化工原理(流体流动1)
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或：
1000 0.25 500 0.48 500xWB 1000 0.25 500 0.02 500xWC
HCL 单 体 合 成加 入 成 分 （（（含有少量杂质
碱液 水
全凝器 氯乙烯（CH2=CHCL）
C2H2(g)
含有少量杂质
H2O
水
反应釜 水洗
液体 压缩冷凝
碱洗（除未反应的 HCL）
杂质 精馏塔
产品 （聚氯乙烯）
聚氯乙烯化工生产过程流程示意图
干燥
高压聚合 （聚氯乙烯）
（1）化工生产过程的步骤多； (2)各种不同的化工生产过程差别十分大。 人们通过不断的探索、研究、实践、发现，各种各样复杂
（2）数学模型法（半经验半理论方法） 该方法是在对实际过程的机理深入分析的基础上，在抓住过程本质的前提 下，作出某些合理简化，建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型。 通过实验确定模型参数，这是一种半经验半理论的方法。
三、化工原理课程学习的要求
（1）单元操作和设备选择的能力 根据生产工艺要求和物性特性，合理地选择单元操作及设备。
四、化工原理五个重要基本概念
（1）物料衡算
为了弄清化工生产过程中原料、成品以及损失的物料数量， 必须要进行物料衡算。
物料衡算
质量守恒定律，即：
GI GO GA
GI 输入物料的总和
GO 输出物料的总和
GA 累积的物料量
注意：①无化学反应时，混合物中任何一组分服从此通式 ②当有化学反应时，它只适用于任一元素的衡算 ③若过程中累积的物料量为零，则
动
量传递
固-液
过滤 非均相混合物分离
液-固；气-固 尺度不同的截留
动
量传递
沉降 非均相混合物分离
液-固；气-固 密度差引起的沉降运动
动
量传递
加热、冷却 升温、降温
改变相态
气或液 利用温度差而传入或移出热量
热
量传递
蒸发 溶剂与不挥发性溶质的分离 液
供热以气化溶剂
热
量传递
气体吸收 均相混合物分离
气
各组分在溶剂中溶解度的不同
的化工生产过程可以抽象并归纳为这样一种过程框图。
原料→前处理→化学反应→后处理→产品
(1)化学反应为主的过程(每种产品特有的化学反应过程) (2)物理操作为主的过程
化工过程中常用单元操作
单元操作 传递过程
流体输送 动量传递
目的
输送
物态
液或气
原理
输入机械能
搅拌
混合或分散 气-液；液-液； 输入机械能
一、化工生产过程与单元操作
化工生产过程：
用化工的手段将原料加工成产品的生产过程，称为化工生产过程。 化 工产品成千上万，每种产品均有它自己特定的生产过程。由于原料、 产品的多样性及生产过程的复杂性，形成了数以万计的化工生产工艺。
例如：乙炔法制取聚氯乙烯的生产是以乙炔和氯化氢为原料进行加成 反应以制取氯乙烯单体，然后单体在0.8MPa、55℃左右进行聚合反应 获得聚氯乙烯。聚氯乙烯的工艺流程图见图1。
绪论
化工原理课程是化工、制药、生物、环境、 过程控制与装备的一门主干课程，是综合运用 数学、物理、化学、计算技术等基础知识，分 析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问 题的技术基础课。 学习绪论，掌握五个方面的内容。
一、化工生产过程与单元操作 二、化工原理课程的研究方法 三、化工原理课程学习的要求 四、化工原理课程的五个重要基本概念 五、化工常用量和单位
x DA
250 500
0.5
由式（b）得：
x DB
240 500
0.48
由式（c）得：
xDC
10 500
0.02
在全塔范围内列总物料衡算，得：
F DW W F D 1000 500 500kmol / h
再在全塔范围内列组分B及C的衡算， 得：
FxFB DxDB WxWB
FxFC DxDC WxWC
GI GO
基准选择的原则： （1）对于间歇操作，常用一次投料为基准。 （２）对于连续操作，常用单位时间为基准。
例1:含有A、B、C、D四种组分各0.25（摩尔分率，下同）某混合
液，以1000 kmol / h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔
釜两股产品。进料中全部A组分，96%B组分及4%C组分存在于 塔顶产品中；全部D组分存在于塔釜产品中，试计算塔顶和塔釜 产品的流量及其组成。 解：依题意画出如本题附图所示的流程图。
DxDB FxFB 0.96 0.96 1000 0.25 240
DxDC 0.04FxFC 0.041000 0.25 10
上三式相加，得：
D(xDA xDB xDC ) 250 240 10 500
因 xDA xDB xDC 1
故 由式（a）得：
D 500kmol / h
质
量传递
源自文库
液体蒸馏 均相混合物分离
液
各组分间挥发度的不同
质
量传递
萃取 均相混合物分离
液
各组分在溶剂中溶解度的不同
质
量传递
人们这么做的目的有两个：
1. 对于任一复杂的化工生产过程，都可以认为是若干个单元操作通过 某种适当的组合串联而成的过程。
2. 这样分类有利于将主要精力投入到单元研究中，不具体到某一个工艺上
单元操作的特点：
1.
