AspenPlus应用基础反应器.pptx

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1、Aspen Plus 使用方法Reactor Models 反应器模块AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第1页!反应器模块的类别1.生产能力类反应器（生产能力类反应器（2种）种）2.热力学平衡类反应器（热力学平衡类反应器（2种）种）3.化学动力学类反应器（化学动力学类反应器（3种）种）分为三大类七种反应器：分为三大类七种反应器：AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第2页!生产能力类反应器1、化学计量反应器化学计量反应器（RStoic）Stoichiometric Reactor2、产率反应器产率反应器（RYield）Yield Reactor由用户指定

2、生产能力，不考虑热力学可能性和动力学可行性。包含两种反应器。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第3页!RStoic 连接AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第4页!RStoic RStoic 模型设定模型设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定：1 1 1 1、操作条件、操作条件、操作条件、操作条件 (Operation Conditions)(Operation

3、 Conditions)(1)(1)压力；压力；压力；压力；(2)(2)温度温度温度温度/热负荷热负荷热负荷热负荷 2 2、有效相态、有效相态、有效相态、有效相态 (Valid Phases)(Valid Phases)汽汽汽汽/液液液液/固固固固/汽汽汽汽-液液液液/汽汽汽汽-液液液液-液液液液 /液液液液-游离水游离水游离水游离水/汽汽汽汽-液液液液-游离水游离水游离水游离水AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第5页!RStoic RStoic 反应热反应热设定反应热的计算类型：设定反应热的计算类型：设定反应热的计算类型：设定反应热的计算类型：、不计算反应热；、不计算反

4、应热；、不计算反应热；、不计算反应热；、根据生成热计算反应热；、根据生成热计算反应热；、根据生成热计算反应热；、根据生成热计算反应热；、用户指定反应热。、用户指定反应热。、用户指定反应热。、用户指定反应热。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第6页!RStoic 示例（1）甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1 1 4 4，流量为流量为流量为流量为

5、100 kmol/hr100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总若反应在恒压及等温条件下进行，系统总若反应在恒压及等温条件下进行，系统总若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为压为压为压为0.1013 MPa0.1013 MPa，温度为，温度为，温度为，温度为750 750，当反应器出，当反应器出，当反应器出，当反应器出口处口处口处口处CHCH4 4转化率为转化率为转化率为转化率为73%73%时，时，时，时，COCO2 2和和和和HH2 2的产量是的产量是的产量是的产量是多少？反应热负荷是多少？多少？反应热负荷是多少？多少？反应热负荷是多少？多少？反应热负荷是多少？Aspen

6、Plus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第7页!RYield产率反应器性质：根据每一种产与输入物流间的产率关系进行反应，只考虑总质量平衡，不考虑元素平衡。用途：只知化学反应式和各产物间的相对产率，不知化学计量关系。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第8页!RYield RYield 模型参数模型参数RYieldRYield 模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：1 1 1 1、模型、模型、模型、模型设定设定设定设定 (Specifications)(Specifications)2 2、产率、产率、产率、产率 (Yield)

7、(Yield)3 3、闪蒸选项、闪蒸选项、闪蒸选项、闪蒸选项 (Flash Options)(Flash Options)4 4、粒度分布、粒度分布、粒度分布、粒度分布 (PSD)(PSD)5 5、组分属性、组分属性、组分属性、组分属性 (Component Attr.)(Component Attr.)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第9页!RYield RYield 产率产率指定相对于每一单位质量非惰性进料指定相对于每一单位质量非惰性进料指定相对于每一单位质量非惰性进料指定相对于每一单位质量非惰性进料而言，而言，而言，而言，RYieldRYieldRYield出口物

8、流出口物流出口物流出口物流中各种组分间的中各种组分间的中各种组分间的中各种组分间的相对产率。并设定进料中的惰性组分。相对产率。并设定进料中的惰性组分。相对产率。并设定进料中的惰性组分。相对产率。并设定进料中的惰性组分。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第10页!RYield 示例（2）若在示例若在示例（1）的原料气中的原料气中加入加入 25 kmol/hr 氮气，其余条氮气，其余条件不变，计算结果会发生什么件不变，计算结果会发生什么变化？变化？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第11页!热力学平衡类反应器1、平衡反应器平衡反应器（REquil）Equ

