化学反应过程的物料衡算

《化学反应过程的物料衡算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应过程的物料衡算（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、例4-22例 甲苯催化加氢脱甲基制苯，主反应和副反应甲苯催化加氢脱甲基制苯，主反应和副反应主反应：主反应：副反应：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（摩尔比）。甲苯的单程转化率为80%，生成苯的选择，生成苯的选择性为性为98%，未反应的甲苯和产物苯作为产品物流输出体系，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氢和甲烷循环。要求混合原料中甲烷含量不大于10%，计算，计算排放比及各物流的组成。排放比及各物流的组成。第四节第四节第四节第四节 化学反应

2、过程的物料衡算化学反应过程的物料衡算化学反应过程的物料衡算化学反应过程的物料衡算解：由题意画出物料流程图第四第四 化学反应过程的物料衡算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：基准：进反应器混合原料：100衡算体系：反应器衡算体系：反应器进料：由已知，进料：由已知， 总物

3、料：总物料： （1） （2）解（解（1）、（）、（2）式得：）式得：出料：出料：C6H5CH3的剩余：的剩余： 第四节第四节 化学反应过程的物料衡算化学反应过程的物料衡算生成的生成的C6H6：CH4的量：的量： H2的量：的量：出料的总量：出料的总量： 第四节第四节 化学反应过程的物料衡化学反应过程的物料衡算算反应器出口物料的组成：反应器出口物料的组成： 衡算体系：分离器衡算体系：分离器 第四节第四节 化学反应过程的物料衡化学反应过程的物料衡算算则：则： 则：则： 由分流器的特征，有：由分流器的特征，有： ，第四节第四节 化学反应过程的物料衡算化学反应过程的物料衡算衡算体系：混合器衡算体系：混

4、合器CH4平衡：平衡： （3）C6H5CH3平衡：平衡： （4）H2平衡：平衡： （5）联立（联立（4）、（）、（5）、（）、（6）式解得：）式解得： 计算结果汇总列表如下表计算结果汇总列表如下表 9/6/2024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一、手工求解线性方程组 例例 采用高斯消元法求解三阶方程组采用高斯消元法求解三阶方程组 回代回代: :将上三角形方程组自下而上逐步进行求解将上三角形方程组自下而上逐步进行求解, ,从而得出从而得出 x3=6、x2=1、x1=9 返回返回9/6/2024单元1 数据处理二、采用二、采用Excel求解线性方程组求解线性方

5、程组 （一）（一） 方法一方法一Gauss消去法与消去法与Excel单元格驱动相结合求解单元格驱动相结合求解 返回返回回代回代:x3=D16/C16 =69/6/2024单元1 数据处理二、二、 采用采用Excel求解线性方程组求解线性方程组 （二）（二） 方法二方法二采用采用Excel自带函数求解线性方程组自带函数求解线性方程组返回返回第二步第二步: :求矩阵的逆求矩阵的逆 第三步第三步: :求方程的解求方程的解 第一步第一步: :求系数行列式的求系数行列式的值值, ,判断方程组有无解判断方程组有无解 函数函数:MdetermMinverseMmult9/6/2024单元1 数据处理二二、

6、采用采用Excel求解线性方程组求解线性方程组 （三）方法三（三）方法三采用采用Excel规划求解法求解线性方程组规划求解法求解线性方程组第二步第二步:选中选中B33,点击点击“工具工具”,选择选择“规划求解规划求解”,调出调出“规划规划求解参数对话框求解参数对话框”,如图所示。选择值为（如图所示。选择值为（V）,输入第一个方输入第一个方程的常数项值程的常数项值“1”。可变单元格输入框中；输入：。可变单元格输入框中；输入：$A$33:$A$35。 第一步第一步:依次在单元格依次在单元格B33,B34,B35中输入中输入3个方程的表达式个方程的表达式,即即:=2*A33-A34+3*A35;=4

7、*A33+2*A34+5*A35;=A33+2*A34+0*A35其中其中A33、A34、A35分别代表分别代表x1、x2、x3。 9/6/2024单元1 数据处理二、二、采用采用Excel求解线性方程组求解线性方程组 （三）方法三（三）方法三采用采用Excel规划求解法求解线性方程组规划求解法求解线性方程组第二步第二步:选中选中B33,点击点击“工具工具”,选择选择“规划求解规划求解”,调出调出“规划规划求解参数对话框求解参数对话框”,如图所示。选择值为（如图所示。选择值为（V）,输入第一个方程输入第一个方程的常数项值的常数项值“1”。可变单元格输入框中；输入：。可变单元格输入框中；输入：$A$33:$A$35。 9/6/2024单元1 数据处理二二、采用采用Excel求解线性方程组求解线性方程组 （三）方法三（三）方法三采用采用Excel规划求解法求解线性方程组规划求解法求解线性方程组返回返回第四步第四步: :求解计算求解计算, ,添加完约束条件后添加完约束条件后, ,在约束窗口就多了两个表在约束窗口就多了两个表达式达式, ,即即$B$34=4、$B$35=7, ,如图所示。按如图所示。按“求解求解”按钮按钮, ,得结果得结果对话框，此时在对话框，此时在A33A35位置出现方程组的解。位置出现方程组的解。