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105年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號：23060 全一頁
等 別：高考二級
類 科：化學工程
科 目：化學程序工業
考試時間 ：2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
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。
請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。
（請接背面）
一、萃取分餾（extractive distillation）經常使用於沸點差異不大混合物之分離，例如以糠
醛（沸點 161.7℃）作為溶劑，進行正丁烯（沸點-6.3℃）、正丁烷（沸點-0.5℃）、
1,3-丁二烯（沸點 4.4℃）混合物之萃取分餾程序。請說明萃取分餾之原理及糠醛之
角色。（16 分）
二、化工製程設計常使用三種流程圖：方塊流程圖（block flow diagram, BFD）、程序流程
圖（process flow diagram, PFD）、管件及儀表圖（pipe & instrument diagram, P&ID），
請說明各種流程圖包含之內容及繪製要求。（24 分）
三、某進料(F)流經反應器而生成產物(P)，惟進料亦可經由另一反應途徑衍生廢棄物
(W)，上述兩反應途徑屬於並聯反應，且屬於進料之二階（second order）不可逆反應：
何謂阿瑞尼斯定律（Arrhenius Law）？（5分）
請以反應活化能解說，反應溫度提升較有助於產物或廢棄物之生成。（15 分）
四、甲苯進行氫化反應而生成苯及甲烷，若反應器之進出料流量及成分如下表所示，請
分別以甲苯及氫氣為基準，計算轉化率（conversion）及產率（yield）。（20 分）
成分 進料(kg mol/hr) 出料(kg mol/hr)
H2 1758 1480
CH4 704 983
C6H6 13 290
C6H5CH3 322 44
C12H10 0 3
五、液態正丁烯（n-butene）流經固定床反應器而轉化為異丁烯（i-butene），其流程及反
應條件如下圖所示，進料含有 40 wt% 之正丁烯，其餘成分為正丁烷（不參與反應）。
若製程出口之流量（P, kg/min）為迴流量（R, kg/min）之 8倍，請計算正丁烯流經反
應器之單程（one pass）轉化率。（20 分）
Recycle
Product
i-
b
utene
4wt%
n-
b
utene 40wt%
n-butane 60wt%