第四章 物料衡算
第四章化工工艺计算
设反应器入口至循环压缩机进口压降为450kpa，进口温度313k，压缩机出口压 力3500kpa，压缩过程的多变指数n=1.4，效率η=0.72，压缩因子Z=1，则每 kmol循环压缩机的理论功耗：
W= n P2 × ZRT ( ) ( n −1) / n − 1 n −1 P1
则：
x3 = 0.995(0.98x1 + 0.95x2) 0.90x3/2 = 0.95x2 0.99(0.98x1 + 0.95x2) = 200
(1) (2) (3)
联立（1）（2）得 x2 = 0.995(0.98x1 + 0.95x2) ×0.9/1.9 x2 = 0.837x1 联立 （3）（4） x1=113.8 x2=95.3 因此：Cl2流量=x1=113.8kmol/h C2H4=x1+x2=209.1kmol/h HCl循环量x3=0.995 ×(0.98×113.8+0.95 ×95.3)=201.1kmol/h 解（2） 直接迭代法 设以HCl的循环量x3作为迭代变量 （4）
（1）物料衡算提纲。 ）物料衡算提纲。
（2）工艺流程图及说明。 ）工艺流程图及说明。 （3）热量计算参数和设备计算数据（∆H、Cp、K、λ、 ）热量计算参数和设备计算数据（ 、 、 、 、 α等）。 等 （4）流体输送过程参数（粘度 、密度 、摩擦系数 ）流体输送过程参数（粘度µ、密度ρ、 等）。
（5）传质过程系数，相平衡数据。 ）传质过程系数，相平衡数据。 （6）冷冻过程的热力学参数。 ）冷冻过程的热力学参数。 （7）具体的工艺操作条件（温度 、压力 、流量 ） ）具体的工艺操作条件（温度T、压力P、流量G） （8）介质物性和材质性能，材质数据，腐蚀数据。 ）介质物性和材质性能，材质数据，腐蚀数据。 （9）车间平立面布置的参考资料。 ）车间平立面布置的参考资料。 （10）管道设计资料（管道配置、管道材质、架设方 ）管道设计资料（管道配置、管道材质、 式、管件、阀件等） 管件、阀件等） （11）环境保护、安全保护等规范和资料。 ）环境保护、安全保护等规范和资料。
第四章物料衡算
第四章物料衡算第四章物料衡算1.教学⽬的与要求掌握化⼯过程物料衡算的基本⽅法，包括⽆化学反应的物料衡算、有化学反应的物料衡算。
2.主要教学内容物料衡算式、物料衡算的基本⽅法、⽆化学反应的物料衡算、有化学反应的物料衡算以及物料衡算的计算机解题。
3.重点与难点：重点：⽆化学反应及有化学反应的物料衡算⽅法难点：具有循环、排放及旁路过程的物料衡算4.学时分配： 8+6S 学时物料衡算是化⼯计算中最基本、也是最重要的内容之⼀，它是能量衡算的基础。
通常，物料衡算有两种情况，⼀种是对已有的⽣产设备或装置，利⽤实际测定的数据，算出另—些不能直接测定的物料量。
⽤此计算结果，对⽣产情况进⾏分析、作出判断、提出改进措施。
另⼀种是设计⼀种新的设备或装置，根据设计任务，先作物料衡算，求出进出各设备的物料量，然后再作能量衡算，求出设备或过程的热负荷，从⽽确定设备尺⼨及整个⼯艺流程。
物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在—个孤⽴物系中，不论物质发⽣任何变化，它的质量始终不变(不包括核反应，团为核反应能量变⽐⾮常⼤，此定律不适⽤)。
第⼀节物料衡算式4－1 化⼯过程的类型化⼯过程根据其操作⽅式可以分成间歇操作、连续操作以及半连续操作三类。
或⾏将其分为稳定状态操作和不稳定状态操作两类。
在对某个化⼯过程作物料或能量衡算时，必须先了解⽣产过程的类型。
间歇操作过程：4－2 物料衡算式物料衡算是研究某⼀个体系内进、出物料量及组成的变化。
根据质量守恒定律，对某⼀个体系，输⼊体系的物料量应该等于输出物料量与体系内积累量之和。
所以，物料衡算的基本关系式应该表⽰为；如果体系内发⽣化学反应，则对任⼀个组分或任⼀种元素作衡算时，必须把由反应消耗或⽣成的量亦考虑在内。
所以(4—1)式成为：上式对反应物作衡算时．由反应⽽消耗的量，应取减号，对⽣成物作衡算时，由反应⽽⽣成的量，应取加号。
但是，列物料衡算式时应该注意，物料平衡是指质量平衡，不是体积或物质的量(摩尔数)平衡。
第四章物料衡算
生成CO2量
3mol
剩余氧量
6.25－5＝1.25mol
产生烟道气的量＝3+4+1.25+23.51 ＝31.76mol
100mol烟道气所需空气的量 100×29.76／31.76＝93.7mol （二）取1mol 空气为计算基准 1mol 空气为计算基准中氧量为0.21mol 燃烧丙烷耗氧量 0.21／1.25＝0.168 mol
