物料和能量平衡

Prof.Dr.YangXuefengSchoolofChem.Eng.anUniversity1PPT課件物料和能量平衡Prof.Dr.YangXuef1.1概述物料衡算和能量衡算是化工工藝設計的基礎，也是進行化工工藝設計及經濟評價的基本依據。通過對全過程或單元過程的物料和能量衡算，可以確定工廠生產裝置設備的設計規模和能力；同時，可以計算出主、副產品的產量，原料的消耗定額，生產過程的物料損耗以及三廢的排放量、蒸汽、水、電、燃料等公用工程消耗。通過物料平衡和能量衡算可以確定各物料的流量、組成、狀態和物化性質，從而為確定設備尺寸、管道設計、儀表設計、公用工程設計以及建筑、結構設計提供依據。2PPT課件1.1概述物料衡算和能量衡算是化工工藝設計的基礎，也是1.1概述物料和能量衡算是化工技術人員必須掌握的基本技能，也是學習和對化工過程進行深入研究時，推導數學模型基本方程的重要基礎。化工過程根據其操作方式可以分成間歇操作、連續操作以及半連續操作三類。或者將其分為穩定狀態操作和不穩定狀態操作兩類。在對某個化工過程作物料或能量衡算時，必須了解生產過程的類別。3PPT課件1.1概述物料和能量衡算是化工技術人員必須掌握的基本技1.1概述間歇操作過程：原料在生產操作開始時一次加入，然后進行反應或其它操作，一直到操作完成后，物料一次排出。在整個操作時間內，沒有物料進出設備，設備中各部分的組成、條件隨時間不斷變化。連續操作過程：在整個操作期間，設備的進料和出料是連續流動的，原料不斷穩定地輸人生產設備，同時不斷從設備排出總量相等的物料。在整個操作期間，設備內各部分組成與條件不隨時間而變化。半連續操作過程：操作時物料一次輸入或分批輸入，而出料是連續的；或連續輸入物料，而出料是一次或分批的。4PPT課件1.1概述間歇操作過程：原料在生產操作開始時一次加入，1.1概述穩定狀態操作過程（穩定過程）：整個化工過程的操作條件（如溫度、壓力、物料量及組成等）不隨時間而變化，只是設備內不同點有差別。不穩定狀態操作過程（不穩定過程）：操作條件隨時間而不斷變化的過程。化工過程操作狀態不同，其物料或能量衡算的方程亦有差別。5PPT課件1.1概述穩定狀態操作過程（穩定過程）：整個化工過程的1.2物料平衡6PPT課件1.2物料平衡6PPT課件1.2.1基本概念

進行物料衡算的理論依據是質量守恒定律，即在一個獨立的體系中，無論物質發生怎樣的變化，其質量保持不變。物料衡算基本式7PPT課件1.2.1基本概念進行物料衡算的理論依據是質量守恒定律1.2.1基本概念

若體系內有化學反應發生，在作衡算時，要把由反應消耗或生成的量考慮在內

在對反應物作衡算時，由反應而消耗的量應取減號；對生成物作衡算時，由反應而生成的量應取加號。

8PPT課件1.2.1基本概念若體系內有化學反應發生，在作衡算時，1.2.2基本方法

畫出物料流程簡圖，選擇計算基準及物料衡算式。

(1)物料流程簡圖求解物料衡算問題，應先根據給定的條件畫出流程簡圖。圖中用簡單的方框表示過程中的設備，用線條和箭頭表示每個流股的途徑和流向，并標出每個流股的已知變量及單位。對一些未知的變量，可用符號表示。

9PPT課件1.2.2基本方法畫出物料流程簡圖，選擇計算基準及物料1.2.2基本方法

例：含CH490％和C2H610％(mol％)的天然氣與空氣在混合器中混合，得到的混合氣含CH48％。試計算100mol天然氣應加入的空氣量及得到的混合氣量。10PPT課件1.2.2基本方法例：含CH490％和C2H611.2.2基本方法

(2)選擇計算基準進行物料、能量衡算時，必須選擇一個計算基準。從原則上講，任何一種計算基準都能得到正確的解答，但計算基準選擇得恰當，可以使計算簡化，避免錯誤。11PPT課件1.2.2基本方法(2)選擇計算基準11PPT課件1.2.2基本方法

根據過程特點，選擇計算基準時應注意以下幾點：1)應選擇已知變量數最多的流股作為計算基準。例如：某一個體系，反應物組成只知其主要成份，而產物的組成已知，就可以選用產物的單位質量或單位體積作基準，反之亦然。2)對液體或固體的體系，常選取單位質量作基準。3)對連續流動體系，用單位時間作計算基準有時較方便。例如：以1小時、1天等的投料量或產品量作基準。4)對于氣體物料，如果環境條件(如溫度、壓力)已定，則可選取體積作基準。12PPT課件1.2.2基本方法根據過程特點，選擇計算基準時應注意以1.2.2基本方法

(3)根據過程的不同情況選擇物料衡算式進行計算。具體進行物料計算時，可采用下列步驟1)收集已知數據，如進入或輸出體系的物料的流量、溫度、壓力、濃度、密度等。2)作流程簡圖，在圖中應作出所有物料線，標上所有已知和未知量。若過程中有多股物流，則可將各股物流編號。3)確定衡算體系，根據已知條件及計算要求進行確定，可在流程圖中用虛線表示體系邊界。13PPT課件1.2.2基本方法(3)根據過程的不同情況選擇物料衡算1.2.2基本方法

4)寫出化學反應方程式，包括主副反應，注明分子量。若無化學反應發生，可免去此步。5)選擇恰當的計算基準，在流程圖上注明所選的基準值，過程的物料衡算和能量衡算應在同一基準上進行。6)列出物料衡算式，用數學方法求解。對組成較復雜的物料，可先列出輸入-輸出物料表，便于整理已知條件和計算結果。7)完成輸入-輸出物料表。14PPT課件1.2.2基本方法4)寫出化學反應方程式，包括主副反應1.2.3無化學反應過程的物料平衡

