第三章物料和能量衡算-資料下載頁
2025-03-11 11:10本頁面
【正文】 的變化 兩物質(zhì)在恒 T 恒 P時混合和分離 恒 T 恒 P時的反應過程 前 4種已學（無相變、有相變、混合熱等的計算）下面重點講反應過程的熱量衡算。 二）有化學反應過程的熱量衡算 化學反應過程也常伴隨有大量的熱效應 ——吸熱或放熱。為了使反應溫度得到控制，必須自反應體系排走或向反應供給熱量，即反應器也須有供給或冷卻用的換熱設備，這些都需進行反應過程的熱量衡算。 反應熱及其表示 1） 恒壓反應熱 反應物按化學計量式完全反應，物料在反應前后的焓差稱為恒壓反應熱或反應熱，以△ Hr表示。 根據(jù)熱力學第一定律，若過程進行時只做膨脹功，則 △ Hr就是恒壓熱，即 Qp=△ Hr 注意：一定的 △ Hr值是對一定的反應式而言的。如果 uA是反應物或生成物 A的化學計量系數(shù)， nA為溫度時所消耗而成生成的 A的摩爾數(shù)，則化學反應的總焓差為： △ H= nA △ Hr/ uA 2） 恒容反應熱 在恒 T恒 V下，反應物在溫度 T時按化學計量系數(shù)完全反應后內(nèi)能的變化，即為恒容反應熱或恒容熱 Qv= △ Ur Qp與 Qv的關系：若果 ui是氣態(tài)反應物或生成物 i的化學計量系數(shù)，且氣體為理想氣體，設液、固容積變化可忽略，則 △ Ur=△ Hr － △ nRT 反應熱的計算 反應熱來源：實測 由已有數(shù)據(jù)估算（蓋斯定律） 由標準生成熱 △ Hf計算標準反應熱 △ Hr 1） 標準生成熱 △ Hf 在 1atm、 25℃ 由穩(wěn)定的單質(zhì)生成 1mol化合物的恒壓反應熱。 規(guī)定在標準態(tài)下（ 1atm、 25℃ ）處于穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì) △ Hf=0 2） 由標準生成熱計算標準反應熱 △ Hr 根據(jù)蓋斯定律 ——化學反應熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過程的途徑無關，則： △ Hr= ∑生成物 ui（ △ Hf ） － ∑反應物 ui （ △ Hf） 由標準燃燒熱 △ Hc計算標準反應熱 △ Hr 1） 標準燃燒熱 △ Hc 在 1atm、 25℃ 各種處于穩(wěn)定狀態(tài)的物質(zhì)進行燃燒反應生成燃燒產(chǎn)物時的焓變。 注意：燃燒熱指的 1mol化合物與正好足夠的 O2反應，生成指定的燃燒產(chǎn)物。 2） 由標準燃燒熱計算標準反應熱 根據(jù)蓋斯定律 ——化學反應熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過程的途徑無關，則： △ Hr= ∑ 反應物 ui（ △ Hc ） － ∑ 生成物 ui （ △ Hc ） 化學反應過程的熱量衡算 把前述化工過程，加入有化學反應的焓差同前一起計算即可。一般有兩種基準： 一、已知 △ Hr （標準反應熱） 則可選 1atm、 25℃ 為反應物及產(chǎn)物的計算基準。對非反應物質(zhì)另選適當?shù)臏囟然鶞省? 二、未知 △ Hr （用標準生成熱） 只能用反應物及產(chǎn)物元素在 1atm、 25℃ ，在時的焓為零，非反應組分另選適當溫度為基準。 第四節(jié) 計算機在物料衡算與 能量衡算中的應用 ? 一、流程模擬軟件 ? (一 )aspenONE 工程與創(chuàng)新解決方案 ? (二 )PRO/Ⅱ ? (三 )VMGSim； VMGThermo ? (四 )Chem CAD ? (五 )ECSS工程化學模擬系統(tǒng) 化工之星 二、用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 ? (一 ) Chem CAD簡介 ? ChemCAD的程序界面 ChemCAD的的運行環(huán)境和文件管理 (二 )用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 初定工藝方案，進行必要的設置 壓縮空氣鄰二甲苯反應器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預熱 (二 )用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 ? 初定工藝方案，進行必要的設置 壓縮空氣鄰二甲苯反應器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預熱 ? 繪制過程流程圖 1243671 0124581 6561 5791 01 43空 氣鄰 二 甲 苯空 氣 預 熱反 應 器風 冷苯 酐馬 來 酸 溶 液馬 來 酸 洗 脫排 空 ? 定義系統(tǒng)物料組成和熱力學方法 ? 定義流股和設備 ? 運行模擬和模擬結果 ChemCAD計算輸出結果
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