9、ilibrium Reactor2、吉布斯反应器吉布斯反应器（RGibbs）Gibbs Reactor根据热力学平衡条件计算反应结果，不考虑动力学可行性。包含两种反应器。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第12页!REquil 连接AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第13页!REquil REquil 模型设定模型设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定：1 1

10、 1 1、操作条件、操作条件、操作条件、操作条件 (Operation Conditions)(Operation Conditions)(1)(1)压力；压力；压力；压力；(2)(2)温度温度温度温度/热负荷热负荷热负荷热负荷 2 2、有效相态、有效相态、有效相态、有效相态 (Valid Phases)(Valid Phases)汽汽汽汽/液液液液/固固固固/汽汽汽汽-液液液液/汽汽汽汽-液液液液-液液液液 /液液液液-游离水游离水游离水游离水/汽汽汽汽-液液液液-游离水游离水游离水游离水AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第14页!REquil 示例（1）甲烷与水蒸汽在

11、镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1 1 4 4，流量为流量为流量为流量为100 kmol/hr100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为下进行，系统总压为下进行，系统总压为下进行，系统总压为0.1013 MPa0.1013 MPa，温度为，温度为，温度为，温度为750 750，当反应器

12、出口处达到平衡时，当反应器出口处达到平衡时，CO2和和H2的的产量是多少？反应热负荷是多少？产量是多少？反应热负荷是多少？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第15页!REquil 示例（3）将示例将示例(1)中的反应温度设为中的反应温度设为1000，分别分析反应，分别分析反应(1)和反和反应应(2)的趋近平衡温度在的趋近平衡温度在 200 0 范围变化时对反应器出口物范围变化时对反应器出口物流流CH4质量分率和质量分率和CO/CO2摩尔比摩尔比的影响。的影响。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第16页!RGibbs 连接AspenPlus应用基础反应

13、器共70页，您现在浏览的是第17页!RGibbs RGibbs 模型设定模型设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定模型设定包含操作条件、计算选项和相态设定：1 1 1 1、操作条件、操作条件、操作条件、操作条件 (Operation Conditions)(Operation Conditions)(1)(1)压力；压力；压力；压力；(2)(2)温度温度温度温度/热负荷热负荷热负荷热负荷 2 2、计算选项、计算选项、计算选项、计算

14、选项 (Calculation Options)(Calculation Options)仅计算相平衡仅计算相平衡仅计算相平衡仅计算相平衡/同时计算化学平衡和相平衡同时计算化学平衡和相平衡同时计算化学平衡和相平衡同时计算化学平衡和相平衡/是否限是否限是否限是否限制化学平衡制化学平衡制化学平衡制化学平衡3 3、相态、相态、相态、相态 (Phases)(Phases)输入存在的相态数。输入存在的相态数。输入存在的相态数。输入存在的相态数。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第18页!RGibbs RGibbs 限制平衡限制平衡有两种选择：有两种选择：有两种选择：有两种选择：1

15、1 1 1、设定整个系统的趋近平衡温度；、设定整个系统的趋近平衡温度；、设定整个系统的趋近平衡温度；、设定整个系统的趋近平衡温度；2 2、指定各个化学反应趋近平衡的温度，、指定各个化学反应趋近平衡的温度，、指定各个化学反应趋近平衡的温度，、指定各个化学反应趋近平衡的温度，需要知道化学反应方程式需要知道化学反应方程式需要知道化学反应方程式需要知道化学反应方程式。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第19页!RGibbs 示例（2）若在示例若在示例(1)中的原料气中加中的原料气中加入入25 kmol/hr 的氮气，并考虑氮的氮气，并考虑氮与氢结合生成氨的副反应，求反与氢结合生成

16、氨的副反应，求反应器出口物流中应器出口物流中CH4和和NH3的质的质量分率。如果将氮设为惰性组份，量分率。如果将氮设为惰性组份，结果有什么变化？结果有什么变化？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第20页!RCSTR全混釜反应器性质：釜内达到理想混合。可模拟单、两、三相的体系，并可处理固体。可同时处理动力学控制和平衡控制两类反应。用途：已知化学反应式、动力学方程和平衡关系，计算所需的反应器体积和反应时间，以及反应器热负荷。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第21页!RCSTR RCSTR 模型参数模型参数RCSTRRCSTR模块有两组模型参数：模块有两

