【文章內(nèi)容簡介】 Kmol/h，表22 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表組分K mol/h%(mol)分子量Kg/h%(wt)C3H6H22COC3H8雜質(zhì)28合計100100表23 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表組分K mol/h%(mol)分子量Kg/h%(wt)正丁醛異丁醛C3H8H22忽略雜質(zhì)28合計100100其中：+Ar+N2，所以分子量取平均值，為28便于計算。2. H2質(zhì)量百分比為3105數(shù)量級，故忽略計算。經(jīng)核算：n合成氣=++=120 K mol/hM合成氣=117++= K mol/hn丙烯=+= mol/hM丙烯=+= mol/h如圖21：羰基合成裝置 K mol/h K mol/h異丁醛 K mol/h K mol/hC3H8 K mol/hH2 K mol/h雜質(zhì) K mol/h圖22 物料平衡圖 熱量衡算在化工生產(chǎn)過程中，各工序都要在嚴(yán)格控制的工藝下（如溫度、壓力、流量、濃度等）進(jìn)行。經(jīng)歷各種化學(xué)變化和物理變化，進(jìn)行著物質(zhì)的生產(chǎn)。在這過程中，各類化工單元操作，或者有動量的傳遞（如流量傳送）；或者有熱量的傳遞（如換熱設(shè)備）；或者有伴隨熱量的質(zhì)量傳遞（如精餾，吸收等）。若有化學(xué)反應(yīng)，則不僅兼有“三傳”（動量傳遞，熱量傳遞，質(zhì)量傳遞），還具有“一反”（化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)—吸收或放熱）。物質(zhì)在整個過程中發(fā)生質(zhì)量的傳遞和能量的變化。前者可從物料衡算中求得，后者則依據(jù)能量守衡定律，利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)律，通過平衡計算求得，這樣的化工計算稱為能量衡算?；どa(chǎn)中，能量衡算概括起來應(yīng)用于以下幾個方面：(1) 確定效率 如流體輸運(yùn) 、攪拌、粉碎等單元操作中所需效率。(2) 確定熱量或冷量 如蒸發(fā)、蒸餾、冷凝、冷卻、閃蒸等所需要的熱量或冷量。(3) 確定供熱效率或放熱效率 如化學(xué)反應(yīng)中，由于熱效應(yīng)（使體系的溫度上升或下降）需確定的熱量或冷量。(4) 確定節(jié)能措施 為充分利用余熱，降低總能量消耗所采用的相應(yīng)措施。由此可見，能量衡算作為化工計算的一部分是非常重要的，所以我們必須對能量衡算進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)格的計算。熱平衡式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6； （21）式中 Q1—處理物料時需要的熱量 kJ；Q2—加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號規(guī)定加熱劑加 入熱量為“＋”，冷卻劑吸收熱量為“－” ）kJ；Q3—過程的熱效應(yīng)（符號規(guī)定放熱為“＋”，過程吸熱為“－”，注意：Q與熱焓符號相反，即Q=－H。如過程放熱則H 為“－”，則Q為“＋” ）kJ；Q4—離開設(shè)備物料帶出的熱量 kJ；Q5—設(shè)備各部件所消耗的熱量 kJ；Q6—設(shè)備向四周散失的熱量，又稱熱損失 kJ。物料表表24 反應(yīng)器進(jìn)口物料表反應(yīng)器進(jìn)口物質(zhì)C3H6H2COC3H8雜質(zhì)K mol/h% mol表25 反應(yīng)器出口物料表反應(yīng)器出口物質(zhì)nBaliBalC3H8H2雜質(zhì)K mol/h% mol生成熱和燃燒熱表26 生成熱和燃燒熱表1 atm,25℃下 生成熱 ΔH/ Kcal/mol1 atm,25℃下 燃燒熱 ΔH/ Kcal/molCO,giBal,gH2,gH2,gnBal,gCO,gC3H8C3H6C3H6臨界溫度，臨界壓力表27 臨界溫度和臨界壓力表臨界溫度tc/℃臨界壓力pc/atmCOH2C3H6nBal253C3H8各鍵的ΔT、ΔP表28 各鍵的ΔT和ΔP表ΔTΔP CHO CH CH3 氣體熱容Cp176。