2）采用适当方法求解方程
7、将计算结果列成输入—输出物料表
组分
输入
输出
kg/h w% kmol/h y% kg/h w% kmol/h y% A B
C 总计
由计算结果查核计算正确性，必要时说明误差范围。
8、必要时画出物料衡算图（过程复杂时）
对于复杂过程的物料衡算，上述各步均不可 少。但对于较简单的物料衡算问题，有的步骤可 省略。但（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、 （7）是必有的。
（4—1）
化学反应时，对任一组分或元素的物料衡算式为：
输入体 反应生 反应消 输出体 体系内
系的物 + 成的物 - 耗的物 = 系的物 + 积累的
料的量 料的量 料的量 料的量 物料量
(4-2) （4—2）式可作为
总物料衡算式
组分物料衡算式 元素物料衡算式
对稳定操作状态，积累量=0。
无化学反应体系：
3、体积基准 对气体选用体积作基准。通常取标况下体积Nm3。 4、干湿基准 干基不计所含水量，湿基考虑所含水量。 恰当的选取计算基准可简化计算。
例题 丙烷充分燃烧时，通入的空气量为理论量 的125％，反应式为
C3H8+5O2＝＝3CO2+4H2O 问100mol 燃烧产物需要多少摩尔空气？
第四章 物料衡算
G3
G1
330 10000 1000 kg 330
106 .17 1000 1404 .6kg 151 .17 0.50
1404 .6 1478 .6kg 95 %
• 杂质1478.6-1404.6=74kg
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• （3）计算混酸量及配制混酸的硫酸、硝酸和水量
• 所需混酸量：1478.6×1.855=2742.8kg • 纯硝酸重：2742.8×32%=877.7Kg • 96%硝酸量：877.6/0.96=914.3kg • 硝酸中水量：914.3-877.7=36.6kg
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• （2）对间歇生产可确定计算基准为kg/天，则需计算每天产量及原料投 料量。反应式为：
C2H5 + HNO3 106.17 G1 63 G2 H2SO4.H2O NO2 151.17 G3 G5 G4 C2H5 [ C2H5 NO2 C2H5 NO2 ] + H2O
• 每天产对硝基乙苯：
• 每天投料纯乙苯量： • 原料乙苯量
4.物料衡算式
• 根据质量守恒定律可以写出： • 进入系统的物料质量 Fi＋系统内生成量 Dp-系统内消 耗量 Dr= 输出系统的物料质量 Fo ＋系统内积累的物 料质量W • 即：(Fi-Fo)+(Dp-Dr)=W • 对于稳定的连续生产过程： (Fi-Fo)+(Dp-Dr)=0 • 对于系统内无化学反应：(Fi-Fo）=W
• 纯硫酸量：2742.8×56%=1536kg
• 93%硫酸量：1536/0.93=1651.6kg • 硫酸中水量：1651.6-1536=115.6kg
• 补加水量：2742.8-914.3-1651.6=176.9kg
(整理)第四章能量衡算及热数据的估算习题解答
计算题（P106）4－1、物料衡算数据如下图所示。
主反应式如下。
已知加入甲苯和浓硫酸的温度均为30℃，脱水器的排水温度为65 ℃，磺化液的出料温度为140 ℃，甲苯和硫酸的标准化学反应热为117.2kJ·mol -1 (放热) ，设备（包括磺化釜、回流冷凝器和脱水器，下同）升温所需的热量为1.3×105kJ ，设备表面向周围环境的散热量为6.2 ×104kJ, 回流冷凝器中冷却水移走的热量共9.8 ×105kJ 。
试对甲苯磺化过程进行热量衡算。
有关热力学数据：原料甲苯的定压比热为1.71kJ ·kg -1 ·℃-1 ; 98%硫酸的定压比热为1.47kJ ·kg -1 ·℃-1 ;磺化液的平均定压比热为1.59kJ ·kg -1 ·℃-1 ;水定压比热为4.18kJ ·kg -1 ·℃-1解法一：对甲苯磺化过程进行热量衡算的目的是为了确定磺化过程中的补充加热量。
依题意可将甲苯磺化装置(包括磺化釜、回流冷凝器和脱水器等)作为衡算对象。
此时，输入及输出磺化装置的物料还应包括进、出回流冷凝器的冷却水，其带出和带入热量之差即为回流冷凝器移走的热量。
若将过程的热效应作为输入热量来考虑，则可绘出如下图所示的热量衡算示意图。
