物料衡算
物料衡算
物料衡算物料衡算的准则就是质量守恒定律，即“进入一个系统的全部物料必等于离开这个系统的全部物料，再加上过程损失量和在系统中积累量”。
依据质量守恒定律，对研究系统作物料衡算，可由下式表示[13]：∑G进=∑G出+∑G损+∑G积其中式中：∑G进——输入物料量总和；∑G出——输出物料量总和；∑G损——总的物料损失量；∑G积——系统中的积累量。
根据设计任务，苯酐生产能力为80000吨/年，产品纯度达到99.9wt%按照8000小时开工计算，每小时的生产能力：80000×1000×99.9%/8000= 9990kg/h3.1 反应器中氧化反应的物料衡算3.1.1 氧化反应过程的衡算基准本次设计以每小时生产9990kg为基准，进料量9400kg/h，转化率99.8%；生成苯酐的选择性约为0.8；空气与邻二甲苯进料比为9.5:1；主要副产品为苯酞、顺酐、苯甲酸、柠槺酐、二氧化碳、一氧化碳等。
3.1.2 氧化反应过程的物料衡算图画出衡算方框图，标出有关计算目标，然后进行计算：图3-1 反应过程物料衡算图3.1.3 氧化反应过程的物料衡算：邻二甲苯与空气催化氧化的主反应式：106 32 148 18x 3y 9990 z所以主反应中：(1)邻二甲苯消耗量：9990148106=x x = 7155 kg/h 氧气消耗量：9990148y 332=⨯ y =6480 kg/h 水的生成量： 9990148z 318=⨯ z = 3645 kg/h （2） 邻二甲苯转化率为99.8%，且邻二甲苯的进气量为9400kg/h ，所以： 邻二甲苯生产苯酐的选择性为：7155/9400/99.8%=77.27%。
（3）设计进料空邻比为9.5:1，所以空气进料量计算：5.91w 9400=w 空 =89300 kg/h 空气中 O 2所占的比例为21%，所以工艺空气中氧气的进料量：w 氧 = 89300×21%= 18753kg/h 。
物料衡算名词解释
物料衡算名词解释
物料衡算是指在制造过程中，根据成本核算的理论，以资料为基础，将原材料的各种性质及其单位成本合理的衡量，最终以此为依据衡量出原材料的成本，从而完成成本计算的一种技术方法。
物料衡算的基本原理是根据生产时间，原材料的损耗及给予的报酬，以及原材料的价值用量等各方面，综合考虑原材料的单位成本，以确定最合适和最实用的原材料成本衡量方法。
物料衡算从材料准备到物料入库，包括材料价格核算、库存管理、供应商经营分析等，让管理者适当控制添加费用，从而达到节省成本的作用。
为了使物料衡算更加科学有效，以达到节约成本的目的，管理者应该把握以下几个重点：
首先，应研究市场规律，对原材料的购入价格进行趋势分析和计算，以便采取有针对性的处理措施;其次，把握原材料价值用量，按需采购，根据不同阶段的价格变动适时进行调节;再次，科学控制库存，根据生产力量的变化，做好库存的统计和管理;最后，规定供应商的标准，对供应商的服务进行合理的考核，以确保原材料的可靠供应。
物料衡算是企业管理的一项重要工作，应当把它作为全面成本核算的重要组成部分，切实执行物料衡算技术，以便有效地降低资源投入，提高经济效果，实现企业的节约和增效目标。
以上就是对物料衡算的简单解释。
物料衡算不仅能够有效地控制
原材料的成本，而且可以更好地把握供应商，实施库存管理等，更好地实现企业节约和增效的目标。
物料衡算
4.2.2
衡算基准
1、时间基准 对连续稳定流动体系，以单位时间作基准。该基准 可与生产规模直接联系 对间歇过程，以处理一批物料的生产周期作基准。 2、质量基准 对于液、固系统 ，因其多为复杂混合物选择一定 质量的原料或产品作为计算基准 。 若原料产品为单一化合物或组成已知，取物质量 （mol）作基准更方便。
