物料衡算與能量衡算培訓(xùn)課件(ppt79頁(yè))(編輯修改稿)
2025-03-28 14:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 g／ h 第 Ⅳ 效的蒸發(fā)水量為 WⅣ = 67400 （ 1－ ／ ） =14300kg／ h 第 Ⅱ 效的蒸發(fā)水量為 WⅡ = 53100 （ 1－ ／ ） =15000kg／ h 第 Ⅰ 效的蒸發(fā)水量為 WⅠ = 53100 （ 1－ ／ ） =15000kg／ h 校核： W總 = WⅠ + WⅡ + WⅢ +WⅣ 結(jié)論： W總 = 60000kg／ h； WⅢ = 12600kg／ h； WⅣ = 14300kg／ h； WⅡ = 15000 kg／ h； WⅠ = 18100 kg／ h。 1:在過(guò)濾機(jī)中將含有 20%（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 的固體料漿進(jìn)行過(guò)濾 ，固體料漿的進(jìn)料流量為 1000kg∕h ， 過(guò)濾后濾餅含有 90%（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 的固體 ， 而濾液含有 1%（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 的固體 ， 試計(jì)算濾液和濾餅的流量 。 練習(xí)：簡(jiǎn)單過(guò)程 ? 解：畫(huà)出流程示意圖，如圖所示。 過(guò)濾機(jī) 料漿 F1=1000kg∕h 20%固體 80%液體 濾液 F2=？ kg∕h 1%固體 99%液體 濾餅 F3=？ kg∕h 90%固體 10%液體 總平衡式 輸入的料漿 = 輸出的濾液 + 輸出的濾餅 F1 = F2＋ F3 液體平衡式 料漿中的液體 = 濾液中的液體＋ 濾餅中的液體 F1X11 = F2X21＋ F3X31 代入已知數(shù)據(jù) ， 得方程式 1000 = F2＋ F3 1000 = ＋ 解方程式得： F2 = ／ h F3 = ／ h 固體平衡式校核： 1000=＋ 平衡式兩邊相等 ， 故答案正確 。 三、反應(yīng)過(guò)程的物料衡算 理論消耗量：只和化學(xué)反應(yīng)有關(guān) 原材料的消耗定額 實(shí)際消耗量：極少等于理論量 衡量實(shí)際消耗量和理論消耗量差別的指標(biāo)： 轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率、限制反應(yīng)物、過(guò)量反應(yīng)物。 轉(zhuǎn)化率（ x） 轉(zhuǎn)化率： 原料中某一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉的量（摩爾）與初始反應(yīng) 物的量（摩爾）的比值，它是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的一個(gè)標(biāo)志。 單程轉(zhuǎn)化率 = 100％ 總轉(zhuǎn)化率 = 100％ 可簡(jiǎn)寫(xiě)成 轉(zhuǎn)化率 = 100％ 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 : = 輸入到反應(yīng)器的反應(yīng)物物從反應(yīng)器中輸出的反應(yīng)輸入到反應(yīng)器的反應(yīng)物 輸入到過(guò)程中的反應(yīng)物從過(guò)程中輸出的反應(yīng)物輸入到過(guò)程中的反應(yīng)物 反應(yīng)物的進(jìn)料量反應(yīng)物的反應(yīng)量Ax 00AAAnnn ? 選擇性（ β ） 選擇性： 當(dāng)同一種原料可以轉(zhuǎn)化為幾種產(chǎn)物，即同時(shí)存在主反應(yīng)和副反應(yīng)時(shí)，選擇性表示實(shí)際轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的原料的量（摩爾）與被轉(zhuǎn)化掉的原料的量（摩爾）的比值。 選擇性 = 100％ 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 : β = 被轉(zhuǎn)化掉的原料的量反應(yīng)物量生成目的產(chǎn)物所消耗的)(/)(00AAccnncann?? 收率（ Ψ） 收率： 原料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的量（摩爾）與進(jìn)反應(yīng)系統(tǒng)的初始量（摩爾）的比值。 收率 = 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 : Ψ = 收率 =轉(zhuǎn)化率 選擇性 Ψ=β 反應(yīng)物的進(jìn)料量反應(yīng)物量生成目的產(chǎn)物所消耗的Ax 00 /)(Accncann ? 限制反應(yīng)物與過(guò)量反應(yīng)物 限制反應(yīng)物： 在參與反應(yīng)的反應(yīng)物中，以最小化學(xué)計(jì)量存在的反應(yīng)物為限制反應(yīng)物。 過(guò)量反應(yīng)物： 在參與反應(yīng)的反應(yīng)物中，超過(guò)化學(xué)計(jì)量的反應(yīng)物為過(guò)量反應(yīng)物。 反應(yīng)物的過(guò)量程度，通常以過(guò)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即 過(guò)量程度 = 100％ ）需要量（）需要量（）輸入量（molmolmol 練習(xí) （轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率的計(jì)算） ? 例：已知丙烯氧化法生產(chǎn)丙烯醛的一段反應(yīng)器，原料丙烯投料量為 600kg/h，出料中有丙烯醛 640kg/h，另有未反應(yīng)的丙烯 25kg/h，試計(jì)算原料丙烯的轉(zhuǎn)化率、選擇性及丙烯醛的收率。 2 3 2 2 2C H C HC H O C H C HC HO H O? ? ? ? ?一段反應(yīng)器 丙烯 600kg/h 丙烯 25kg/h 丙烯醛 640kg/h 解：丙烯氧化生成丙烯醛的化學(xué)反應(yīng)方程式： 丙烯的轉(zhuǎn)化率： ( 600 25 ) 100% 3%600x?? ? ?640 / 56 100 % 83. 48%( 600 25 ) / 42? ? ? ??? 丙烯醛的收率： 640 / 56 100% 80%600 / 42? ? ? ??丙烯的選擇性： ① 直接計(jì)算法。 有些化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的物料衡算，有時(shí)只含一個(gè)未知量或組成，這類(lèi)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單， 通?？筛鶕?jù)化學(xué)反應(yīng)式直接求解，不必列出衡算式。 ②元素平衡。 ③ 利用反應(yīng)速率進(jìn)行物料衡算。 ④ 以節(jié)點(diǎn)進(jìn)行衡算。 反應(yīng)過(guò)程的物料衡算計(jì)算方法 例 31： 甲醇氧化制甲醛 ， 其反應(yīng)過(guò)程為 CH3OH+1/2O2 HCHO+H2O 反應(yīng)物及生成物均為氣態(tài) 。 甲醇的轉(zhuǎn)化率為 75%， 若使用 50%的過(guò)量空氣 ， 試計(jì)算反應(yīng)后氣體混合物的摩爾組成 。 催化反應(yīng)器 CH3OH 空氣（過(guò)量 50%） HCHO H2O CH3OH O2 N2 解：畫(huà)出流程示意圖，如圖所示。 一 、 直接推算法 基準(zhǔn)： 1 mol CH3OH O2的量 （ 需要 ） = O2的量 （ 輸入 ） = = N2的量 （ 輸入 ） = N
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