化工设计课件--化工流程的自由度分析.pptxVIP

化工设计第三章 物料衡算与热量衡算 本学时讲授内容 第三节 化工流程的物料衡算 （没有化学反应） 流 程 示 意 图例题：有如图所示的一个连续流程，用于稀醋酸的浓缩处理，图中E代表某种溶剂组分。过程无任何化学反应。已知： 1. 产品精馏塔进料中的HAc有67.5%从产品流中产出。 2. F1=2.3F11  3. 图中所有组成均为质量百分数。 要求： 1. 试作此过程的自由度分析， 列出自由度分析表 2. 指出完整的物料衡算（MB）计算顺序 3. 求解出2号流股的组成及F2/F9废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器2E 98.8%H2O 1.2%E 7%HACH2OH2SO4进 料HAC 30％H2O 69.8%H2SO4 0.2%混合器1E 99%H2O 1％产品流HAC 99%H2O 1%萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔溶剂提馏塔123111085467912基准后 解： 这是一个只做物料衡算的情况，从流程特点可以看出，整个流程系统是： 因为流程中没有化学反应，而所有输入的流股中只含有4种组份，因而可以判定流程中所有流股所含有的组份应该≦4种。 1、7号流股输入 流程系统 （无化学反应）9、12号流股输出整体第一步、根据流程的特点，确定流程中所有流股含有的组份数。求解步骤： 流股号组份数123456789101112 3 2 2 3 3 4 2 2 2 4 2 2各流股组份数一览表废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器2E 98.8%H2O 1.2%E 7%HACH2OH2SO4进 料HAC 30％H2O 69.8%H2SO4 0.2%混合器1E 99%H2O 1％产品流HAC 99%H2O 1%萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔溶剂提馏塔123111085467912 第二步、做流程的自由度分析 流程自由度分析表混合器1萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔混合器2溶剂提留塔过程OB（整体）变量总数MB衡算方程数 已知变量数附加关系式数自由度 （1）混合器1及萃取塔的自由度分析混合器1萃取塔变量总数MB衡算方程数已知变量数附加关系式数自由度8321＋212420＋6废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器2E 98.8%H2O 1.2%E 7%HACH2OH2SO4进 料HAC 30％H2O 69.8%H2SO4 0.2%混合器1E 99%H2O 1％产品流HAC 99%H2O 1%萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔溶剂提馏塔1（3）2（3）3（3）11（2）10（2）8（2）5（2）4（4）6（2）7（2）9（4）12（2） （2）溶剂提馏塔及整体的自由度分析溶剂提馏塔整体（OB）变量总数MB衡算方程数已知变量数附加关系式数自由度10430＋311450＋2废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器2E 98.8%H2O 1.2%E 7%HACH2OH2SO4进 料HAC 30％H2O 69.8%H2SO4 0.2%混合器1E 99%H2O 1％产品流HAC 99%H2O 1%萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔溶剂提馏塔1（3）2（3）3（3）11（2）10（2）8（2）5（2）4（4）6（2）7（2）9（4）12（2） （3）溶剂回收塔及产品精馏塔的自由度分析溶剂回收塔产品精馏塔变量总数MB衡算方程数已知变量数附加关系式数自由度7330＋1 6221＋1废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器2E 98.8%H2O 1.2%E 7%HACH2OH2SO4进 料HAC 30％H2O 69.8%H2SO4 0.2%混合器1E 99%H2O 1％产品流HAC 99%H2O 1%萃取塔溶剂回收塔产品精馏塔溶剂提馏塔1（3）2（3）3（3）11（2）10（2）8（2）5（2）4（4）6（2）7（2）9（4）12（2） （4）混合器2及过程的自由度分析混合器2自由度附加关系式数10已知变量数MB衡算方程数31变量总数过程8230＋3废 料E 0.1%HACH2OH2SO4 HAC 24%循环流HAC 60%H2O 40%E 98.8%H2O 1.2%混合器