要注意： （1）对多个设备过程，并非每个体系写出的所有 方程式都是独立的； （2）对各个体系独立物料衡算式数目之和>对总过 程独立的物料衡算式数目。 过程独立方程式数目最多=组分数×设备数 过程由M个设备组成，有C个组分时则最多可能列 出的独立物料衡算式的数目 = MC个。
对全塔进行总物料衡算得
D+W=200 (a)
对苯进行物料衡算得
DxD +0.01W =2000.4 (b)
由塔顶馏出液中苯的回收率得
DxD =2000.4 0.985 (c)
联解式(a)、(b)和(c)得
D=80kmolh-1，W=120 kmolh-1，xD=0.985
3、体积基准
对气体选用体积作基准。通常取标况下体积
Nm3(Hm3)
在进行物料衡算或热量衡算时，均须选择相
应的衡算基准。合理地选择衡算基准，不仅
可以简化计算过程，而且可以缩小计算误差
基准选取中几点说明：
（1）上面几种基准具体选哪种（有时几种共用） 视具体条件而定，难以硬性规定。
（2）通常选择已知变量数最多的物料流股作 基准 较方便。 （3）取一定物料量作基准，相当于增加了一个已 知条件（当产物和原料的量均未知时，使隐条件明 朗化）。 （4）选取相对量较大的物流作基准，可减少计算 误差。
物料衡算
三.工艺设计计算3.1 物料横算3.1.1物料衡算的意义物料横算，是在已知产品规格和产量前提下算出所需原料量、废品量及消耗量。
同时，还可拟定出原料消耗定额，并在此基础上做能量平衡计算。
通过物料横算可算出：(1)实际动力消耗量(2)生产过程所需热量或冷量(3)为设备选型、决定规格、台数（或台时产量）提供依据(4)在拟定原料消耗定额的基础上，可进一步计算日消耗量，每小时消耗量等设备所需的基础数据。
综上所述，物料衡算是紧密配合车间生产工艺设计而进行的，因此，物料衡算是工艺设计过程的一项重要的计算内容。
3.1.2物料横算的方法塑料制品的生产过程多采用全流程、连续操作的形式。
物料衡算的步骤如下：(1)确定物料衡算范围，画出物料衡算示意图，注上与物料衡算有关的数据。
物料衡算示意图如下：(2)说明计算任务。
如：年产量、年工时数等。
(3)选定计算基准。
生产上常用的计算基准有：①单位时间产品数量或单位时间原谅投入量，如：kg/h，件/h，t/h（连续操作常采用此种基准）；②加入设备的原料量（间歇操作常采用此种基准）。
(4)由已知数据，根据下列公式进行物料衡算：ΣG1=ΣG1+ΣG3式中：ΣG1——进入设备的物料量总和ΣG2——离开设备的正品量和次品量总和ΣG3——加工过程中物料损失量总和(5)收集数据资料。
一般包括以下方面：①年生产时间：连续生产300~350 d间歇生产200~250 d连续生产时，年生产的天数较多，在300d左右，其他时间将考虑全长检修，车间检修或5%~10%意外停机。
当间歇生产时，就要减去全年的休息日，目前为双休日加上法定假日全年约为110d，所以间歇生产比连续生产少110个工作日。
总之，确定了每年有效地工作时数后就能正确定出物料衡算的时间基准，算出每小时的生产任务，进而在以后的计算中选定设备的规格。
具体的选择天数要通过分析得出。
②有关定额、合格率、废品率、消耗率、回收率等。
在任何一个产品加工过程中，合格产品都不是百分之百。
化工中物料衡算和热量衡算公式
化工中物料衡算和热量衡算公式一、物料衡算公式1.物料总量计算公式物料总量计算公式可以根据物质的密度（ρ）和体积（V）来计算。
公式如下：物料总量=密度×体积2.物料质量计算公式物料质量计算公式可以根据物质的密度（ρ）、体积（V）和物质的质量（m）之间的关系得出。
公式如下：质量=密度×体积3.物料浓度计算公式物料浓度计算公式可以根据溶质的质量（m）和溶液的体积（V）来计算。
公式如下：浓度=质量/体积4.溶液的重量和体积之间的关系溶液的重量可以根据溶液的密度（ρ）和溶液的体积（V）相乘得到。
公式如下：重量=密度×体积1.热量传递计算公式热量传递计算公式可以用于计算传热功率（Q）和传热面积（A）之间的关系。
