1、12甲苯甲苯(A) + 苯苯(B)A ，BA ，BT ABpp 問題 A和和 B 何者的揮發何者的揮發 能力更大？能力更大？ 2. 當兩相達到平衡時當兩相達到平衡時 和和 何者大？何者大？ByBxBBBxppy 1)(xAABBBBBB xppppppyBBxy 所以，所以，蒸餾的基本蒸餾的基本 原理原理3精餾的基本精餾的基本 原理原理4VAc 0.01% H2O 47%HAc 95%VAc 16%H2O 810%HAc 75%其它其它b.pVAc 73 H2O 100 HAc 118 油相油相VAc 98.5%H2O 0.81.0%HAc單程轉化率單程轉化率 總收率總收率單程收率單程收率AA

2、反反應應器器入入口口的的關關鍵鍵組組分分已已轉轉化化關關鍵鍵組組分分單單程程轉轉化化率率 AA新新鮮鮮物物料料中中的的關關鍵鍵組組分分已已轉轉化化關關鍵鍵組組分分總總轉轉化化率率 63合成氨系統的物料衡算：合成氨系統的物料衡算：64三、三、 能量平衡能量平衡1.基本概念基本概念l 能量守恒定律能量守恒定律: E輸出輸出=E輸入輸入+E生成生成- -E消耗消耗- -E積累積累l 能量的種類能量的種類:動能動能Ek,勢能勢能Ep,內能內能 U=f (T), lFW 21d外外功功，熱熱 Q ，E電能電能UEEEWQEpk l 能量衡算方程能量衡算方程65l 流動系統流動系統 (圖見圖見P30)穩定

3、流動系統穩定流動系統:封閉系統封閉系統:WQuZgU 221)(tS軸軸功功（流流動動功功）WWW 孤立系統孤立系統:WQuZgU 2210212 uZgU66l 能量衡算方法與步驟能量衡算方法與步驟 做系統示意簡圖；做系統示意簡圖； 確定各組分的熱力學數據；確定各組分的熱力學數據；(3) 選取計算基準；選取計算基準；(4) 根據能量衡算方程式求解。根據能量衡算方程式求解。2. 物性數據物性數據的的關關系系與與pVpVCCCC,焓，熵的計算焓，熵的計算熱容熱容:67 無相變系統的能量衡算無相變系統的能量衡算 間歇或封閉過程間歇或封閉過程: 連續穩定流動過程連續穩定流動過程: 3. 無化學反應過

4、程的能量衡算無化學反應過程的能量衡算UQ HQ 例例:甲醇蒸氣離開合成設備時的溫度為甲醇蒸氣離開合成設備時的溫度為450,經經廢熱鍋爐冷卻廢熱鍋爐冷卻,廢熱鍋爐產生廢熱鍋爐產生0.45MPa的飽和蒸的飽和蒸氣。已知進水溫度為氣。已知進水溫度為20 、壓力為、壓力為0.45MPa。進料水與甲醇的物質的量之比為進料水與甲醇的物質的量之比為0.2。設鍋爐為。設鍋爐為絕熱操作絕熱操作,求甲醇的出口溫度。求甲醇的出口溫度。68解：解：基準基準:1mol CH3OH 0.2mol H2O CP(CH3OH 450300 ) =19.05+9.1510-3T kJ.kmol.K-1 (H水水)20 = 83

5、.74kJ.kg-1=1507kJ.kmol-1 (H水汽水汽)0.45Mpa=2747.8kJ.kg-1=49460kJ.kmol-1絕熱絕熱 能量衡算式能量衡算式0 HQ69所以所以 n水水（H出出H進進）水水n醇醇(H進進- -H出出) 醇醇 （H水水)進進1507kJ.kmol-1 （H水水)出出49460kJ.kmol-1 (H醇醇)進進=0代入能量衡算式，解之代入能量衡算式，解之T=602K,即出口溫度。即出口溫度。 TTTTTH7232223768819.05104.575d109.1519.05)(出出醇醇704. 有化學反應過程的能量衡算有化學反應過程的能量衡算 包括兩個方面

