【正文】 原料的量反應(yīng)物量生成目的產(chǎn)物所消耗的)(/)(00AAccnncann?? 收率（ Ψ） 收率： 原料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的量（摩爾）與進(jìn)反應(yīng)系統(tǒng)的初始量（摩爾）的比值。 過量反應(yīng)物： 在參與反應(yīng)的反應(yīng)物中，超過化學(xué)計(jì)量的反應(yīng)物為過量反應(yīng)物。 2 3 2 2 2C H C HC H O C H C HC HO H O? ? ? ? ?一段反應(yīng)器 丙烯 600kg/h 丙烯 25kg/h 丙烯醛 640kg/h 解：丙烯氧化生成丙烯醛的化學(xué)反應(yīng)方程式： 丙烯的轉(zhuǎn)化率： ( 600 25 ) 100% 3%600x?? ? ?640 / 56 100 % 83. 48%( 600 25 ) / 42? ? ? ??? 丙烯醛的收率： 640 / 56 100% 80%600 / 42? ? ? ??丙烯的選擇性： ① 直接計(jì)算法。 ②元素平衡。 ④ 以節(jié)點(diǎn)進(jìn)行衡算。 甲醇的轉(zhuǎn)化率為 75%， 若使用 50%的過量空氣 ， 試計(jì)算反應(yīng)后氣體混合物的摩爾組成 。 一 、 直接推算法 基準(zhǔn)： 1 mol CH3OH O2的量 （ 需要 ） = O2的量 （ 輸入 ） = = N2的量 （ 輸入 ） = N2的量 （ 輸出 ） = x(79/21)= CH3OH為限制反應(yīng)物 ， 反應(yīng)的 CH3OH量 = x 1 = 因此 ， HCHO的量 （ 輸出 ） = mol CH3OH的量 （ 輸出 ） == O2的量 （ 輸出 ） = x = H2O的量 （ 輸出 ） = CH3OH+1/2O2 HCHO+H2O 計(jì)算結(jié)果如表所示： 組分 物質(zhì)的量 /mol 摩爾分?jǐn)?shù) /% CH3OH HCHO H2O O2 N2 總計(jì) 第三章 物料衡算與能量衡算 反應(yīng)器 C6H5C2H5 C6H5CH H2O C6H5C2H5 、 C6H6 、 C6H5CH3 、C6H5C2H3 H2O、 CH C2H C、 H2 例 32 苯乙烯的反應(yīng)器，年生產(chǎn)能力為 10000t，年工作時(shí)間為8000h，苯乙烯收率為 40%，以反應(yīng)物乙苯計(jì)的苯乙烯選擇性為 90%，苯選擇性為 3%，甲苯選擇性為 5%，焦油選擇性為2%。 ? 解：反應(yīng)器中發(fā)生了以下化學(xué)反應(yīng)： ? C6H5C2H5 C6H5C2H3 +H2 （ 1） ? C6H5C2H5+H2 C6H5CH3 +CH4 （ 2） ? ? C6H5C2H5 C2H4+C6H6 （ 3） ? ? C6H5C2H5 7C +3H2+CH4 （ 4） ? 各物料的摩爾質(zhì)量匯總列于表 31。計(jì)算： 1）每 100kg苛化液需加石灰的質(zhì)量及石灰的組成； 2）每 100kg苛化液需用碳酸鈉溶液的質(zhì)量。設(shè)原料氣中 H2與 CO摩爾比為 ： ，惰性組分含量為 %，壓力為 30MPa，溫度為 365攝氏度，平衡常數(shù) Kp=*103MPa2 三、平衡常數(shù)法 物質(zhì) C的質(zhì)量 （ 摩爾 ） 生成速率 :在以物質(zhì)的量 （ 摩爾 ） 或質(zhì)量進(jìn)行衡算時(shí) ， 由于發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) ， 將輸入與輸出速率之差 Rc 稱為物質(zhì) C的質(zhì)量 （ 摩爾 ） 生成速率 . 即 Rc =Fc 輸出 — Fc 輸入 物料衡算式 ： Fc輸出 =Fc 輸入 + Rc ? aA+bB==cC+dD 反應(yīng)速率 r可定義為： r=Rc/σc c=...,n （ σc表示物質(zhì) C的化學(xué)計(jì)量系數(shù) ） 任一物質(zhì) C的生成速率： Rc=σcr c=1,2......n ? 