公式如下：Q=h×A×ΔT其中，h为传热系数，ΔT为温差。
2.物料的热量计算公式物料的热量计算公式可以根据物料的质量（m）、比热容（Cp）和温度变化（ΔT）来计算。
公式如下：热量=质量×比热容×温度变化3.水的蒸发热计算公式水的蒸发热计算公式可以根据水的质量（m）和蒸发热（ΔHvap）来计算。
热量=质量×蒸发热三、补充说明1. 密度（ρ）是物质单位体积的质量，常用的单位有千克/立方米（kg/m^3）或克/立方厘米（g/cm^3）。
2. 比热容（Cp）是物质单位质量的热容量，表示单位质量物质温度升高1℃所需的热量，常用的单位是千焦/千克·℃（kJ/kg·°C）或焦/克·℃（J/g·°C）。
3.传热系数（h）是衡量热传导性能的参数，表示单位面积上的热量流入或流出的速率，常用的单位是瓦特/平方米·℃（W/m^2·°C）。
4.温度变化（ΔT）是物质的温度差，常用的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
5. 蒸发热（ΔHvap）是物质从液态转变为气态所需的热量，常用的单位是焦耳/克（J/g）或千焦/千克（kJ/kg）。
物料衡算
3.3.6换热器YURE2
物料 温度/℃ 压力/bar 气相分率 摩尔流量/(kmol/h) 质量流量/(kg/h) 体积流量/(m3/h) 焓值/(Gcal/h) 组分 甲苯 甲醇 低压水蒸气 氢气 乙烯 丙烯 间二甲苯 邻二甲苯 PX 进料/(kg/h) 换热器YURE2物料衡算表 MIX3 MIX4 HOT2 HOT3 106.9 200.0 396.08802 313.430348 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 51636.855 51636.855 52347.6646 52347.6646 747167.031 747167.031 767033.17 767033.17 1631631.08 2031355.27 2912763.17 2553007.43 -1351.8323 -1307.9965 -1249.3038 -1293.1396 摩尔流量/(kmol/h) 2697.183 2697.183 1910.03182 1910.03182 385.352 385.352 5.22580192 5.22580192 O O 25277.2862 25277.2862 O O 24277.16 24277.16 0 0 59.45383 59.45383 0 0 31.3557871 31.3557871 0 0 3.13672427 3.13672427 0 0 13.9595096 13.9595096 0 0 770.054943 770.054943 747167.031 767033.17
甲苯进料泵PUMP1物料衡算表 物料 JIABEN JIABEN1 温度/℃ 25.0 25.0 压力/bar 1.000 1.000 气相分率 0.000 0.000 摩尔流量/(kmol/h) 2697.183 2697.183 质量流量/(kg/h) 248519.844 248519.844 体积流量/(m3/h) 288.076 288.076 焓值/(Gcal/h) 7.840 7.840 组分 摩尔流量/(kmol/h) 甲苯 2697.183 2697.183 进料/(kg/h) 248519.844 出料/(kg/h) 248519.844 Δm/(kg/h) 0
物料衡算计算公式
物料衡算计算公式物料衡算是指根据产品的设计要求和生产工艺流程，计算出生产所需的物料数量和成本的过程。
其目的是为了保证生产的顺利进行，避免物料的浪费和成本的过度支出。
物料衡算的计算公式主要包括以下几个方面：1.总物料需求量计算公式总物料需求量=产品数量×单位产品所需物料数量这个公式用于计算生产特定数量产品所需的物料数量。