17、组模型参数：模块有两组模型参数：模块有两组模型参数：1 1、操作条件操作条件操作条件操作条件 (Operation Conditions)(Operation Conditions)1)1)压力压力压力压力 (Pressure)(Pressure)2)2)温度温度温度温度/热负荷热负荷热负荷热负荷(Temperature/Heat(Temperature/Heat Duty)Duty)2 2、持料状态持料状态持料状态持料状态 (Holdup)(Holdup)1)1)有效相态有效相态有效相态有效相态 (Valid Phases)(Valid Phases)2)2)设定方式设定方式设定方式设定方式

18、 (Specification Type)(Specification Type)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第22页!RCSTR RCSTR 选择反应选择反应RCSTRRCSTR中的化学反应通中的化学反应通过选用预定义的化学反应对过选用预定义的化学反应对象来设定象来设定。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第23页!Reactions 对象类型创创建建化化学学反反应应对对象象时时，需需赋赋予予对对象象ID和和选选择择对对象象类类型型。我我们们可可用用的的类类型型有有三种：三种：1、LHHW 型型 (Langmuir-Hinshelwood-Ho

19、ugen-Watson)2、幂律型、幂律型(Power Law)3、反应精馏型、反应精馏型(Reac-Dist)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第24页!Reactions 计量学参数计量学参数在在计计量量学学表表单单中中为为每每一一个个化化学学反反应应创创建建一一个个对对象象，并并选选择择对对象象类类型型为为动动 力力 学学 (Kinetic)或或 平平 衡衡 (Equilibrium)型型。输输入入反反应应方方程程式式中中的的化化学学计计量量系系数数，对对于于幂幂律律型型反反应应对对象象，还还要要输输入入动动力力学学方方程程式式中中每每一一个浓度因子的幂指数。个浓度

20、因子的幂指数。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第25页!Reactions 动力学参数动力学参数(2)LHHW型型的的反应速率方程：反应速率方程：AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第26页!RPlug 平推流反应器性质：反应器内完全没有返混。可模拟单、两、三相的体系。只能处理动力学控制反应。可模拟换热夹套。用途：已知化学反应式和动力学方程，计算所能达到的转化率，或所需的反应器体积，以及反应器热负荷。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第27页!RPlug 连接(2)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第28页

21、!RPlug RPlug 模型设定模型设定设定反应器类型，共有五种类型：设定反应器类型，共有五种类型：设定反应器类型，共有五种类型：设定反应器类型，共有五种类型：设定反应器类型，共有五种类型：设定反应器类型，共有五种类型：1 1 1 1、指定温度的反应器、指定温度的反应器、指定温度的反应器、指定温度的反应器 (Reactor with specified(Reactor with specified temperature)temperature)，有三种方式设定操作条件：，有三种方式设定操作条件：，有三种方式设定操作条件：，有三种方式设定操作条件：1)1)进料温度下的恒温进料温度下的恒温进料

22、温度下的恒温进料温度下的恒温 (Constant at inlet temperature)(Constant at inlet temperature)2)2)指定反应器温度指定反应器温度指定反应器温度指定反应器温度 (Constant at specified reactor Constant at specified reactor temperaturetemperature)3)3)温度剖形温度剖形温度剖形温度剖形 (Temperature Profile)(Temperature Profile)，指定沿反应器长，指定沿反应器长，指定沿反应器长，指定沿反应器长度的温度分布度的温度分

23、布度的温度分布度的温度分布2 2、绝热反应器、绝热反应器、绝热反应器、绝热反应器 (Adiabatic Reactor)(Adiabatic Reactor)3 3、恒定冷却剂温度的反应器、恒定冷却剂温度的反应器、恒定冷却剂温度的反应器、恒定冷却剂温度的反应器)，设定传热系数和冷，设定传热系数和冷，设定传热系数和冷，设定传热系数和冷却剂温度。却剂温度。却剂温度。却剂温度。4 4、与冷却剂并流换热的反应器、与冷却剂并流换热的反应器、与冷却剂并流换热的反应器、与冷却剂并流换热的反应器 (Reactor with co-Reactor with co-current coolant)current

