1、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 一 二 三 四 五 总分分 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 B. 逐级放大法和数学模拟放大法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 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 3. 釜式反应器串联操作时，串联的釜数以不超过_C_个为宜。
2、 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4. 自催化反应宜采用_B_。 A. 间歇操作搅拌釜 B. 单釜连续操作搅拌釜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 B.=C C.E2 时，则提高温度将使选择性_A_。A. 提高 B.降低 C.不变D. a1a2，b1b2 时提高 E. a1C 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 B. 增加搅拌器的直径C. 釜内设置导流筒 D. 将搅拌器偏心安装17.
3、 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 、 3 B. A 、 B 、C C. A 或 B21. “精烘包 ”属于洁净厂房，其耐火等级不低于二级，洁净
4、区的安全出口不少第 3 页 共 6 页于_B_个。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 422. 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
5、 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：参考答案一：真空抽滤冷凝流程第 4 页 共 6 页粗品 活性炭 接真空 溶剂 溶 水蒸气 解冷凝器脱 冷却剂色釜接溶剂 收
6、罐 去三废 抽滤器 滤液 参考答案二：加压过滤流程 粗品 活性炭溶剂 水蒸气 溶解脱色釜溶剂 压缩空气或氮气去三废放空压滤器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 (3 分)k 1 Af 代入数据得 ： 1 130 lnk 10 解得 ：k=0.0768s 1 (2
7、 分)第 5 页 共 6 页当 xAf=0.99 时 ， 1 1 ln 60 (3 分 )0 768 10 9=6030=30s (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/(cm3min)，醋酐浓度为 1.510 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 xR Af (4 分 )V k x )h Af即5 x Af5
8、00 0 0158 ( x )Af解得 x Af0 12 (3 分 )2 个 2.5L 的搅拌釜串联操作时1 1x 1 1 0 88 (4 分 )Af N( k 2500 2( 0 58 )500 故串联转化率较高 。 (2 分)(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2 x Af250 0 0158 ( x Af)解得 x Af0 12 (5 分 )故不能提高转化率 。 (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 一 二 三
9、四 总分分 数 评卷人: 王 志 祥 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(T1T2)小于冷流体的温升(t2t1)，则
10、宜采用 _C_方案来控制热流体的出口温度。A. B.热流体 热流体TIC冷流体换热器 冷流体TIC 换热器C. D. 热流体热流体 TIC冷流体 冷流体换热器 换热器TIC 第 1 页 共 5 页4. 如右图所示，下列说法正确的是_A_。 TIC A. 控制回路中的被控变量为温度，且温度可以显示和调节 水 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 蒸汽 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 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
11、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 7. 传热设备的热量平衡方程式为： Q Q Q Q Q Q ，式中Q2 为设备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
12、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. 某反应体系的的温度为 185 o C，则宜采用_B_作为加热介质。 A. 低压饱和水蒸汽 B. 导热油 C. 熔盐 D. 烟道气 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.a2 ，则从提高反应选择性的角度不宜采用_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13. 涡轮式搅拌器可视为_B_。A. 无外壳的轴流泵 B. 无
13、外壳的离心泵C. 无外壳的旋涡泵 D. 无外壳的真空泵14. 对于低粘度均相液体的混合，宜采用_A_。A. 螺旋浆式搅拌器 B. 涡轮式搅拌器C. 锚式搅拌器 D. 框式搅拌器 E. 螺带式搅拌器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 16. 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 的水平或垂直方向的尺寸等均为_B_mm的整数倍。 A. 200 B. 300 C. 400 D. 50017. 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
14、. 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mgL 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. 活性污泥法是一种常用的_A_生物法处理废水技术。 A. 好氧 B. 厌氧 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100 OCH3COOH + C4H9OH CH3COOC4H9
15、+ H2 O浓 H2SO4第 3 页 共 5 页当丁醇过量时，反应动力学方程式为 r A 式中CA为乙酸浓度，kmolm 3 。已知反应速度常数k为 1.04m3kmol 1h 1 ，乙酸的 初始浓度为 1.75 kmolm 3 ，每小时处理的物料体积为 1.23m3h 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。 x 0 Af解： 0 5 h (8 分)kC ( x ) 1 4 5 0 A AfV V () 3 ( 5 0 9 m3 (6 分)R hV 1 9 1 4 m3 (6 分) 0 三、(20 分)
16、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 8.010 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 1V V V lnR h h k 1x Af1 13 ln (6 分 )8 0 10 980 647 (2) 采用全
17、混釜所需的有效容积x AfV V VR h h k x )Af0 983 (6 分 )8 0 0 98 5 1(3)由 x 1 得AN ( k第 4 页 共 5 页1 0 98 1 (5 分 )( 80 解得=46.61s=0.0129h ，则V 4 4 0 129 0 55 (3 分 )R 0四、(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 NO 2170180 0 C + KF + KCl环丁砜 Cl F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