表29 氣體熱容Cp176。ab103c106COH2C3H6C3H8據(jù)物料衡算，凈化后合成氣設(shè)為120K mol/h進(jìn)入，H2:CO = :，由于凈化所除去的雜質(zhì)量過小，所以忽略不計。，所以在計算中以 H2:CO = :1為基準(zhǔn)。則：n H2== K mol/hn H2== K mol/h℃。經(jīng)預(yù)加熱器1519加熱到90℃，進(jìn)入1120：查表得：tc CO = ℃, pc CO = atm = MPatc H2 = ℃, pc H2 = atm = MPa求Q CO： Q CO = nCp176。（t2t1）[6] （22）（1） 求　CO的 Cp Cp176。：　　Tr CO = T/Tc==Pr CO =P/Pc==查表得　Cp Cp176。＝ K cal/(K molK)= K J/(K molK)（2）求　CO的Cp176。： Cp176。= a + bT + cT2 （23）表210 CO的a、b、c的值ab103c106CO40℃ Cp176。=+313/3132/106= K cal/(K molK) = KJ/(K molK)90℃ Cp =+363/3632/106= K cal/(K molK) = KJ/(K molK)所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)=29 KJ/(K molK)所以 Cp= Cp176。+= KJ/(K molK)所以 Q CO= =（9040）= KJ/(K molK) 同理求得 Q H2= KJ/h所以 Q 總= Q H2+Q CO=+= KJ/h=106 KJ/h℃，進(jìn)入1121過程中物料由90℃，——→180℃，H2:CO = :1同理求得 Q CO= kJ/hQ H2= kJ/hQ 總 = Q H2+Q CO=+= kJ/h=106 kJ/h3. OXO反應(yīng)器：因為反應(yīng)溫度為95℃，且已知25℃下的反應(yīng)數(shù)據(jù)，所以假設(shè)如下熱力學(xué)途徑：95℃，反應(yīng)物料25℃，反應(yīng)物料25℃，反應(yīng)后物料95℃，反應(yīng)后物料ΔH1ΔH3ΔH2ΔH圖22熱力學(xué)途徑圖23熱力學(xué)途徑（1）ΔH1求：CO的 Cp Cp176。：Tr CO = T/Tc==Pr CO = P/Pc==查圖得　Cp Cp176。＝ K cal/(kmolK)=0. 460 kJ/(kmolK)求：CO的Cp176。： Cp176。= a + bT + cT2 （24）95℃ Cp176。=+368/3682/106= K cal/(kmolK) = kJ/(kmolK)25℃ Cp176。=+298/2982/106= K cal/(kmolK) = kJ/(kmolK)所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)= kJ/(kmolK)所以 Cp= += kJ/(kmolK)求　H2 的Cp176。： Cp176。= a + bT + cT2 （25）表 211 H2的a、b、c的值ab103c106H295℃ Cp176。=+368/3682/106= cal/(kmolK) =(kmolK)25℃ Cp176。=+298/2982/106= K cal/(kmolK) = kJ/(kmolK)所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)=(kmolK)求：H2的 Cp Cp176。：Tr CO = T/Tc==Pr CO = P/Pc==查圖得　Cp Cp176。＝ K cal/(kmolK)=0. 460 kJ/(kmolK)求：C3H6的Cp176。：Tr CO = T/Tc==Pr CO = P/Pc==查圖得　Cp Cp176。＝6 K cal/(kmolK)= kJ/(kmolK) Cp176。= a + bT + cT2 （26）表 212 求Cp176。時a、b、c的值ab103c106C3H695℃ Cp176。=+36