⑶对连续流动体系，用单位时间作计算基准有时较方 便。
第二节 物料衡算的基本方法
2．画出物料流程简图
画物料流程图的方法 a.用简单的方框表示过程中的设备，方框中标明过程的特点 或设备的名称 ； b.用带箭头的线条表示每股物流的途径和流向
第二节 物料衡算的基本方法
举例如例：4含-1C：H4含85%C和HC482H56%15%和（Cm2oHl%6）15的%天（然气摩与尔空气分在数混合）器的中天混合然。气得到与的空混气合气体含 CH41在0%混。试合计器算中100混mo合l 天。然气得应到加入的的混空合气量气及体得到含的C混H合4气10量%。。所画试的计物算料流1程00简m图o如l 图 4-5
第二节 物料衡算的基本方法
3．确定衡算体系
根据衡算对象的情况，用框图形式画出物料流程简图后， 必要时可在流程图中用虚线表示体系的边界，从虚线与物料流 股的交点可以很方便地知道进出体系的物料流股有多少。
4．确定求解步骤 当物料衡算过程较复杂，包含有很多设备时， 合理选择衡算体系对解题是很有帮助的，特别是第一个衡算体 系的确定，往往是解题的突破口，解决问题之关键，这时原则 上应选择已知条件最多、物料组分最多、未知变量最少的体系 作为第一个衡算系统，这些条件有时不一定能同时满足，可视 具体情况进行取舍。如果再不能确定衡算体系，需列表进行自 由度分析，检查给定的数据条件与求解的变量数目是否相符， 确定求解的步骤。
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。
第二节 物料衡算的基本方法
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。
输量=积累的物料量
第一节 物料衡算式
1、稳定操作状态
稳定操作时，积累的物料量=0 （1）有化学反应，此时物料平衡关系式为： 输入的物料量－输出的物料量－反应消耗的物料量＋反应生成的物料量
=0 （2）无化学反应，反应消耗和生成的物料量为零，此时物料平衡关系式
为： 输入的物料量—输出的物料量=0
2非稳定操作状态 非稳定操作时，积累的物料量不为零 （1）有化学反应 输入的物料量—输出的物料量—反应消耗的物料量+反应生成的物料量=
积累的物料量 即为通式。 （2）无化学反应
输入的物料量—输出的物料量=积累的物料量
第二节 物料衡算的基本方法
一、物料衡算的范围 进行物料衡算时，必须首先确定衡算的体系。所谓体系
第四章 物料衡算
本章要求：
掌握物料衡算的原理 掌握物料衡算的基本步骤 掌握物料衡算的基本方法
主要内容：
物料衡算的理论依据 化工过程的类型 物料衡算式 物料衡算的基本方法 无化学反应过程的物料衡算
化学反应过程的物料衡算
前言
一、物料衡算的理论依据 物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在一个孤立物系中， 不论物质发生任何变化，它的质量始终不变（不包括核反应， 因为核反应能量变化非常大，此定律不适用）。 二、物料衡算的意义 1．物料衡算必定是针对特定的衡算体系的，它主要研究在某 一个体系内进、出物料量及组成的变化。通过物料衡算可以知 道原料、产品、副产品及中间产品之间量的关系，从而计算出 原料的转化率、产品的收率、物料损失情况及原料的消耗定额。 2．通过物料衡算得到的数据是设计或选择设备类型、台数和 尺寸的依据，以便对设备作进一步的计算。 3．对新建车间、工段或装置的生产工艺指标进行预估，对化 工过程和设备进行设计。
就是物料衡算的范围，它可以是一个设备或几个设备，也可 以是一个单元操作或整个化工过程， 可以根据实际需要人为 地选定，体系的确定以能简化解题为原则。
二、物料衡算的基本步骤 进行物料衡算时，尤其是那些设备和过程较多的复杂体
系的物料衡算，应按照一定的计算步骤来进行。
第二节 物料衡算的基本方法
1．收集、整理计算数据
天然气应加入的空气量及得到的混合气量。所画的物料流程 所示简。 图如下图所示：混合过程的物料流程图
1 100mol 天然气 CH4 0.85 C2H6 0.15
2 A mol 空气
图 4-5
混合过程
3 Mmol 混合气 CH4 0.10 C2H6 x 空气 1-0.10-x
混合过程物料流程简图
在图中，应表示出所有物料线，并注明所有已知和未知变 量。如果过程中有很多股物流，则可将每股物流进行编号， 以避免出错。
第二节 物料衡算的基本方法
5．选择合适的计算基准，并在流程图上注明所选的基准值。
计算基准即作物料衡算时先确定的某一股物料的量。
在物料、能量衡算中，计算基准的选取至关重要，从原则上 说选择任何一种计算基准，都能得到正确的解答。 在一般化工计算中，根据过程的特点选择计算基准大致可以 从以下几个方面考虑： （1）时间基准 （2）质量基准 （3）物质的量基准 （4）体积基准
（1）设计任务数据 ①生产规模 根据设计任务、生产能力来确定。 ②生产时间 即年工作时数（操作时间），一般为7200-8000小 时左右。 ③有关工艺技术经济指标 即原料的消耗定额、转化率、收率、 选择性（或产率）等。 （2）物性数据 如摩尔质量、密度、浓度、反应平衡常数、相 平衡常数等，可以在有关资料、手册、数据汇编等处查找。查 找时应注意资料的可靠性，尽可能找原始资料并注意数据的适 用范围。所收集的数据应统一使用国际单位制。 （3）工艺参数 如温度、压力、流量、原料配比、停留时间等。
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第一节 物料衡算式
一、化工过程的类型 1．化工过程根据其操作方式可以分成连续操作、间歇操作 以及间歇连续操作（半间歇或半连续操作）三类。 2．化工过程按物系是否稳定，可分为稳定状态操作和非稳 定状态操作。
本章主要是以稳定状态操作过程为主介绍物料衡算的有关方 法，对不稳定状态操作过程只作简要的介绍。 二、物料衡算式 对任何一个体系，物料平衡关系式可表示为：