物料衡算基本理論

1、物料衡算基本理論四、衡算方法和步驟1，明確衡算目的 通過(guò)物料衡算確定生產(chǎn)能力、純度、收率2，明確衡算對(duì)象 劃定衡算范圍，繪出物料衡算示意圖3，對(duì)有化學(xué)反應(yīng)的體系應(yīng)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式4，收集與物料衡算有關(guān)的計(jì)算數(shù)據(jù)生產(chǎn)規(guī)模；原輔材料、中間體及產(chǎn)品規(guī)格；有關(guān)定額和消耗指標(biāo)（產(chǎn)品單耗、配料比、回收率、提取率、收率）有關(guān)的物理化學(xué)常數(shù)（密度、蒸汽壓、相平衡常數(shù)）5，選定衡算基準(zhǔn)6，列出物料衡算方程式7，根據(jù)物料橫算結(jié)果，編制物料平衡表物料衡算舉例一、物理過(guò)程物料衡算實(shí)例6-1 硝化混酸配制過(guò)程物料衡算。已知混酸組成為硫酸46%（質(zhì)量百分比，下同）、硝酸46%、水8%，配制混酸用的原料92.5%的工業(yè)硫

2、酸、98%的硝酸以及含硫酸69%的硝化廢酸。試通過(guò)物料衡算確定配制1000kg混酸時(shí)各原料的用量。為簡(jiǎn)化計(jì)算，設(shè)原料中除水外的其他雜質(zhì)可忽略不計(jì)。明確衡算目的 明確衡算對(duì)象以攪拌釜為衡算范圍，繪制混酸配制過(guò)程物料衡算示意圖混酸配制攪拌釜GH2SO4硝化混酸1000kgGHNO3G廢 圖中共有4股物料，3個(gè)未知數(shù)，需3個(gè)獨(dú)立方程對(duì)硝酸進(jìn)行物料衡算 對(duì)硫酸進(jìn)行物料衡算 對(duì)水進(jìn)行物料衡算聯(lián)立方程解得混酸過(guò)程物料衡算表輸入物料名稱(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質(zhì)量組成/%硝酸469.498硝化混酸1000硫酸46硫酸399.592.5硝酸46廢酸131.169水8總計(jì)1000總計(jì)

3、1000二，化學(xué)過(guò)程的物料衡算1，化學(xué)過(guò)程的幾個(gè)概念轉(zhuǎn)化率 收率（產(chǎn)率）選擇性例6-2 甲苯用濃硫酸磺化制備對(duì)甲苯磺酸。已知甲苯的投料量為1000kg，反應(yīng)產(chǎn)物中含有對(duì)甲苯磺酸1460kg，未反應(yīng)的甲苯20kg。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。則甲苯的轉(zhuǎn)化率為則甲苯磺酸的收率為則甲苯磺酸的選擇性為總收率 總收率為各個(gè)工序的收率之積3，連續(xù)操作過(guò)程的物料衡算實(shí)例6-4 在催化劑作用下，乙醇脫氫可制備乙醛，其反應(yīng)方程式為 同時(shí)存在副反應(yīng)2已知原料為無(wú)水乙醇（純度以100%計(jì)），流量為1000kgh-1，其轉(zhuǎn)化率為95%，乙醛收率為80%，試對(duì)該過(guò)程進(jìn)行物料衡算。以反應(yīng)器為衡算范圍

4、，繪出物料衡算示意圖，如圖6-4所示產(chǎn)物：乙醇 乙醛乙酸乙酯氫乙醇催化脫氫制乙醛反應(yīng)器乙醇：1000kg/h純度100%圖中，1股進(jìn)料，1股出料，衡算目的：確定出料的組成衡算基準(zhǔn)：以單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)料量為基準(zhǔn)主反應(yīng)方程式副反應(yīng)方程式2出料：乙醇流量為： 乙醛流量為： 乙酸乙酯流量為： 氫氣流量為： 乙醇催化脫氫過(guò)程物料衡算表輸入物料名稱(chēng)流量/kgh-1質(zhì)量組成/%輸出物料名稱(chēng)流量/kgh-1質(zhì)量組成/%乙醇1000100乙醇505乙醛72772.7乙酸乙酯181.718.2氫氣41.34.1總計(jì)1000100總計(jì)1000100v 隨堂練習(xí) 擬用連續(xù)精餾塔分離苯和甲苯混合液。已知混合液的進(jìn)料量為200kmolh-1，其中含苯0.4（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），其余為甲苯。若規(guī)定塔底釜液中苯的含量不高于0.01，塔頂餾出液中苯的回收率不低于98.5%，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?jǐn)?shù)表示明確