在化工過程中，一些沒有發生化學反應，只發生物理變化的單元操作，比如混合、蒸餾、蒸發、干燥、吸收、結晶、萃取等。如果體系沒有積累，這些穩定過程的物料衡算都可以根據物料衡算式進入體系的物料量=輸出體系的物料量列出總物料和各組分的衡算式，再用代數法求解。15PPT課件1.2.3無化學反應過程的物料平衡在化工過程中，一些沒1.2.3無化學反應過程的物料平衡

若每個股流有n個組分，則可列出下列衡算式：總物流衡算式各組分的衡算式F——進入體系的物料；P、W——輸出體系的物料；xFi、xPi、xWi——分別為F、P、W中組分i的質量分數（對于沒有化學反應的過程，也可用摩爾數）。16PPT課件1.2.3無化學反應過程的物料平衡若每個股流有n個組分1.2.3無化學反應過程的物料平衡

若物料中有n個組分，可列出n個組分的衡算式和一個總物料衡算式，共n+1個衡算方程歸一定律n+1個方程中，只有任意n個方程是獨立的。對有n個組分的體系，只需求解n個未知量。17PPT課件1.2.3無化學反應過程的物料平衡若物料中有n個組分，(1)簡單過程的物料衡算簡單過程是指僅有一個設備、或一個單元操作、或整個過程簡化成一個設備的過程。在物料流程簡圖中，設備的邊界就是體系的邊界。以連續蒸餾塔為例，連續蒸餾塔物料衡算的目的是找出塔頂產品、塔底產品的流量和組成與原料液的流量和組成之間的關系，若塔的分離任務已定，則已知進料組成和流量可求出塔頂和塔底產品的流量和組成。

18PPT課件(1)簡單過程的物料衡算簡單過程是指僅有一個設備、或一(1)簡單過程的物料衡算全塔總質量衡算

全塔各組分的質量衡算F——進塔原料流量，kmol/h；D——塔頂產品流量，kmol/h；W——塔底產品流量，kmol/h；xFi——進料中各組分的摩爾分數；xDi——塔頂產品中各組分的摩爾分數；xWi——塔底產品中各組分的摩爾分數。19PPT課件(1)簡單過程的物料衡算全塔總質量衡算全塔各組分的質例1.2.3-1連續常壓蒸餾塔分離苯、甲苯混合溶液，要求餾出液中苯回收率為97％。解：MB＝78，MT＝92F＝

20000kg/hwFB＝0.38W＝

?wWB0.02D＝?xDB=?20PPT課件例1.2.3-1連續常壓蒸餾塔分離苯、甲苯混合溶液，要求餾例1.2.3-1餾出液苯回收率為97％代入已知數據得

得

W=124.2kmol/h

D=108kmol/hF＝

232.2kmol/hxFB＝0.4196W＝

?xWB0.02351D＝?xDB=?21PPT課件例1.2.3-1餾出液苯回收率為97％代入已知數據得得例1.2.3-1蒸餾塔物料平衡22PPT課件例1.2.3-1蒸餾塔物料平衡22PPT課件(2)有多個設備過程的物料衡算可先劃分出多個衡算體系每個衡算體系均可列出相應的衡算方程。若每個設備的輸入和輸出物料中均含有n個組分，則每個體系可寫出n+1個衡算方程，其中有n個是獨立方程。ABC23PPT課件(2)有多個設備過程的物料衡算可先劃分出多個衡算體系每例1.2.3-2將含有50％苯、30％甲苯和20％二甲苯(mol％)的混合物分成較純的三個餾份。計算蒸餾1000mol/h原料所得各流股的量及進塔II的物料組成。解：設S2、S3……表示各流股物料量，mol/h；

x3B、x3T表示流股3中苯、甲苯的組成。共可列出三組衡算方程，每組選三個獨立方程。24PPT課件例1.2.3-2將含有50％苯、30％甲苯和20％二甲苯(例1.2.3-2體系A（塔I）：總物料1000=S2+S3 (1)苯10000.5=0.95S2+x3BS3 (2)甲苯10000.3=0.03S2+x3TS3 (3)體系B（塔II）：總物料S3=S4+S5(4)苯x3BS3=0.03S4+0.0045S5 (5)甲苯x3TS3=0.95S4+0.43S5 (6)體系C（整個過程）：總物料 1000=S2+S4+S5 (7)苯 10000.5=0.95S2+0.03S4+0.0045S5 (8)甲苯 10000.3=0.03S2+0.95S4+0.43S5 (9)25PPT課件例1.2.3-2體系A（塔I）：體系B（塔II）：體系C（例1.2.3-29個方程，只有6個獨立，可任選兩組方程求解。本題應選先體系C，因2、4、5的組成均為已知，只有S2、S4、S5三個未知量，可從(7)、(8)、(9)三式直接求解。得：S2=520mol/hS4=150mol/hS5=330mol/h再任選一組（體系A或B）衡算方程，即再由(1)、(2)、(3)或(4)、(5)、(6)可解得S3=480mol/hx3B=0.0125x3T=0.5925x3X=0.39526PPT課件例1.2.3-29個方程，只有6個獨立，可任選兩組方程求解例1.2.3-2由此例可以看出，多設備過程又有大量多組分流股時，可列出許多線性方程。在許多線性方程中，不管衡算體系如何選擇、組合，其獨立方程的最多數目應等于設備數(M)與物料組分數(C)的乘積，即MC個獨立方程。上例中，M=2，C=3，共6個方程。最多能求解MC個未知量。27PPT課件例1.2.3-2由此例可以看出，多設備過程又有大量多組分流1.2.4有化學反應過程的物料平衡化學反應使體系產生新物質，各化學物質進入與輸出體系的量或質量流率就會不平衡。反應速率、轉化率、產物收率等因素對物料平衡都有影響。工業化學反應過程中，當反應原料比不按化學計量比時，根據反應物的化學計量數大小可分為：(1)限制反應物：以最小化學計量數存在的反應物。(2)過量反應物：用量超過限制反應所需理論量的反應物。28PPT課件1.2.4有化學反應過程的物料平衡化學反應使體系產生新1.2.4有化學反應過程的物料平衡(3)轉化率（以x表示）：某一反應物反應掉的量占其輸入量的百分數。若以NA1、NA2分別表示反應物A輸入及輸出體系的摩爾數，則反應物A的轉化率為同一個化學反應，由不同的反應物可計算得到不同的轉化率。因此，應用時必須指明某個反應物的轉化率。若沒有指明，則通常指限制反應物的轉化率。

