【正文】 ??氨： ＝ 25kmol/h=425kg/h 丙烷： 247。 *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。 進(jìn)行衡算時 ， 計(jì)算基準(zhǔn)選定后 ， 整個車間各工序的衡算都要以此為計(jì)算基準(zhǔn) ， 不能一個工序選一個基準(zhǔn) 。 :22:5809:22:58March 24, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 :22:5809:22Mar2324Mar23 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 , March 24, 2023 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 2023年 3月 24日星期五 9時 22分 58秒 09:22:5824 March 2023 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 。 2023年 3月 24日星期五 9時 22分 58秒 09:22:5824 March 2023 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 , March 24, 2023 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 (3) 氨合成塔出口氣量 V3和入口氣量 ∵ 反應(yīng)減少的體積 =V2V3 ∴ V2V3 =(V4+) 由系統(tǒng)的氨平衡有：合成反應(yīng)生成的氨 =系統(tǒng)排出的氨 34 4 1 4 2 3m ( S T P )V V V? ? ?3 2 4 10 .11 0 .02 5 1V V V V? ? ?32 m ( S T P )V ? 33 24 m ( S T P )? (4)氨合成塔人口氣體組成 對氨合成塔作系統(tǒng) H2平衡得： 合成塔進(jìn)口含 H2塔出口含 H2=新鮮氣帶入 H2放空氣帶出 H2 作系統(tǒng) N2平衡得： 合成塔進(jìn)口含 N2塔出口含 N2=新鮮氣帶入 N2放空氣帶出 N2 合成塔進(jìn)口含 H2= += m3 (STP) 合成塔進(jìn)口含 N2= += m3 (STP) 作塔進(jìn)、出口 CH4平衡： 塔進(jìn)口含 CH4=塔出口含 CH4== m3(STP) 作塔進(jìn)、出口 Ar平衡： 塔進(jìn)口含 Ar=塔出口含 Ar== m3(STP) 作系統(tǒng) NH3平衡得： 塔出口含氨 塔進(jìn)口含氨 =系統(tǒng)排出的氨 +放空氣帶出的氨 塔進(jìn)口含氨＝ = ?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)過程的物料衡算 化學(xué)反應(yīng)的物料衡算 一個生產(chǎn)車間 （ 或多個乃至全廠 ） 有許多設(shè)備與工序 ， 各工序之間又相互牽制 ， 反應(yīng)組分很多 ， 物料衡算比較復(fù)雜 。即先給某個未知項(xiàng)假設(shè)一個初始值，代入方程組計(jì)算結(jié)果，檢驗(yàn)假設(shè)初值是否合理，不合理要重新假設(shè)、計(jì)算。 例：天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制造合成氨原料氣。 利用化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算式建立方程式以補(bǔ)充不足之方程數(shù)。 已知：褐煤中含 C為 70%； 煤氣組成為： CO＝ 4%、 H2＝ 18%、 N2＝ 42% （ V%） 反應(yīng)式為 C+H2O→CO+H2 ① 2C+O2→2CO ② 合成氣生產(chǎn) 褐煤， C 70% 空氣 O2 21％ N279％ 煤氣 CO 4% H2 18% N2 42% H2O 解：計(jì)算基準(zhǔn) 1000m3煤氣 （ 1）空氣量計(jì)算： 煤氣中的氮量 V(N2)=1000 =420m3 折算成空氣量為 420/=532m3 532/ 29=（空氣平均分子量取 29） 其中 O2=532 =112m3 112/=5kmol （ 2）水蒸氣量計(jì)算： 從反應(yīng)式可知煤氣中 H2由 H2O來 煤氣中氫 V(H2)=1000 =180m3 即水蒸氣量為 180m3 180/ 18=145kg 180/= （ 3）褐煤量計(jì)算： 由反應(yīng)式①與 kmol H2O反應(yīng)需 C= kmol 由反應(yīng)式②與 5 kmol