24、coolant)，设定传热系数。，设定传热系数。，设定传热系数。，设定传热系数。5 5、与冷却剂逆流换热的反应器、与冷却剂逆流换热的反应器、与冷却剂逆流换热的反应器、与冷却剂逆流换热的反应器 (Reactor with Reactor with counter-current coolant)counter-current coolant)，设定传热系数。，设定传热系数。，设定传热系数。，设定传热系数。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第29页!RPlug 示例（1）丁二烯和乙烯合成环己烯的化学反应方程式如下：丁二烯和乙烯合成环己烯的化学反应方程式如下：丁二烯和乙烯合成环

25、己烯的化学反应方程式如下：丁二烯和乙烯合成环己烯的化学反应方程式如下：反反应应器器长长5米米、内内径径0.5米米，压压降降可可忽忽略略。加加料料为为丁丁二二烯烯和和乙乙烯烯的的等等摩摩尔尔常常压压混混合合物物，温温度度为为440 C。如如果果反反应应在在绝绝热热条条件件下下进进行行，要要求求丁丁二二烯烯的的转转化化率率达到达到12%，试求环己烯的产量，试求环己烯的产量 。反应速率方程式如右：反应速率方程式如右：反应速率方程式如右：反应速率方程式如右：式中：式中：式中：式中：AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第30页!RBatch 间歇釜反应器性质：间歇或半间歇操作的搅拌釜

26、，釜内达到理想混合。自动根据加料和辅助时间提供缓冲罐，实现与连续过程的连接。用途：已知化学反应式、动力学方程和平衡关系，计算所需的反应器体积和反应时间，以及反应器热负荷。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第31页!RBatch RBatch 模型参数模型参数RBatch RBatch 模块有六组模型参数模块有六组模型参数模块有六组模型参数模块有六组模型参数：1 1 1 1、模型、模型、模型、模型设定设定设定设定 (Specifications)(Specifications)2 2、化学反应、化学反应、化学反应、化学反应 (Reactions)(Reactions)3 3

27、、停止判据、停止判据、停止判据、停止判据 (Stop Criteria)(Stop Criteria)4 4、操作时间、操作时间、操作时间、操作时间 (Operation Time)(Operation Time)5 5、连续加料、连续加料、连续加料、连续加料 (Continuous Feeds)(Continuous Feeds)6 6、控制器控制器控制器控制器 (Controllers)(Controllers)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第32页!RBatch RBatch 停止判据停止判据 可以为间歇釜操作周期设定多个停止判据。可以为间歇釜操作周期设定多个停

28、止判据。可以为间歇釜操作周期设定多个停止判据。可以为间歇釜操作周期设定多个停止判据。可以为间歇釜操作周期设定多个停止判据。可以为间歇釜操作周期设定多个停止判据。判据具有以下参数判据具有以下参数判据具有以下参数判据具有以下参数判据具有以下参数判据具有以下参数：1 1 1 1、序号；、序号；、序号；、序号；2 2 2 2、位置：反应器，排气收集器，排气；、位置：反应器，排气收集器，排气；、位置：反应器，排气收集器，排气；、位置：反应器，排气收集器，排气；3 3 3 3、变量类型，如时间、转化率、温度、压力、体、变量类型，如时间、转化率、温度、压力、体、变量类型，如时间、转化率、温度、压力、体、变量

29、类型，如时间、转化率、温度、压力、体积、组成、流量、物性等；积、组成、流量、物性等；积、组成、流量、物性等；积、组成、流量、物性等；4 4 4 4、停止值，即变量达到该值时就停止釜内操作；、停止值，即变量达到该值时就停止釜内操作；、停止值，即变量达到该值时就停止釜内操作；、停止值，即变量达到该值时就停止釜内操作；5 5 5 5、组分，与转化率、组成等变量配合使用；、组分，与转化率、组成等变量配合使用；、组分，与转化率、组成等变量配合使用；、组分，与转化率、组成等变量配合使用；6 6 6 6、子流股类别，有子流股时使用；、子流股类别，有子流股时使用；、子流股类别，有子流股时使用；、子流股类别，有

