【正文】 ＝ H2SO4量： kgkg純 H2SO4量： /kg96%kg純 HNO3量： 有反應(yīng)過程的物料衡算解：（ 3）配酸酸量及水量混酸量： 有反應(yīng)過程的物料衡算解：（ 2）原料乙苯量對 硝基乙苯： G3＝ 3001000/300 ＝ 1000kg/d乙苯量： G3＝ 1000() ＝ 原料乙苯量： ＝ 雜質(zhì)量： ＝ 74 kg/d167。167。63MW:G4G3 物料衡算舉例167。93%HNO3,核算每天的 硝基乙苯產(chǎn)量及廢酸量。對硝基乙苯收率 50% ，硝化產(chǎn)物為硝基乙苯的混合物，其比例：對：鄰：間＝ ::。年產(chǎn) 300t對 硝基乙苯工段物料衡算 ： 原料乙苯純度95% ，硝化混酸為： HNO3 32% ， H2SO4 56% ， H2O 12% 。 物料衡算舉例167。3%2%(6) Material balance for carbon:then to calculate:respectively.2Solution:(1)(2)(3)(4) The amount of consumed C6H6 for producing C4H2O3 iscarbon,balanceC4H2O3,selectivityyieldoftime,velocity,ofthegasinofTheCalculation :xExample:它可以用物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）或質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。 物料衡算舉例167。轉(zhuǎn)化率與選擇性是反應(yīng)過程的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo) 。 有反應(yīng)過程的物料衡算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念選擇性（以 S表示） ：反應(yīng)物反應(yīng)成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應(yīng)物反應(yīng)掉的量的百分?jǐn)?shù)。167。因此，應(yīng)用時(shí)必須指明 某個(gè)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 。 有反應(yīng)過程的物料衡算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念轉(zhuǎn)化率（以 x表示） ：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。若以從表示過量反應(yīng)物的摩爾數(shù)， Nt表示與限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的摩爾數(shù)，則 過量百分?jǐn)?shù) 即為167。過量反應(yīng)物： 不按化學(xué)計(jì)量比配料的原料中，某種反應(yīng)物的量超過限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的理論量，該反應(yīng)物稱為過量反應(yīng)物。 物料衡算舉例167。＝ x3xmol/hx3Bmol/hS5＝ 330(9)三式解得S2＝ 520 無反應(yīng)過程的物料衡算解 :由 (7)、 (9)167。S51000＋ ＋ ＝ ＋ ＋ ＝ S5＝ x3T甲苯 S5＝ x3B苯 ＋ ＝ (3)體系 B（塔 II）： ＋ x3T甲苯 S3＝ 1000(1)S3S21000體系 A（塔 I）： 物料衡算舉例167。計(jì)算精餾 1000 mol/h原料所得個(gè)流股的量及進(jìn)塔 II物料的組分。 物料衡算舉例167。以上物料衡算式，亦可以選 總物料衡算式及 H2O與 HNO3二個(gè)衡算式或 H2SO HNO3和 H2O三個(gè)組分衡算式進(jìn)行計(jì)算，均可以求得上述結(jié)果。=++根據(jù)水平衡，可以核對以上結(jié)果：加入的水量 物料衡算舉例167。=100=27(2)HNO3的衡算式 =100=60(1)H2SO4的衡算式 ++(3) 列物料衡算式，該體系有 3種組分，可以列出 3個(gè)獨(dú)立方程，所以能求出 3個(gè)未知量基準(zhǔn)： 100kg混合酸總物料衡算式 物料衡算舉例167。畫物料流程簡圖 z—— 濃 HNO3量； x—— 廢酸量， kg； 無反應(yīng)過程的物料衡算例 2:一種廢酸，組成為 23％ (質(zhì)量％ )HNO3， 57％ H2SO4和 20％ H2O，加入93％的濃 H2SO4及 90％的濃 HNO3，要求混合成 27％ HNO3及 60％H2SO4的混合酸，計(jì)算所需廢酸及加入濃酸的數(shù)量。＝ F3結(jié)論：只有 3個(gè)獨(dú)立方程，不能求解，應(yīng)補(bǔ)充數(shù)據(jù)：1. 每小時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的氣體混合物、離開系統(tǒng)的產(chǎn)品或廢液的物流量2. 進(jìn)入蒸餾塔的組分167。F41200＋ 水： ＝ F41200＋ F2＝ F3組成 kmol kg 質(zhì)量 ,(mol)%丙酮 87 空氣 2860 總計(jì) 100 2947 以 100kmol為基準(zhǔn)總物料平衡式：除混合氣體外均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，所以及其換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 物料衡算舉例167。F4丙酮 99%,水 1%廢料 F2(mol)%丙酮空氣 吸收塔 蒸餾塔冷凝器水 某化工廠要求設(shè)計(jì)一套 從氣體中回收丙酮 的裝置系統(tǒng)，并計(jì)算回收丙酮的費(fèi)用。 無反應(yīng)過程的物料衡算[例 化工過程分析與開發(fā)化工過程分析與開發(fā) 物料衡算與能量衡算物料衡算與能量衡算李光興李光興華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院2023－－ 09 167。 物料衡算舉例167。1]系統(tǒng)的流程框圖如圖所示，要求有已知的資料，列出各物流的流量（ kg/h），以便能確定設(shè)備的大小，并計(jì)算蒸餾塔的進(jìn)料組分。F11200kg/h混合氣體 F3 產(chǎn)品 F5：丙酮 5%，水 95%167。 無反應(yīng)過程的物料衡算分析：本系統(tǒng)包括三個(gè)單元：吸收塔、蒸餾塔和冷凝器。