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101年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：34550
等 別： 三等考試
類 科： 化學工程
科 目： 化學程序工業（包括質能均衡）
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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、請寫出下列單元程序在工業上的應用。（20 分）
烷化（alkylation）
水解（hydrolysis）
磺化（sulphonation）
硝化（nitration）
二、何謂單元程序？何謂單元操作？請說明其差異，並各舉三個例子解釋。（10 分）
三、環氧乙烷(CH2)2O，在工業上是以乙烯與氧氣直接反應來製造。反應程序中的流量
與莫耳平衡如下表所示：
混和器 反應器 分離器
34
5
6
1
2
物流 1 2 3 4 5 6
乙烯 1,564 0 A D G 0
氧氣 0 782 B E H 0
環氧乙烷 0 0 C F I 1,564
合計 1,564 782 1,564
其中莫耳流率的單位為莫耳/小時（mol/h），反應物以莫耳比（即：乙烯/氧氣=2/1）
表示。此流程一次反應產率為 50%，分離程序的效率達到 100%，且所有未反應之
反應物皆重新回到循環當中。（每小題 5分，共 25 分）
何謂質量平衡？
何謂莫耳平衡？
寫下在此反應器中之反應的化學平衡式。
在圖表中可看出物流 6（stream 6）為純的環氧乙烷，其沸點為 286.3K。請建議並
提出理由，用什麼樣的方式來儲存此環氧乙烷較適當？
請完成物流（stream）3, 4 與5中A至I的莫耳流率（莫耳/小時）。
101年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：34550
等 別： 三等考試
類 科： 化學工程
科 目： 化學程序工業（包括質能均衡）
全一張
（
背面
）
四、發電廠所排放之SO2為酸雨的主要來源，在空氣中的SO2會被雨所吸收進而增加湖泊
與河川的酸度。下列表中含有兩種燃料，請選擇那一種燃料在每 106 Btu的燃燒熱能
中排放較少的SO2。在廢氣中排除SO2可減少SO2排放到空氣中的量，但會增加成本
，請一併考慮此因素。（20 分）
六號燃料 二號燃料
密度（lb/ft3） 55.3 57.2
燃燒熱（Btu/gal） 180,000 135,000
碳含量（wt%） 87.0 87.5
氫含量（wt%） 10.8 13.7
硫含量（wt%） 0.72 0.62
灰含量（wt%） 0.02 <0.01
五、在清涼碳酸飲料中，總二氧化碳所需含量為在 0℃一大氣壓下每 3體積的氣體對上 1體
積的水。請計算在此碳酸飲料當中二氧化碳的質量分率
莫耳分率。註：除了水
與二氧化碳外，其他的物質皆可忽略。（10 分）
六、若一 35,000 kg 的全脂牛奶脂肪含量為 4%，在經過 6小時的分離程序後，分離出脫
脂牛奶（脂肪含量 0.45%）與奶油（脂肪含量 45%），請問在此連續式離心機完成
此分離後，出口端的兩物流（脫脂牛奶與奶油）之出口流率為多少？（15 分）