【正文】 應器時溫度為 700℃ ，在此溫度下各反應式的平衡常數(shù)值為： 反應① Kp=25 ② Kp=20 ③ Kp= 試計算轉(zhuǎn)化氣組成（干、濕基）。 例：某廠在轉(zhuǎn)化爐中用天然氣與蒸汽反應制氫，該廠每小時耗天然氣量為 4700m3，工藝條件： 汽 /氣 =（水蒸汽 /天然氣）。 aA + bB → cC + dD 表示反應的速率有 RA、 RB、 RC、 RD，這四者之間的關(guān)系式為： rdRcRbRaR DCBA ??????通式 iiRr??σi— i組分的化學計算系數(shù)，對反應物取負值，生成物取正值 由此得 Ri=r σi代入上面式子得 Fi′=Fi+ r σi 例： 合成氨反應： N2+3H2→ 2NH3 若已知 N H NH3的輸入反應器流量分別為 : FN2=12mol/s， FH2=40mol/s， FNH3=0mol/s 設 N2的輸出流量為 8mol/s計算其余組分的輸出流量 解 : 按式 Fi′=Fi+ r σi FN2′=12+(1) r ＝ 8； 得 r=4 mol/s FH2′=40+(3) 4=28 mol/s FNH3′=0+2 4=8 mol/s 3. 平衡常數(shù)法 aA + bB → cC + dD ? ? ? ?? ? ? ?badcBADCK???濃度單位采用 mol/l 平衡常數(shù)用符號 Kc 濃度單位采用 mol分數(shù) 平衡常數(shù)用符號 Kn 濃度單位采用 分壓 平衡常數(shù)用符號 Kp 低壓下 ，平衡常數(shù) Kp僅是 溫度 之函數(shù) 吸熱反應 △ H＞ 0 則 T↑ 導致 Kp↑ 放熱反應 △ H＜ 0 則 T↑ 導致 Kp↓ 高壓下 ， Kp不僅是 溫度 也是 壓力 的函數(shù)，此時要用逸度代替分壓。m3/s) RS=FS′FS S— 組分 。 乙烯水合 C2H4 % H2O ％ 惰性氣體 C2H5OH Et2O H2O 惰性氣體 C2H4 解 : 計算基準： 100mol進料 進料中各組分量為： C2H4=100 = H2O=100 = 惰氣 =100 = 出料中各組分計算： （ 1） 惰氣 = （ 2） C2H4： 由轉(zhuǎn)化率知出系統(tǒng)中未反應的 C2H4= = 參與化學反應的 C2H4= = 其中轉(zhuǎn)化為乙醇的 C2H4量即進行主反應的乙烯量 (即乙醇生成量 )由產(chǎn)率計算為： MA/MB= 28/46= 進行副反應的 C2H4== （ 3） (C2H5)2O與 H2O計算 由副反應生成： (C2H5)2O= H2O= 出系統(tǒng) H2O=+= 出系統(tǒng)物質(zhì)組成： V% C2H4 C2H5OH (C2H5)2O H2O 惰氣 共 計 100 2. 反應速度法 反應速率的定義：某一組分進單位體積反應器與出反應器的 mol流量之差稱為該組分的反應速率。 （ 3） H2SO4： H2O=1： 1吸收 SO3用水量為 18/1000=1014t/d （ 4） （ ） = 例 4：工業(yè)上由乙烯水合生產(chǎn)乙醇，其反應式如下： 主反應 C2H4+H2O→C2H5OH A B 副反應 2C2H5OH→（ C2H5） 2O+H2O 二乙醚 反應器進料組成為 C2H4=% H2O=% 余為惰性氣 (V%)， 乙烯轉(zhuǎn)化率為 80% 以乙烯為基準的乙醇產(chǎn)率為 90%。 氧 化 CH3OH 空氣 O2 21％ N279％ HCHO 空氣 O2 N2 H2O CH3OH 解： 計算基準： 1mol的 CH3OH 由反應式知反應生成 HCHO為 ， H2O為 未反應 CH3OH== 由反應式算出消耗 O2量為 = 由空氣過量系數(shù)可算出輸入系統(tǒng)的氧量為 1 = 折合空氣量為 其中 N2= = 出反應器的氧量為 = 反應后氣體混合物組成： 組 分 mol mol % CH3OH 5 HCHO H2O O2 N2 57 共 計 100 例 2： 試求 生產(chǎn) 1000m3（ STP） 煤氣，所需空氣、水蒸氣、褐煤各為多少公斤。 ?直接計算法 ?反應速度法 ?平衡常數(shù)法 ?結(jié)點法 1）直接計算法 根據(jù)化學反應方程式進行計算 例 1： 用甲醇催化氧化制甲醛，反應式為： CH3OH + → HCHO+H2O 氧由空氣中來，已知空氣過剩系數(shù)為 ，甲醇轉(zhuǎn)化率為 75%。 ?在化學反應中常涉及轉(zhuǎn)化率、反應速率、收率、 過量系數(shù)等，要注意其定義式。試求 （ 1）每一批操作中可得的 母液量 ？ （ 2） 蒸發(fā)水量 ？ （ 3） 析出 NaCl固體量 2. 蒸發(fā)：把溶質(zhì)不揮發(fā)的溶液加熱至沸騰，使溶劑氣化 從而獲得濃縮液或析出固體的單元操作。 以小時（時間）為計算基準 （二個未知數(shù)，列出二個方程即可） 總物平衡 F1=F2+F3 液體量平衡 =+ F1=2023kg代入聯(lián)解二方程可得 F2=用固體量平衡式來校核計算結(jié)果 =+ 得 500=500 過濾機 料漿 濾餅 濾液 F3 kg/h 90%固 10%液 F1=2023kg/h 75%液 25%固 F2 kg/h 1%固 99%液 例：在蒸發(fā)器中把含 NaOH 10%、 NaCl 10%的水溶液濃縮為含 NaOH 50%、 NaCl 2%的溶液。仍用壓縮因子法計算 4） 標準狀況 用標準狀況下的體積表示氣體的量 111000TVpTVp ?111000TQpTQp ?下標“ 0”表示標準狀況，下標“ 1”表示工作狀態(tài) 4. 液體的密度 3201 ttt ????? ????c??? ?r對比密度 臨界密度 1212rr???? ? )(MpRTZkcccrcr??? ??1212kkrr ???1212kk???由 pr和 Tr查表 液體混合物 密度與溫度、壓力和組成有關(guān) 體積加合法 ??ii???1 5. 物質(zhì)的飽和蒸汽壓 飽和蒸汽壓： 液體在一定溫度下相應的蒸發(fā) 凝結(jié)的平衡狀態(tài)的蒸汽壓力 CtBAp???0lg6. 溶液上方蒸汽中各組分的分壓 1）理想溶液 由 化學結(jié)構(gòu)非常相似 ， 相對分子質(zhì)量又相近 的組分所形成的溶液 拉烏爾定律 iii xpp 0? 2）非理想溶液 iiii xprp 0?活度系數(shù)， ri＝ ai/ xi 由范拉爾方程或威爾遜方