29PPT課件1.2.4有化學反應過程的物料平衡(3)轉化率（以x1.2.4有化學反應過程的物料平衡(4)選擇性（以S表示）：反應物生成目的產物的量與反應物消耗總量的百分數。若反應物為A，目的產物為D，ND為生成D的摩爾數，a、d為A與D的化學計量系數，則選擇性為式中：NA1-NA2——反應物A反應掉的摩爾數。轉化率與選擇性是反應過程的兩個主要技術指標。30PPT課件1.2.4有化學反應過程的物料平衡(4)選擇性（以S1.2.4有化學反應過程的物料平衡(5)收率（以Y表示）：目的產物量與反應物（通常指限制反應物）輸入量之比。可用物質的量（摩爾數）或質量計算。若以摩爾數計算，考慮化學計量系數，則目的產物D的收率為轉化率、選擇性與收率三者之間的關系為31PPT課件1.2.4有化學反應過程的物料平衡(5)收率（以Y例1.2.4-1用鄰二甲苯氣相催化鄰二甲苯酸酐(苯酐)。計算鄰二甲苯轉化率及苯酐和順酐的收率及選擇性。

出口組成mol％苯酐0.654順丁烯二酸酐(順酐)0.066鄰二甲苯0.030氧16.53氮77.75其它H2O，CO2，CO等反應式：

C8H10+3O2C8H4O3+3H2O2C8H10+9O24C4H2O3+6H2O32PPT課件例1.2.4-1用鄰二甲苯氣相催化鄰二甲苯酸酐(苯酐)。計例1.2.4-1基準：鄰二甲苯投料量210kg/h

1mol空氣中O2量為0.21mol，N2量為0.79mol輸入O2量kmol/h210kg/h鄰二甲苯理論需O2量生成苯酐

kmol/h生成順酐kmol/h所以空氣為過量反應物，鄰二甲苯為限制反應物。輸入N2量kmol/hN2不反應，數量不變。產物總量kmol/hC8H10+3O2C8H4O3+3H2O2C8H10+9O24C4H2O3+6H2O33PPT課件例1.2.4-1基準：鄰二甲苯投料量210kg/h1mo例1.2.4-1產物中：鄰二甲苯209.570.0003=0.06287kmol/h=6.664kg/h苯酐209.570.00654=1.370kmol/h=202.76kg/h順酐209.570.00066=0.1383kmol/h=13.55kg/h鄰二甲苯轉化率苯酐收率質量收率順酐收率質量收率苯酐的選擇性或34PPT課件例1.2.4-1產物中：鄰二甲苯209(1)直接計算法根據反應方程式，運用化學計量系數進行計算。35PPT課件(1)直接計算法根據反應方程式，運用化學計量系數進行計算例1.2.4-2丙烯、氨及氧反應制取丙烯腈，其反應過程為

原料氣組成(mol％)為10％C3H6，12％NH3，78％空氣。丙烯轉化率為30％。試求輸出物料組成。

解：基準100kmol原料氣。輸入量：C3H6 1000.10=10kmol42=420kgNH3 1000.12=12kmol17=204kgO2 1000.780.21=16.38kmol32=524kgN2 1000.780.79=61.62kmol28=1725kg36PPT課件例1.2.4-2丙烯、氨及氧反應制取丙烯腈，其反應過程為例1.2.4-2輸出量：C3H3N 100.30=3kmol=159kgH2O 100.303=9kmol=162kg剩余C3H6 10(1-0.30)=7kmol=294kg剩余NH3 12-3=9kmol=153kgO2 16.38-100.303/2=11.88kmol=380kgN2 61.62kmol=1725kg37PPT課件例1.2.4-2輸出量：37PPT課件例1.2.4-2計算結果如表所示。基準：100kmol原料

38PPT課件例1.2.4-2計算結果如表所示。38PPT課件(2)利用反應速率進行物料衡算以物質的量或質量進行衡算時，將輸入與輸出速率之差

ri定義為物質

i的量生成速率，即

則化學反應過程的物料衡算式為

39PPT課件(2)利用反應速率進行物料衡算以物質的量或質量進行衡算時例1.2.4-3合成氨原料氣中的CO在反應器1中CO大部分轉化，在反應器2中完全脫去。

反應：

物流5中H2與N2比為3:1。假定水蒸汽流率是原料氣總量（干基）的2倍，同時反應器1中CO的轉化率為80％，試計算中間物流4的組成。40PPT課件例1.2.4-3合成氨原料氣中的CO在反應器1中CO大部例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h先用總單元過程摩爾衡算式，設CO轉化量為r：N2(A)平衡CO(B)平衡H2O(C)平衡CO2(D)平衡H2(E)平衡已知H2與N2的關系為41PPT課件例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h先用總單元例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h原料氣(干基)與水蒸汽的關系為將H2和CO平衡式相加，消去r，得將F2值代入CO平衡式中，得由此得最后，由CO2和H2O平衡得到42PPT課件例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h原料氣(干例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h反應器1中，CO轉化率為80％43PPT課件例1.2.4-3解：基準物流l為100mol/h反應器1中(3)元素平衡由于化學反應中化學物質產生變化，可采用元素平衡的方法進行衡算，衡算式可表示為

44PPT課件(3)元素平衡由于化學反應中化學物質產生變化，可采用元素例1.2.4-4甲烷、乙烷與水蒸汽用鎳催化劑進行轉化反應，生成氫氣，反應器出口氣體組成(干基)為

