化工物料衡算与能量衡算

要解决的工程问题

化工设计的后续环节——反应器选型、换热器面积计算、塔径与管道口径确定、安全阀泄放量核算——全部依赖准确的物料衡算与能量衡算结果。如果物性数据有误、化学计量关系不清或热量平衡偏差，后续设计参数会层层放大错误，导致设备选型失误或公用工程负荷估算失准。

技能如何工作

本技能按五个模块组织，先解决“化学品是谁、物性是什么”的问题：内置80+常用化学品数据库，覆盖烷烃、芳烃、醇醚酮酯、酸碱盐等7大类，每物种收录25+项物性参数；数据库缺失时用基团贡献法估算（如Joback法算临界参数、Riedel法算沸点汽化热）。

接着处理“反应怎么走、物料怎么流”：解析主副反应方程式，计算转化率、选择性与收率，支持平行、连串、平衡及复杂反应网络；再进行反应器、分离单元与全流程的稳态物料衡算，包括循环物流与惰性组分排放控制。

之后计算“热量怎么算、公用工程用多少”：用Kirchhoff方程算非标准温度反应热，Watson关联式算任意温度汽化热，再汇总显热与热损失，输出冷却水、蒸汽、冷冻水等公用工程消耗。

最后M5模块输出JSON格式数据包，供下游反应器设计、换热器设计等技能直接调用。

适用边界与注意点

• 所有衡算基于稳态假设，不适用于开停车或间歇过程动态分析
• 气相计算默认理想气体，高压系统需引入压缩因子Z校正
• 内置物性为常用工程级精度（±2~5%），精密计算需查阅NIST WebBook或Aspen Plus物性包
• 反应热符号统一约定为放热为负、吸热为正