CH 3+H 2SO 4CH 33H+H 2O则热量平衡方程式可表示为 取热量衡算的基准温度为25o C （若取0 ℃作为基准，结果又如何？），则（1）（2）磺化过程热效应反应中共加入98%浓硫酸的质量为1100kg ，其中含水22kg 。
若以SO 3计，98%硫酸的质量分率为80%。
由式(4-44)得反应结束后,磺化液含硫酸35.2kg,水21.4kg 。
以SO 3计,硫酸的质量分率为50.8%。
则1234567Q Q Q Q Q Q Q ++=+++141000 1.71(3025)1100 1.47(3025) 1.6610Q kJ=⨯⨯-+⨯⨯-=⨯3p cQ Q Q =+1-122111 2.989(2515)110.20130.062 4773.4 kJ (kg H )s H m mm mO -∆=+--++=⋅2-122111 2.989(2515)10.50810.5080.20130.0620.5080.5081833.6 kJ (kg H )s H O ⨯-∆=+--++=⋅所以有反应消耗的甲苯量为979 kg ，则（3）反应产物（磺化液、脱水器排出的水）带走的热量Q 4 Q 4=1906.9 x 1.59 x （140-25）+193.1 x 4.18 x （65-25）=3.77 x 105 KJ （4）由题意知 Q 5=1.3 x 105 KJ Q 6=6.2 x 104 KJ Q 7=9.8 x 105 KJ 所以Q 2=Q 4+Q 5+Q 6+Q 7-Q 1-Q 3=2.12 x 105 KJ4224773.421.41833.6 6.610p Q kJ=⨯-⨯=⨯kJ1025.1 2.1179210979Q 63c ⨯=⨯⨯=kJ1032.1 1025.1106.6 Q Q Q 664cp 3⨯=⨯+⨯=+=解法二：对甲苯磺化过程进行热量衡算的目的是为了确定磺化过程中的补充加热量。
第四章物料衡算
① 反应器的循环物流；② 分离器的循环物流
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4.8 复杂化工过程的物料衡算
3.循环过程的物料衡算
N4
N1
U
混合器
N2
单元设备
N3
S
分离设备
N5
3个子体系，总体系3个独立的
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1.收率和转化率
反应消耗的反应物的量 转化率 100% 进入反应器的反应物的 量
连续稳定流动过程收率的计算：
xj
xj
r 'j N 进， j
( N 进， j N 出， j ) N 进， j
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100 %
4.7 有化学反应过程的物料衡算
1.收率和转化率——选择性
生成目的产物所消耗的 反应物的量 选择性 100% 反应消耗的反应物的量
E s
i
i, j
i,k mk 0
i, j
N i xi, j σ j,k 0
k 1 i 1 j 1
E
c
N x
k 1 i 1 j 1 i
17
c
σ j,k mk 0
4.4 物料衡算式
（4）自由度分析 方程组自由度≡变量数－方程数
方程组自由度﹤0 方程组自由度﹥0 方程组自由度＝0 无解 多解（超定解、不定 解） 有唯一确定解
平均质量流量 摩尔流量 流股i 的流量
N 进和N出
X i, j ; x i, j
组分j在流股i的组成 组分j在流股i的原子系数 元素k的原子量
M i ; Fi ; N i
i, j mK
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4.4 物料衡算式
1.物料平衡式 （1）总质量平衡式 敞开（开放）系统的物料平衡式
第四章 物料衡算
以流程中某一点的汇集或分支处的交点, 即 节点来进行衡算, 可以使计算简化
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6、 带有物料循环的流程的物料衡算
带有物料循环的流程示意图
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对循环系统来说, 有单程转化率、单程收率和总转
化率、总收率之分, 由于原料循环, 新鲜原料在系
统内经过反应器若干次, 达到的转化率和收率比经
第四章 物料衡算及热量衡算
14.1 ຫໍສະໝຸດ 料衡算一、物料衡算的目的
