物料衡算與能量衡算培訓資料

最后一課的主要教學內容是典型化工設備(泵、壓縮機、換熱器、反應器、蒸餾塔)的自動控制方案。泵：離心泵、容積泵和真空泵。壓縮機：往復式和離心式。熱交換器：無相變，相變。反應器：釜式反應器和固定床反應器。蒸餾塔：汽提段指標控制，精餾段指標控制，蒸餾塔雙溫差控制。自動控制設計的條件。第三章化學過程中的物質平衡和能量平衡、物質平衡和能量平衡是利用物理和化學的基本規(guī)律，對化學過程單元和化學過程單元系統(tǒng)中的物質平衡和能量平衡進行的定量計算。確定原材料的消耗和定額。確定每個物流的流量、組成和狀態(tài)。確定每個設備中材料轉換和能量轉移的速度。它為確定運行方案、設備選型、設備尺寸確定以及管道設施和公用工程設計提供了依據(jù)。第0節(jié)物料平衡的基本方法和程序1。物料平衡的基本方法，化學過程間歇操作過程的類型：在生產(chǎn)操作開始時添加原料，然后進行反應或其他操作，直到操作完成后物料一次性排出。連續(xù)作業(yè)過程：在整個作業(yè)期間，原材料連續(xù)穩(wěn)定地進入生產(chǎn)設備，同樣數(shù)量(總量)的材料連續(xù)地從設備中排出。半連續(xù)作業(yè)過程：作業(yè)過程中，一次或分批輸入物料，連續(xù)出料，或連續(xù)輸入物料，一次或分批出料。穩(wěn)態(tài)操作意味著整個化學過程的操作條件不會隨著時間而改變。首先，物料平衡計算的基本方法，物料平衡方程，進入處理單元的物料量，流出處理單元的物料量，在處理單元中產(chǎn)生的物料量，在處理單元中消耗的物料量，在處理單元中累積的物料量， (Fi)(Fo)(DP)(Dr)(W)(Fi-Fo)(DP-Dr)=W穩(wěn)定運行過程(Fi-Fo) (Dp-Dr)=0系統(tǒng)中無化學反應(Fi-Fo)=W穩(wěn)定運行過程系統(tǒng)中無化學反應(Fi-Fo)=0物料平衡參考時間參考、批次參考、質量參考、物質數(shù)量參考和標準體積參考。 2.物料平衡的基本程序。1.收集計算數(shù)據(jù)。2、繪制物料流程圖。3.確定會計制度。4.寫出化學反應方程式，包括主反應和副反應，并標出有用的分子量。5.選擇適當?shù)挠嬎慊鶞?，并在流程圖中指明所選的基準值。6、列出物料平衡公式，然后用數(shù)學方法求解。7.將計算結果列入投入產(chǎn)出材料表(材料平衡表)。8、檢查計算結果，第一段物料平衡連續(xù)過程，穩(wěn)態(tài)過程，系統(tǒng)中無物料堆積。(3-1)，fi-第一物流材料的數(shù)量和流速；xij物流I中組分j的摩爾分數(shù)；vjm第M化學反應中J組分的化學計量系數(shù)；Rm第m個化學反應的反應速率。Nr過程中涉及的化學反應的數(shù)量。(1)非反應過程的物料平衡，實施例3-0A向由23%(質量%)硝酸、57%硫酸和20% H2O組成的廢酸中加入93%濃H2SO4和90%濃HNO3，并要求將其混合成27% HNO 3和60% H2SO4的混合酸，并計算廢酸和濃酸的所需量。(實施例3-0A)溶液：設定x廢酸、y濃縮硫酸和z濃縮硝酸的量；(千克)1。繪制物料流程圖(見上一頁圖)2。選擇基準：100公斤混合酸3。列出物料平衡方程式?？偽锪掀胶夥匠蘹 y z=100(1)H2SO 4平衡方程0.57 x 0.93y=1000.6=60(2)HNO 3平衡方程0.23x 0.90z=1000.27=27(3)求解方程(1)、(2)和(3)得到：X=41.8kg千克，y=39kg千克，z=19.2kg千克；水量=41.80.2 390.07 19.20.10=13千克。例3-0B，有一個蒸餾塔，其輸入和輸出物料的體積和組成如下圖所示。輸入材料中98.7%的成分是分散的示例3-0B解決方案，3。物料平衡公式列表：流程2中的組件A為： Px=10020.7%=19.74千克(1)組件A為10020%=W0.5 % 19.74(2)W=52千克物料平衡總公式100=P W (3) P=100-52=48 KGB組件平衡公式10030%=5.5 Wpy(4)Y=56.54% X=19.74/P 反應過程中的物料平衡，1，反應轉化率，選擇性和產(chǎn)率概念限制反應物：當化學反應原料不按化學計量配料時，以最小化學計量存在的反應物稱為限制反應物。 過量反應物：在未按化學計量比計量的原料中，某些反應物的量超過了限制反應物完全反應所需的理論量，這稱為過量反應物。超額百分比：超額反應物的百分比，超過將反應物限制在所需理論量所需的理論量。轉化率：反應物從其輸入中反應出來的百分比。選擇性：反應物轉化為所需產(chǎn)物所消耗的量占反應物反應量的百分比。產(chǎn)率：目標產(chǎn)物的量除以反應物輸入的量以百分比表示。2.反應過程中的物料平衡。直接解法只包含一個未知量或成分，可以根據(jù)化學反應公式直接求解。元素平衡算法輸入(特定元素)=輸出(相同元素)。使用鏈接組件作為平衡“鏈接組件”是指與材料一起輸入系統(tǒng)，但完全不參與反應，并與材料一起從系統(tǒng)輸出的組件。在整個反應過程中，它的量不會改變。示例3-1自學，組件編號；計算圖；等式和約束；變量分析；解方程。在第二部分，車間(單元)的物料平衡，P60情況3-2，圖3-2，氨合成原料氣中的一氧化碳通過變換反應除去。計算中間流F4的成分。(自學)P62案例3-3，圖3-3，乙烯直接水合生產(chǎn)乙醇過程中的物料平衡。(自學)，本課的主要內容，物質平衡的基本方法，物質平衡的基本程序，非反應過程中的物質平衡，反應過程中的物質平衡3-0A，3-0B。1.復習講座的內容。2，例3-1，例3-2，例3-3。課