硫酸、和硝化废酸(含硫酸)配制硝化混酸的过程可在间歇搅拌釜 中

进行，试设计混酸配制过程的工艺流程图。

要求：1、设计范围从原料贮罐开始到混合釜出料；

2、注明主要阀门以及有关物料的名称和流向，包括加热或冷却介质； 3、部分图例如附图所示。

计量罐 搅拌釜 泵

附图 设备图例

贮罐 视镜 阀门

参：

硫酸 计量罐 计量罐 废酸 计量槽

硫酸

冷却水

硫酸 贮罐

泵

泵

贮罐 混酸 贮罐

搅 拌 釜

回收废酸

废酸

去硝化 贮罐

泵

管线连接(含放空管线、溢流管)10 分；工艺流体、载热体名称及走向 5 分； 阀门 5 分。

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三、计算题(共 40 分)

1.(15 分) 在等温操作的间歇釜式反应器中进行一级液相反应，由测试知：反 应物转化掉 70%所需的反应时间为 13min。试计算：(1) 该反应在理想管式反应 器中进行时，达到相同转化率所需的反应时间；(2) 该反应在单台理想连续釜式 反应器中进行时，达到相同转化率所需的反应时间。

解 ：在间歇反应釜中进行一级反应 ，有 ：

1 1

ln

k1

代入数据得 ：

1 1 13ln

k 1 0 -1

(1) 理想管式反应器：

11

lx c k 1 Af n

(2) 单台理想连续釜式反应器： =13min

x (5 分 ) 0

=25.2min Af

k ) 0 926 ( 0

Af

(2 分)

(3 分)

Af

(5 分 )

2. (10 分) 当水大量过量时，醋酐水解反应为一级反应。已知 40 0 C 时，反应 速度常数 k=0.38min- 1 ，醋酐的进料浓度为 2mol/L，进料流量为 50L/min。现采用 4 个等温等容搅拌釜串联操作，要求转化率为 99%，试计算所需反应器的总有效 容积。 解：多釜等容串联反应器：

1

1

 xAN  k

( 1

0 9 1 

( 0 8 

(3

分 )

代入数据得：

(2 分 ) (1 分 )

解得：=5.69min

V 4 4 50 5 9 1138 L

0 R

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(4 分 )

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3. (15 分) 某发酵釜内径 D=2.1m，装液高度 HL=3m，安装六叶直叶圆盘涡轮 搅拌器。搅拌器的直径 d=0.7m，转速 n=150rpm，发酵液的密度=1050kg/m3 ， 粘度=0.1Pas，求搅拌器所需的功率。

注：对于六叶直叶圆盘涡轮搅拌器，当 HL/d=3、D/d=3 时，层流区，C=71； 完

全湍流区，K=6.1。当 HL/d3、D/d3 时，所求搅拌功率应乘以校正系数 f，f

1 H D

的计算公式为： f L

3 d d 解：

d 2 n 0 050

1 9 10 为完全湍流状态 Re0 

60 0 所以

150

P K  3 ( ) 3 0 5 16820 16 W 050 5 6 

60

校正系数 f 为：

f 

故实际所需的搅拌器功率为：

P 1 0 6 20 W

(2 分 )

1H D 1 3 2

1 0 L 

3 d d 3 0 0

(5 分 ) (6 分 )

(2 分 )

第 6 页

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制药工程学模拟试卷 4 标准答案及评分标准

2003 至 2004 学年

考试时间：2003 年 11 月 27 日

专业 _____ 班级 _______学号________ 姓名 _________

题 号 分 数

一 二 三 四 总分

评卷人

一、单项选择题 (每题 2 分，25 题，共 50 分)

