物料衡算和能量衡算概述-在線瀏覽
2025-04-11 21:32本頁(yè)面
【正文】 kg/h乙苯原料為計(jì)算基準(zhǔn) 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 進(jìn)反應(yīng)器純乙苯量 1000kg/h 98%=980kg/h，即為? 原料中甲苯量 1000 kg/h 2%=20kg/h，即為 ? 水蒸氣量 980 kg/h =1470kg/h，即為 ? 乙苯的轉(zhuǎn)化率為 ? 參加反應(yīng)的總乙苯量 980 kg/h =，即為制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 未反應(yīng)的乙苯量（ ） kg/h= kg/h，即為 由苯乙烯選擇性，生成苯乙烯量 kmol/h 90%= kmol/h， 即為 由各物質(zhì)的選擇性，有 輸出的甲苯量 kmol/h 5%+ kmol/h = kmol/h，即為 生成的苯量 kmol/h 3% = kmol/h，即為 生成的乙烯量 kmol/h 3% = kmol/h，即為 生成的碳量 kmol/h 2% 7 = kmol/h，即為 生成的甲烷量 kmol/h（ 5%+2%） = kmol/h，即為 輸出的氫量 kmol/h（ 90%5%+2% 3） = kmol/h，即為 輸出水量 =輸入水量（不參與反應(yīng)） 1470kg/h，即為 實(shí)際每小時(shí)要求苯乙烯的產(chǎn)量 10000 1000kg/8000h=1250kg/h 比例系數(shù) 1250/= 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 32 乙苯脫氫反應(yīng)器物料衡算表 組分 輸 入 輸 出 摩爾流量 /(kmol/h) 質(zhì)量流量 /(kg/h) 摩爾流量 /(kmol/h) 質(zhì)量流量 /(kg/h) C6H5C2H5 3185 C6H5CH3 65 H2O C6H5C2H3 C6H6 C2H4 CH4 C H2 合計(jì) 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 三 、 原子平衡法 【 例 6】 將碳酸鈉溶液加入石灰進(jìn)行苛化，已知碳酸鈉溶液組成為NaOH % （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）， Na2CO3 %， H2O %，反應(yīng)后的苛化液含 CaCO3 %， Ca(OH)2 %， Na2CO3 %， NaOH %， H2O %。 苛化 反應(yīng)器 F NaOH % Na2CO3 % H2O % CaCO3 % Ca(OH)2 % Na2CO3 % NaOH % H2O % CaCO3 x/W CaO y/W Ca(OH)2 z/W 圖 32 物料流程示意圖 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 解 :設(shè)碳酸鈉溶液的質(zhì)量為 F（ kg） 石灰的質(zhì)量為 W（ kg） 石灰中 CaCO3 、 CaCO3及 Ca(OH)2的質(zhì)量分 別設(shè)為 x、 y和 z，則石灰中各物質(zhì)的組成可表示為： x/W， y/W， z/W 基準(zhǔn)： 100kg苛化液 畫出物料流程示意圖（圖 32） Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 33 各種物料質(zhì)量和物質(zhì)的量計(jì)算結(jié)果 Na2CO3溶液中 苛化鈉溶液中 物料 摩爾質(zhì)量 （ g/mol） 質(zhì)量 （ kg） 物質(zhì)的量 （ kmol） 物料 摩爾質(zhì)量（ g/mol） 質(zhì)量 （ kg） 物質(zhì)的量（ kmol） NaOH 40 %F NaOH 40 Na2CO3 106 %F Na2CO3 106 H2O 18 %F H2O 18 Ca(OH)2 74 CaCO3 100 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 列元素平衡式 ? Na平衡： + 2=（ 2+） kmol ? C平衡： ? ? Ca平衡： ? ? 總物料平衡： F+W=100kg/mol ? 石灰總量等于各物質(zhì)質(zhì)量之和 W=x+y+z ? 計(jì)算結(jié)果匯總列入表 34 x100 g / m o 404 F + = ( 8 + 75) k m o lx10 0 g / m o l 56 g / m o l 74 g / m o l+ + = ( 8 + 03 78 ) k m o ly z制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 34 計(jì)算結(jié)果匯總 組分 輸 入 輸 出 物質(zhì)的量 /kmol 質(zhì)量 /kg 物質(zhì)的量 /kmol 質(zhì)量 /kg NaOH Na2CO3 H2O CaCO3 CaO Ca(OH)2 合計(jì) 100 100 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 四、平衡常數(shù)法 ? 對(duì)反應(yīng) aA+bB=cC+dD ? 平衡時(shí)，其平衡常數(shù)為 ： =
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