【正文】 0kg 間硝基乙苯 =120kg 廢酸量 其中： 已反應(yīng)硝酸 生成水 剩余硝酸 = 硫酸 水 += 廢酸總量 ++= 化學(xué)工業(yè)出版社 輸入物料 輸出物料 組分 kg/d kg/d HNO 3 H 2 SO 4 H 2 O 乙苯 雜質(zhì) 74 74 對硝基乙苯 1000 鄰硝基乙苯 880 間硝基乙苯 120 合計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 二、能量衡算 穩(wěn)流體系 的能量平衡方程： △ H+g△ z+1/2△ u2=Q+WS 若體系與環(huán)境之間無軸功交換，體系的動能 與位能變化可以忽略不計(jì)，上式可以變成： △ H=Q 化學(xué)工業(yè)出版社 1 2 3 4 5 （ 1）確定衡算體系 （ 2）選定能量衡算計(jì)算基準(zhǔn) 一般以 為基準(zhǔn)溫度 （ 3）收集、整理有關(guān)數(shù)據(jù) （ 4）列出物料平衡方程和能量平衡方程并計(jì)算求解 （ 5）結(jié)果校驗(yàn) 化學(xué)工業(yè)出版社 示例 4：甲烷氣蒸汽轉(zhuǎn)化過程的能量衡算 以示例 1甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化為例。配制混酸所用的原料 H2SO4 93％， HNO3 96％及 H20，假設(shè)轉(zhuǎn)化率為 100％。粗乙苯與混酸質(zhì)量比 1：。x x = 求解得： nH2O出 = kmol/h nCO = kmol/h nCO2= kmol/h nH2= kmol/h 化學(xué)工業(yè)出版社 輸入物料 輸出物料 組分 kmol/h kg/h kmol/h kg/h CH 4 1 16 4 H 2 O(g) 45 27 CO 14 CO 2 11 H 2 5 合計(jì) 61 5 61 化學(xué)工業(yè)出版社 示例 2 粗甲醇預(yù)精餾塔的物料衡算 某石化企業(yè)年產(chǎn) 50萬噸 /年精甲醇， 已知從合成單元來的粗甲醇中：甲醇 %，低沸點(diǎn)雜質(zhì)%，雜醇烷烴 %，高碳烷烴 %，水份%，試計(jì)算每年需要的粗甲醇量。 進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的 H2O(g)量 = 1 = kmol/h 離開轉(zhuǎn)化器的甲烷量 =1 （ ） = kmol/h 化學(xué)工業(yè)出版社 （ 1）碳元素平衡 nCH4入 = nCO + nCO2 +nCH4出 即 1= nCO + nCO2 + nCO + nCO2= (1) （ 2）氧元素平衡 nH2O入 = nCO + 2nCO2 +nH2O出 = nCO + 2nCO2 +nH2O出 (2) （ 3）氫元素平衡 4 nCH4入 + 2 nH2O入 = 4 nCH4出 +2nH2O出 +2nH2 1 4+ 2= 4+2nH2O出 +2nH2 4= nH2O出 +nH2 （ 3） xz若每小時通入的甲烷為1kmol，求反應(yīng)后氣體混合物的組成。甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式為： CH4+H2O == CO+3H2 （ 34） CH4+CO2 ==2CO+2H2 （ 35） CO+H2O == CO2+H2 （ 36） 水蒸氣與甲烷的物質(zhì)的量比為 ，甲烷的轉(zhuǎn)化率為 75%，蒸汽轉(zhuǎn)化溫度為 500℃ ，離開轉(zhuǎn)化器的混合氣體中 CO和 CO2之比以反應(yīng) (36)達(dá)到化學(xué)平衡時的比率確定。有直接計(jì)算法、衡算聯(lián)系物法、終點(diǎn)衡算法。 化學(xué)工業(yè)出版社 主要內(nèi)容 二、能量衡算 Energy Accounting or Energy Balance 一、物料衡算 Mass Balance 化學(xué)工業(yè)出版社 質(zhì)量守恒定律 物料衡算針對的體系可以人為選定 輸入物料的總質(zhì)量 =輸出物料的質(zhì)量 +系統(tǒng)內(nèi)積累 的物料質(zhì)量 +系統(tǒng)損耗的物料質(zhì)量 或 ∑ (mi)入 =∑(mi) 出 +∑(mi) 積累 +∑(mi ） 損耗 一、物料衡算 化學(xué)工業(yè)出版社 一、物料衡算 （ 1）畫出物料衡算示意圖，確定衡算范圍 （ 2）寫出化學(xué)反應(yīng)式 （ 3）確定物料衡算任務(wù) （ 4）收集、整理計(jì)算數(shù)據(jù) （ 5）確定合適的計(jì)算基準(zhǔn) （ 6）列出方程組，求解 （ 7）整理、核對計(jì)算結(jié)果 化學(xué)工業(yè)出版社 化學(xué)過程 物理過程 除了建立總物料衡算式外，還可以對每一種組分分別建立物料衡算式。 化學(xué)工業(yè)出版社 第三節(jié) 化工生產(chǎn)過程 物料衡算和能量衡算 Mass Balance and Heat Balance of Chemical Process 化學(xué)工業(yè)出版社 應(yīng)用知識： 、能量衡算的概念及作用； 、物料衡算的分類方法； ； 。 (2)實(shí)際消耗定額 按實(shí)際生產(chǎn)中所消耗的原料量為基礎(chǔ)計(jì)算的消耗定額，用 “ A實(shí) ” 表示。m2)。m3)或 kg/(h 兩種表示方法 ： (1) 在單位時間 (年、日、小時、分等 )內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，用單位 kg/h、 t/d或 kt/a來表示 (2) 以加工原料的處理量來表示 化學(xué)工業(yè)出版社 二、生產(chǎn)能力與生產(chǎn)強(qiáng)度 指設(shè)備的單位容積或單位面積 (或底面積 )在單位時間內(nèi)得到產(chǎn)物的數(shù)量，單位為kg/(h （ 3）平衡轉(zhuǎn)化率 指某一化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的 原料占該種原料量的百分比。 （ 1）單程轉(zhuǎn)化率 參加反應(yīng)的原料量占通入反應(yīng)器原料總量的百分率。 應(yīng)用知識 化學(xué)工業(yè)出版社 主要內(nèi)容 一、轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率 Conversion rate, Selectivity