物料衡算概述-全文預覽
【正文】 201 水 1596 氨水 2309 氨 (NH3) 18 416 水 82 1893 總計 5309 5309 輸 出 中和液 5309 硝基蒽醌 168 硫酸銨 硝酸銨 水 3489 氨 (NH3) 誤差 總計 5309 5309 (4) 含有化學平衡的物料衡算 58 作業(yè) ?名詞解釋：選擇性。 擬采用含量為 18%、 密度為 932kg?m3的氨水將硝化液中和至 pH=7。 圖 43 甲苯磺化過程物料衡算示意圖 原料甲苯： 1000kg 純度 % 濃硫酸： 1100kg 純度 98% 磺化液 ??????????? 水硫酸甲苯間甲苯磺酸鄰甲苯磺酸對甲苯磺酸脫水器 排 水 甲 苯 磺化釜 (2) 間歇操作過程的物料衡算 82% 轉化率為 98% % % 90% 39 Pharmaceutical Engineering NoImage投料量的計算： 原料甲苯中的甲苯量為： 1000?=999kg 原料甲苯中的水量為： 1000999=1kg 濃硫酸中的硫酸量為： 1100?=1078kg 濃硫酸中的水量為： 11001078=22kg 進料總量為： 1000+1100=2100kg ， 其中含甲苯999kg， 硫酸 1078kg， 水 23kg。 %%10010061100 ????Ax %%1006010061100xT ?????37 Pharmaceutical Engineering NoImage例 46 在間歇釜式反應器中用濃硫酸磺化甲苯生產對甲苯磺酸 ， 其工藝流程如圖 311所示 ， 試對該過程進行物料衡算 。 已知每 100mol苯與40mol氯反應 ， 反應產物中含 38mol氯苯 、 1mol二氯苯以及 61mol未反應的苯 。試分別計算甲苯的轉化率 、 對甲苯磺酸的收率和選擇性 。 %100AAx A ?? 的投料量反應物 的反應消耗量反應物(1) 概念 —— 轉化率 30 Pharmaceutical Engineering NoImage 某產物的 收率 可用轉化為該產物的反應物 A的量與反應物 A的原始投料量之比來表示，即 (47) 式中 y—— 目標產物的收率。 圖中 F為混合液的進料流量 ,D為塔頂餾出液的流量 ,W為塔底釜液的流量 ,x為苯的摩爾分率 。 硝化混酸 1000kg 3HNOG 42SOH廢混酸配制攪 拌 釜 42SOHG 3HNOG廢圖 41 混酸配制過程物料衡算示意圖 物理過程的物料衡算 % 98% 69% 46% 46% 8% 21 Pharmaceutical Engineering NoImage 對 HNO3進行物料衡算得 = ?1000 (a) 對 H2SO4進行物料衡算得 + = ?1000 (b) 對 H2O進行物料衡算得 + + = ?1000 (c) 3HNOG 42SOHG 廢G3HNOG 42SOH廢G 物理過程的物料衡算 22 ?聯(lián)解式 (a)、 (b)和 (c)得 ? =， ? =， ? = 3HNOG 42SOH廢G23 Pharmaceutical Engineering NoImage表 41 混酸配制過程的物料平衡表 輸 入 物料名稱 工業(yè)品量 /kg 質量組成 /% 輸 出 物料名稱 工業(yè)品量 /kg 硝酸 HNO3： 98 H2O： 2 硝化混酸 1000 H2SO4： 46 HNO3： 46 H2O： 8 硫酸 H2SO4： H2O： 廢酸 H2SO4： 69 H2O： 31 總計 1000 總計 1000 質量組成 /% 物理過程的物料衡算 24 Pharmaceutical Engineering NoImage例 42 擬用連續(xù)精餾塔分離苯和甲苯混合液 。 為簡化計算 ，設原料中除水外的其它雜質可忽略不計 。 (7) 編制物料平衡表。 (3) 對于有化學反應的體系 ， 應寫出 化學反應方程式 (包括主 、 副反應 )， 以確定反應前后的物料組成及各組分之間的摩爾比 。 衡算范圍一經劃定 ,即可視為一個獨立的體系 。 這樣既能消除溫度和壓力變化所帶來的影響 ,又能方便地將氣體體積換算成摩爾數 。 (1) 衡算基準 —— 單位時間 11 Pharmaceutical Engineering NoImage 產品的年產量 、 日產量和年生產日之間的關系為 (45) 式中的年產量由設計任務所規(guī)定；年生產日要視具體的生產情況而定 。 ??? OI 物料衡算平衡方程式 7 Pharmaceutical Engineering NoImage 對于有化學反應的體系，式 (41)和 (42)仍可用于體系的 總物料衡算 或任一元素的物料衡算，但 不能用于組分的物料衡算 。 本章主要討論 化學過程的物料衡算 。 雖然工藝流程示意圖只是定性地給出了物料的來龍去脈 ， 但它決定了應對哪些過程或設備進行物料衡算 ， 以及這些過程或設備所涉及的物料 。 2 Pharmaceutical Engineering NoImage 物料衡算的 依據 是 工藝流程示意圖 以及為物料衡
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