化工计算物料衡算1.ppt

化工计算 化学与化学工程学院公选课 物料衡算的理论依据是 质量守恒定律 给出物料流程图 第三章 物料衡算 用此计 算结 果 ， 对 生产 情况进 行分 析 、 作 出判 断 、 提 出改 进措施 ? 第一节概述 物料衡算是化工计算中最基本、也是最重要 的内容之一，它是能量衡算的基础。 利用实际测定的数据，算出另 一些不能直接测定的物料量 化工过程操作状态不同， 其物料或能量衡算的方 程亦有差别。 稳态操作和非稳态操作 同 时 加 入 物 料 ， 同 时 排 出产物 1 、化工过程的类型 间歇操作过程 ? 3.1 .1 物料衡算式 连续操作过程 半连续操作过程 连 续 加 入 物 料 ， 连 续 排 出产物 反应物和产物有连 续操作的也有间歇 操作的 第三章 物料衡算 稳态操作和非稳态操作 ? 3.1.1 物料衡算式 间歇操作过程 连续操作过程 半连续操作过程 ? ? ? A x A A A r V dx n t 0 0 ) ( A A A A A A r x C r C C v V ? ? ? ? ? ? 0 0 0 ? dt V C d V kC vC A A A ) ( 0 ? ? 第三章 物料衡算 质量守恒定律 基本方程 ? 3.1.1 物料衡算式 2 、物料衡算式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 物料量 积累的 ＋ 物料量 输出的 ＝ 物料量 输入的 第三章 物料衡算 有化学反应参加 每种组分的物料平 衡 2 、物料衡算式 ? 3.1 .1 物料衡算式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 物料量 积累的 ＋ 物料量 输出的 ＝ 消耗的物料量 反应生成或 物料量 输入的 任一个组分 或任一种元 素作衡算 第三章 物料衡算 列物料衡算式时应注意，物料平衡是指质量平衡， 不是体积或物质的量 ( 摩尔数 ) 平衡。若体系内有 化学反应，则平衡式中各项用摩尔流量为单位时， 必须考虑反应式中的化学计量系数。因为反应前 后物料中的分子数不守恒。 ? 注意 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 物料量 积累的 ＋ 物料量 输出的 ＝ 消耗的物料量 反应生成或 物料量 输入的 第三章 物料衡算 共有三个流股，进料 F 及出料 P 和 W 。 有两个组分。每个流股的流量及组成 如图所示。图中 x 为质量分数。 ? 举例 第三章 物料衡算 1 2 3 F P W f1 f2 p1 p2 w1 w2 x x x x x x 无化学反应的 连续过程物料衡算 过 程 总物料衡算式 F = P + W 每种组分衡算式 F · x f1 = P · x p1 + W · x w1 F · x f2 = P · x p2 + W · x w2 确定体系与环 境 ? 3.1.2 物料衡算的基本步骤 第三章 物料衡算 1 、画物料流程简图。 胺化反应 提 纯 原料 聚合反应 冷 却 中 和 产 物 确定进出体系的物料种类 ? 3.1.2 物料衡算的基本方法 第三章 物料衡算 1 、画流程简图。 首先应该根据给 定的条件画出流 程简图。 胺化反应 提 纯 原料 聚合反应 冷 却 中 和 产 物 计算基准的确定很重要 ? 3.1.2 物料衡算的基本方法 第三章 物料衡算 2 、确定计算基准 可以将产量、原料量等作为计算基准，也可以设定 某种组分的量作为计算基准。 进行物料、能量 衡算时，必须选 择一个计算基准 确定计算具体步骤 原料、产品、副产品等 的指标，年产量，转化 率，损耗，生产周期， 温度，压力，粘度、密 度等等各项生产数据和 物理化学数据。 第三章 物料衡算 3 、物料衡算的步骤 (1) 搜集计算数据。 (2) 画出物料流程简图。 胺化反应 提 纯