物料衡算概述-文庫(kù)吧資料
2025-03-14 22:23本頁(yè)面
【正文】 作過(guò)程的物料衡算 82% 轉(zhuǎn)化率為 98% % % 90% 39 Pharmaceutical Engineering NoImage投料量的計(jì)算： 原料甲苯中的甲苯量為： 1000?=999kg 原料甲苯中的水量為： 1000999=1kg 濃硫酸中的硫酸量為： 1100?=1078kg 濃硫酸中的水量為： 11001078=22kg 進(jìn)料總量為： 1000+1100=2100kg ， 其中含甲苯999kg， 硫酸 1078kg， 水 23kg。 此外 ， 為簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 假設(shè)原料中除純品外都是水 ， 且在磺化過(guò)程中無(wú)物料損失 。 %%10010061100 ????Ax %%1006010061100xT ?????37 Pharmaceutical Engineering NoImage例 46 在間歇釜式反應(yīng)器中用濃硫酸磺化甲苯生產(chǎn)對(duì)甲苯磺酸 ， 其工藝流程如圖 311所示 ， 試對(duì)該過(guò)程進(jìn)行物料衡算 。 試計(jì)算苯的單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率 。 已知每 100mol苯與40mol氯反應(yīng) ， 反應(yīng)產(chǎn)物中含 38mol氯苯 、 1mol二氯苯以及 61mol未反應(yīng)的苯 。 (1) 概念 —— 總收率 35 Pharmaceutical Engineering NoImage 某些反應(yīng)過(guò)程 ,主要反應(yīng)物經(jīng)一次反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不高 ,甚至很低 ,但未反應(yīng)主要反應(yīng)物經(jīng) 分離回收 后可循環(huán)套用 ,此時(shí)轉(zhuǎn)化率有單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率之分 。試分別計(jì)算甲苯的轉(zhuǎn)化率 、 對(duì)甲苯磺酸的收率和選擇性 。 由式 (46)、 (48)和 (49)得 (410) (1) 概念 —— 選擇性 %100A A ??? 的反應(yīng)消耗量反應(yīng)物 的量的反應(yīng)物按目標(biāo)產(chǎn)物收得量折算?? xy32 Pharmaceutical Engineering NoImage例 43 甲苯用濃硫酸磺化制備對(duì)甲苯磺酸 。 %100AAx A ?? 的投料量反應(yīng)物 的反應(yīng)消耗量反應(yīng)物(1) 概念 —— 轉(zhuǎn)化率 30 Pharmaceutical Engineering NoImage 某產(chǎn)物的 收率 可用轉(zhuǎn)化為該產(chǎn)物的反應(yīng)物 A的量與反應(yīng)物 A的原始投料量之比來(lái)表示，即 (47) 式中 y—— 目標(biāo)產(chǎn)物的收率。 F=200kmol.?h1 xF= D, xD W, xW= 物理過(guò)程的物料衡算 26 Pharmaceutical Engineering NoImage對(duì)全塔進(jìn)行總物料衡算得 (a) 對(duì)苯進(jìn)行物料衡算得 (b) 由塔頂餾出液中苯的回收率得 (c) 聯(lián)解式 (a)、 (b)和 (c)得 = 80kmol?h1， = 120 kmol?h1， = WD200 ?? D ??? Dx D ??D W 物理過(guò)程的物料衡算 27 Pharmaceutical Engineering NoImage表 42 苯和甲苯精餾過(guò)程的物料平衡表 摩爾組成 /% 苯： 甲苯： 苯： 甲苯： 輸 入 物料名稱(chēng) 流量/kmol?h1 摩爾組成 /% 輸 出 物料名稱(chēng) 流量/kmol?h1 苯和甲苯混合液 200 苯： 甲苯： 餾出液 80 釜液 120 總計(jì) 200 總計(jì) 200 物理過(guò)程的物料衡算 28 Pharmaceutical Engineering NoImage(1)化學(xué)過(guò)程的幾個(gè)概念 (2) 間歇操作過(guò)程的物料衡算 (3) 連續(xù)操作過(guò)程的物料衡算 (4) 含有化學(xué)平衡的物料衡算 化學(xué)過(guò)程的物料衡算 29 Pharmaceutical Engineering NoImage 某反應(yīng)物的 轉(zhuǎn)化率 可用該反應(yīng)物的反應(yīng)消耗量與反應(yīng)物的原始投料量之比來(lái)表示 ， 即 (46) 式中 xA—— 反應(yīng)物 A的轉(zhuǎn)化率。 圖中 F為混合液的進(jìn)料流量 ,D為塔頂餾出液的流量 ,W為塔底釜液的流量 ,x為苯的摩爾分率 。 若規(guī)定塔底釜液中苯的含量不高于 ， 塔頂餾出液中苯的回收率不低于 %， 試通過(guò)物料衡算確定 塔頂餾出液 、 塔釜釜液的流量及組成 ，以摩爾流量和摩爾分率表示 。 硝化混酸 1000kg 3HNOG 42SOH廢混酸配制攪 拌 釜 42SOHG 3HNOG廢圖 41 混酸配制過(guò)程物料衡算示意圖 物理過(guò)程的物料衡算 % 98% 69% 46% 46% 8% 21 Pharmaceutical Engineering NoImage 對(duì) HNO3進(jìn)行物料衡算得 = ?1000 (a) 對(duì) H2SO4進(jìn)行物料衡算得 + = ?1000 (b) 對(duì) H2O進(jìn)行物料衡算得 + + = ?1000 (c) 3HNOG 42SOHG 廢G3HNOG 42SOH廢G 物理過(guò)程的物料衡算 22 ?聯(lián)解式 (a)、 (b)和 (c)得 ? =， ? =， ? = 3HNOG 42SOH廢G23 Pharmaceutical Engineering NoImage表 41 混酸配制過(guò)程的物料平衡表 輸 入 物料名稱(chēng) 工業(yè)品量 /kg 質(zhì)量組成 /% 輸 出 物料名稱(chēng) 工業(yè)品量 /kg
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