因此 ， 物質(zhì)的摩爾平衡方程式可寫成： Fc輸出 =Fc 輸入 + σcr 三、利用反應(yīng)速率進(jìn)行物料衡算 例 46： 合成氨原料氣中的 CO通過變換反應(yīng)器而除去 ， 如圖46所示 。 原料氣由發(fā)生爐煤氣 （ 78%N2， 20%CO,2%CO2),均為體積分?jǐn)?shù) ， 下同 ） 和水煤氣 （ 50%H2， 50%CO） 混合而成 ， 在反應(yīng)器中與水蒸氣流速發(fā)生反應(yīng)： CO+H2O CO2+H2， 最后得到的物流中 H2 與 N2之比為 3:1， 假定水蒸氣流率是原料氣總量 （ 干基 ） 的 2倍 ， 同時(shí)反應(yīng)器 1中 CO的轉(zhuǎn)化率為 80%， 試計(jì)算中間物流 4的組成 。 ④ 以節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算 ● 分流 A 分流 C 分流 B ● 分流 A 分流 C 分流 B 節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn) ? 【 例 4— 8】 某廠用烴類氣體轉(zhuǎn)化制合成氣生產(chǎn)甲醇 ， 合成氣體體積為 2321m3（ STP)/h， CO與 H2的物質(zhì)的量比為 1。 但是由于轉(zhuǎn)化后的氣體體積組成為 CO %、 %,不符合要求 ，為此需將部分轉(zhuǎn)化氣送去變換反應(yīng)器 ， 變換后氣體體積分?jǐn)?shù)為 %、 %,此氣體經(jīng)脫CO2后體積減少 2% 。 解：畫出流程示意圖如圖所示 。試計(jì)算產(chǎn)品組成、循環(huán)物料和單程轉(zhuǎn)化率。輸入系統(tǒng)中的苯有 99%反應(yīng)生成環(huán)己烷，進(jìn)入反應(yīng)器物流的組成為 80%H2和 20%C6H6（摩爾分?jǐn)?shù) ,下同），產(chǎn)物物流中含有 3%的 程示 意圖 見圖 4 10。 反應(yīng)器 冷凝器 新鮮 H2 純 C6H6 80%H2 20%C6H6 產(chǎn)物 3%H2 化學(xué)反應(yīng)式為 C6H6+3H2→C 6H12 苯轉(zhuǎn)化了 99% （二）馳放過程 ? 在工業(yè)上，為了使循環(huán)系統(tǒng)中的惰性氣保持在一定濃度，就需要將一部分循環(huán)氣排放出去，這種排放稱為馳放過程。因此，所需的弛放速度可由下式?jīng)Q定： ? 料液流速 料液中惰性氣體濃度 =弛放物流速率 指定循環(huán)流中惰性氣體濃度 ? 【 例 4 11】 由氫氣和氮?dú)馍a(chǎn)合成氨時(shí)，原料氣中含有一定量的惰性氣體，如氬和甲烷。假定原料氣的組成為： %，%，惰性氣體 %； N2的單程轉(zhuǎn)化率為25%；循環(huán)物流中惰性氣體為 %，用表示， NH3為 %（以上組成均值摩爾分?jǐn)?shù)）。 反應(yīng)器 冷凝 器 F1 F2 F4 循環(huán) R 弛放 %惰性氣體 液氨 物料衡算的方法和步驟 無化學(xué)反應(yīng)的物料衡算 —— 簡單過程、多單元系統(tǒng) 反應(yīng)過程的物料衡算 過程的物料衡算 小結(jié) 需要制備富氧濕空氣 。 出蒸發(fā)室的氣體經(jīng)分析含 ％ （ mol%） H2O。 有兩個(gè)蒸餾塔 （ Ⅰ 、 Ⅱ ） 的分離裝置 ， 將含 50%苯 、 30%甲苯和 20%（ 摩爾分?jǐn)?shù) ） 二甲苯的混合物分成較純的三個(gè)餾份 ，塔 Ⅰ 的餾出液摩爾分?jǐn)?shù)分別為 95%苯 、 3%甲苯和 2%二甲苯 ， 塔Ⅱ 的餾出液摩爾分?jǐn)?shù)分別為 3%苯 、 95%甲苯和 2%二甲苯 ， 塔 Ⅱ釜?dú)堃耗柗謹(jǐn)?shù)分別為 %苯 、 43%甲苯和 %二甲苯 ， 計(jì)算蒸餾 1000mol/h原料所得各流股的量及進(jìn)塔 Ⅱ 物料的組成 。 演講完畢，謝謝觀看！