Материальный баланс простых и сложных реакций

Содержание

Слайд 2

УРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА Материальный баланс любого технологического процесса или части его

УРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА
Материальный баланс любого технологического процесса или части его

составляется на основании закона сохранения веса (массы) вещества:
ΣGисх = ΣGкон,
где ΣGисх – сумма весов (масс) исходных продуктов процесса; ΣGкон – сумма весов (масс) конечных продуктов процесса в тех же единицах измерения.
Таким образом, если в какой-либо аппарат или технологический узел поступает GА кг продукта А, GВ кг продукта В и т.д., а в результате переработки их получается GС кг продукта С, GД кг продукта Д и т.д., а также если в конечных продуктах остается часть начальных продуктов А (GА кг), В (GВ кг) и т.д., то при этом должно сохраниться равенство
GА + GВ +….= GА' + GВ' + GС + GД +….+ΔG, где ΔG –производственные потери продукта. GА' - GВ' остатки непрореагировавших продуктов.
Слайд 3

При составлении полного баланса обычно решают систему уравнений с несколькими неизвестными.

При составлении полного баланса обычно решают систему уравнений с несколькими неизвестными.

При этом могут быть использованы соответствующие формулы для определения равновесного и фактического выхода продукта, скорости процесса и т. д. Теоретический материальный баланс рассчитывается на основе стехиометрического уравнения реакции и молекулярной массы компонентов. Практический материальный баланс учитывает состав исходного сырья и готовой продукции, избыток одного из компонентов сырья, степень превращения, потери сырья и готового продукта и т. п.
Слайд 4

Результаты этих подсчетов обычно сводят в таблицу материального баланса. Расчеты выполняю

Результаты этих подсчетов обычно сводят в таблицу материального баланса.

Расчеты выполняю

обычно в единицах массы (кг, т), можно расчет вести в молях. Только для газовых реакций, идущих без изменения объема, в некоторых случаях возможно ограничиться составления баланса в м 3 . Материальный баланс составляется (в зависимости от условий и задания) на единицу (1 кг , 1 кмоль и т. п.) или на 100 единиц (100 кг) или на 1000 единиц (1000 кг) массы основного сырья или продукта. Очень часто баланс составляется на массовый поток в единицу времени , а иногда на поток, поступающий в аппарат в целом.
Слайд 5

В простом случае задача решается математически такие задачи сводятся к решению

В простом случае задача решается математически такие задачи сводятся к

решению системы линейных алгебраических уравнений. Например, для реакции получения ацетилена:
x1⋅CaC2 + x2⋅H2O = x3⋅С2H2+ x4⋅Ca(OH)2
можно составить следующую систему уравнений:
Слайд 6

Расчет материального баланса ХТС Определить расходы промежуточных и выходных потоков ХТС

Расчет материального баланса ХТС

Определить расходы промежуточных и выходных потоков ХТС (рисунок).

G

20

G 40

G 01

Слайд 7

Так как количество вещества на входе должно ть равным его количеству

Так как количество вещества на входе должно ть равным его количеству

на выходе, то для первого аппарата получим линейное уравнения с тремя неизвестными. G01 + G21+ G31 = G12 G43 + G23= G34 + G31 ……………………… ……………………… Таким образом, математическое описание данной ХТС представляет собой систему из 8-и линейных уравнений с 8-ю неизвестными.( 4 уравнения от аппаратов и 4 уравнения в исходной задаче).
Слайд 8

Определить количество раствора соли Р, содержащий 12% KCl И 14% NaCl,

Определить количество раствора соли Р, содержащий 12% KCl И 14% NaCl,

которым надо подействовать на 1ооо кг руды С, содержащей 27% KCl И 73% NaCl, с получением нового раствора К состава 20% KCl И 17% NaCl, и остатка Г 1% KCl И 94% NaCl.
Т.е. из Р и С получить К и Г соответствующего состава.
Уравнение материального баланса
Mc+Mp=Mk+Mг
Mc*C (NaCL, C) +Mp*С(NaCL, P)=Mк *С(NaCL, P) +Mг* С(NaCL, Г)
Mc*C (КCL, C) +Mp*С(КCL, P)=Mк *С(КCL, P) +Mг* С(КCL, Г)
Mc=1000
4 УРАВНЕНИЯ С 4 НЕИЗВЕСТНЫМИ.