（1）原材料消耗定额，判断是否达到设计要求。 （2）各设备的输入及输出的物流量，摩尔分率组成及 其他组成表示方法。 （3）作为热量计算的依据。
2
二、物料衡算的依据
（1）设计任务书中确定的技术方案、产品生产能力、
年工作时及操作方法。
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对于流动物系: xi=Fi/Ft , Fi – i组分的摩尔流量; Ft － 混合物总物汁的量。
质量分数:混合物中, 某组分的质量与混合物
质量之比。ωi
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质量分数与摩尔分数的相互转换:
摩尔分数 xi=(ωi/Mi) ÷ (ωi/Mi +ωj/Mj)
质量分数 ωi=(xiMi) ÷ (xiMi + xjMj)
过反应器一次的转化率和收率高。
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如果有循环物流的话, 由于循环量不知道, 逐次单元计算 不能算出循环量。 这类问题有两种解法。
(1) 试差法: 估计循环流量, 继续循环至循环回流的那一点。
将估计值与计算值进行比较, 并重新估计一个循环值,
一直计算到估计值与计算值之差在一定误差范围内。
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(2) 代数解法: 在循环存在时, 列出物料平衡方程式,
化工计算电子课件第四章物料衡算
C3H8 空气
燃烧过程
燃烧产物（CO2、 N2、H2O、O2 ）
（O2、N2） 图 4-7 例 4-1 物料流程图
由流由程流图程图可可知知：：
该体该系体有系有三三股股物物流流：：丙烷丙、烷空、气、空燃气烧产、物燃。烧产物。
原则原上则基上基准准的的选选择择有有三种三方种法方： 法： 1.选一定量的空气为计算基准 2.选一1、定选量一定的量丙的烷空气为为计计算算基基准准 3.选一2、定选量一定的量燃的烧丙烷产为物计为算基计准算基准 下面分3、别选一以定这量三的燃种烧物产料物为为计基算准基，准 比较各种计算方法的难易程度，以说明合
第二节 物料衡算的基本方法
根据不同过程的特点，选择计算基准时，应该注意以 下几点： ⑴应选择已知变量数最多的流股作为计算基准。 ⑵对液体或固体的体系，常选取单位质量作时较方 便。
⑷对于气体物料，如果环境条件（如温度、压力）已 定，则可选取体积作基准。
下面举例说明选择不同的计算基准对解题难简的影响 程度。
所以，每100mol燃烧产物所需空气量为： 100mol 29.76mol 93.7mol
31.76mol
第二节 物料衡算的基本方法
方法二 基准：1mol空气 按量因题为为意：1m供ol入空的气空中11气含m.2o5量氧l 为量0.8理为mo论0l .2量1m的o1l；25所%，以则理论上所需空气 供燃烧C3H8的氧量（即反应消耗氧）0.80.21mol 0.168mol 由反反应应产式生，的燃CO烧2量C3为H8的0.0量33为6mo0l.16358m0ol.1000.083m36omlol 反应产生的H2O量为 0.0336mol4 0.1344mol 反应后剩余的O2量为 (0.21 0.168)mol 0.042mol 通入1mol空气产生的燃烧产物的总量为：
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第四章物料衡算❖第一节概述❖第二节物料衡算基本理论❖第三节物料衡算举例4.1 概述❖4.1.1.物料衡算的重要性❖求出各种物料的数量和组成，设计由定性转入定量。
❖设计中，物料衡算是最先进行的计算项目，其结果是后续各单项设计的依据，物料衡算结果的直接关系到整个工艺设计可靠程度。
❖4.1.2.物料衡算的依据❖工艺流程示意图以及为物料衡算收集的有关资料。
4.1.3.物料衡算的作用❖将工艺流程示意图进一步深化，可绘制出物料流程图。
❖在物料衡算的基础上，可进行能量衡算、设备的选型或工艺设计，以确定设备的容积、台数和主要工艺尺寸、确定消耗定额、进行车间布置设计和管道设计。
❖对已投产的设备、装置、车间或工厂进行物料衡算，以寻找薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据❖可作为判断工程项目是否达到设计要求以及检查原料利用率和三废处理完善程度的一种手段。
