化学反应过程的物料衡算.ppt

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1、例4-22例甲苯催化加氢脱甲基制苯，主反应和副反应主反应：副反应：以纯氢和纯甲苯为原料，进入反应器的氢与甲苯之比为5:1（摩尔比）。甲苯的单程转化率为80%，生成苯的选择性为98%，未反应的甲苯和产物苯作为产品物流输出体系，氢和甲烷循环。要求混合原料中甲烷含量不大于10%，计算排放比及各物流的组成。第四节化学反应过程的物料衡算解：由题意画出物料流程图第四化学反应过程的物料衡算说明：（1）流程中物料流股各物质流量的下标编号尽可能保持一致，下标相同表示同一种物质，这样可以避免列衡算式时出差错。本题中只有混合原料的组成有已知数据，设其为

2、基准后可先对反应器系统进行物料衡算。（2）由题意要求混合原料中甲烷含量不大于10%，取10%进行计算，这样计算得到的排放量数据为最小值，实际排放时应稍稍大于此值。基准：进反应器混合原料：100衡算体系：反应器进料：由已知，总物料：（1）（2）解（1）、（2）式得：出料：C6H5CH3的剩余：第四节化学反应过程的物料衡算生成的C6H6：CH4的量：H2的量：出料的总量：第四节化学反应过程的物料衡算反应器出口物料的组成：衡算体系：分离器第四节化学反应过程的物料衡算则：则：由分流器的特征，有：，第四节化学反应过程的物料衡算衡算体系：混合

3、器CH4平衡：（3）C6H5CH3平衡：（4）H2平衡：（5）联立（4）、（5）、（6）式解得：计算结果汇总列表如下表9/26/2021单元1数据处理第5节物料衡算的计算机解题一、手工求解线性方程组例采用高斯消元法求解三阶方程组回代:将上三角形方程组自下而上逐步进行求解,从而得出x3=－6、x2=－1、x1=9返回9/26/2021单元1数据处理二、采用Excel求解线性方程组（一）方法一——Gauss消去法与Excel单元格驱动相结合求解返回回代:x3=D16/C16=－69/26/2021单元1数据处理二、、采用Excel求解

4、线性方程组（二）方法二——采用Excel自带函数求解线性方程组返回第二步:求矩阵的逆第三步:求方程的解第一步:求系数行列式的值,判断方程组有无解函数:①Mdeterm②Minverse③Mmult9/26/2021单元1数据处理二、采用Excel求解线性方程组（三）方法三——采用Excel规划求解法求解线性方程组第二步:选中B33,点击“工具”,选择“规划求解”,调出“规划求解参数对话框”,如图所示。选择值为（V）,输入第一个方程的常数项值“1”。可变单元格输入框中；输入：$A$33:$A$35。第一步:依次在单元格B33,B34

5、,B35中输入3个方程的表达式,即:=2*A33-A34+3*A35;=4*A33+2*A34+5*A35;=A33+2*A34+0*A35其中A33、A34、A35分别代表x1、x2、x3。9/26/2021单元1数据处理二、采用Excel求解线性方程组（三）方法三——采用Excel规划求解法求解线性方程组第二步:选中B33,点击“工具”,选择“规划求解”,调出“规划求解参数对话框”,如图所示。选择值为（V）,输入第一个方程的常数项值“1”。可变单元格输入框中；输入：$A$33:$A$35。9/26/2021单元1数据处理二、采

6、用Excel求解线性方程组（三）方法三——采用Excel规划求解法求解线性方程组返回第四步:求解计算,添加完约束条件后,在约束窗口就多了两个表达式,即$B$34=4、$B$35=7,如图所示。按“求解”按钮,得结果对话框，此时在A33∶A35位置出现方程组的解。