18、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：参考答案如图所示。 回流冷凝器氟化钾 冷却水流程总体思路是否合理 10环丁砜对氯硝基苯 分；管线连接、阀门 5 分；工 艺流体、载热体名称及走向 5 氟 分。 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 一 二 三 总分得 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) 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
19、围应在( B )以内。 A、5 B、10 C、15 D、202、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。 A、甲方 B、乙方 C、丙方 D、甲方或乙方或丙方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 )方位表示。 A、6 个或 8 个 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 C、XYZ坐标系 D、ABC
20、坐标系5、在设计工艺流程框图时，单元反应常用( A )表示。 A、圆框 B、方框 C、棱形框 D、圆框或方框或棱形框6、在工艺流程图中，某仪表的位号为TIC203，其中字母 I表示( D )。 A、电流 B、报警 C、记录 D、指示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(T1T2)大于冷流体的温升(t2t1)， 则宜采用 ( D )方案来控制热流体的出口温度。 A、 热流体 B、 热流体TIC冷流体换热器 冷流体TIC 换热器C、 D、 热流体热流体 TIC冷流体 冷流体换热器 换热器TIC 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
21、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、39.0% 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 kJmol 1 ， 1mol H2SO4 和 1mol H2O 组成的 H2SO4 水溶液的积分溶解热为 28.09 kJmol 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
22、程的浓度变化热为( A )。 A、32.70kJ B、88.88kJ C、275.86kJ D、336.65kJ10、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 B、过渡流和湍流两C、层流、过渡流和湍流三 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 B、=C C、C D、不能确定1
23、3、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 )。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、
24、锚式或框式搅拌器 D、螺带式搅拌器17、仅含有机污染物的废水经( B )后，BOD5 通常可降至 2030mgL 1 ，水质可达到规定的排放标准。A、一级处理 B、二级处理 C、三级处理 D、过滤并调节pH值18、( B)处理废水过程中可产生大量的生物能 沼气。A、好氧生物 B、厌氧生物 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 C、戊类 D、甲类或戊类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
25、 。 A、10 B、15 C、20 D、25试题第 （共 5 页） 2 二、计算题 (每题 20 分，共 40 分) 得 分 评卷人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 r A 式中CA为乙酸浓度，kmolm 3 。已知反应速度常数k为 1.04m3kmol 1h 1 ，乙酸的初始浓度为 1.5 kmolm 3 ， 每小时处理的物料体积为 1.5m3h 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
26、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；(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 Af 0 41 h (4 分)kC ( x ) 1 4 ( 0 A AfV V () 1 ( 41 2 62 m3 (4 分)R h(2) 采用单台连续釜式反应器xAf 0 VR VhVh 1 1 23 (6 分 )kC ( x ) 1 4 ( 0 A Af(3) 采用管式反应器xAf 0 V V V 1 0 62 (6 分 )R h h kC ( x ) 1 4 ( 0 A Af2、某一级水解反应的反应速度方程式为r 0 5
27、8 A A式中 CA 的单位为 mol/cm3 ， rA 的单位为 mol/(cm3min)。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 的搅拌釜操作时 VR xAf (4 分 )V k x )h Af4 xAf即 解得 x Af0 58 (3 分 )5000
28、 0 58 ( xAf)2 个 2L 的搅拌釜串联操作时1 1x 1 1 0 25 (4 分 )Af N( k 2000 2( 0 58 )500故串联转化率较高 。 (2 分 )(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 xAf或 2500 0 58 ( x )Af解得 x Af0 58 (5 分 )故不能提高转化率 。 (2 分 )得 分 评卷人 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
29、尔比为 1：1.1；反应开始温度为 4055 o C，并逐渐升温至 80 o C；硝化时间为 2h；硝 化废酸中含硝酸小于 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、硝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 硝酸 粗硝基物去精制硫酸 硝酸水水连配 续配 酸 分粗硝基物去精制酸 釜 离釜 器冷却水连冷却水 续 氯苯氯苯 分离 器 水蒸汽 萃 水蒸汽 硝 取硝 化 罐分离废酸出售化 釜釜 冷却水冷却水萃取废酸出售A、硝化 分离工艺方案
30、 B、硝化 分离萃取工艺方案补充硫酸 硝酸 粗硝基物去精制回收硫酸 接真空连配 续酸 分釜离器 冷凝器 冷却水冷却水氯苯 接收水蒸汽 罐萃 水蒸汽硝 取 浓去水处理化 罐 缩釜 釜冷却水 回收氯苯 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硝酸以及少量的硝基氯苯，直接出售后不仅使硝酸的单耗增加，混合硝基氯 苯的收率下降，而且存在于废酸中的硝酸和硝基氯苯还会使废酸的用途受到限制。 (5 分)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
31、酸加入萃取罐，使硝化废 酸中残留的硝酸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硝酸，降低了硝酸的单 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 可降低硝酸的单耗，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，而且会增加氯苯的单耗。此外， 存在于废酸中的氯苯也会使废酸的用途受到限制。 (7 分)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，经冷却后可回收其中的氯苯，从而降低了氯苯的单耗。 (6 分)可见，以混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸和氯苯的单耗作为评判标准，方案 C 为最佳，方案 B次之， 方案 A 最差。 (2 分)