6、：包括兩個方面： (1) 物料狀態變化的能量衡算物料狀態變化的能量衡算 (2) 化學反應的能量衡算化學反應的能量衡算71例例1. 在一個有化學反應的系統中，質量守恒定在一個有化學反應的系統中，質量守恒定 律對下列哪個說法是正確的？律對下列哪個說法是正確的？（A）系統的總質量；（）系統的總質量；（B）系統的總物質的量；）系統的總物質的量；（C）系統中某一組分的物質的量；）系統中某一組分的物質的量；（D）系統中某一組分的質量。）系統中某一組分的質量。 A例例2. 對于理想氣體的絕熱自由膨脹，下列式子對于理想氣體的絕熱自由膨脹，下列式子 何者是正確的？何者是正確的？（A） （B）（C） （D）;0,

7、0 HU0,0 HU;0,0 HU;0,0 HUA72例例3. 一實驗裝置采用羰基合成工藝生產乙醇，一實驗裝置采用羰基合成工藝生產乙醇， 反應式為：反應式為：O(g)HOH(g)HC)g(H4)g(CO22522 已知數據為：已知數據為：1mfmolkJ54.110)gCO( ,H12mfmolkJ82.241)gOH( ,H12mfmolkJ51.393)gCO( ,H7312mfmolkJ83.285) lOH( ,H152mcmolkJ20.1409)gOHHC( ,H152mcmolkJ60.1367) lOHHC( ,H試求上述反應的反應熱。試求上述反應的反應熱。解：解：)gCO,(

8、2)gO,H()gOH,HC(mf2mf52mfmrHHHH 可見，欲求可見，欲求 首先應求出首先應求出 ：mrH )gOH,HC(52mfH O(l)3H(g)2CO(g)3OOH(g)HC22252 74)gOH,HC() lO,H(3)g,CO(2)gOH,HC(52mf2mf2mf52mcHHHH )gOHHC()83.285(3)51.393(220.140952mf,H 152mfmolkJ31.235)gOH,HC( H11mrmolkJ05.256molkJ)54.110(2)82.241(3 .235( H75例例4. 氨的氧化反應氨的氧化反應為：為：已知已知25時的下時的下

9、列數據：列數據：試求試求 的標準反應熱。的標準反應熱。76解：解：的的標標準準反反應應熱：熱：的的標標準準反反應應熱：熱：77例例5. 某工廠燃料煤含水分某工廠燃料煤含水分 3.3%，揮發物，揮發物24.8%，固定碳，固定碳 60.3%，灰分，灰分 11.6%。燃。燃燒后由爐柵落下爐渣并用水潤濕以防灰塵燒后由爐柵落下爐渣并用水潤濕以防灰塵飛揚，經潤濕后的爐渣中含飛揚，經潤濕后的爐渣中含34.5%的水分，的水分，4.7%揮發物及揮發物及18.2%固定碳，余下的均為固定碳，余下的均為灰分，見圖。若煤中的灰分全部進入爐渣，灰分，見圖。若煤中的灰分全部進入爐渣，試求煤中的總可燃物（揮發物與固定碳之和）

10、試求煤中的總可燃物（揮發物與固定碳之和）損失在爐渣中的百分率是多少？損失在爐渣中的百分率是多少？78煙氣煙氣煤煤空氣空氣水水爐渣爐渣水分水分 3.3%揮發物揮發物 24.8%固定碳固定碳 60.3%灰分灰分 11.6%水分水分 34.5%揮發物揮發物 4.7%固定碳固定碳 18.2%灰分灰分 42.6%解：解：以以100kg煤為計算的基準，它產生的爐渣為煤為計算的基準，它產生的爐渣為 x kg。選取灰分為關鍵組分，因燃燒前后灰。選取灰分為關鍵組分，因燃燒前后灰 分的質量不變，故由灰分平衡可得分的質量不變，故由灰分平衡可得：796 .11116. 0100426. 0 xkg23.27426. 06 .11 x 爐渣中可然物（包括揮發物和固定碳）：爐渣中可然物（包括揮發物和固定碳）：kg24. 6)182. 0047. 0(23.27 100kg原煤中含可燃物：原煤中含可燃物：kg1 .853 .608 .24 在爐渣中損失的可燃物：在爐渣中損失的可燃物：%33. 7%1001 .8524. 6 80例例6. 某懸浮物含某懸浮物含20%（質量）固體及（質量）固體及80% （質（質量）水分，在量）水分，在4經過濾后，濾餅成分經過濾后，濾餅成分50% （質（質量）為固