物料衡算和能量衡算概述-wenkub.com
2025-03-08 21:32 本頁(yè)面
【正文】 ? 因此進(jìn)口兩股物料的焓均為零?，F(xiàn)有25℃ 100mol NH3/h和 200mol O2/h連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)，產(chǎn)物在 300℃ 呈氣態(tài)離開(kāi)反應(yīng)器。 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 工業(yè)甲醇 （ 質(zhì)量 ） 1039kg CH3OH 98% H2O 2% 空氣 1054Nm3 O2 N2 尾氣 %（ V） 1356 Nm3 CH4 O2 N2 CO2 H2 甲醛損失 補(bǔ)充水 778kg HCHO CH3OH H2O CH4 O2 N2 CO2 H2 福爾馬林 （ 質(zhì)量 ） 2023kg HCHO % CH3OH % H2O % 圖 36 物料平衡流程圖 反 應(yīng) 器 吸 收 塔 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 【 例 10】 乙炔預(yù)冷器熱量衡算 圖 4 1 乙炔預(yù)冷器熱量衡算示意圖 △ H 4鹽 水0 ℃H 2 O乙 炔 氣 2 5 ℃ △ H 15 ℃△ H 3乙 炔 氣 △ H 25 ℃(1) 搜集物料衡算等數(shù)據(jù) (2) 畫(huà)出熱量衡算示意圖 (3) 確定衡算體系 (4) 選擇溫度基準(zhǔn)： 25℃ 相態(tài)基準(zhǔn)：氣相 則：△ H1=0 5 25 152mt??? ℃2H iiW Cp? ?△ △ T無(wú)化學(xué)反應(yīng)的熱量衡算 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 查得各組分在 15℃ 時(shí)的熱容值，代入上式計(jì)算即可。假定進(jìn)料的乙烯量為100kmol，試計(jì)算： ? ① 從苯塔中回收循環(huán)至烷基化反應(yīng)器的苯量（ kmol）； ? ② 從乙苯塔中回收循環(huán)至乙苯脫氫裝置的乙苯（ kmol）； ③ 乙苯塔塔頂和塔底的餾出量（ kg）； ④ 年產(chǎn) 50000t苯乙烯，乙苯脫氫裝置的物料衡算。 乙苯脫氫反應(yīng)在 850K，乙苯的單程轉(zhuǎn)化率為 60%，苯乙烯的選擇性為90%。 一般方程式中以循環(huán)量作為未知數(shù)，應(yīng)用聯(lián)立方程的方法進(jìn)行求解。 CH3OH 。 寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)平衡方程式： CO+2H2 CH3OH 設(shè)進(jìn)料為 1mol，其組成為： I=。 苛化 反應(yīng)器 F NaOH % Na2CO3 % H2O % CaCO3 % Ca(OH)2 % Na2CO3 % NaOH % H2O % CaCO3 x/W CaO y/W Ca(OH)2 z/W 圖 32 物料流程示意圖 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 解 :設(shè)碳酸鈉溶液的質(zhì)量為 F（ kg） 石灰的質(zhì)量為 W（ kg） 石灰中 CaCO3 、 CaCO3及 Ca(OH)2的質(zhì)量分 別設(shè)為 x、 y和 z，則石灰中各物質(zhì)的組成可表示為： x/W， y/W， z/W 基準(zhǔn)： 100kg苛化液 畫(huà)出物料流程示意圖（圖 32） Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 33 各種物料質(zhì)量和物質(zhì)的量計(jì)算結(jié)果 Na2CO3溶液中 苛化鈉溶液中 物料 摩爾質(zhì)量 （ g/mol） 質(zhì)量 （ kg） 物質(zhì)的量 （ kmol） 物料 摩爾質(zhì)量（ g/mol） 質(zhì)量 （ kg） 物質(zhì)的量（ kmol） NaOH 40 %F NaOH 40 Na2CO3 106 %F Na2CO3 106 H2O 18 %F H2O 18 Ca(OH)2 74 CaCO3 100 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 列元素平衡式 ? Na平衡： + 2=（ 2+） kmol ? C平衡： ? ? Ca平衡： ? ? 總物料平衡： F+W=100kg/mol ? 石灰總量等于各物質(zhì)質(zhì)量之和 W=x+y+z ? 計(jì)算結(jié)果匯總列入表 34 x100 g / m o 404 F + = ( 8 + 75) k m o lx10 0 g / m o l 56 g / m o l 74 g / m o l+ + = ( 8 + 03 78 ) k m o ly z制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 34 計(jì)算結(jié)果匯總 組分 輸 入 輸 出 物質(zhì)的量 /kmol 質(zhì)量 /kg 物質(zhì)的量 /kmol 質(zhì)量 /kg NaOH Na2CO3 H2
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