30、子流股时使用；7 7 7 7、物性集、物性集、物性集、物性集IDID,变量为物性时使用；变量为物性时使用；变量为物性时使用；变量为物性时使用；8 8 8 8、趋近方向，即变量值是从大或小的方向趋近停、趋近方向，即变量值是从大或小的方向趋近停、趋近方向，即变量值是从大或小的方向趋近停、趋近方向，即变量值是从大或小的方向趋近停止值。止值。止值。止值。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第33页!RBatch RBatch 连续加料连续加料 设定各个连续加料流股的流量随设定各个连续加料流股的流量随设定各个连续加料流股的流量随设定各个连续加料流股的流量随时间的变化情况。时间的变化情

31、况。时间的变化情况。时间的变化情况。1 1、恒定流量；、恒定流量；、恒定流量；、恒定流量；2 2、列表给出不同时刻的流量。、列表给出不同时刻的流量。、列表给出不同时刻的流量。、列表给出不同时刻的流量。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第34页!RBatch 示例（1）乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的化学反应方程式如下：乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的化学反应方程式如下：乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的化学反应方程式如下：乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的化学反应方程式如下：在在间间歇歇搅搅拌拌釜釜中中等等温温反反应应，T=100 C，P=3bar，操操作作周周期期2.5hr。加加料料为为水水溶溶液液，T=

32、40 C，处处理理量量1m3/hr，含含乙乙乙乙醇醇醇醇10.2 10.2 kmol/mkmol/m3 3、乙乙乙乙酸酸酸酸3.908 3.908 kmol/mkmol/m3 3。求求乙乙乙乙酸酸酸酸转转化化率率为为35%的的反反应应时间，时间，乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯的产量，装填率的产量，装填率=0.7时所需的反应釜体积时所需的反应釜体积。反应速率方程式如下：反应速率方程式如下：反应速率方程式如下：反应速率方程式如下：式中：式中：式中：式中：AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第35页!RBatch 示例（3）如果将示例如果将示例(2)的操作时间设置改为间的操作时

33、间设置改为间歇加料时间歇加料时间2hr，停止时间，停止时间1hr，求求乙酸乙酸转转化率为化率为35%的反应时间，的反应时间，乙酸乙酯乙酸乙酯的产量的产量，装填率装填率=0.7时所需的反应釜体积时所需的反应釜体积。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第36页!RStoic 化学计量反应器性质：按照化学反应方程式中的计量关系进行反应，有并行反应和串联反应两种方式，分别指定每一反应的转化率或产量。用途：已知化学反应方程式和每一反应的转化率或产量，不知化学动力学关系。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第37页!RStoic RStoic 模型参数模型参数RSt

34、oicRStoic 模块有六组模型参数：模块有六组模型参数：模块有六组模型参数：模块有六组模型参数：1 1 1 1、模型、模型、模型、模型设定设定设定设定 (Specifications)(Specifications)2 2、化学反应、化学反应、化学反应、化学反应 (Reactions)(Reactions)3 3、反应热、反应热、反应热、反应热 (Heat of Reaction)(Heat of Reaction)4 4、选择性、选择性、选择性、选择性 (Selectivity)(Selectivity)5 5、粒度分布、粒度分布、粒度分布、粒度分布 (PSD)(PSD)6 6、组分属性

35、、组分属性、组分属性、组分属性 (Component Attr.)(Component Attr.)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第38页!RStoic RStoic 化学反应化学反应定义定义定义定义RStoicRStoicRStoic中进行的每一个化学反中进行的每一个化学反中进行的每一个化学反中进行的每一个化学反应的编号、化学计量关系、产物生成速应的编号、化学计量关系、产物生成速应的编号、化学计量关系、产物生成速应的编号、化学计量关系、产物生成速率或反应物转化率。并指明计算多个反率或反应物转化率。并指明计算多个反率或反应物转化率。并指明计算多个反率或反应物转化率。并

