化工计算 教学课件 作者 张桂军 薛雪 主编 薛叙明 主审第四章物料衡算.ppt

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1、高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军mV高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一

2、五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军举例如例：：含含CHC48H5%48和5C%2H和615C%2（Hm61ol5%%）（的天摩然尔气与分空数气在）混的合天器中然混气合。与得空到的气混在合气体含CH41混0%合。试器计中算混100合mo。l天得然气到应的加入混的合空气气量体及含得到C的H混41合0气%量。。试所画计的算物1料0流0程m简ol图天如图4-5然气应加入的空气量及得到的混合气量。所画的物料流程简所示。图如下图所示：混合过程的物料流程图13100mol天然气M

3、mol混合气CH40.85CH40.10C2H60.15C2H6x混合过程2空气1-0.10-xAmol空气图4-5混合过程物料流程简图高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军（1）时间基准（2）质量基准（3）物质的量基准（4）体积基准对于不同化工过程，采用什么基准适宜，需视具体情况而定，不能作硬性规

4、定。例如，当进料的组成未知时（比如以煤．原油等作为原料），只能选单位质量作基准；当密度已知时，也可选体积作基准。但是，不能选1摩尔煤或1摩尔原油作基准，因为不知道它们的分子量。对有化学反应的体系，可以选某一个反应物的物质的量（摩尔数）作基准，因为化学反应是按反应物之间的摩尔比进行的。高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军根据不同过程的特点，选择计算基准时，应该注意以下几点：⑴应选择已知变量数最多的流股作为计算基准。⑵对液体或固体的体系，常选取单位质量作基准

5、。⑶对连续流动体系，用单位时间作计算基准有时较方便。⑷对于气体物料，如果环境条件（如温度、压力）已定，则可选取体积作基准。下面举例说明选择不同的计算基准对解题难简的影响程度。高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军例4-1：丙烷充分燃烧（即转化率100%）时，实际供入的空气量为理论所需量的125%，反应式为：CH5O3CO4HO38222求：每生成100mol的燃烧产物实际需要供入多少摩尔空气？高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业

6、出版社课件制作：张桂军解：由题意物料流程简图如下：解：由题意物料流程简图如下：燃烧产物（CO2、C3H8N2、H2O、O2）燃烧过程空气（O2、N2）图4-7例4-1物料流程图由流程图可知：由流程图可知：该体该系体有系有三三股股物物流流：：丙烷丙、烷空、气、空燃气烧产、物燃。烧产物。原则上基准的选择有三种方法：原则上基准的选择有三种方法：1.选一定量的空气为计算基准1、选一定量的空气为计算基准2.选一定量的丙烷为计算基准3.选一2、定选量一定的量燃的烧丙烷产为物计为算基计准算基准下面分别以这三种物

7、料为基准，比较各种计算方法的难易程度，以说明合3、选一定量的燃烧产物为计算基准理选择基准的重要性。下面分别以这三种物料为基准，比较各种计算方法的难易程度，以说明合理选择基准的重要高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂性。军方法一基准：1molC3H81molC3H8完全燃烧需要的理论空气量计算：由反应式，完全燃烧理论上需氧量（即实际耗氧量）：5mol由空气过量125%即氧气过量125%，有：实际供氧量1.255mol6.25mol6.25mol折算成实际

8、供空气量（空气中含氧21%）0.2129.76mol29.76mol空气中含氮量29.76mol0.7923.51mol反应后剩余O2量1.25mol反应所产生的CO2量3mol反应所产生的H2O量4mol总的燃烧产物量：(23.51+1.25+3+4)mol=31.76mol100mol29.76mol所以，每100mol燃烧产物所需空气量为：93.7mol31.76mol高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军方法二基准：1mo