1. ____B____是设计前期工作的核心，其报告是国家主管部门对工程项目进行 评估和决策的依据。

A. 项目建议书 B. 可行性研究 C. 设计任务书 D. 初步设计说

明书 2. 对于技术成熟的中、小型工程项目，为简化设计步骤，缩短设计时间，一般 采用____B____设计。

A. 一阶段

B. 两阶段

C. 三阶段

3. 工业区应设在城镇常年主导风向的下风向 ，药厂厂址应设在工业区的 ____A____位置。

A. 上风

B. 下风

C. 下风或上风

4. 厂址的地形、地势的变化情况可用地形图中的等高线来描述。等高线的间距 越小，地面的坡度____B____。

A. 越小

B. 越大

C. 不能确定

北

5. 某厂址地区的风玫瑰图如右图所示，则该厂址所在位置 的全年主导风向为____A____。

A. 东南向 C. 西南风

B. 西北风 D. 东北风

6. 为了减少溶剂的挥发损失，低沸点溶剂的热过滤不宜采用____A____。

第 1 页

共 6 页

A. 真空抽滤，出口不设置冷凝冷却器 B. 加压过滤 C. 真空抽滤，出口设置冷凝冷却器

7. 某产品的生产过程包括磺化、中和、脱色三个工序，各工序的操作周期分别 为 8h、12h、24h，全部物料均为液体，且在整个生产过程中的体积保持不变。 若要保持各设备之间的能力平衡，则下列几种安排中最合理的是____C____。

A. 1000L 磺化釜 1 只，1500L 中和釜 1 只，3000L 脱色釜 2 只 B. 2000L

磺化釜 1 只，1500L 中和釜 2 只，1000L 脱色釜 3 只 C. 500L 磺化釜 2 只，1500L 中和釜 1 只，3000L 脱色釜 1 只 D. 1500L 磺化釜 1 只，1500L 中和釜 2 只，2500L 脱色釜 2 只

8. 某厂共有 4 个车间，其中 2 车间共有 4 道工序。已知第 2 车间第 2 工序中有 两台相同的编号为 02 的反应器并联，则在带控制点的工艺流程图中这二台反应 器的设备位号常表示为____D____。

A. R020202A、B B. R20202A、B C. R2202-2 D. R2202A、B 9. 右图是某管道的压力控制点示意图(图中符号 “”表示压力变送器)，图中的压力指示仪表为 ____C____仪表。

A. 就地安装

B. 嵌于管道中的

PI 203

C. 集中仪表盘面安装 D. 就地仪表盘面安装

10. 用苯氯化制备一氯苯时，为减少副产二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。 已知每 100mol 苯与 40mol 氯反应，反应产物中含 38mol 氯苯、1mol 二氯苯以及 61mol 未反应的苯。反应产物经分离后可回收 60mol 的苯，损失 1mol 苯。则苯 的总转化率为____D____。

A. 39%

B. 62%

C. 88%

D. 97.5%

11. 已知传热设备的热量平衡方程式为：

Q Q Q Q Q Q1 2 3 4 5 6

式中 Q1、Q4 分别为物料带入和带出设备的热量；Q2 为传热设备的热负荷；Q3 为过程的热效应；Q5 为加热或冷却设备所消耗的热量或冷量；Q6 为设备向环境 散失的热量。当求得的 Q2 为负值时，表示该传热设备及所处理的物料需要 ____B____。

A. 加热

B. 冷却

C. 不能确定 第 2 页

共 6 页

12. 某反应温度为 140 o C，则宜选择____A____为加热剂。

A. 低压饱和水蒸汽 B. 道生油 C. 熔盐 D. 烟道气 13. 在

反应过程中，反应器内的物料组成等参数与位置无关的基本反应器是 ____B____。

A. 间歇反应釜 B. 理想混合反应器 C. 理想置换反应器 D. 多个串联反应釜 E. 实际管式反应器.

14. 对于平行反应，若主反应级数低于副反应级数，则宜选用____A____。

A. 单台连续釜式反应器 B. 管式反应器 C. 多台串联连续操作搅拌

釜 15. 某气相反应在等温管式反应器中进行。若随着反应的进行，气相物质的摩尔 量逐渐减小，则达到规定转化率时，反应时间与空间时间C 之间的关系为 ____C____。

