物料衡算培訓(xùn)課件(ppt 71頁)-全文預(yù)覽
【正文】 計，包括熱量衡算、設(shè)備選型和計算、原材料消耗定額、管路設(shè)計等的依據(jù)。此時設(shè)計由定性轉(zhuǎn)入定量。 ?計算出原料的消耗定額、產(chǎn)品和副產(chǎn)品的產(chǎn)了以及三廢的生成量，并在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上計算能量平衡。 甲苯： 1000kg 濃硫酸： 1100kg 磺化液 排水 磺化釜 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水 硫酸 甲苯 間甲苯磺酸 鄰甲苯磺酸 對甲苯磺酸 C H 3 C H 3S O 3 H+ H 2 S O 4 + H 2 O110~ 140 0 C ? 按操作方式分為： ? 連續(xù)過程的物料衡算 ? 間歇過程的物料衡算 ? 按衡算目的分為： 操作型 —— 對已有設(shè)備或裝置進行衡算 設(shè)計型 —— 設(shè)計新的設(shè)備或裝置 三、物料衡算的基本理論 物料平衡方程式 ? 理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律：它是指在一個特定的物系中，進入物系的全部物料質(zhì)量加上所有生成量之和必定等于離開該系統(tǒng)的全部產(chǎn)物質(zhì)量加上消耗掉的和積累起來的物料質(zhì)量只和。 ? 若有化學反應(yīng)，要寫出所有物系的化學反應(yīng)方程式。 ? 要求所列 獨立方程式的數(shù)目 =未知數(shù)的數(shù)目 反應(yīng)系統(tǒng) 原料苯 500kg 含５％甲苯 F3 Ｙ 異丙苯 F1 原料丙烯 800kg Ｙ 剩余丙烯 Ｙ 剩余苯 Ｙ 剩余甲苯 ? 1）時間基準 ? 對連續(xù)穩(wěn)定流動體系，以單位時間作基準。 ? 若原料產(chǎn)品為單一化合物或組成已知，取物質(zhì)量（ mol）作基準更方便。 ? 在進行物料衡算或熱量衡算時，均須選擇相應(yīng)的衡算基準。試通過物料衡算確定配制 1000kg混酸時各原料的用量。 圖中 為 %的硫酸用量 ， 為 98%的硝酸用量 ， 為含 69%硫酸的廢酸用量 。 y=39kg。 ? 解： 以連續(xù)精餾塔為衡算范圍 ,繪出物料衡算示意圖。浸提加８倍量藥材的水．已知三級水提取的總出液系數(shù)： 液／ kg藥材；提取液中固溶物含量 %。 M濃浸提液 (100℃) 三級浸提 提取罐 圖 4４ 三級提取過程物料衡算示意圖 3 100kg 3 100kg 3 800kg 中 藥 材 潤濕藥 材水 浸提用水 M水汽 (100℃) M揮發(fā) 油＋ M水 (100℃) M藥 渣 (100℃) M揮發(fā) 油 = 300 = (kg) 蒸汽蒸餾得揮發(fā)油 ／ kg藥材，餾出時的組成 %。 ? 過量反應(yīng)物 ? —— 反應(yīng)物的量 超過限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的理論量 的 ， 該反應(yīng)物叫過量反應(yīng)物 。試分別計算甲苯的轉(zhuǎn)化率。 yｄ = ND 100% aMd dMa NA1 質(zhì)量收率 ym= 目 標產(chǎn) 物的 質(zhì) 量 投入某原料的 質(zhì) 量 100% （ 3）選擇性 ? —— 生成目的產(chǎn)物所消耗的某原料量占該原料反應(yīng)量的百分數(shù)。試分別計算對甲苯磺酸的收率和選擇性。 ? 過程中化學反應(yīng)式 ? C6H6+C3H6→C 6H5C3H7 Ｘ 純原料苯 ＝ 100mol 95%=95mol 已知丙烯轉(zhuǎn)化率為 84％ Ｘ 原料丙烯 － Ｙ 剩余丙烯 Ｘ 原料丙烯 =84% 則 Ｙ 剩余丙烯 ＝ 則 Ｙ 消耗丙烯 =＝ (mol) Ｙ 剩余苯 ==（ mol） Ｙ 剩余甲苯 =5mol 衡算式： Σ輸入＝ Σ輸出 Ｙ 原料丙烯 ＝ Ｙ 剩余丙烯 ＋ Ｙ 消耗丙烯 則 Ｙ 消耗苯 =Ｙ 消耗丙烯 ＝ (mol) Ｙ 異丙烯 =Ｙ 消耗丙烯＝ (mol) 輸 入 輸 出 苯 95 丙烯 20 甲苯 5 5 異丙烯 總計 120 反應(yīng)過程的物料平衡表 ≠ ? 過程中化學反應(yīng)式 ? C6H6+C3H6→C 6H5C3H7 輸 入 輸 出 苯 7410 丙烯 840 甲苯 460 460 異丙烯 2023 總計 8710 8710 78 42 120 例 4－ 6在間歇式反應(yīng)釜中用濃硫酸磺化生產(chǎn)對甲苯磺酸，試對該過程作物料衡算。 ? 進料： ? 原料甲苯中的甲苯量為： 1000?=999kg ? 原料甲苯中的水量為： 1000999=1kg 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 過程主反應(yīng)副反應(yīng) 主反應(yīng) ? 副反應(yīng) I ? 副反應(yīng) II C H 3 C H 3S O 3 H+ H 2 S O 4 + H 2 O110~ 140 0 CC H 3 C H 3S O 3 H+ H 2 S O 4 + H 2 O110~ 140 0 C110~ 140 0 C+ H 2 O+ H 2 S O 4C H 3S O 3 HC H 3 分子量 92 98 172 18 生成對甲苯磺酸的選擇性為 82％ N甲苯 → N對甲苯磺酸 N對甲苯磺酸 92 172 N甲苯消耗 ＝ 82％ → N對 甲 苯 磺酸 ＝ 979 172 92 82%=(kg) 同理 N鄰 甲 苯 磺酸 ＝ 979 172
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