其中，产品数量是指计划生产的产品数量，单位产品所需物料数量是指生产一个产品所需的各种物料的用量。
2.物料补给计算公式物料补给=总物料需求量-物料库存量物料补给是指为满足生产需求而需要从供应商处采购的物料数量。
物料库存量是指当前仓库中已有的物料数量。
3.物料成本计算公式物料成本=物料单价×物料补给量物料成本是指为满足生产需求而采购物料所需支付的费用。
物料单价是指单个物料单位的价格，物料补给量是指需要从供应商处采购的物料数量。
4.物料利用率计算公式物料利用率=(总物料需求量-物料浪费量)/总物料需求量物料利用率是指生产过程中物料的有效利用程度。
物料浪费量是指因为工艺操作不当、设备故障等原因导致物料的损失量。
5.物料损耗计算公式物料损耗=总物料需求量-实际使用量物料损耗是指在生产过程中由于各种原因而导致的物料的损失量。
实际使用量是指实际上被用于生产的物料数量。
6.物料价格调整计算公式调整后物料价格=原物料价格×调整系数物料价格调整是指根据市场行情或其他因素调整物料价格的过程。
调整系数是一个根据实际情况确定的数值，用于对原物料价格进行调整。
总之，物料衡算的计算公式主要包括总物料需求量计算、物料补给计算、物料成本计算、物料利用率计算、物料损耗计算和物料价格调整计算等。
通过合理地运用这些公式，可以对物料需求和成本进行科学的计算和控制，从而提高生产效率和降低成本。
工厂设计-物料衡算
➢ 物料衡算是化工计算的主要内容之一。 ➢ 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量
衡算、设备选型及计算三部分内容。
➢ 物料衡算是工艺计算的基础，在整个工艺计 算工作中开始的最早，并且是最先完成的项 目。
➢ 当生产方法确定并完成了工艺流程示意图设 计后，即可进行物料衡算。
➢ 由此设计工作由定性分析转入定量计算。
4.2.3 食品机械结构特征代号是表示食品机械的主要工作部件 动作的形式（如冲、印、滚、压等），用汉语拼音第一个大写 字母表示。
4.2.4 食品机械生产能力代号是表示食品机械在单位时间内， 所加工出的产品的实际能力，用阿拉伯数字表示。应以kg/h、 L/h、m/h、m3/h、瓶/h、只/h等为计量单位。
18
■ 物料衡算是设备选型的根据，而设备选型则 要符合工艺的要求。设备选型是保证产品质量 的关键和体现生产水平的标准，又是工艺布置 的基础，并且为动力配电，水、汽用量计算提 供依据。
■设备选型应根据每一个品种单位时间（小时 或分）产量的物料平衡情况和设备生产能力采 确定所需设备的台数。若有几种产品都需要共 同的设备，在不同时间使用时，应按处理量最 大的品种所需要的台数来确定。对生产中的关 键设备，除按实际生产能力所需的台数配备外， 还应考虑有备用设备。后道工序设备的生产能 力要略大于前道工序，以防物料积压。
豆制品 加工机
械
冷饮加 工机械
肉类蛋 品加工
机械
G
糕点（饼干）成型加工机械及包馅、油炸、蒸制等 加工机械和包装机械
T
糖果制品成型加工机械和设备及熬糖、包糖等机械
D
豆类、淀粉类加工机械及其除杂、清洗、破碎等机 械
L
小型汽车水饮料加工设备及冷冻食品等加工机械
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第三章 物料衡算
3.1产品名称与设计规模
原辅料名称 规格
质量比（W *
）
缩合物 %99≥ 1.0 氢气 %99.99≥
0.0035（过量）
钯炭 10%（W ） 0.1 四氢呋喃 工业 5.33 甲醇
工业
0.79 3-（N-吗啡啉）丙磺酸
%99≥
0．13 异丙醇 工业 0.62 丙酮
工业
6.71
原辅料名称 规格 质量比（W *
）
粗品 1.0 活性炭 医用级 0.05 注射水 符合药典标准
17.86 丙酮
%99≥