A.<C

B.=C

C.>C

D. 不能确定

16. 搅拌低粘度液体时，____B____不能消除打旋现象。

A. 釜内装设档板 C. 釜内设置导流筒

B. 增加搅拌器的直径 D. 将搅拌器偏心安装

17. 下列五种粉碎机中，____E____是一种超细碎设备。

A. 辊式粉碎机 B.锤式粉碎机 C. 球磨机 D. 振动磨 E. 气流

粉碎机 18. 若要生产椭球形鱼肝油软胶囊丸剂，则应选择____B____。

A. 软胶囊滴丸机 B. 旋转式自动轧囊机

19. 对于非热敏性药物注射剂的生产，从降低成本的角度，宜采用____A____进 行生产。

A. 灭菌工艺 B. 无菌工艺 C. 灭菌或无菌工艺

20. 厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的 各承重柱自左向右用____A____依次编号。

A. 1 、2 、B. A 、 B 、C C. A 或 B 3

21. “精烘包”属于洁净厂房，其耐火等级不低于二级，洁净区的安全出口不少

第 3 页

共 6 页

于____B____个。

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

22. 在《国家污水综合排放标准》中，按污染物对人体健康的影响程度，将污染 物分为第一类污染物和第二类污染物，____A____污染物能在环境或生物体内积 累，对人体健康会产生长远的不良影响。

A. 第一类 B. 第二类

C. 第一类和第二类

23. 活性污泥法和生物膜法均为常见的____B___生物处理方法。

A. 厌氧

B. 好氧

24. 按照生产过程中使用或产生物质的危险性， 生产的火灾危险性可分为甲、 乙、 丙、丁、戊五类，其中最具危险性的为____A____。

A. 甲类 B. 丙类 C. 戊类 D. 甲类或戊类

25. 我国的 GMP 推荐，一般情况下，洁净度高于或等于 10 万级时，换气次数不 少于____B____次h- 1 。

A. 10 B. 15 C. 20

D. 25

二、(20 分) 在药品精制中，粗品常先用热溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最 后再趁热滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试设计适宜的 过滤流程。

要求：1、注明主要阀门以及有关物料的名称和流向，包括加热或冷却介质；

2、可能使用的部分设备的参考图例如附图所示。

溶解脱色釜 过滤器或抽滤器 接收罐 冷凝器 阀门

附图 设备图例

解：参一：真空抽滤-冷凝流程

共 6 页

第 4 页

粗品 溶剂 水蒸气

活性炭

接真空

溶 解 脱 色 釜 溶剂 抽滤器

冷凝器 冷却剂

接 收 罐

滤液

去三废

参二：加压过滤流程

粗品 溶剂 水蒸气

活性炭

溶 解 脱 溶剂 压缩空气或氮气色

去三废

放空

压滤器 釜

滤液

流程总体思路是否合理 10 分；管线连接、阀门 5 分；工艺流体、载热体名

称及走向 5 分。

三、(10 分) 用硫酸为催化剂，把 CHP 分解成苯酚和丙酮的反应是一级反应，今 在一间歇反应釜中进行反应， 当反应经历 30s 时取样分析 CHP 的转化率为 90%， 欲使转化率达到 99%，还需要多少时间?

解 ：在间歇反应釜中进行一级反应 ，有 ：

1 1

ln

k1

代入数据得 ：

1 1 30ln

k 1 0

解得 ：k=0.0768s- 1

第 5 页

(2 分)

共 6 页

(3 分)

Af

当 xAf=0.99 时 ，

1 1

ln 60

0 768 1 0 9

=60-30=30s

(3 分 )(2 分)

四、(20 分) 醋酐稀水溶液在 25 o C 时连续进行水解，其速度方程为 rA=0.158CA mol/(cm3min)，醋酐浓度为 1.5×10- 4 mol/cm3 ，进料流量为 500cm3 /min。现有 2 个 2.5L 和 1 个 5L 的搅拌反应釜可供利用，问：(1) 用 1 个 5L 或 2 个