均为物理反应的操作；
2. 化工过程虽差别大，但均由单元操作适当组合而成，是化工生产过程中 的共有操作；
3.
基本原理一样，进行过程的设备往往是通用的。
二、化工原理课程研究方法
（1）实验研究方法（经验法） 该方法一般用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程
变量之间的关系，通常用无量纲数群（或称准数群）构成的关系来表达。 实验研究方法避免了数学方程的建立，是一种工程上通用的基本方法。
（2）工程设计能力 学习进行工艺过程计算和设备设计，当缺乏现代数据时，要能够从资料中查取 ， 或从生产现场查定或通过实验测取。学习利用计算机辅助设计。
（3）操作和调节生产过程的能力 学习如何操作和调节生产过程。在操作发生故障时，能够查找故障原因，提出 排出故障的措施，了解优化生产过程的途径。
（4）过程开发或科学研究的能力
原料液 F= 1000 Kmol/h
xFA 0.25 xFB 0.25 xFC 0.25 xFD 0.25
x DA 塔顶产品 D xDB
xDC
xWB 塔釜产品 w xWC
xWD
x PC
在全塔范围内列各组分的衡算式，取h为衡算基准。 组分A：
DxDA FxFA 1000 0.25 250
1000 0.25 500 0.48 500xWB 1000 0.25 500 0.02 500xWC
HCL 单 体 合 成加 入 成 分 （（（含有少量杂质
碱液 水
全凝器 氯乙烯（CH2=CHCL）
C2H2(g)
含有少量杂质
H2O
水
反应釜 水洗
液体 压缩冷凝
碱洗（除未反应的 HCL）
杂质 精馏塔
产品 （聚氯乙烯）
聚氯乙烯化工生产过程流程示意图
干燥
高压聚合 （聚氯乙烯）
（1）化工生产过程的步骤多； (2)各种不同的化工生产过程差别十分大。 人们通过不断的探索、研究、实践、发现，各种各样复杂
（2）数学模型法（半经验半理论方法） 该方法是在对实际过程的机理深入分析的基础上，在抓住过程本质的前提 下，作出某些合理简化，建立物理模型，进行数学描述，得出数学模型。 通过实验确定模型参数，这是一种半经验半理论的方法。
三、化工原理课程学习的要求
（1）单元操作和设备选择的能力 根据生产工艺要求和物性特性，合理地选择单元操作及设备。
四、化工原理五个重要基本概念
（1）物料衡算
为了弄清化工生产过程中原料、成品以及损失的物料数量， 必须要进行物料衡算。
物料衡算
质量守恒定律，即：
GI GO GA
GI 输入物料的总和
GO 输出物料的总和
GA 累积的物料量
注意：①无化学反应时，混合物中任何一组分服从此通式 ②当有化学反应时，它只适用于任一元素的衡算 ③若过程中累积的物料量为零，则
动
量传递
固-液
过滤 非均相混合物分离
液-固；气-固 尺度不同的截留
动
量传递
沉降 非均相混合物分离
液-固；气-固 密度差引起的沉降运动
动
量传递
加热、冷却 升温、降温
改变相态
气或液 利用温度差而传入或移出热量
热
量传递
蒸发 溶剂与不挥发性溶质的分离 液
供热以气化溶剂
热
量传递
气体吸收 均相混合物分离
气
各组分在溶剂中溶解度的不同
的化工生产过程可以抽象并归纳为这样一种过程框图。
原料→前处理→化学反应→后处理→产品
(1)化学反应为主的过程(每种产品特有的化学反应过程) (2)物理操作为主的过程
化工过程中常用单元操作
单元操作 传递过程
流体输送 动量传递
目的
输送
物态
液或气
原理
输入机械能
搅拌
混合或分散 气-液；液-液； 输入机械能
一、化工生产过程与单元操作
化工生产过程：
用化工的手段将原料加工成产品的生产过程，称为化工生产过程。 化 工产品成千上万，每种产品均有它自己特定的生产过程。由于原料、 产品的多样性及生产过程的复杂性，形成了数以万计的化工生产工艺。