9.82
产品名称 设计规模（t/a ）
含量
包装规格
其他
美罗培南
（三水化合物） 25
99%
铝听5Kg/听
无菌原料药
衡算基准
本设计中的化工过程均属间歇操作过程，其计算基准是将车间所处理的各种物料量折算成以日数计的平均值，从起始原料的投入到最终成品的产出，按日数平均值计将恒定不变。
由设计任务规定的产品年产量及年工作日，计算出产品的平均日产量，日产量确定后，再根据总收率可以折算出起始原料的日投料量及班投料量，以此为基础就完成车间物料衡算。
本设计中： 年工作日：250天；
美罗培南成品年产量为：25t ； 美罗培南成品含量为：99%； 精制美罗培南含量：98%； 第一步氢化反应收率1y ：95%； 第二步树脂吸附洗脱收率2y ：95%； 第三步丙酮析晶收率3y ：98%； 第四步精制收率4y ：98%； 第五步粉碎包装收率5y ：99.8%； 可计算出：
（1）美罗培南总收率
%50.86%8.99%98%98%95%9554321=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=y y y y y y T
（2）kg 99250
%
9910253=⨯⨯=⨯=
年工作日含量年产量美罗培南实际日产量 （3）起始原料纯品投料量
kg 51.18257
.43778.697%5.8699M M =⨯=
⨯
=
美罗培南起始原料总收率美罗培南实际日产量
起始原料实际投料量kg 35.184%
9951
.182===
起始原料规格起始原料纯品投料量
其中杂质量
kg 84.151.182-35.184-===起始原料纯品投料量
起始原料实际投料量
3.2氢化反应物料衡算 3.2.1反应方程式
H 3
O
PNB
3)
2
H 3
3)2
3H 2O
·(1)H 2,Pd-C 2分子式
C 17H 31N 3O 8S
C 31H 35N 5O 11S 分子量
697.78437.57
3.2.2衡算过程（收率95%） 输入：
（1）进料量
美罗培南
起始原料
总收率美罗培南实际日产量起始原料纯品投料量M M ⨯
=
kg 51.18257.43578.697%5.8699=⨯=
起始原料规格起始原料纯品投料量
起始原料实际投料量=
kg 35.184%
9951.182== 起始原料纯品投料量起始原料实际投料量其中杂质量-=
kg 84.151.182-35.184==
（2）氢气用量
起始原料实际投料量氢气用量⨯=0035.0
kg 6452.035.1840035.0=⨯=
(3)钯炭用量
起始原料实际投料量钯炭用量⨯=1.0
kg 435.1835.1841.0=⨯=
（4）四氢呋喃用量
起始原料实际投料量四氢呋喃用量⨯=33.5
kg 59.98235.18433.5=⨯=
（5）甲醇用量
起始原料实际投料量甲醇用量⨯=79.0
kg 64.14535.18479.0=⨯=
（6）3-（N-吗啡啉）丙磺酸用量
起始原料实际投料量吗啡啉）丙磺酸总用量⨯=-13.0(-3N
kg 97.2335.18413.0=⨯=
吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的配成-N -3/mol 1.0L
%90(-3⨯=-总用量程用量吗啡啉）丙磺酸氢化过N
kg 57.21%9097.23=⨯=
2.40kg %10(-3=⨯=-总用量程用量吗啡啉）丙磺酸洗涤过N
（7）水的用量
已知：22～C 28︒下水的密度L /kg 9968.0=水ρ mol M /g 29.209-N (3=-吗啡啉）丙磺酸
需水的用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的配成-N -3/mol 1.0L
c M -N 3-N -3水
吗啡啉）丙磺酸（吗啡啉）丙磺酸总用量（ρ⨯