2.5L 的搅 能否提高转化率？

解 ： (1) 1 个 5L 的搅拌釜操作时 V x

Af R

V k x ) h Af 即

x

Af 

500 ( x ) 0 0158 

Af

0 12 x Af

5

1 1

x 1 1 0 88

2500 AfN ( k ( 0 58 ) 2 500

故串联转化率较高 。 (2) 2 个 2.5L 釜并联操作

2 个 2.5L 的连续釜并联相当于 1 个 5L 的连续釜，故不能提高转化率。(5 分 ) 或

x Af 

250 ( x ) 0 0158 

Af

0 12 x Af

2

(4 分 )

解得 (3 分 )

2 个 2.5L 的搅拌釜串联操作时

(4 分 )

(2 分)

解得

故不能提高转化率 。

(5 分 ) (2 分 )

第 6 页

共 6 页

制药工程学模拟试卷 5 标准答案及评分标准

专业 _____ 班级 _______学号________ 姓名 _________ 题 号 分 数

评卷人: 王 志 祥

一

二

三

四

总分

一、单项选择题 (每题 2 分，20 题，共 40 分)

1. 一个工程项目从计划建设到交付生产的基本工作程序大致可分为设计前期、 设计期和设计后期三个阶段，其中设计期主要包括____C____。

A. 项目建议书、可行性研究 B. 可行性研究、初步设计和施工图设计

C. 初步设计和施工图设计 D. 初步设计、施工图设计和试车

2. 厂址的地形、地势的变化情况可用地形图中的等高线来描述，若等高线的间 距增加，则地面的坡度____B____。 A. 增大 B. 减小

C. 不变

3. 对于列管式换热器，若冷、热工艺流体均无相变，且热流体的温降(T1-T2)小 于冷流体的温升(t2-t1)，则宜采用____C____方案来控制热流体的出口温度。

A.

热流体

冷流体

换热器

TIC

C.

热流体

冷流体

换热器

TIC

第 1 页

换热器

共 5 页

D.

TIC

冷流体

换热器 热流体 TIC

冷流体

B.

热流体

4. 如右图所示，下列说法正确的是____A____。

A. 控制回路中的被控变量为温度，且温度可以显示和调节 B. 控制回路中的被控变量为温度，温度不能显示，但可以调节

C. 控制回路中的被控变量为温度，温度可以记录，但不能调节

TIC

水 蒸 汽

D. 控制回路中的被控变量为温度，且温度可以记录和调节

5. 以时间天为基准进行物料衡算就是根据产品的年产量和年 生产日计算出产品的日产量，再根据产品的总收率折算出 1 天

冷流体

操作所需的投料量，并以此为基础进行物料衡算。一般情况下，年生产日可按 ___C___

天来计算，腐蚀较轻或较重的，年生产日可根据具体情况增加或缩短。

A. 240 B. 280 C. 300 D. 365

6. 实际生产中，搅拌充分的釜式反应器可视为理想混合反应器，反应器内的 ____A____。

A. 温度、组成与位置无关 B. 温度、组成与时间无关

C. 温度、组成既与位置无关，又与时间无关

Q Q Q Q Q ，式中Q2 为设备 7. 传热设备的热量平衡方程式为： Q1 2 3 4 5 6 的热负荷。若求得的Q2 为正值，则表明____A____。 A. 需要向设备及所处理的物料提供热量 B. 需要从设备及所

处理的物料移出热量

C. 既不需要向设备及所处理的物料提供热量，也不需要移出热量 8. A. 低压饱和水蒸汽 B. 导热油 C. 熔盐 D. 烟道气

某反应体系的的温度为 185 o C，则宜采用____B____作为加热介质。

9. 在管式反应器中进行气相等温等压反应 ，已知反应方程式可表示为 ： A(g)=C(g)+D(g)，则反应时间与空间时间C之间的关系为：____C____。

A.>C B.=C C.<C D. 不能确定 10. 若忽略间歇釜式反应器的辅助操作时间，则间歇釜式反应器的生产能力 ____B____管式反应器的生产能力。

A. 大于 B. 等于 C. 小于

11. 对于反应级数较低，且要求的转化率不高的液相或自催化反应，宜选用 ____B____。

A. 间歇釜式反应器

B. 单台连续釜式反应器

C. 多台串联连续操作釜式反应器 D. 管式反应器

第 2 页

共 5 页

12. 有一等温平行反应，反应方程式为

rk C 1 R 1 A

AS (副产物) rk C 2

S 2 A

已知a1>a2，则从提高反应选择性的角度不宜采用____B____。

AR (目标产物)