假定原料中只含CH4和C2H6兩種碳氫化合物，則這兩種氣體的摩爾比為多少？每1000Nm3原料氣需多少kg蒸汽參加反應？

CH4M=?kmolC2H6E=?kmolH2OS=?kmolCH44.6kmolC2H62.5kmolCO18.6kmolCO24.6kmolH269.7kmol45PPT課件例1.2.4-4甲烷、乙烷與水蒸汽用鎳催化劑進行轉化反應，例1.2.4-4基準：100kmol干燥產物氣體O原子S=18.6+4.62=27.8 (1)C原子M+2E=4.6+22.5+18.6+4.6=32.8 (2)H原子4M+6E+2S=44.6+62.5+269.7=172.8 (3)CH4M=?kmolC2H6E=?kmolH2OS=?kmolCH44.6kmolC2H62.5kmolCO18.6kmolCO24.6kmolH269.7kmol46PPT課件例1.2.4-4基準：100kmol干燥產物氣體O原子例1.2.4-4基準：100kmol干燥產物氣體得S=27.8kmol/100kmol干燥產物氣體E=7.0kmol/100kmol干燥產物氣體M=18.8kmol/100kmol干燥產物氣體CH4、C2H6mol比為1000Nm3原料氣（kmol原料氣）需水蒸汽的量

kg蒸氣

47PPT課件例1.2.4-4基準：100kmol干燥產物氣體得(4)用聯系組分作衡算“聯系組分”是指隨物料輸人體系，但不參加反應，最終隨物料輸出體系的組分。因此，在整個反應過程中，聯系組分的數量不變。若F、P分別為輸入、輸出物流，L為聯系組分，L在F中的質量分數為xFL，在P中的質量分數為xPL，則

48PPT課件(4)用聯系組分作衡算“聯系組分”是指隨物料輸人體系，但例1.2.4-5甲烷與氫混合氣在爐子內用空氣完全燃燒，煙道氣分析為N272.22％，CO28.13％，O22.49％，H2O17.16％(mol％)。問：(1)燃料中氫與甲烷的比例多少？(2)燃料(H2+CH4)對空氣的比例多少？解：反應式

基準：100mol煙道氣，以N2為聯系組分49PPT課件例1.2.4-5甲烷與氫混合氣在爐子內用空氣完全燃燒，煙道例1.2.4-5煙道氣中N2為72.22mol，即為輸入空氣中N2量所以，輸入空氣中O2為mol煙道氣中CO28.13mol根據反應式，輸入燃料中CH4量為8.13mol.CH4燃燒耗O28.132=16.26molH2燃燒耗O2應為19.20-16.26-2.49=0.45mol根據反應式，輸入中H2量0.452=0.90mol50PPT課件例1.2.4-5煙道氣中N2為72.22mol，即為輸入空例1.2.4-5計算結果如下表(基準：100mol煙道氣)燃料中

：51PPT課件例1.2.4-5計算結果如下表(基準：100mol煙道氣)1.2.5具有物料循環、排放及旁路過程的物料平衡(1)物料循環過程的物料衡算

單程轉化率和單程收率：物料通過反應器一次所達到的轉化率和收率。總轉化率和總收率：新鮮原料從進入系統（虛線方框）起到離開系統止所達到的轉化率和收率。

52PPT課件1.2.5具有物料循環、排放及旁路過程的物料平衡(1)1.2.5具有物料循環、排放及旁路過程的物料平衡由于循環，新鮮物料多次經過反應器，比經過反應器一次所達到轉化率和收率高：

按照單程轉化率和總轉化率的定義，可寫出有物料循環的流程的單程轉化率和總轉化率計算如下：

53PPT課件1.2.5具有物料循環、排放及旁路過程的物料平衡由于循總物料平衡： 新鮮物料量=產品物料量+排放物料量組分平衡：新鮮物料量－反應中物質減少量=產品物料量+排放物料量1.2.5具有物料循環、排放及旁路過程的物料平衡對穩態過程，積累項為零，若以圖中虛線方框為界，列循環系統的物料平衡方程，則有如下關系：惰性組分：新鮮物料中惰性組分量=產品物料惰性組分量+排放物料惰性組分量54PPT課件總物料平衡：組分平衡：1.2.5具有物料循環、排放及旁路V0，新鮮原料氣

冷凝

氨

合

成

塔

V4，總產氨氣V2，塔入口氣V1，放空氣V3，塔出口氣例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算忽略氣體在液氨中的溶解；因水冷后氨的冷凝量很小，近似地把塔出口氣體中的氨含量與放空氣中的氨含量視為相等。

組成mol％H273.729N224.558CH41.42Ar0.293組成mol％NH32.5組成mol％NH311組成mol％NH311CH4+Ar19.29655PPT課件V0，新鮮原料氣冷凝氨合成塔V4，總產氨氣V2例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算解：基準1000Nm3新鮮原料氣。(a)放空氣量Vl及組成。作系統的惰性氣平衡得新鮮氣帶入的惰性氣=放空氣帶出的惰性氣已知

V0=1000Nm3

放空氣組成的計算：NH3、(CH4+Ar)的摩爾分數為11％和19.296％，N2及H2的摩爾比近似等于化學反應計量系數1:356PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算解：基準1000例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算H2的摩爾分數=N2的摩爾分數=CH4的摩爾分數=Ar的摩爾分數=(N2+H2)的摩爾分數為1-(0.11+0.19296)=0.6970457PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算H2的摩爾分數=例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(b)總產氨量V4

每生成1體積氨，系統總體積減少(1+3-2)/2=1體積。

新鮮氣體積-由于反應而減少的體積=放空氣體積+冷凝為產品排出的氣氨體積

生成的氨氣＝(V4+0.11V1)Nm3，故由于反應而減少的體積為(V4+0.11V1)1而

V0=1000Nm3

V1=88.775Nm3

解得V4=450.73Nm3

58PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(b)總產氨量例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(c)氨合成塔出口氣量V3和入口氣量V2