36、指明计算多个反应的转化率时是否按照串联反应方式计应的转化率时是否按照串联反应方式计应的转化率时是否按照串联反应方式计应的转化率时是否按照串联反应方式计算。算。算。算。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第39页!RStoic RStoic 选择性选择性选择性定义为：选择性定义为：选择性定义为：选择性定义为：P P代表选定组分代表选定组分代表选定组分代表选定组分 (selected)(selected)P P的生成摩尔数；的生成摩尔数；的生成摩尔数；的生成摩尔数；A A代表参照组分代表参照组分代表参照组分代表参照组分 (reference)(reference)A A的消耗摩

37、尔数；的消耗摩尔数；的消耗摩尔数；的消耗摩尔数；r re eal al 代表反应器内的实际情况；代表反应器内的实际情况；代表反应器内的实际情况；代表反应器内的实际情况；ideal ideal 代表只有代表只有代表只有代表只有A AP P一个反应发生时的情况。一个反应发生时的情况。一个反应发生时的情况。一个反应发生时的情况。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第40页!RStoic 示例（2）反应和原料同示例反应和原料同示例（1 1），），若若反应在恒压及绝热条件下进行，反应在恒压及绝热条件下进行，系统总压为系统总压为0.1013 MPa，反应器进反应器进口温度为口温度为95

38、0，当反应器出口处当反应器出口处CH4转化率为转化率为73%时，反应器出口时，反应器出口温度是多少？温度是多少？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第41页!RYield 连接AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第42页!RYield RYield 模型设定模型设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定模型设定包含操作条件设定和有效相态设定：1 1 1 1、操作条件、操作条件、操作条件、操作条件 (Ope

39、ration Conditions)(Operation Conditions)(1)(1)压力；压力；压力；压力；(2)(2)温度温度温度温度/热负荷热负荷热负荷热负荷 2 2、有效相态、有效相态、有效相态、有效相态 (Valid Phases)(Valid Phases)汽汽汽汽/液液液液/固固固固/汽汽汽汽-液液液液/汽汽汽汽-液液液液-液液液液 /液液液液-游离水游离水游离水游离水/汽汽汽汽-液液液液-游离水游离水游离水游离水AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第43页!RYield 示例（1）甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为

40、甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1 1 4 4，流量为，流量为，流量为，流量为100 kmol/hr100 kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，系统。反应在恒压及等温条件下进行，系统。反应在恒压及等温条件下进行，系统。反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为总压为总压为总压为0.1013 MPa0.1013 MPa，温度为，温度为，温度为，温度为750 750，如果反应器出口，如果反应器出口，如果反应器出口，如果反应器出口物流中

41、摩尔比率物流中摩尔比率物流中摩尔比率物流中摩尔比率CHCH4 4 H H2 2O:COO:CO2 2:H:H2 2等于等于等于等于1:2:3:41:2:3:4时，时，时，时，COCO2 2和和和和HH2 2的产量是多少？需要移走的反应热负荷的产量是多少？需要移走的反应热负荷的产量是多少？需要移走的反应热负荷的产量是多少？需要移走的反应热负荷是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素平衡？平衡？平衡？平衡？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏

42、览的是第44页!RYield 示例（3）以示例以示例（2）的结果为基础，的结果为基础，在在Ryied模块的产率设置项中模块的产率设置项中将氮气设置为惰性组份，重新将氮气设置为惰性组份，重新计算，结果如何？计算，结果如何？AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第45页!REquil平衡反应器性质：根据化学反应方程式进行反应，按照化学平衡关系式达到化学平衡，并同时达到相平衡。用途：已知反应历程和平衡反应的反应方程式，不考虑动力学可行性，计算同时达到化学平衡和相平衡的结果。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第46页!REquil REquil 模型参数模型参数

43、REquilREquil 模块有四组模型参数：模块有四组模型参数：模块有四组模型参数：模块有四组模型参数：1 1 1 1、模型、模型、模型、模型设定设定设定设定 (Specifications)(Specifications)2 2、化学反应、化学反应、化学反应、化学反应 (Reactions)(Reactions)3 3、收敛、收敛、收敛、收敛 (Convergence)(Convergence)4 4、液沫夹带、液沫夹带、液沫夹带、液沫夹带 (Entrainment)(Entrainment)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第47页!REquil REquil 化学