A. 间歇釜式反应器

13. 涡轮式搅拌器可视为____B____。

A. 无外壳的轴流泵 C. 无外壳的旋涡泵 A. 螺旋浆式搅拌器 C. 锚式搅拌器

B. 无外壳的离心泵 D. 无外壳的真空泵 B. 涡轮式搅拌器 D. 框式搅拌器

E. 螺带式搅拌器

B. 单台连续釜式反应器

C. 多台串联连续操作釜式反应器 D. 管式反应器

14. 对于低粘度均相液体的混合，宜采用____A____。

15. 对于热可塑性药物，其粉碎宜采用____C____。

A. 干法粉碎 B. 湿法粉碎 C. 低温粉

碎 根据《建筑模数协调统一标准》，建筑物的柱距、跨度以及门、窗洞口在墙 的水平16.

或垂直方向的尺寸等均为____B____mm的整数倍。

A. 200 B. 300 C. 400 D. 500

17. 设置于两个或两个以上房间之间的具有两扇或两扇以上门的密封空间称为 ____A____。

A. 气闸室 B. 缓冲室 C. 空气吹淋室 D. 过渡室

18. 化学需氧量是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的 量，单位为mgL- 1 。我国的废水检验标准规定以____B____作氧化剂。

A. 高锰酸钾 B. 重铬酸钾 C. 双氧水 D. 浓硫酸 19. 活性污A. 好氧 B. 厌氧

泥法是一种常用的____A____生物法处理废水技术。

20. 我国的GMP推荐，一般情况下，洁净度高于或等于 1 万级时，换气次数不少 于____D____次h- 1 。

A. 10 B. 15

C. 20

D. 25

二、(20 分) 在搅拌良好的间歇釜式反应器中，用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，反 应方程式为

CH3COOH + C4H9OH

CH3COOC4H9 + H2 O

浓 H2SO4 第 3 页 共 5 页 100 O

当丁醇过量时，反应动力学方程式为

r

A

式中CA为乙酸浓度，kmolm- 3 。已知反应速度常数k为 1.04m3kmol- 1h- 1 ，乙酸的 初始浓度为 1.75 kmolm- 3 ，每小时处理的物料体积为 1.23m3h- 1 。若要求乙酸的 转化率达到 50%，每批辅助操作时间为 0.5h，装料系数为 0.7，试计算所需反 应器的有效容积和总容积。

0 x

0 5 h 解： Af

0 kC ( x ) 1 4  5 

A Af V V ( )  3 ( 5 0  9 m3 Rh

V 1 9

1 4 m3 

0

(8 分) (6 分) (6 分)

三、(20 分) 已知用硫酸作催化剂时，过氧化氢异丙苯的分解反应符合一级反应 的规律，且当硫酸浓度为 0.03mol/L、反应温度为 86 o C时，其反应速度常数k为 8.0×10- 2 s- 1 ，若 原料中过氧化氢异丙苯的浓度是 3.2kmol/m3 ，要 求每小时处理 3m3 的过氧化氢异丙苯，分解率为 99.8%，试计算：(1) 采用平推流反应器所需的容 积；(2) 采用全混釜所需的有效容积；(3) 采用 4 个等容积全混釜串联所需的总 有效容积。

解：(1) 采用平推流反应器所需的容积

1 1

VV V ln R h h k 1 x

Af

1 1

3 ln 8 1 0 98 0 0 7

(2) 采用全混釜所需的有效容积

x

Af VV V

R h h k x )

Af 0 98

3 

8  0 98 0 5

1

(3)由 x得 1 

AN ( k 

(6 分 )