反應減少的體積=

V2-V3

由系統氨平衡系統排出氨=V4+0.11V1，生成氨=0.11V3-0.025V2代入Vl和V4解得

V2=6013.6Nm3

V3=5553.024Nm3

反應生成的氨=系統排出的氨

59PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(c)氨合成塔例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成塔入口氣體組成作系統H2平衡塔入口含H2=新鮮氣帶入H2-放空氣帶H2+塔出口含H2

合成塔進口含H2-塔出口含H2=新鮮氣帶入H2-放空氣帶出H2

===3358.26Nm3

60PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成塔入口氣體組成作系統N2平衡得塔入口含N2=新鮮氣帶入N2-放空氣帶N2+塔出口含N2

===1119.24Nm361PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成塔入口氣體組成作塔進、出口CH4平衡得塔入口含CH4=塔出口含CH4===816.06Nm3

作塔進、出口Ar平衡得塔進口含Ar=塔出口含Ar===168.48Nm3

62PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成塔入口氣體組成作系統氨平衡得

塔出口含氨-塔進口含氨=系統排出的氨+放空氣帶出的氨塔進口含氨=塔出口含氨-系統排出的氨-放空氣帶出的氨===150.34Nm3

63PPT課件例1.2.5-1作氨的合成系統的物料衡算(d)氨合成(2)具有排放過程的物料衡算穩定循環過程，物料的質量既不積累又不消失，各流股的組分恒定。長時間循環會使原料中雜質或惰性物質濃度逐漸增加。必須部分排放，以維持進料中雜質的含量。排放物料中雜質或副產物的流量應等于新鮮物料中雜質進入體系的流量。

64PPT課件(2)具有排放過程的物料衡算穩定循環過程，物料的質量既不例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷新鮮原料中乙烯:空氣=1:10，乙烯單程轉化率55％，吸收塔出口氣體總量的65％循環。計算：乙烯:空氣1:10單程轉化率55％65％循環總轉化率、各流股物料量及排放物料W組成。如果W的分析數據為：N281.5％，O216.5％，C2H42.0％循環比(R/W)為3.0，計算新鮮原料中乙烯與空氣的比例和單程轉化率。65PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷新鮮原料中乙烯:空氣例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷解：反應式

1)計算總轉化率，需求出環氧乙烷生成量。已知單程轉化率為55％，循環比R:W=65:35，因此可利用結點A物料平衡進行計算。

66PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷解：反應式1)計例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：新鮮原料中C2H410mol設MF中C2H4為xmol根據A點物料衡算A點C2H4衡算解得x=14.15mol生成環氧乙烷量55％·x=55％14.15=7.78mol反應器出口RP中C2H4剩余量14.15-7.78=6.37mol總轉化率為

67PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：新鮮原料中67例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷計算W組成W中C2H4量為已知。N2是聯系組分，W中N2數量也已知。可用A點物料衡算求出MF中含O2量，減去生成環氧乙烷消耗的O2量，得RP中的O2量，從而求得W中的含O2量。設混合料MF中O2為ymolF中C2H410mol，已知C2H4:空氣=1:10F中空氣100mol，其中N279mol，O221mol生成環氧乙烷消耗O2量68PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷計算W組成W中例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷各流股中組合含量如表所示。

69PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷各流股中組合含量如表例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷根據A點O2衡算解得y=52.78molW組成為：

molmol％N279.079/98.34100％=80.33％O20.35(y-3.89)=0.35(52.78-3.89)=17.1117.11/98.34100％=17.40％C2H40.356.37=2.232.23/98.34100％=2.27％合計98.34將y=52.78代入上表，可得出各流股中組分的量70PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷根據A點O2衡算解得例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷計算結果71PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷計算結果71PPT課例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷2)已知W組成（N281.5％，O216.5％，C2H42.0％)及循環比(R/W=3.0)，求新鮮原料F中C2H4與空氣的比例及單程轉化率。N2是該反應過程中的聯系組分，可以此根據總衡算求出新鮮原料F中N2和O2的量，并按A點平衡計算MF中的N2和O2量。F中C2H4:空氣未知，選擇F中C2H4量為基準不合適。W組成已知，以W量100mol作基準。72PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷2)已知W組成（例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：100mol

W由總物料衡算，W與F中N2不變。已知W中N2

為81.5％。F中N281.5mol，F中O2

81.50.21/0.79=21.66

molR、S和RP（不包括環氧乙烷）的組成與W組成相同。已知R/W=3/1RP/W=S/W=4/1R中N2381.5=244.5molC2H432.0=6.0molO2316.5=49.5molRP（不包括C2H4O）=S，其中N2481.5=326molO2416.5=66molC2H442.0=8.0mol73PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：100mol例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷根據A點平衡

F+R=MFA點O2平衡

MF中O221.66+49.5=71.16mol反應器中消耗O271.16-66=5.16mol反應器中消耗的C2H425.16=10.32mol按反應器物料中C2H4平衡MF中C2H4量=RP中C2H4量+反應器中消耗的C2H4量MF中C2H48.0+10.32=18.32molF中C2H4量=MF中C2H4量-R中C2H4量F中C2H418.32-6.0=12.32mol74PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷根據A點平衡例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：100mol排放氣體(W)單程轉化率

75PPT課件例1.2.5-2乙烯氧化制環氧乙烷基準：100mol排3)具有旁路過程的物料衡算具有旁路的過程，就是把一部分物料繞過一個或多個設備，直接與另一流股物料相混。旁路主要用于控制物流組成或溫度，這類過程的物料衡算與循環過程的物料衡算相類似，計算時應注意結點平衡。76PPT課件3)具有旁路過程的物料衡算具有旁路的過程，就是把一部分物例1.2.5-3烴類氣體轉化制合成氣生產甲醇合成氣量為2321Nm3/h，CO:H2=1:2.4(mol)。轉化氣中CO43.12％(mol)，H254.20％，不合要求。將部分轉化氣送至CO變換反應器，變換氣含CO8.76％，H289.75％(mol)，如果變換、脫除過程僅發生CO到CO2的變化，且CO2以100％濃度排放。用此變換氣去調節轉化氣，求轉化氣及變換氣各為多少？