例如：乙炔法制取聚氯乙烯的生产是以乙炔和氯化氢为原料进行加成 反应以制取氯乙烯单体，然后单体在0.8MPa、55℃左右进行聚合反应 获得聚氯乙烯。聚氯乙烯的工艺流程图见图1。
绪论
化工原理课程是化工、制药、生物、环境、 过程控制与装备的一门主干课程，是综合运用 数学、物理、化学、计算技术等基础知识，分 析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问 题的技术基础课。 学习绪论，掌握五个方面的内容。
一、化工生产过程与单元操作 二、化工原理课程的研究方法 三、化工原理课程学习的要求 四、化工原理课程的五个重要基本概念 五、化工常用量和单位
x DA
250 500
0.5
由式（b）得：
x DB
240 500
0.48
由式（c）得：
xDC
10 500
0.02
在全塔范围内列总物料衡算，得：
F DW W F D 1000 500 500kmol / h
再在全塔范围内列组分B及C的衡算， 得：
FxFB DxDB WxWB
FxFC DxDC WxWC
GI GO
基准选择的原则： （1）对于间歇操作，常用一次投料为基准。 （２）对于连续操作，常用单位时间为基准。
例1:含有A、B、C、D四种组分各0.25（摩尔分率，下同）某混合
液，以1000 kmol / h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔
釜两股产品。进料中全部A组分，96%B组分及4%C组分存在于 塔顶产品中；全部D组分存在于塔釜产品中，试计算塔顶和塔釜 产品的流量及其组成。 解：依题意画出如本题附图所示的流程图。
DxDB FxFB 0.96 0.96 1000 0.25 240
DxDC 0.04FxFC 0.041000 0.25 10
上三式相加，得：
D(xDA xDB xDC ) 250 240 10 500
因 xDA xDB xDC 1
故 由式（a）得：
D 500kmol / h
质
量传递
源自文库
液体蒸馏 均相混合物分离
液
各组分间挥发度的不同
质
量传递
萃取 均相混合物分离
液
各组分在溶剂中溶解度的不同
质
量传递
人们这么做的目的有两个：
1. 对于任一复杂的化工生产过程，都可以认为是若干个单元操作通过 某种适当的组合串联而成的过程。
2. 这样分类有利于将主要精力投入到单元研究中，不具体到某一个工艺上
单元操作的特点：
1.
均为物理反应的操作；
2. 化工过程虽差别大，但均由单元操作适当组合而成，是化工生产过程中 的共有操作；
3.
基本原理一样，进行过程的设备往往是通用的。
二、化工原理课程研究方法
（1）实验研究方法（经验法） 该方法一般用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程
变量之间的关系，通常用无量纲数群（或称准数群）构成的关系来表达。 实验研究方法避免了数学方程的建立，是一种工程上通用的基本方法。
（2）工程设计能力 学习进行工艺过程计算和设备设计，当缺乏现代数据时，要能够从资料中查取 ， 或从生产现场查定或通过实验测取。学习利用计算机辅助设计。
（3）操作和调节生产过程的能力 学习如何操作和调节生产过程。在操作发生故障时，能够查找故障原因，提出 排出故障的措施，了解优化生产过程的途径。
（4）过程开发或科学研究的能力
原料液 F= 1000 Kmol/h
xFA 0.25 xFB 0.25 xFC 0.25 xFD 0.25
x DA 塔顶产品 D xDB
xDC
xWB 塔釜产品 w xWC
xWD
x PC
在全塔范围内列各组分的衡算式，取h为衡算基准。 组分A：
DxDA FxFA 1000 0.25 250