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时间:2020-05-10
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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。
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