C三章物料衡算与热量衡算化工设计.pptVIP

C三章物料衡算与热量衡算(3)_化工设计;6、dQ/dt或Q，有两种表示方式： ①、 dQ/dt或Q＝∑焓（进）－∑焓（出） dQ/dt或Q﹥0，则意味系统（或单元）向外散热，反之逆然。 ;8、MB和HB联立计算后，计算复杂程度加大，主要是因为焓值与温度的非线性关系，导致HB方程通常是非线性方程。;例题： 有一个常压绝热猝冷过程（过程中无化学反应），所有组份含量均为摩尔分率，其流程示意图如下所示：;3;;具体计算：;流程（单元）的HB方程（选200℃为参考态温度）：;;例题：一个合成氨生产工艺流程图如下所示：已知 ?. 反应器1中N2的转化率为10％； 图中组成均为摩尔分率； 5号流股为液相外，其余均为气相流股； ?. 除分离器外，其它单元均为绝热操作； ?. 两反应器中均只有一个反应： N2 ＋ 3H2 ? 2NH3 要求： ?. 做过程的自由度分析； ?. 指出衡算计算的计算顺序。;解：;N2 0.25 H2 0.75 50℃ ;+2;流程自由度分析结果一览表;N2 0.25 H2 0.75 50℃ ;;;;综上分析结果，得到一个完全求解的衡算序列：;;例题：一个甲烷生产流程初步设计的流程草图如下，试作流程的自由度分析，并指出物料及热量衡算计算顺序。 设计已知及要求为： 1、除了换热器1和分离器外，其它单元均为绝热操作； 2、8号流股为纯水液相流股，其余流股均为气相流股； 3、整个流程处于100psia压力状态，压力对焓计算的影响可忽略； 4、产品流中甲烷的分摩尔流量为1000kmol/h, 图中组成均为摩尔分率； 5、反应器中只有：CO + 3H2 ? CH4 + H2O； 6、1号流股中只含3个组份，且CO和H2的摩尔比为1：2.9。; 混合器; 混合器; 混合器; 混合器; 混合器;+1;;本章总结;第六步：根据流程特点判断整体（OB）的特征。注意： （1）、只要流程中有反应器（无论多少个反应器存在），则流程整体相当于一个大的虚拟反应器。进一步结合各反应器分别存在的反应个数，来判断OB的独立反应种类数。 （2）、只要流程中有单元不绝热，则OB是一个虚拟的非绝热单元。所有单元都绝热，OB才绝热。;第八步：从全流程自由度分析结果及流程特点出发，判断是否是弹性设计，是否可用变量置换法简化衡算计算。（注意弹性设计时计算基准的挑选；注意变量置换后，将衡算计算结果换回原设计条件的流量要求。）;;3.6 计算机辅助物料衡算与热量衡算;第一步〔建立流程图〕 首先在PROCESS II软件空白流程界面中建立过程的流程示意图，输入所有单元设备及所有的流股，确定各流股的走向，并给所有流股编号。;第四步〔指定工艺装置和物流的已知数据〕 因为PROCESS II软件本身只能进行正向模拟计算，必须先将输入流股的已知数据输入软件中（这些已知输入流股参数在软件计算过程中始终保持不变），输入流股的一些未知参数也必须输入初值（最好尽量合理一些，该初值可以由软件计算改变），输入各单元装置已知的设备参数。 在输入过程中可以改变参数的计量单位。;第七步〔确定计算结果的输出格式〕 软件本身有默认的计算结果输出格式，但可以按设计者爱好或设计计算要求，挑选确定计算结果的输出格式，确定数据的有效数据位数。; 流股 项目;;精馏塔;精馏塔;精馏塔;理论衡算结果如下：;精馏塔;精馏塔;原因之二：因为化工过程的复杂性，某些流股无法实现全组份分析，导致衡算计算的误差大。;