(6 分 )

第 4 页

共 5 页

1

1 0 98 ( 8 0 

解得=46.61s=0.0129h，则

V 0 129 0 55 4 4 

R 0

(5 分 )

(3 分 )

四、(20 分) 在合成抗菌药诺氟沙星的生产中，以对氯硝基苯为原料制备对氟硝 基苯的反应方程式为

NO2

+ KF 170~180 0 C

环丁砜 Cl

F NO 2

+ KCl

反应拟在间歇釜式反应器中进行，请简要设计该过程的工艺流程图。 要求：1、设计范围从原料投料至过滤出料；

2、注明有关物料名称，包括加热或冷却介质名称； 3、流程中所用设备必须采用附图中的图例；

反应釜

阀门

冷凝器 过滤器

附图 设备图例

解：参如图所示。

流程总体思路是否合理 10 分；管线连接、阀门 5 分；工 艺流体、载热体名称及走向 5 分。

氟 化 釜

导热油 环丁砜

去三废

接真空

抽滤器

去精制 第 5 页

共 5 页

氟化钾 环丁砜 对氯硝基苯

回流冷凝器

冷却水

制药工程学模拟试卷 6 试卷答案及评分标准

专业 ____________ 班级 ___________学号___________ 姓名 ____________

题 号 得 分

核分人:

得 分 评卷人

一、单项选择题 (每小题 2 分，20 题，共 40 分)

一

二

三

总分

1、可行性研究是工程项目投资决策的基础，其研究报告提出的投资估算的偏差范围应在( B )以内

A、5 A、甲方

A、6 个或 8 个

B、10 B、乙方

C、15 C、丙方

D、20

D、甲方或乙方或丙方

2、项目建设单位与设计单位签定项目合同时，设计单位除用具体名称表示外，还常用( B )表示。

3、风玫瑰图表示一个地区的风向和风向频率，在直角坐标系中绘制，其中风向可采用( D )方位表

B、10 个或 12 个 C、14 或 16 个D 、8 个、12 个或 16 个

4、在总平面布置中，为准确标定建(构)筑物的位置，可采用不同的坐标系，其中( B )的坐标轴与主要 建(构)筑物的方位是一致的。

A、XY坐标系 B、AB坐标系

A、圆框 A、电流

B、方框 B、报警

C、XYZ坐标系 C、棱形框 C、记录

D、ABC坐标系

D、圆框或方框或棱形框 D、指示

5、在设计工艺流程框图时，单元反应常用( A )表示。

6、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC-203，其中字母I表示( D )。

7、对于列管式换热器，若冷、热工艺流体均无相变，且热流体的温降(T1-T2)大于冷流体的温升(t2-t1)， 则宜采用( D )方案来控制热流体的出口温度。 A、 B、 热流体

冷流体

换热器

TIC

C、

热流体

冷流体

换热器

TIC

换热器

D、

换热器 热流体 TIC

冷流体

热流体 TIC

冷流体

8、用苯氯化制备一氯苯时，为减少副产二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。已知每 100mol苯与 40m

氯反应，反应产物中含 38mol氯苯、1mol二氯苯以及 61mol未反应的苯。反应产物经分离后可回收 60mol 的苯，损失 1mol苯，则苯的总转化率为( D )。

A、39.0% B、60% C、61%

D、97.5%

9、已 知 1mol H2SO4 和 6mol H2O 组成的 H2SO4 水溶液的积分溶解热为 60.79 kJmol- 1 ， 1mol H2SO4 和 1mol H2O 组成的 H2SO4 水溶液的积分溶解热为 28.09 kJmol- 1 。现向由 1mol H2SO4 和 1mol H2O 组成的溶液中 加入 5mol 水进行稀释，则该过程的浓度变化、B、88.88kJ C、275.86kJ D、336.65kJ 热为A( 32.70kJ A )。 10、某反应体系的温度为 260 o C，则宜采用( D )。

