化工設計之物料衡算與能量衡算培訓講義(編輯修改稿)
2025-01-17 01:51 本頁面
【文章內容簡介】 則總蒸發(fā)水量為 hkgW /600 0060151800 00 ??? ）（總FX進 =（ F進 W） X出 化工設計電子課件 四效蒸發(fā)系統(tǒng)的物料衡算過程 第三效蒸發(fā)水量為 則第 Ⅳ 效的蒸發(fā)水量 WⅣ 為 hkgW /126 00) 151(800 00 ????進入第 Ⅳ 的料液量 8000012600=67400kg/h hkg /143 00) (674 00 ??類推得：Ｗ Ⅱ ＝ 15000kg/h Ｗ Ⅰ ＝ 18100kg/h 化工設計電子課件 反應過程的物料衡算 直接計算法 ?在物料衡算中，根據(jù)化學反應式，運用化學計量系數(shù)進行計算的方法，稱為直接計算法。 例：甲醇氧化制甲醛，其反應過程為 CH3OH + 1/2O2 →HCHO + H 2O 反應物及生成物均為氣態(tài)。甲醇的轉化率為 75％，若使用 50％的過量空氣，試計算反應后氣體混合物的摩爾組成。 化工設計電子課件 解：畫出流程示意圖，如下圖： 催化反應器 CH3OH 空氣 （過量 50%) CH3OH HCHO H2O O2 N2 基準： 1mol CH3OH CH3OH + 1/2O2 →HCHO + H2O 根據(jù)反應式： 需氧＝ 氧入 = = 氮入＝氮出＝ (79/21)= 化工設計電子課件 ? 反應的甲醇量＝ 1= ?甲醛的出量＝ 甲醇的出量＝ 1－ = ?氧的出量＝ － = ?水的出量＝ ?計算結果如下表： 組分 CH3OH HCHO H2O O2 N2 總計 mol 摩爾分數(shù)（％） 化工設計電子課件 ２、元素衡算法 ?元素衡算是物料衡算的一種重要形式。在作這類衡算時，并不需要考慮具體的化學反應，而是按照元素種類被轉化及重新組合的概念表示為： 輸入 (某種元素 )＝輸出 (同種元素 ) ?對反應過程中化學反應很復雜，無法用一、兩個反應式表示的物料衡算，可以列出元素衡算式，用代數(shù)法求解。 化工設計電子課件 C3H8+5O2 3CO2+4H2O 基準： 100mol煙道氣： 設： N煙道氣中 N2的 mol Q煙道氣中 H2O,mol M煙道氣中 O2的 mol A輸入空氣 mol P煙道氣中 CO2的 mol B輸入丙烷， mol 列平衡式： C平衡： 3P=B N2平衡 : =N H2平衡： 4Q=B 過剩氧氣: O2平衡： =M+P+2Q 煙道氣總量 :N+M+P+Q=100 丙烷充分燃燒時，要供給的空氣量為理論量的 125%，問每 100mol燃燒產(chǎn)物，需多少 mol的空氣？反應： 燃 燒 丙烷 空氣 （ O2 N2） CO2 H2O O2 N2 化工設計電子課件 ３、用聯(lián)系組分作衡算 “ 聯(lián)系組分 ” 是指隨物料輸入體系，但完全不參加反應，又隨物料從體系輸出的組分，在整個反應過程中，它的數(shù)量不變。 ?如果體系中存在聯(lián)系組分，那么輸入物料和輸出物料之間就可以根據(jù)聯(lián)系組分的含量進行關聯(lián)。例如， F、 P分別為輸入、輸出物料， T為聯(lián)系組分。 T在 F中的質量分數(shù)為 XFT，在 P中的質量分數(shù)為 XPT，則 F與 P之間的關系為： FXFT =PXPT 化工設計電子課件 ?某廠用空氣和鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐。原料流量為： 205kg/h鄰二甲苯，4500m3（ STP） /h空氣，從反應的計量關系可知，生成 1mol苯酐需要反應掉 1mol的鄰二甲苯。經(jīng)化驗得到反應器出口氣體的組成為： 試計算： 1）鄰二甲苯的轉化率，苯酐收率； 2）苯酐的年產(chǎn)量（年工作日 330天） 化工設計電子課件 循環(huán)過程的物料衡算 ?例如在生產(chǎn) 中一般將未反應的原料與產(chǎn)品先分離，后循環(huán)返回原料進口處，與新原料一起再進入反應器反應。 ?例如苯直接加氫轉化環(huán)己烷中的循環(huán)過程： 混合器 泠凝器 新鮮 Ｈ 2 純 C6H6 循環(huán) Ｈ 2 80%Ｈ 2 20%C6H6 產(chǎn)物 3%H2 反應器 化工設計電子課件 苯直接加氫轉化環(huán)己烷中
黨政相關相關推薦
鄂ICP備17016276號-1