【正文】 出系統(tǒng) H2O=+= 出系統(tǒng)物質(zhì)組成： V% C2H4 C2H5OH (C2H5)2O H2O 惰氣 共 計(jì) 100 2. 反應(yīng)速度法 反應(yīng)速率的定義：某一組分進(jìn)單位體積反應(yīng)器與出反應(yīng)器的 mol流量之差稱為該組分的反應(yīng)速率。 轉(zhuǎn)化氣離開反應(yīng)器時(shí)溫度為 700℃ ，在此溫度下各反應(yīng)式的平衡常數(shù)值為： 反應(yīng)① Kp=25 ② Kp=20 ③ Kp= 試計(jì)算轉(zhuǎn)化氣組成（干、濕基）。 (1) 以 N2為聯(lián)系物作衡算， 作系統(tǒng) N2平衡得 ＋ ＝ （ kmol） （ A) (2)作系統(tǒng)氫平衡 100kmol天然氣可提供的理論 H2為 ： n個(gè) C， 3n+1個(gè) H2 組分 含量 /kmol 可提供 H2量 /kmol 組分 含量 /kmol 可提供 H2量 /kmol CH4 4 = C5H12(正 ) 13 = C2H6 7 = C5H12 (異 ) 13 = C3H8 10 = N2 0 C4H10(正 ) 13 = CO2 0 C4H10 (異 ) 13 = 合計(jì) 100 C n H 2 n + 2 n H 2 O n C O 3 n H 2+ +n H 2 O n C O 2 n H 2+ +n C OC n H 2 n + 2 2 n H 2 O n C O 2 ( 3 n + 1 ) H 2++ 因此， x kmol天然氣進(jìn)料可提供的理論 H2為 100 x k mol聯(lián)立解 (A)(B)，得 2 1 y k mol? 2 1 x k moly k mol?? 2 2 ( B )100 xy? ? ? ? ? 制造 100kmol合成氨原料氣需 天然氣 18. 92kmol 和 31. 11kmol空氣。 循環(huán)系數(shù)由下式求得 β=1/（ 1α） α—— 通過反應(yīng)設(shè)備時(shí)未反應(yīng)的物料的百分比 。 ③ 按物料流程的順序 分別對(duì)各單元操作 （ 工序 ） 作物料衡算 ， 列出各工序的衡算表 。 例：用乙烯為原料生產(chǎn)氯乙烯，乙烯通過 A、 B二個(gè)反應(yīng)器 進(jìn)行氯化與氧氯化反應(yīng)以獲得二氯乙烷（ DCE），進(jìn)入裂解 反應(yīng)器（ C）以獲得氯乙烯（ VC）在裂解反應(yīng)器中 DCE的 轉(zhuǎn)化率為 55%，未裂解的 DCE分離后返回反應(yīng)器，而裂解 反應(yīng)產(chǎn)物之一 HCl分離后循環(huán)返回 B反應(yīng)器。 例 氨合成系統(tǒng)物料衡算 已知： (1)新鮮原料氣的組成如下 組分 H2 N2 CH4 Ar 合計(jì) %mol 100 (2)氨合成塔人口氣體中含氨 % (摩爾分?jǐn)?shù)，下同 )； (3)氨合成塔出口氣體中含氨 11%； (4)放空氣體中 (CH4十 Ar )的含量為 % ； (5)忽略氣體在液氨中的溶解； (6)因水冷后氨的冷凝量很小，近似把塔出口氣體中的氨含量 與放空氣中的氨含視為相等。 ＝ 水： 3＝ 氧： ＝ 3) 反應(yīng)器出口混合氣的量： 氫氰酸： 3 ＝ kmol/h= kg/h 乙腈： ＝ kmol/h= kg/h 丙烯醛： ＝ kmol/h= kg/h 二氧化碳： 3 ＝ kmol/h= kg/h 丙烯： hkghkmol /138/) ( ??????????氧： hkghkmol /422/) ( ??????????氨： 25(++)= kmol/h= kg/h 水： +(3 +2 +2 ++) = ?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 新鮮原料 FF AA= A F F R C A?轉(zhuǎn) 化 的 關(guān) 鍵 組 分 轉(zhuǎn) 化 的單 程 轉(zhuǎn) 化 率反 應(yīng) 器 入 口 的 ( + ) 中 的反應(yīng)系統(tǒng) 分離系統(tǒng) 循環(huán)機(jī)械 循環(huán)物流， RC 產(chǎn)品， PF 排放， EF AA =A F F A?轉(zhuǎn) 化 的 關(guān) 鍵 組 分 轉(zhuǎn) 化 的總 轉(zhuǎn) 化 率新 鮮 原 料 中 的 中 的 （ 1） 代數(shù)法 ： 當(dāng)原料、產(chǎn)品及再循環(huán)流的組成是已知的，采用此法。 轉(zhuǎn) 化 爐 天然氣 CH4 % 100m3 N2 % 水蒸氣 轉(zhuǎn)化氣 H2 CO CO2 CH4 N2 H2O 過程示意圖： H平衡 4 +2 250=2VH2+4 +2V’ H2O 整理后得 =VH2VH2O — （ 3） 進(jìn)轉(zhuǎn)化爐水蒸氣量為 100=250m3 V’ H2O=250VH2O C平衡 =VCO+VCO2+ 得 VCO2= — （ 1） O平衡 250=2VCO2+VCO+（ 250VH2O） 得 2VCO2+VCOVH2O=0 — （ 2） 100m3天然氣中有 CH4= N2= 未反應(yīng) CH4量為 （ ） = 利用反應(yīng)③的平衡常數(shù)式建立一個(gè)方程 由（ 1）（ 2）二式得 VCO= —— （ 4） 由（ 1）（ 4）二式得 VCO2= —— （ 5） 把（ 3）（ 4）（ 5）代入 Kp式后得 VH2O =0 解得 VH2O= 則出口轉(zhuǎn)化氣中各組分量為： VN2= VCH4= V’ H2O== OHCOHCOOHCOHCOp VVVVppppK2222??????? 由 （ 3） 式 VH2=+= 由 （ 4） 式 VCO== 由 （ 5） 式 VCO2== 組 成 濕氣體 干氣體 m3 V% m3 V% CH4 H2 CO CO2 N2 H2O 共 計(jì) 100 4. 結(jié)點(diǎn)法 以流程中的匯集或分支處的交點(diǎn)（即結(jié)點(diǎn)） 進(jìn)行衡算， 可以使計(jì)算簡化。m3/s) RS=FS′FS S— 組分 。 ?直接計(jì)算法 ?反應(yīng)速度法 ?平衡常數(shù)法 ?結(jié)點(diǎn)法 1）直接計(jì)算法 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算 例 1： 用甲醇催化氧化制甲醛，反應(yīng)式為： CH3OH + → HCHO+H2O 氧由空氣中來，已知空氣過剩系數(shù)為 ，甲醇轉(zhuǎn)化率為 75%。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(duì)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