A、低压饱和水蒸汽加热 B、导热油加热 C、道生油加热 D. 电加热 11、根据反应器内流体混合状况的不同，理想反应器有( D )种理想极限。

A、滞流和过渡流两 C、层流、过渡流和湍流三

B、过渡流和湍流两 D、理想混合和理想置换两

12、在管式反应器中进行气相等温等压反应，已知反应方程式可表示为：A(g)+2B(g)=C(g)+D(g)，则反 应时间与空间时间C之间的关系为( A )。

A、>C

A、间歇釜式反应器

C、多台串联连续操作釜式反应器

B、=C

C、<C

D、不能确定

13、对于热效应很大的反应，若仅从有利于传热的角度考虑，则宜采用( D )。

B、单台连续釜式反应器 D、管式反应器

14、已知间歇釜式反应器的辅助操作时间为 1h，则在等温等容条件下，同一反应在同一条件下达到相同 转化率时，间歇釜式反应器所需的有效容积( A )管式反应器的有效容积。 A、大于 B、等于 C、小于 D、小于或等于 15、下列几种搅拌器中，( B )属于大直径低转速搅拌器。

A、推进式搅拌器 B、锚式搅拌器 C、直叶涡轮式搅拌器 D、弯叶涡轮式搅拌器 16、对于固体药物的溶解过程，宜采用( B )。

A、螺旋浆式搅拌器 B、涡轮式搅拌器 C、锚式或框式搅拌器 D、螺带式搅拌器 A、一级处理 A、好氧生物

B、二级处理 B、厌氧生物

C、三级处理

D、过滤并调节pH值

17、仅含有机污染物的废水经( B )后，BOD5 通常可降至 20~30mgL- 1 ，水质可达到规定的排放标准。

18、( B )处理废水过程中可产生大量的生物能——沼气。

C、好氧或厌氧生物 D、活性污泥法

19、按照生产过程中使用或产生物质的危险性，生产的火灾危险性可分为甲、乙、丙、丁、戊五类，其 中最具危险性的为( A )。 A、甲类 B、甲类或乙类

A、10

B、15

C、戊类 C、20

试题第 （共 5 页） 2

D、甲类或戊类 D、25

20、我国的GMP推荐，一般情况下，洁净度高于或等于 10 万级时，换气次数不少于( B )次h- 1 。

得 分 评卷人 二、计算题 (每题 20 分，共 40 分)

1、在搅拌良好的间歇釜式反应器中，用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，反应方程式为 CH 3 COOH + C 4 H 9 OH CH 3 COOC 4 H 9 + H2 O

浓 H2SO4

当丁醇过量时，反应动力学方程式为

A

式中CA为乙酸浓度，kmolm- 3 。已知反应速度常数k为 1.04m3kmol- 1h- 1 ，乙酸的初始浓度为 1.5 kmolm- 3 ， 每小时处理的物料体积为 1.5m3h- 1 ，乙酸的最终转化率为 50%。试分别计算下列 3 种情况所需反应器的 总有效体积。(1) 采用间歇釜式反应器，辅助操作时间为 1h；

r

(2) 采用单台连续釜式反应器；(3) 采用管 式反应器。 解：(1) 采用间歇釜式反应器

x 0

(4 分) 0 41 h Af

kC ( x ) 1 4  ( 0 A Af

(4 分) V V ( ) 1 ( 41  2 62 m3 

h R

(2) 采用单台连续釜式反应器

x 0 Af (6 分 ) V 1 1 23 VV R h h kC ( x ) 1 4 ( 0  A Af

(3) 采用管式反应器

x 0 Af (6 分 ) V 1 0 62 VV R h h kC ( x ) 1 4 ( 0  A Af

2、某一级水解反应的反应速度方程式为

r 0 58 A A

式中 CA 的单位为 mol/cm3 ， rA 的单位为 mol/(cm3min)。已 知 CA0=1.5 进料流量为 500cm3 /min。 现有 2 个有效容积为 2L 及 1 个有效容积为 4L 的搅拌反应釜可供利用，试确定：(1) 用 1 个 4L 或 2 个 2L 的搅拌釜串联操作，何者转化率高？(2) 若用 2 个 2L 的搅拌釜并联操作，能否提高转化率？

