【正文】 能分析以及過程最優(yōu)化的基礎(chǔ)。用此計(jì)算結(jié)果，對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行分析、作出判斷、提出改進(jìn)措施。（設(shè)計(jì)） 一、物料衡算的依據(jù) ? 質(zhì)量守恒定律 即在一個(gè)孤立物系中，不論物質(zhì)發(fā)生任何變化，它的質(zhì)量始終不變（不包括核反應(yīng)，因?yàn)楹朔磻?yīng)能量變化非常大，此定律不適用）。 ? 所謂體系就是物料衡算的范圍，它可以根據(jù)需要選定。 進(jìn)行物料衡算時(shí)，必須首先確定衡算的體系。 ? 連續(xù)過程的物料衡算式 一般表示式為： 系統(tǒng)中積累 = 輸入 – 輸出 + 生成 – 消耗 穩(wěn)態(tài)過程時(shí) 輸入 = 輸出 – 生成 + 消耗 無化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)過程 輸入 = 輸出 物料平衡形式 總平衡式 *總質(zhì)量平衡式 總摩爾平衡式 組分平衡式 組分質(zhì)量平衡式 組分摩爾平衡式 元素原子平衡式 *元素原子質(zhì)量平衡式 *元素原子摩爾平衡式 三、 物料衡算的基本方法 ? 進(jìn)行物料衡算時(shí)，為了能順利地解題，避免錯(cuò)誤，必須掌握解題技巧，按正確的解題方法和步驟進(jìn)行。 ? l 、衡算范圍 指定的任何空間范圍。 根據(jù)給定的條件畫出流程簡(jiǎn)圖（ 過程示意圖或衡算范圍 ）。并標(biāo)出每個(gè)流股的已知變量（如流量、組成）及單位。 物料衡算與能量衡算 物料衡算與能量衡算是進(jìn)行化工工藝過程設(shè)計(jì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基本依據(jù)。 物料衡算與能量衡算 根據(jù) 物料衡算和能量的衡算 結(jié)果 ， 可以： 1）對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型； 2）確定 產(chǎn)品成本等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而可以定量地評(píng)述所選擇的工藝路線、生產(chǎn)方法及工藝流程在經(jīng)濟(jì)上是否合理，技術(shù)上是否先進(jìn)。 ” 對(duì)物料平衡進(jìn)行計(jì)算稱為物料衡算。 物料衡算的分類 按操作方式 分為間歇操作 、 連續(xù)操作及半連續(xù)操作等三 類物料衡算； 按狀態(tài) 將其分為穩(wěn)定狀態(tài)操作和不穩(wěn)定狀態(tài)操作兩類 衡算 。其基本表達(dá)式為： ∑ F0=∑D+A+∑B 式中， F0— 輸人體系的物料質(zhì)量； D— 離開體系的物料質(zhì)量； A— 體系內(nèi)積累的物料質(zhì)量； B— 損失的物料質(zhì)量 (如跑 、 冒 、 滴 、 漏 ) 物料衡算的步驟 畫出流程示意圖 稀溶液 二次蒸汽 F,wf W 加熱蒸汽 凝水 提濃液 B， wB 物料衡算步驟 列出主、副化學(xué)反應(yīng)式 確定計(jì)算任務(wù) 收集數(shù)據(jù)資料 （ 生產(chǎn)規(guī)模、時(shí)間，收率、轉(zhuǎn)化率，原材 料及產(chǎn)品規(guī)格，有關(guān)物理化學(xué)常數(shù)） 選定計(jì)算基準(zhǔn) （時(shí)間，質(zhì)量，體積） 建立物料平衡方程，展開計(jì)算 整理并校核計(jì)算結(jié)果 繪制物料流程圖、填寫物流表 列物料平衡式時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) (1)物料平衡是指質(zhì)量平衡，不是體積或物質(zhì)的量 (摩爾數(shù) )平衡。 列物料平衡式時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) (2)對(duì)于無化學(xué)反應(yīng)體系 ， 能列出獨(dú)立物料平衡式的最多數(shù)目等于輸入和輸出的物流里的組分?jǐn)?shù) 。 ? 衡算對(duì)象 參加過程的全部物料。 但是，計(jì)算基準(zhǔn)選擇得恰當(dāng)，可以使計(jì)算簡(jiǎn)化，避免錯(cuò)誤。 ? 根據(jù)不同過程的特點(diǎn)，選擇計(jì)算基準(zhǔn)時(shí)注意以下幾點(diǎn)： ( l ）應(yīng)選擇已知變量數(shù)最多的流股作為計(jì)算基準(zhǔn)。 ( 3 ）對(duì)連續(xù)流動(dòng)體系，用單位時(shí)間作計(jì)算基準(zhǔn)有時(shí)較方便。 具體：⑴ 時(shí)間基準(zhǔn) 連續(xù)（小時(shí)，天 …… ） 間歇（釜，批 …… ） ⑵ 質(zhì)量基準(zhǔn) kg， mol， kmol …… ⑶ 體積基準(zhǔn) m3（ STP）， Nm3 ⑷ 干濕基準(zhǔn) 干基（不含水），濕基（含水） ? 4 、物料衡算的程序（步驟） ( l ）搜集計(jì)算數(shù)據(jù)。 ( 3 ）確定衡算體系。 ( 5 ）選擇計(jì)算基準(zhǔn)，并在流程圖上注明所選的基準(zhǔn)值。 (7）校核計(jì)算結(jié)果。（三線表、表頭名稱、基準(zhǔn)） 四、 無化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算 ? 在化工過程中，只有物理變化不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的單元操作如混合、蒸餾、蒸發(fā)、干燥、吸收、結(jié)晶、萃取等，這些過程都可以根據(jù)物料衡算式， 直接列出總物料和各組分的衡算式，再用代數(shù)法求解。設(shè)備邊界就是體系邊界。 ( 2）選擇基準(zhǔn)。 ( 4）校核計(jì)算結(jié)果。 （要求：畫出物料流程簡(jiǎn)圖、列出物料平衡表并進(jìn)行核算） 二）、有多個(gè)設(shè)備過程的物料衡算 五、有化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算 ? 有化學(xué)反應(yīng)的過程，物料中的組分變化比較復(fù)雜。為了使所需的反應(yīng)順利進(jìn)行，或使其中較昂貴的又應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化，常常使價(jià)格較低廉的一些反應(yīng)物用量過量。 ? 2 、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。