77PPT課件例1.2.5-3烴類氣體轉化制合成氣生產甲醇合成氣量為例1.2.5-3基準：合成氣2321Nm3/h轉化氣組成：CO43.12％，H254.20％變換后氣體組成：CO8.76％，H289.75％設合成氣中CO摩爾分數為xco則合成氣中H2摩爾分數為2.4xco78PPT課件例1.2.5-3基準：合成氣2321Nm3/h78PPT課例1.2.5-3b點總物料衡算B+SP=2321(1)b點CO衡算0.4312B+0.0876SP=2321

xco (2)b點H2衡算0.542B+0.8975SP=23212.4xco (3)解(1)、(2)、(3)式，得到B=1352Nm3/hSP=969Nm3/hxco=0.287779PPT課件例1.2.5-3b點總物料衡算例1.2.5-3對變換、脫除過程作衡算：對CO衡算 0.4312SF=0.08761325+SCl00％ (4)對體積衡算 SF=1325+SC (5)得到SF=2125.4Nm3/hSC=800.4Nm3/h

F=3121.4Nm3/h80PPT課件例1.2.5-3對變換、脫除過程作衡算：80PPT課件1.3能量平衡

81PPT課件1.3能量平衡81PPT課件1.3.1基本概念能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進行完備的物料衡算后，才能作出能量衡算。能量有多種存在形式，如勢能、動能、電能、熱能、機械能、化學能等，各種形式的能量在一定的條件下可以相互轉化。無論怎樣轉化，總能量是守恒的。

82PPT課件1.3.1基本概念能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進行(1)能量守恒定律基本式輸出能量=輸入能量+生成能量-消耗能量-積累能量能量的形式主要有以下幾種：1)動能Ek—物體由于運動而產生的能量。2)勢能Ep—物體由于豎直位移差而具有的能量。3)內能U—物體除了宏觀的動能和勢能之外所具有的能量，與分子的運動有關。83PPT課件(1)能量守恒定律基本式83PPT課件(1)能量守恒定律內能可用物質的溫度來衡量，即4)功W—物體在外力的作用下通過一定距離，其所作的功為

式中：F—外力，N；l—距離，m。外界對系統作功取正值，系統對外界作功取負值。

84PPT課件(1)能量守恒定律內能可用物質的溫度來衡量，即4)功W(1)能量守恒定律系統壓力和體積發生變化時p—壓力，PaV—單位體積，m3。上述情況主要發生在氣體壓縮和膨脹時。

5)熱能—可以轉化為熱和功。熱和功的轉化，使系統的能量發生變化。通常，外界對系統加熱為正，系統向外界放熱為負。6)電能—電能是機械能的一種，在能量衡算方程式中一般包含在功的一項中。電能只有在電化學過程的能量衡算才是重要的。

85PPT課件(1)能量守恒定律系統壓力和體積發生變化時(2)能量衡算方程熱力學第一定律

E—體系總能量的變化，E=E

K+E

p+U；Q—體系從環境中吸收的能量；W—外界對體系所作的功。1)封閉體系間歇過程體系中沒有物質流動，無動能和勢能變化86PPT課件(2)能量衡算方程熱力學第一定律E—體系總能量的變化(2)能量衡算方程2)流動體系流動體系是指物質連續通過邊界進出的體系。V1,T1,p1,u1,U1V2,T2,p2,u2,U2Z2Z1ZUqW87PPT課件(2)能量衡算方程2)流動體系V1,T1,p1,(2)能量衡算方程(a)穩態過程

88PPT課件(2)能量衡算方程(a)穩態過程88PPT課件(2)能量衡算方程總功W為流動功及軸功之和

Wt—流動功，等于作用于體系入口處流體的功減去作用于體系出口處流體的功；Ws—軸功，體系內運動部件對過程流體所作的功。

恒壓體系

89PPT課件(2)能量衡算方程總功W為流動功及軸功之和Wt—流動功(2)能量衡算方程引入焓的概念，H=U+pV

(b)封閉體系

對一定質量的物質體系

90PPT課件(2)能量衡算方程引入焓的概念，H=U+pV(b)封(2)能量衡算方程(c)孤立體系

91PPT課件(2)能量衡算方程(c)孤立體系91PPT課件(3)能量衡算的一般方法能量衡算可按照以下步驟進行：1)作系統示意簡圖，標明已知條件和物料狀態；2)確定各組分的熱力學數據，如焓、熱容、相變熱等；3)選擇計算基準，在與物料衡算一起進行時，可選用物料衡算所取的基準作為能量衡算的基準，同時，還要選取熱力學函數的基準態；4)列出能量衡算方程式進行求解。

92PPT課件(3)能量衡算的一般方法能量衡算可按照以下步驟進行：921.3.2熱物性數據化工工藝研究設計和生產的重要基礎數據。工藝計算、物料和能量平衡計算的正確性，很大程度上取決于使用的物性數據的正確性。化工工程師應當熟悉檢索各種物性數據及相應的估算方法，力求做到先進、可靠、準確。常見熱物性數據有熱容、比熱、熱容比、焓、熵等。

93PPT課件1.3.2熱物性數據化工工藝研究設計和生產的重要基礎數(1)熱容Qpr和dT分別為體系在過程中增加（或減少）的熱量及在此過程(pr)中體系的溫度變化。摩爾熱容

比熱容

熱容是與體系物質的量(n)或質量(m)成比例的一個廣度量。

1)定義94PPT課件(1)熱容Qpr和dT分別為體系在過程中增加（或減少）(1)熱容Cpr可以為+，-，0，，取決于體系在傳熱時所經歷的過程。僅對確定的過程Cpr才能確定的數值。下角標pr表示熱容（或熱量）是與過程性質有關的。