4.1.4.物料衡算的类型❖按物质变化分为：❖物理过程的物料衡算❖化学过程的物料衡算❖按操作方式分为：❖连续过程的物料衡算❖间歇过程的物料衡算❖按衡算目的分为：4.2 物料衡算的基本理论4.2.1物料平衡方程式❖理论基础是质量守恒定律。
❖1.物理过程❖稳态过程，物料在体系内没有累积2.化学过程❖对于稳态过程使用上述各式时要注意以下几点：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。
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。
4.2.3 衡算范围❖体系——为讨论一个过程，人为地圈定这个过程的全部或一部分作为一个完整的研究对象，这个圈定的部分叫体系。
❖衡算范围可以是一台设备、一套装置、一个工段、一个车间、一个工厂等。
❖环境——体系以外的部分叫环境。
❖边界——体系与环境的分界线（人为地圈定）。
❖衡算中只涉及通过（进出）边界的物料流股。
其余可不考虑。
4.2.4 物料衡算的方法和步骤❖(1) 明确衡算目的❖如通过物料衡算确定生产能力、纯度、收率等数据。
❖(2) 绘出物料流程示意图，划定衡算范围❖画流程简图步骤及要点如下：❖1）流程简图中的设备可用方框表示;❖2）用线条和箭头表示物料流股的途径和流向；❖3）标出流股的已知变量（流量、组成等）❖4）未知量用符号表示。
❖根据已知量和未知量划定体系，应特别注意尽量利用已知条件，要求的未知量要通过体系边界，且应使通过边界的物料流股的未知项尽量少。
❖(3) 写出所有化学反应方程式。
❖包括所有主副反应，且为配平后的，将各反应的选择性、收率注明。
❖(4) 收集与物料衡算有关的计算数据❖规模和年生产日；原辅材料、中间体及产品的规格；有关的定额和消耗指标；有关的物理化学常数，如密度、蒸气压、相平衡常数等。
❖ (5) 选定衡算基准。
❖计算中要将基准交代清楚，过程中基准变换时，要加以说明。
❖ (6) 列出物料平衡方程式，进行物料衡算。
❖无化学反应体系，按：（4-1）、（4-2）（连续稳定过程）式❖有化学反应体系，按：（4-3）、（4-4）（稳定过程）式。
❖要求所列独立方程式的数目=未知数的数目(7) 编制物料平衡表。
❖由计算结果查核计算正确性，必要时说明误差范围(8)必要时画出物料衡算图（过程复杂时）4.3 物料衡算举例❖4.3.1 物理过程的物料衡算❖1.简单物理过程的物料衡算❖例4-1 硝化混酸配制过程的物料衡算。
已知混酸组成为H2SO4 46%(质量百分比，下同)、HNO3 46%、H2O 8%，配制混酸用的原料为92.5%的工业硫酸、98%的硝酸及含H2SO4 69%的硝化废酸。
试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。
为简化计算，设原料中除水外的其它杂质可忽略不计。
解：混酸配制过程可在搅拌釜中进行。
以搅拌釜为衡算范围，绘出混酸配制过程的物料衡算示意图。
图中为92.5%的硫酸用量，为98%的硝酸用量，为含69%硫酸的废酸用量。
解：取设备为衡算体系，1000千克混酸为计算基准❖对HNO3进行物料衡算得❖0.98 G硝酸= 0.46⨯1000 (a)❖对H2SO4进行物料衡算得❖0.925 G硫酸+ 0.69G废酸=0.46⨯1000 (b)❖对H2O进行物料衡算得❖0.02G硝酸+0.075G硫酸+0.31G废酸=0.08⨯1000 (c)❖解得：G硝酸=469kg,G硫酸=399.5kg,G废酸=131.1kg❖混酸配制过程的物料平衡表(略）例 4-2 一种废酸，组成为23％(w%)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的H2SO4及90％的HNO3，要求混合成27％HNO3，60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的量。
❖解：（1）画出流程简图❖（2）选择计算基准 4个物流均可选，选取100kg混酸为基准。
❖（3）列物料衡算式❖总物料衡算式 x+y+z=100❖H2SO4的衡算式 0.57x+0.93y=100 ⨯0.6=60❖HNO3的衡算式 0.23x+0.90z=100х0.27=27❖解方程得： x=41.8kg; y=39kg; z=19.2kg注意几个问题：❖（1）无化学反应的体系，可列出独立的物料衡算式数目至多等于体系中输入和输出的化学组分数目。
