物料衡算概述(存儲(chǔ)版)
【正文】 開體系的物料均為 輸出項(xiàng) 。 衡算方法和步驟 18 Pharmaceutical Engineering NoImage 物料衡算舉例 19 Pharmaceutical Engineering NoImage例 41 硝化混酸配制過程的物料衡算 。已知混合液的進(jìn)料流量為 200kmol?h1， 其中含苯 (摩爾分率 ， 下同 )， 其余為甲苯 。 某產(chǎn)物的收率也可用該產(chǎn)物的實(shí)際獲得量與按投料量計(jì)算應(yīng)得到的理論量之比來表示，即 (48) (1) 概念 —— 收率 %100A Ay ?? 的投料量反應(yīng)物 的量的反應(yīng)物按目標(biāo)產(chǎn)物收得量折算 %100y ??產(chǎn)物量按投料量計(jì)算應(yīng)得到的實(shí)際得到的產(chǎn)物量31 Pharmaceutical Engineering NoImage若反應(yīng)體系中存在副反應(yīng)，則在各種主、副產(chǎn)物中，轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)物 A的量與 反應(yīng)物 A的反應(yīng)消耗量 之比稱為反應(yīng)的選擇性，即 (49) 式中 ?—— 反應(yīng)的選擇性。 反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離后可 回收60mol的苯 ， 損失 1mol苯 。 (2) 間歇操作過程的物料衡算 40 Pharmaceutical Engineering NoImage出料：反應(yīng)消耗的甲苯量為： 999?98%=979kg 未反應(yīng)的甲苯量為： 999979=20kg C H 3 C H 3S O 3 H+ H 2 S O 4 + H 2 O110~ 140 0 C主反應(yīng) 副反應(yīng) I C 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 副反應(yīng) II (2) 間歇操作過程的物料衡算 41 Pharmaceutical Engineering NoImage反應(yīng)生成的對(duì)甲苯磺酸量為： 反應(yīng)生成的鄰甲苯磺酸量為： 反應(yīng)生成的間甲苯磺酸量為： 反應(yīng)生成的水量為： %8292172979 ??? %92172979 ???% ??? 9218979 ??kg kg kg kg (2) 間歇操作過程的物料衡算 42 Pharmaceutical Engineering NoImage經(jīng)脫水器排出的水量為： (23+)?90%= 磺化液中剩余的水量為： (23+)= 反應(yīng)消耗的硫酸量為： kg 未反應(yīng)的硫酸量為： = 磺化液總量為： +++20++= ??(2) 間歇操作過程的物料衡算 43 Pharmaceutical Engineering NoImage表 43 甲苯磺化過程的物料平衡表 輸 入 物料名稱 質(zhì)量 /kg 質(zhì)量組成 /% 純品量 /kg 原料甲苯 1000 甲苯 999 水 1 濃硫酸 1100 硫酸 1078 水 22 總計(jì) 2100 2100 輸 出 磺化液 對(duì)甲苯磺酸 鄰甲苯磺酸 間甲苯磺酸 甲苯 硫酸 水 脫水器排水 水 100 總計(jì) 2100 2100 (2) 間歇操作過程的物料衡算 44 Pharmaceutical Engineering NoImage例 47 在催化劑作用下 ， 乙醇脫氫可制備乙醛 ，其反應(yīng)方程式為 已知原料為無水乙醇 (純度以 100%計(jì) )， 流量為1000kg?h1， 其 轉(zhuǎn)化率 為 95%， 乙醛選擇性為80%， 試對(duì)該過程進(jìn)行物料衡算 。 ?名詞解釋：總轉(zhuǎn)化率。 已知每批操作硝化液的投料量為 3000kg， 硝化液的密度為 1170kg?m3， ， 試對(duì)硝化液中和過程進(jìn)行物料衡算 。 已知批投料量為：甲苯 1000kg，純度 %(wt%， 下同 )；濃硫酸 1100kg， 純度 98%；甲苯的轉(zhuǎn)化率為 98%， 生成對(duì)甲苯磺酸的 選擇性 為82%， 生成鄰甲苯磺酸的選擇性為 %， 生成間甲苯磺酸的選擇性為 %；物料中的水約 90%經(jīng)連續(xù)脫水器排出 。 (1) 概念 —— 選擇性 33 Pharmaceutical Engineering NoImage解：化學(xué)反應(yīng)方程式為 分子量 92 98 172 18 則甲苯的轉(zhuǎn)化率為 對(duì)甲苯磺酸的收率為 對(duì)甲苯磺酸的選擇性為 C H 3 C H 3S O 3 H+ H 2 S O 4 + H 2 O110~ 140 0 C%98%1001000 202300x A ???? %%1001721000921460y ????? %%100172)202300(921460 ???????(1) 概念 —— 選擇性 34 Pharmaceutical Engineering NoImage 產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程通常由若干個(gè)物理工序 和 化學(xué)反應(yīng)工序 所組成 ， 各工序都有一定的收率 ， 各工序的收率之積即為 總收率 。 圖中共有 3股物料， 3個(gè)未知數(shù)，需列出 3個(gè)獨(dú)立方程。 物理過程的物料衡算 20 Pharmaceutical Engineering NoImage 解：混酸配制過程可在攪拌釜中進(jìn)行 。 衡算方法和步驟 17 Pharmaceutical Engineering NoImage (4) 收集與物料衡算
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