O2反應(yīng)耗 C=2 5=10 kmol 故消耗碳量為 (+10) 12= kg 褐煤中含 C=70% 需褐煤量為 例 3： 接觸法制 H2SO4，反應(yīng)式 S + O2 → SO2 2SO2 + O2 → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 S + + H2O → H2SO4 一個年產(chǎn) 2023噸 %的 H2SO4車間，年操作日為 三百天 試計(jì)算： （ 1）每天生產(chǎn) 100%H2SO4多少噸 ? （ 2）每天需氧多少噸，折合空氣量多少 Nm3? （ 3）吸收 SO3每天需水多少噸 ? （ 4）將 100%H2SO4稀釋為 %H2SO4需水多少噸 ? 解： （ 1） 2023 1000/98=（ 2）由反應(yīng)式知 H2SO4中的氧來自空氣的為 ，則 O2量為 =折合 32/1000=折空氣量為 。若每批處理 1000kg原料液。 干濕基準(zhǔn) *選作基準(zhǔn)的物料，必須是已知條件最多，并與其它物料 關(guān)系明確之物。 列出的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式的數(shù)目應(yīng)與 所求未知項(xiàng)的數(shù)目相同，若數(shù)學(xué) 式不夠，用試差法求解。 輸入 =輸出 +累積 ∑F=∑D+W （ 1）基本式： 輸入 +生成 =輸出 +消耗 +累積 “生成”、“消耗”是指由于化學(xué)反應(yīng)而生 成、消耗的質(zhì)量 （ 2）對 穩(wěn)態(tài) 過程： 累積項(xiàng) =0 輸入 +生成 =輸出 +消耗 *穩(wěn)態(tài)（定態(tài)）過程： 系統(tǒng)內(nèi)任一部分的參數(shù)， 不隨時間而變，只隨空間位置而改變，是存在 于連續(xù)操作的一個過程，其特征為： 累積項(xiàng) =0 有化學(xué)反應(yīng)時的物料衡算 無化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)過程： 輸入 =輸出 穩(wěn)態(tài)過程物料衡算式 物料平衡形式 無化學(xué)反應(yīng) 有化學(xué)反應(yīng) 總平衡式 總質(zhì)量平衡式 是 是 總摩爾平衡式 是 否 組分平衡式 組分質(zhì)量平衡式 是 否 組分摩爾平衡式 是 否 元素原子 平衡式 元素原子質(zhì)量平衡式 是 是 元素原子摩爾平衡式 是 是 物 料 衡 算 的 基 本 步 驟 1. 畫 出工藝 流程 示意 圖 2. 列 出化學(xué) 方程式 3. 確定計(jì)劃任務(wù) 4. 收集數(shù)據(jù) ?物料的名稱，數(shù)量，組成及流向 ?與計(jì)算有關(guān)的工藝條件如： P， T，配比等 ?未知的，待求的未知項(xiàng)，用字母， 符號標(biāo)定清楚。 體積基準(zhǔn) 當(dāng)物料是氣體時，可選用體積為基準(zhǔn)，通常都換算成 STP（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） 下的體積，這樣可排除 T， P變化帶 來的影響，而且容易把體積換算成 mol數(shù)（除以 ）。仍用壓縮因子法計(jì)算 4） 標(biāo)準(zhǔn)狀況 用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積表示氣體的量 111000TVpTVp ?111000TQpTQp ?下標(biāo)“ 0”表示標(biāo)準(zhǔn)狀況，下標(biāo)“ 1”表示工作狀態(tài) 4. 液體的密度 3201 ttt ????? ????c??? ?r對比密度 臨界密度 1212rr???? ? )(MpRTZkcccrcr??? ??1212kkrr ???1212kk??由 pr和 Tr查表 液體混合物 密度與溫度、壓力和組成有關(guān) 體積加合法 ??ii???1 5. 物質(zhì)的飽和蒸汽壓 飽和蒸汽壓： 液體在一定溫度下相應(yīng)的蒸發(fā) 凝結(jié)的平衡狀態(tài)的蒸汽壓力 CtBAp???0lg6. 溶液上方蒸汽中各組分的分壓 1）理想溶液 由 化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似 ， 相對分子質(zhì)量又相近 的組分所形成的溶液 拉烏爾定律 iii xpp 0? 2）非理想溶液 iiii xprp 0?活度系數(shù)， ri＝ ai/ xi 由范拉爾方程或威爾遜方程求得 7. 氣液平衡常數(shù) iixyK ?1）完全理想系 低壓下組分結(jié)構(gòu)十分相似的溶液 ppK ii0?2）理想系