注意：第(1)道小题需通过计算来说明，结论正确但无计算过程者不得分。 解：(1) 1 个 4L

V x 的搅拌釜操作时 Af R(4 分 ) V k x ) h Af

4 x

Af 0 58 x Af即 解得 (3 分 ) ( x ) 500 0 0 58 Af

2 个 2L 的搅拌釜串联操作时

1 1

x 1 1 0 25 (4 分 )

2000 Af( k N ( 0 58 ) 2 500 故串联转化率较高 。

(2) 2 个 2L 的搅拌釜并联操作

2 个 2L 的连续釜并联相当于 1 个 4L 的连续釜， 故不能提高转化率。

(7 分) (2 分 )

或 解得

故不能提高转化率 。 得 分 评卷人

2 x

Af 

0 58 ( x ) 250 0 Af 0 58 x Af

(5 分 ) (2 分 )

三、分析题 (20 分)

用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、

H2O 4%；氯苯 与混酸中 HNO3 的摩尔比为 1：1.1；反应开始温度为 40~55 o C，并逐渐升温至 80 o C；硝化时间为 2h；硝 化废酸中含小于 1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的 1%。现设计 A、B、C 三种工艺流 程，试以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、及氯苯的单耗作为评判标准，通过方案比较确定三种流程 的优劣。

注意：仅指出哪一种流程最好或最差而不说明理由者不得分。

硫酸 水 配 酸 釜 冷却水 氯苯 水蒸汽

硝 化 釜

硫酸 水

配

粗硝基物去精制 酸

釜 冷却水

连 续 分 离 器

硝 化 分离废酸出售 釜

粗硝基物去精制 连

续 分 离 器 氯苯

水蒸汽

萃 取 罐

萃取废酸出售

A、硝化-分离工艺方案

补充硫酸

回收硫酸 配 酸 釜 冷却水

B、硝化-分离-萃取工艺方案

粗硝基物去精制 连 续 分 离 器 氯苯

水蒸汽

硝 化 釜

萃 水蒸汽 取 罐

浓 缩 釜

接真空

冷却水

冷却水

冷凝器冷 却水

接

收 罐 去水处理 回收氯苯

冷却水

C、硝化-分离-萃取-浓缩工艺方案

试题第 （共 5 页） 4

答：A 方案将分离后的废酸直接出售，这一方面要消耗大量的硫酸，使硫酸的单耗居高不下；另一方面， 由于废酸中还含有未反应的以及少量的硝基氯苯，直接出售后不仅使的单耗增加，苯的收率下降，而且存在于废酸中的和硝基氯苯还会使废酸的用途受到。 (5 分) 混合硝基氯

B 方案在硝化-分离之后，增加了一道萃取工序。该工艺是将氯苯和硝化废酸加入萃取罐，

使硝化废 酸中残留的继续与氯苯发生硝化反应，生成硝基氯苯，从而回收了废酸中的，降低了的单 耗。同时，生成的混合硝基氯苯与硝化废酸中原有的混合硝基氯苯一起进入氯苯层，从而提高了混合硝 基氯苯的收率。

与方案 A 相比，方案 B 可降低的单耗，提高混合硝基氯苯的收率。但在方案 B 的

萃取废酸中仍 含有一定量的原料氯苯，将其直接出售，不仅使硫酸的单耗居高不下，而且会增加氯存在于废酸中的氯苯也会使废酸的用途受到。 (7 分) 苯的单耗。此外，

C 方案在萃取之后，又增加了一道减压浓缩工序，萃取后的废酸经减压浓缩后可循环使用，从而大 后可回收其中的氯苯，从而降低了氯苯的单耗。 次之， 方案 A 最差。

(6 分) (2 分)

大降低了硫酸的单耗。同时，由于氯苯与水可形成低共沸混合物，浓缩时氯苯将随水一起蒸出，经冷却

可见，以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、和氯苯的单耗作为评判标准，方案 C 为最佳，方案