44、反应化学反应定义定义定义定义REquilREquilREquil中进行的每一个化学反应中进行的每一个化学反应中进行的每一个化学反应中进行的每一个化学反应的编号、化学计量关系、产物生成比速率的编号、化学计量关系、产物生成比速率的编号、化学计量关系、产物生成比速率的编号、化学计量关系、产物生成比速率(Extend)(Extend)或趋近平衡温度或趋近平衡温度或趋近平衡温度或趋近平衡温度(Temperature(Temperature Approach)Approach)。比速率比速率比速率比速率=速率速率速率速率/化学计量系数化学计量系数化学计量系数化学计量系数趋近平衡温度趋近平衡温度趋近平衡温度

45、趋近平衡温度=TTTT意指在意指在意指在意指在T+T+TTTT下计算化下计算化下计算化下计算化学反应平衡。学反应平衡。学反应平衡。学反应平衡。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第48页!REquil 示例（2）分析示例分析示例（1）中反应温度中反应温度在在3001000 范围变化时对反范围变化时对反应器出口物流应器出口物流CH4质量分率的质量分率的影响。影响。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第49页!RGibbs吉布斯反应器性质：根据系统的Gibbs自由能趋于最小值的原则，计算同时达到化学平衡和相平衡时的系统组成和相分布。用途：已知化学反应式，不知

46、道反应历程和动力学可行性，估算可能达到的化学平衡和相平衡结果。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第50页!RGibbs RGibbs 模型参数模型参数RGibbsRGibbs 模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：模块有五组模型参数：1 1 1 1、模型、模型、模型、模型设定设定设定设定 (Specifications)(Specifications)2 2、产物、产物、产物、产物 (Products)(Products)3 3、物流指定、物流指定、物流指定、物流指定 (Assign Steams)(Assign Steams)4 4、惰性物、惰性物

47、、惰性物、惰性物 (Inerts)(Inerts)5 5、限制平衡、限制平衡、限制平衡、限制平衡 (Restricted Equilibrium)(Restricted Equilibrium)AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第51页!RGibbs RGibbs 产物产物有三种选择：有三种选择：有三种选择：有三种选择：1 1 1 1、系统中的所有组分都可以是产物；、系统中的所有组分都可以是产物；、系统中的所有组分都可以是产物；、系统中的所有组分都可以是产物；2 2、指定可能的产物组分；、指定可能的产物组分；、指定可能的产物组分；、指定可能的产物组分；3 3、定义产物存在

48、的相态、定义产物存在的相态、定义产物存在的相态、定义产物存在的相态。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第52页!RGibbs 示例（1）甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1 1 4 4，流量为流量为流量为流量为100 kmol/hr100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压及等温条件。若反应在恒压

49、及等温条件下进行，系统总压为下进行，系统总压为下进行，系统总压为下进行，系统总压为0.1013 MPa0.1013 MPa，温度为，温度为，温度为，温度为750750 ，当反应器出口处达到平衡时，当反应器出口处达到平衡时，CO2和和H2的的产量是多少？反应热负荷是多少？与产量是多少？反应热负荷是多少？与REquil的的结果进行比较。结果进行比较。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第53页!化学动力学类反应器1、全混釜反应器（全混釜反应器（RCSTR）Continuous Stirred Tank Reactor2、平推流反应器（平推流反应器（RPlug）Plug Flow

50、 Reactor3、间歇釜反应器（间歇釜反应器（RBatch)Batch Reactor根据化学动力学计算反应结果。包含三种反应器。AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第54页!RCSTR 连接AspenPlus应用基础反应器共70页，您现在浏览的是第55页!RCSTR RCSTR 设定方式设定方式设定方式设定方式设定方式设定方式有有有有 7 7 个可选项：个可选项：个可选项：个可选项：1 1、反应器体积反应器体积反应器体积反应器体积 (Reactor Volume)(Reactor Volume)只需输入反应器的体积。只需输入反应器的体积。只需输入反应器的体积。只需输入反