進(jìn)入系統(tǒng)的物流為兩個(gè)，離開的為三個(gè)，已知項(xiàng)為一個(gè)，因此未知項(xiàng)有四個(gè)。＋ ＋ F5丙酮： F4＝ ＋ 空氣： 物料衡算舉例167。解：設(shè) y—— 濃 H2SO4量， kg；kg(1)167。 無反應(yīng)過程的物料衡算(2) 選擇基準(zhǔn)，可以選廢酸或濃酸的量為基準(zhǔn)，也可以用混 合酸的量為基準(zhǔn)，因?yàn)樗姆N酸的組成均已知，選任何一種作基準(zhǔn)計(jì)算都很方便。xyz=100++(3)167。 無反應(yīng)過程的物料衡算解 (1)， (2)， (3)方程，得 x = y = 39kg濃 H2SO4z = HNO3即由 、 39kg濃 H2SO4和 HNO3可以混合成100kg混合酸。=3913kg混合后的酸，含 13％ H2O，所以計(jì)算結(jié)果正確。167。 無反應(yīng)過程的物料衡算例 3:有兩個(gè)精餾塔的分離裝置，將含 50% 苯、 30% 甲苯和 20% （ mol% ）二甲苯的混合物分成較純的三個(gè)餾分，其流程圖及各流股組成如圖。167。 無反應(yīng)過程的物料衡算解 :設(shè) S S S S5表示各流股物料量， mol/hx3B、 x3T表示流股 3種苯、甲苯的組成?？偽锪?＝ ＋ 苯 ＋ x3B(2)1000＝ S3總物料 S3S4S5(4)S3＋ (5)S3＋ (6)體系 C（整個(gè)過程）：總物料 1000S2S4S5(7)苯 1000S5(8)甲苯 ＝ ＋ ＋ 物料衡算舉例167。(8)、 mol/hS4＝ 150mol/h再任選一組體系 A或 B的衡算方程，可解得：S3＝ 480＝ x3T＝ 167。 反應(yīng)過程的物料衡算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率：限制反應(yīng)物 ：化學(xué)反應(yīng)原料不按化學(xué)計(jì)量比配料時(shí)，其中以最小化學(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物稱為 限制反應(yīng)物 。過量百分?jǐn)?shù)： 過量反應(yīng)物超過限制反應(yīng)物所需理論量的部分占所需理論量的百分?jǐn)?shù)。 物料衡算舉例167。若以 NA NA2分別表示反應(yīng)物 A輸入及輸出體系的摩爾數(shù)，則反應(yīng)物 A的轉(zhuǎn)化率為一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由不同反應(yīng)物可計(jì)算得到不同的轉(zhuǎn)化率。若沒有指明時(shí)，則往往是指 限制反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 。 物料衡算舉例167。若反應(yīng)物為 A，生成的目的產(chǎn)物為D， ND表示生成的目的產(chǎn)物 D的摩爾數(shù)， a、 d分別為反應(yīng)物 A與目的產(chǎn)物 D的化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則選擇性為式中 NA1－ NA2為反應(yīng)物 A反應(yīng)掉的摩爾數(shù) 。167。 有反應(yīng)過程的物料衡算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念收率（以 Y表示） ：目的產(chǎn)物的量除以反應(yīng)物（通常指限制反應(yīng)物）輸入量，以百分?jǐn)?shù)表示。若以摩爾數(shù)計(jì)算，考慮化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則目的產(chǎn)物 D的收率為轉(zhuǎn)化率、選擇性與收率三者之間的關(guān)系為Y = SCalculation in a catalytic reaction: C4H2O3 (maleic anhydride) is synthesized by catalytic oxidation of benzene(C6H6) in a fixed –bed reactor. If a single tube reactor used, volume of catalyst was 200 ml, flow rate of air was 2023 l/h (STP), flow rate of liquid benzene was 79 ml/h (D= ). The gaseous contents at the outlet of reactor were C6H6＝ 3104 (V/V), CO and CO2 ＝ 102 (V/V), C4H2O3 ＝ 102 (V/V), respectively, and the left in the gas mixture is air.concentrationC6H6mixtureatinletreactor,spacecontactconversionC6H6,andofmaterialofthen the mean selectivity of C4H2O3 isThe yield of C4H2O3 is(5) The amount of consumed C6H6 for producing CO and CO2:(7) The loss of material :()167。 有反應(yīng)過程的物料衡算[例 32]粗乙苯與混酸質(zhì)量比 1： 。配制混酸所用的原料：H2SO4 93% ， HNO3 96% 及 H2O，年工作日 300天，假設(shè)轉(zhuǎn)化率為 100%，間歇生產(chǎn)。解：（ 1）畫出流程示意圖，確定計(jì)算范圍配酸 硝化 分離H2SO4,96%H2O乙苯 ,95% 廢酸硝化物167。 有反應(yīng)過程的物料衡算解：（ 2）原料乙苯量 基準(zhǔn)：間歇生產(chǎn)，以每天生產(chǎn)的 kg數(shù)為基準(zhǔn)C2H5＋ HNO3 H2SO4, H2OC2H5 C2H5 C2H5＋ H2ONO2NO2NO2G1G2G5 物料衡算舉例167。 物料衡算舉例167。＝ ＝ HNO3量： ＝ ＝ 93%/加水量： ＝ kg 物料衡算舉例167。 物料衡算舉例167。 物料衡算舉例167。 物料衡算舉例167。在 高溫催化反應(yīng)器 1中大部分轉(zhuǎn)化，在 低溫催化反應(yīng)器 2中完全消去。在反應(yīng)器中與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)：CO＋ H2O1