如未知数的数目大于组分数目，需找另外关系列方程，否则无法求解。
❖（2）首先列出含未知量最少的衡算方程，以便求解❖（3）若进出体系的物料流股很多，则将流股编号，列表表示已知量和组成。
❖例4-3 拟用连续精馏塔分离苯和甲苯混合液。
已知混合液的进料流量为200kmol⋅h-1，其中含苯0.4(摩尔分率，下同)，其余为甲苯。
若规定塔底釜液中苯的含量不高于0.01，塔顶馏出液中苯的回收率不低于98.5%，试通过物料衡算确定塔顶馏出液、塔釜釜液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。
❖解：以连续精馏塔为衡算范围,绘出物料衡算示意图。
图中F 为混合液的进料流量,D为塔顶馏出液的流量,W为塔底釜液的流量,x为苯的摩尔分率。
❖图中共有3股物料，3个未知数，需列出3个独立方程。
❖对全塔进行总物料衡算得❖ D+W=200 (a)❖对苯进行物料衡算得❖Dx D +0.01W =200⨯0.4 (b)❖由塔顶馏出液中苯的回收率得❖Dx D =200⨯0.4 ⨯0.985 (c)❖联解式(a)、(b)和(c)得D=80kmol⋅h-1，W=120 kmol⋅h-1，x D=0.9852. 有多个设备过程的物料衡算❖多个设备过程的物料衡算，可以分成多个衡算体系。
❖在体系画定中应注意要想法利用已知条件，尽量减少所定体系的未知数的数目。
做到由简到繁，由易到难。
❖如图❖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。
❖例.下图为具有两个设备的连续稳定过程，图中虚线表示能建立平衡关系的系统边界，试求出图中的全部未知量及组成。
解：（1）现对设备1作衡算，取1S作计算基准❖总物料 800＝Q1+100 得Q1=700g/S❖对A作衡算 800×0.2＝100+Q1x1❖（2）对节点作衡算❖总物料 Q2＝Q1+200 得Q2=900g/S对A作衡算 Q1x1＝Q2x2（3）现对设备2作衡算❖总物料 Q2＝Q3+475 得Q3=425 g/SA作衡算 Q2x2＝475x3+0.012Q3❖对B作衡算 Q2y2＝475y3+0.565Q3❖对❖联立求解得:x3=0.1156，y3= 0.8418，z3 =0.0426。
例.一连续稳定的精馏系统如图所示,每个物流含有两个组分A和B,.试计算F3、F5、F7的流率和组成。
以精馏塔I作为衡算体系：❖对总物料列衡算式 F1＝F2+F3❖F3＝F1－F2＝100－40＝60mol/h❖对组分A列式 F1x1,A＝F2x2,A+F3x3,A❖X3,B=0.7667以节点E作为衡算体系：❖对总物料列衡算式❖F5＝F3＋F4＝60＋30＝90mol/h ❖对组分A列式❖F5x5,A＝F3x3,A+F4x4,A❖X5,B=0.7444以精馏塔II作为衡算体系❖对总物料列衡算式 F5＝F6+F7❖F7＝F5-F6＝90－30＝60mol/h❖对组分A列式 F5x5,A＝F6x6,A+F7x7,A❖X7,B=0.9167❖可否不利用结点E作衡算体系完成此计算，同学自己完成。
❖可否列出所有方程然后求解之，相比前面做法各有何利弊4.3.2. 化学过程的物料衡算❖1.反应转化率、选择性及收率❖（1）限制反应物❖——化学反应原料不按化学计量比配料时，以❖最小化学计量数存在的反应物。
❖（2）过量反应物❖——反应物的量超过限制反应物完全反应所需的理论量的，该反应物叫过量反应物。
❖注意❖（1）按化学计量数最小而非绝对量最小；❖（2）当体系有几个反应时，按主反应计量关系考虑；❖（3）计算过量反应物的理论量时，限制反应物必须完全反应（无论实际情况如何，按转化率100%计。
)❖（3）过量百分数❖——过量反应物超过限制反应物完全反应所需理论量Nt的部分占所需理论量的百分数。
（4）转化率x❖——某反应物反应掉的量占其输入量的百分数。
❖反应：aA+bB → cC +dD❖注意：❖1）要注明是指那种反应物的转化率；❖2）反应掉的量应包括主副反应消耗的原料之和；❖3）若未指明是那种反应物的转化率，则常指限制反应物的转化率。
❖限制反应物的转化率也叫反应完全程度。
（5）选择性❖——生成目的产物所消耗的某原料量占该原料反应量的百分数。
❖若有反应：aA → dD（6）收率Y❖——生成目的产物所消耗的某原料量占该原料通入量的百分数。
（7）总收率❖产品生产有多个工序完成时，总收率等于各工序收率之积。
（8）单程转化率和总转化率❖循环过程的物料衡算❖如下循环物料——加到进料中循环使用的部分物料（产物）。