對恒體積過程對恒壓過程氣體多用摩爾熱容，凝聚態物質多用比熱容。95PPT課件(1)熱容Cpr可以為+，-，0，，取決于體系在傳熱時Cp與Cv的關系物性手冊上有Cp數據。Cv實驗測定對固、液有困難，可通過熱容差或熱容比方程計算等溫壓縮系數絕熱壓縮系數96PPT課件Cp與Cv的關系物性手冊上有Cp數據。Cv實驗測定對固、液2)Cp與Cv的關系除(p/V)S外兩式中其它偏導數皆可由PVT數據或狀態方程得到。(p/V)S與Ks或與音速有關。求出真實氣體的Cp-Cv值或Cp/Cv值，再由已得到的Cp數值求出Cv。理想氣體凝聚態物質—體積膨脹系數97PPT課件2)Cp與Cv的關系除(p/V)S外兩式中其它偏導(2)焓、熵的計算

對于純流體或定組成流體混合物體系，工程實用上常是要求T，p變化時體系的H、S。從(T1，p1)

(T2，p2)，H12＝H2-H1，S12＝S2-S1，可以通過不同途徑來計算，其結果都是相同的。

O

p2

p1

T1

T2

(p1,

T1)(p2,

T2)12B

D

E

L

98PPT課件(2)焓、熵的計算對于純流體或定組成流體混合物體系，工程(2)焓、熵的計算

O

p2

p1

T1

T2

(p1,

T1)(p2,

T2)12B

D

E

L

99PPT課件(2)焓、熵的計算Op2p1T1T2(p1,(2)焓、熵的計算

O

p2

p1

T1

T2

(p1,

T1)(p2,

T2)12B

D

E

L

100PPT課件(2)焓、熵的計算Op2p1T1T2(p1,1.3.3無化學反應過程的能量衡算

(1)無相變體系的能量衡算間歇過程或封閉過程連續穩定流動過程1)恒容過程2)恒壓過程101PPT課件1.3.3無化學反應過程的能量衡算(1)無相變體系的能例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算

甲醇蒸氣離開合成設備時為450oC，經廢熱鍋爐冷卻，廢熱鍋爐產生0.45MPa飽和蒸汽。已知進水溫度20℃，壓力0.45MPa。進料水與甲醇的摩爾比為0.20。假設鍋爐是絕熱操作，求甲醇的出口溫度。廢熱鍋爐0.2molH2O20℃0.45MPa

1molCH3OH(g)450℃0.2molH2O(g)0.45MPa飽1molCH3OH(g)T=？℃102PPT課件例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算甲醇蒸氣離開合成設備例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算

CH3OH(g)在450-300℃

20℃時水(H水)20℃=83.74kJ/kg=1507kJ/kmol0.45MPa飽和水蒸汽(H水汽)0.45MPa=2747.8kJ/kg=49460kJ/kmol能量衡算：Q=H=0（絕熱操作）n水(H出－H進)水=

n醇(H出－H進)醇(H水)進=1507kJ/kmol(H水)出=49460kJ/kmol(H醇)進=0103PPT課件例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算CH3OH(g)在例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算

代入能量衡算式0.2(49460-1507)+1(4.5710-2T2+19.05T-37688)=0即4.57510-2T2+19.05T-28097=0解得

T1=602K=329℃

T2=-1019K，顯然只有329℃才有意義，故CH3OH(g)的出口溫度為329℃。

104PPT課件例1.3.3-1廢熱鍋爐的能量衡算代入能量衡算式104(2)相變過程的能量衡算

氣化和冷凝、熔化和凝固、升華和凝華這類相變過程往往伴有顯著的內能和焓的變化，這種變化常成為過程熱量的主體。

105PPT課件(2)相變過程的能量衡算氣化和冷凝、熔化和凝固、升華和凝例1.3.3-2每小時100mol液體正己烷，在25℃、0.7MPa下恒壓氣化并加熱至300℃，忽略壓力對焓的影響，計算每小時的供熱量。解：能量衡算式Q=H由手冊可查得正己烷在0.7MPa時，沸點為146℃，這146℃即為實際發生氣化的溫度。查得正己烷在正常沸點(69℃)時Hv=28.90kJ/mol，因此設計一條途徑，使正己烷在69℃由液體成為蒸氣，而不是實際氣化溫度146℃氣化。

106PPT課件例1.3.3-2每小時100mol液體正己烷，在25℃、0例1.3.3-2已知146℃的Hv，可按ABEH途徑(實際過程)計算總H。已知25℃的Hv，可按CF途徑計算。由于已知69℃的Hv，故應按ADG途徑計算。

正己烷（液）25℃正己烷（氣）25℃正己烷（氣）300℃正己烷（液）69℃正己烷（氣）69℃正己烷（液）146℃正己烷（氣）149℃HBGDEFCA107PPT課件例1.3.3-2已知146℃的Hv，可按ABEH途徑(實例1.3.3-2液體正己烷Cp=215.6kJ/kmolKCp氣=6.94+55.2110-2T-28.6510-5T2

+57.6810-9T3kJ/kmolKH

A=Cp(T2-T1)=215.6(342.15-298.15)=9.486kJ/molH

D=H

V(69℃)=28.90kJ/mol

正己烷（液）25℃正己烷（氣）300℃正己烷（液）69℃正己烷（氣）69℃GDA108PPT課件例1.3.3-2液體正己烷正己烷（液）正己烷（氣）正己烷（例1.3.3-2過程的總能量衡算

正己烷（液）25℃正己烷（氣）300℃正己烷（液）69℃正己烷（氣）69℃GDA109PPT課件例1.3.3-2過程的總能量衡算正己烷（液）正己烷（氣）(3)溶解和混合過程的能量衡算

固體、氣體溶于液體，或兩種液體混合，由于分子間的相互作用與它們在純態時不同，伴隨這些過程就會有能量的放出或吸收，因而造成純組分與混合物之間內能和焓的差別，這兩種過程的過程熱分別稱為溶解熱和混合熱。110PPT課件(3)溶解和混合過程的能量衡算固體、氣體溶于液體，或兩種1)溶解熱和混合熱

