【正文】 進(jìn)行衡算時(shí) ， 計(jì)算基準(zhǔn)選定后 ， 整個(gè)車(chē)間各工序的衡算都要以此為計(jì)算基準(zhǔn) ， 不能一個(gè)工序選一個(gè)基準(zhǔn) 。 *使用上式的條件是生產(chǎn)必須達(dá)穩(wěn)定，循環(huán)量及其組成都趨于 穩(wěn)定；其次是循環(huán)物料的組成和新鮮物料組成應(yīng)當(dāng)相當(dāng)接近。 燃燒消耗的 H2為 作系統(tǒng) H2平衡得 ?常用計(jì)算方法 ?利用聯(lián)系物做物料衡算 ?復(fù)雜反應(yīng)體系使用產(chǎn)物、副產(chǎn)物各自的收率數(shù)據(jù)作物料衡算 ?帶有物料循環(huán)的流程的物料衡算 ?多步串聯(lián)過(guò)程的物料衡算 化學(xué)反應(yīng)的物料衡算 對(duì)于 PA APY ?轉(zhuǎn) 化 為 的 的 物 質(zhì) 量加 料 中 的 的 物 質(zhì) 量A P QAPAQ??? ?????????P APY ?產(chǎn) 物 的 物 質(zhì) 量加 料 中 的 的 物 質(zhì) 量A pP??????1 PpAP? 產(chǎn) 物 的 物 質(zhì) 量加 料 中 的 的 物 質(zhì) 量復(fù)雜反應(yīng)體系使用產(chǎn)物、副產(chǎn)物各自的收率數(shù)據(jù)作物料衡算 例：丙烯氨氧化合成丙烯腈的反應(yīng)是 C 3 H 6 N H 3 3 / 2 O 2 C H 2 = C H C N 3 H 2 O+ + +除上述主反應(yīng)外，還有下列主要副反應(yīng)： C 3 H 6 3 N H33 O 2C H 2 = C H C H O6 H 2 O+ + +3 H C NC 3 H 6 3 / 2 N H33 / 2 O 2 3 H 2 O+ + +3 / 2 C H 3 C NC 3 H 6 O 2+ H 2 O+C 3 H 6 9 / 2 O2+ 3 H 2 O+3 C O 2試作年產(chǎn) 5000t 丙烯腈反應(yīng)器的物料衡算 丙烯氨氧化 C3H6 1 NH3 O2 H2O 3 C3H8: C3H6=: C2H3CN 60% HCN % CH3CN 7% C3H4O % CO2 12% a. 年產(chǎn)丙烯腈 5300t b. 年操作 300天 c. 操作過(guò)程丙烯腈損耗 3% 解：先畫(huà)出流程圖 收率 O2 H2O C3H6 C3H8 1) 丙烯腈的產(chǎn)量： 5300 ＝ 5459 t/a 2) 反應(yīng)器進(jìn)料量： 丙烯： hkmolhkg /???? hkghkmol /100 0/ ??氨： ＝ 25kmol/h=425kg/h 丙烷： 247。 計(jì)算基準(zhǔn)： 取 100m3天然氣為計(jì)算基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)化氣的成分可由反應(yīng)式及工藝條件分析得出為：CH H CO、 CO N 水蒸氣 ， 六個(gè)未知數(shù)要列出六個(gè)方程 ， 由于 N2為惰性氣反應(yīng)前后量不變 ， CH4可通過(guò)轉(zhuǎn)化率算出 （ 即有兩個(gè)約束條件 ） ， 故只要列出四個(gè)衡算式 。 ( mol特別是 過(guò)量系數(shù)它 是基于限制反應(yīng)物 100%轉(zhuǎn)化下的值 ，而不論真實(shí)反 應(yīng)時(shí)限制反應(yīng)物是否完全反應(yīng)。 ciic TT ?39。 特別是原料或產(chǎn)品是單一化合物，或其組成是已知的，選 此作計(jì)算基準(zhǔn)更為方便。 主副產(chǎn)品的產(chǎn)量 原材料消耗定額 生產(chǎn)過(guò)程中的損耗 三廢產(chǎn)生量 物料的浪費(fèi) 生產(chǎn)過(guò)程的反常現(xiàn)象 物 料 衡 算 物料衡算的理論依據(jù) “ 質(zhì)量 守衡定律” 在化工過(guò)程中，物料平衡是指：進(jìn)入一個(gè)裝置（或設(shè)備）的全部物料的量，必定等于離開(kāi)這個(gè)裝置（或設(shè)備）的全部物料的量（包括損失量）和系統(tǒng)內(nèi)累積起來(lái)的物料的量。 ?時(shí)間基準(zhǔn) ?質(zhì)量基準(zhǔn) ?體積基準(zhǔn) ?干濕基準(zhǔn) 對(duì) 連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程 可用 單位時(shí)間的物料量或單位時(shí)間的 產(chǎn)品量 作計(jì)算基準(zhǔn)，如三十萬(wàn)噸 NH3廠，可以每小時(shí)產(chǎn) NH3量作物料衡算基準(zhǔn)，年生產(chǎn)時(shí)間 8000h（ 7200h）， 30 104/8000= T/h 對(duì) 間歇生產(chǎn)過(guò)程 可以 一套或一批料的生產(chǎn)周期 作基準(zhǔn)。 物料平衡表 輸 入 輸 出 名稱 重量 組成 % 單重 名稱 重量 組成 % 單重 混酸 435 HNO3 47 H2SO4 49 H2O 4 廢酸 291 HNO3 1 H2SO4 H2O 75 氯 苯 混合料 394 C6H5Cl 92 NO2C6H4Cl 8 硝基 物層 538 C6H5Cl NO2C6H4Cl 共計(jì) 829 100 100 829 共計(jì) 829 100 100 829 基準(zhǔn)：每小時(shí) 單位： kg 廢酸層 組分 重量 % HNO3 H2SO4 H2O NCB 混合料 組分 重量 % NCB CB 萃取廢酸 組分 重量 % 氯苯 組分 重量 % CB 100 萃 取 硝 化 單 位： kg/h 物料流程圖 + 概述 1 計(jì)算中用的基本量 物理過(guò)程的物料衡算 化學(xué)反應(yīng)的物料衡算 2 3 4 目 錄 1. 摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、平均分子量 tii nnx ?tii nny ?tii FFx ?tii FFy ?tii mmw ?tii WWw ?tii GGw ?inii xMM ???1摩爾分?jǐn)?shù) 對(duì)于流動(dòng)物系 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 對(duì)于流動(dòng)物系 平均分子量 摩爾流量 質(zhì)量流量 質(zhì)量流速 2. 流體的流量和流速 AQu?體積流量： m3/h、 m3/min、 m3/s 流體的線速度：流體單位時(shí)間內(nèi)在流動(dòng)的方向上所流 經(jīng)的距離 , m/s 質(zhì)量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道或設(shè)備的流體的質(zhì)量 kg/h、 kg/min、 kg/s 質(zhì)量流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道或設(shè)備的單位橫截面積 的流體的質(zhì)量 kg/h、 kg/min、 kg/s AWG?摩爾流量： kmol/h、 kmol/min、 kmol/s 體積流量 質(zhì)量流量 線速度 W=Qρ=uAρ 3. 氣體的體積和密度 1） 一般壓力、溫度 1M Pa 按 理想 氣體對(duì)待 PV=nRT ptnV 273 ????ptFQ 273 ????ptMg 101 273273 ?????RTMpg ??或 2） 高壓下 1M Pa 按 真實(shí) 氣體對(duì)待 PV=ZnRT Z為 壓縮因子 ，為 對(duì)比壓力 pr、 對(duì)比溫度 Tr的函數(shù) cpp?rpcTT?rT8p r??cpp8T r??cTT臨界值 H He和 Ne 根據(jù) pr和 Tr查表得 Z ZRTMpg ?? RTZpMmixg ??如為混合氣體 3） 真實(shí)氣體混合物 39。試求 （ 1）每一批操作中可得的 母液量 ？ （ 2） 蒸發(fā)水量 ？ （ 3） 析出 NaCl固體量 2. 蒸發(fā)：把溶質(zhì)不揮發(fā)的溶液加熱至沸騰，使溶劑氣化 從而獲得濃縮液或析出固體的單元操作。 （ 3） H2SO4： H2O=1： 1吸收 SO3用水量為 18/1000=1014t/d （ 4） （ ） = 例 4：工業(yè)上由乙烯水合生產(chǎn)乙醇，其反應(yīng)式如下： 主反應(yīng) C2H4+H2O→C2H5OH