-= kg 64.11411
.09968
.029.2091097.233=⨯⨯=
量吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的-N -3/mol 1.0L 水的总用量吗啡啉）丙磺酸总用量（+-=-N 3 kg 61.116564.114197.23=+=
中水的质量分数吗啡啉）丙磺酸缓冲液-N (-3 %94.97%10061
.116564
.1141=⨯==
缓冲液总量水的总用量
分数吗啡啉）丙磺酸的质量（中吗啡啉）丙磺酸缓冲液-N -3(-3-N
%06.2%94.97-1==
%90(-3⨯=-总用量氢化过程用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液N
kg 05.1049%9061.1165=⨯=
%10(-3⨯=-总用量洗涤过程用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液N
kg 56.116%1061.1165=⨯=
（8）输入总量
kg 71.238064.14559.982435.186452.005.104935.184=+++++=输入总量
输出：
（1）美罗培南
kg
73.108%9578
.69757
.43751.182y M M 1=⨯⨯=
⨯⨯=
起始原料
美罗培南
起始原料纯品投料量美罗培南
3.3 树脂吸附洗脱物料衡算 输入：
(1)异丙醇用量
kg 30.11435.18462.062.0=⨯=⨯=起始原料实际投料量异丙醇用量
水的质量分数异丙醇质量分数
异丙醇用量
用量的异丙醇水溶液需水的
配成⨯=%6
kg 7.1790%6-1%
630
.114=⨯=
）（
ml 1055.1107073.1086
6
-⨯=⨯==
吸附量树脂对美罗培南的单位美罗培南量树脂体积
已知HP-20的床体积为：？ml
?=吸附时间 ？解吸时间=
(3)纯化水的用量
已知纯化水的用量为1.4BV ，即ml
h 4.11
4
.1/BV 1===
流速用量的流速洗涤需时以h 输出：
(1)美罗培南产量
kg 29.103%9573.108=⨯=⨯=收率氢化得到的美罗培南量美罗培南产量
3.4丙酮析晶物料衡算 输入：
（1）丙酮用量
kg 99.123671.635.18471.6=⨯=⨯=起始原料总用量丙酮总量 kg 29.1113%9099.1236%90=⨯=⨯=丙酮总量丙酮析晶用量 kg 70.123%10=⨯=丙酮总量丙酮洗涤用量
输出：
（1）美罗培南产量
kg 22.101%9829.103=⨯=⨯=收率南量树脂吸附得到的美罗培美罗培南产量
3.5精制过程物料衡算 输入：
已知美罗培南粗品量为：101.22kg
（1）活性炭用量
kg 06.505.022.10105.0=⨯=⨯=美罗培南粗品量活性炭用量
（2）注射水用量
kg 79.180786.1722.10186.17=⨯=⨯=美罗培南粗品量注射水用量
kg 98.99382.922.10182.9=⨯=⨯=美罗培南粗品量丙酮总用量 kg 58.894%9098.993%90=⨯=⨯=丙酮总用量丙酮析晶用量 kg 40.99%1098.993%10=⨯=⨯=丙酮总用量丙酮洗涤用量
输出：
（1）美罗培南纯品量
kg 20.99%9822.101=⨯=⨯=收率丙酮析晶产量美罗培南纯品量 kg 22.101%
9820
.99===
美罗培南含量美罗培南纯品量美罗培南精制粗品量
3．6粉碎包装物料衡算 输入：
已知美罗培南粗品量为：101.22kg 其中含美罗培南纯品量为：99.20kg
输出：
kg 02.101%8.9922.101=⨯=⨯=收率粗品量美罗培南粗品产量
kg 00.99%9802.101=⨯=⨯=含量美罗培南粗品产量其中含美罗培南纯品量。