1mol溶質(氣體或固體)于恒壓恒溫下溶于nmol溶劑中，形成溶液時焓的變化，稱該濃度溶液的積分溶解熱HS(Ti,n)。隨著n的增大，HS趨于一極限值，稱為無限稀釋積分溶解熱。混合熱和溶解熱具有相同的含義，只是指兩種液體混合過程的焓變。111PPT課件1)溶解熱和混合熱1mol溶質(氣體或固體)于恒壓恒溫下2)溶解與混合過程的能量衡算

當配制、濃縮、稀釋一種溶液時，要作熱量衡算，可列進、出口焓表，列表時將溶液看作是一種簡單的物質，還應列出溶質的量或流率，焓的單位應是J/mol溶質。若過程物料中有純物質，宜選用25℃（或已知HS的其它溫度）溶質和溶劑作為計算焓的基準；如果進出口物料是稀溶液，則選無限稀釋的溶液和純溶劑為基準。112PPT課件2)溶解與混合過程的能量衡算當配制、濃縮、稀釋一種溶液時例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱

用水吸收氣態HCl制鹽酸。如用100℃的HCl(氣)和25℃的H2O(液)，生產40℃、25％(質量)HCl水溶液1000kg/h，問吸收設備應加入或排走多少熱量?吸收塔6.849kmolHCl(g)/h100℃1000kg/h25%(w)HCl40℃6.849kmolHCl/h41.66kmolH2O(l)/h41.667kmolH2O(l)/h25℃QkJ/h113PPT課件例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱用水吸例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱

解：先物料衡算，計算HCl(氣)和H2O(液)的流率基準：1000kg/h、25％(質量分數)的HCl水溶液

能量衡算基準：HCl(氣)，H2O(液)，25℃

對HCl114PPT課件例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱解：先例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱

計算hHCl溶液

由溶解表查得

查得25％(w)的鹽酸的比熱容為2.88kJ/(kg·K)115PPT課件例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱計算例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱

故吸收過程需移走4.19105kJ。

116PPT課件例1.3.3-3水吸收HCl制造鹽酸過程的溶解熱故吸收1.3.4有化學反應過程的能量平衡

化工生產過程一般有化學反應，同時產生熱效應。熱量衡算時主要應考慮計算反應熱的因素。熱量衡算以物料衡算為基礎，包括：化學反應中的熱效應(吸熱或放熱)物理變化(蒸發或冷凝)中的熱效應從外界得到的熱量或從系統中移去的熱量隨反應產物帶出的熱量及設備器壁的熱量散失等117PPT課件1.3.4有化學反應過程的能量平衡化工生產過程一般有化(1)反應熱在化學反應中放出的熱量取決于反應條件。標準反應熱：在標準狀態下，某純組分在壓力為0.101325MPa、溫度為298.15K、反應進行時放出的熱量。標準反應熱可以查閱文獻或計算獲得。

118PPT課件(1)反應熱在化學反應中放出的熱量取決于反應條件。118(1)反應熱

方程式給出了反應物和產物的物質的量(摩爾)，指明了是多少數量物質的反應熱。對放熱反應，Hr焓變Hr為負值，即反應熱-Hr為正值（Hr中，上標表示是標準狀態下的值）。119PPT課件(1)反應熱方程式給出了反應物和產物的物質的量(摩爾)，(1)反應熱

如果反應多于一種狀態，反應物和生成物的狀態也應該給出。水的汽化潛熱若不注明物質狀態，則有可能得不到所要的結果。標準反應熱可用標準生成熱和標準燃燒熱得到。

120PPT課件(1)反應熱如果反應多于一種狀態，反應物和生成物的狀態也1)標準生成熱定義：在標準狀態下，由構成組分的單質生成1mol組分時的焓差。單質生成熱為零。任何反應的標準反應熱Hf可以由反應物和生成物的生成熱計算得到。—化學反應式中的計算系數，下標pi表示生成物組成，Ri表示反應物組成；

Hf,pi—生成物的生成熱，kJ/mol

Hf,Ri—反應物的生成熱，kJ/mol。121PPT課件1)標準生成熱定義：在標準狀態下，由構成組分的單質生成12)標準燃燒熱

定義：組分和氧完全燃燒的標準反應熱。標準燃燒熱一般由實驗測定給出，其它反應熱可以由反應物和生成物的燃燒熱計算得到。

H0,pi——生成物的燃燒熱，kJ/mol

H0,Ri——反應物的燃燒熱，kJ/mol。由燃燒熱或由生成熱計算反應熱時，反應物與生成物項的次序恰好相反。122PPT課件2)標準燃燒熱定義：組分和氧完全燃燒的標準反應熱。H(2)化學反應過程的能量衡算

對于簡單化學反應過程，假定位能和動能可忽略不計，系統不作功，能量平衡式可以表示為

Q2—離開反應器物料的熱量，kJ；Q1—進入反應器物料的熱量，kJ；Qt—移入或移出的熱量，入為正，出為負，kJ；Qr—化學反應熱，kJ，Qr=n(-Hr)；Q損——熱量損失，kJ。123PPT課件(2)化學反應過程的能量衡算對于簡單化學反應過程，假定位(2)化學反應過程的能量衡算

物料的熱量計算可以用比熱容，也可以用熱焓。用比熱容的計算式用熱焓的計算式式中：T，p，—溫度、壓力和相態。124PPT課件(2)化學反應過程的能量衡算物料的熱量計算可以用比熱容，例1.3.4-1甲醇合成

反應器V%CH41.9CO17.9CO210.8H268.5N20.9原料氣523K分離器CH4N2COCH3OHCO2H2OH2CH4COCO2H2N2馳放氣粗甲醇493K轉化率88％轉化率85％原料進料量為100mol/h時，離開反應器的流量。反應(1)和(2)的標準反應熱是多少？由反應器移出的熱量是多少?125PPT課件例1.3.4-1甲醇合成反應器例1.3.4-1甲醇合成

解：基準－原料氣100mol離開反應器的氣體組成：CH41.90molCO17.9(1-0.88)=2.15molCO210.8(1-0.85)=1.62molH2