AspenPlus初级课程-反应器单元

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1、AspenPlus使用方法ReactorModels反应器模块反应器模块的类别生产能力类反应器（2种）热力学平衡类反应器（2种）化学动力学类反应器（3种）分为三大类七种反应器：生产能力类反应器1、化学计量反应器（RStoic）StoichiometricReactor2、产率反应器（RYield）YieldReactor由用户指定生产能力，不考虑热力学可能性和动力学可行性。包含两种反应器。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

2、：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。RStoic—连接RStoic—示例（1）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14，流量为100kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013MPa，温度为750℃，当反应器出口处CH4转化率为73%时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？RStoic—示例（2）反应和原料同示例（1），若反应在恒压及绝热条件下进行，系统总压为0.1013MPa，反应器进口温度为950℃，当反应器出口处CH4转化率为

3、73%时，反应器出口温度是多少？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。RYield——连接RYield—示例（1）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14，流量为100kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013MPa，温度为750℃，如果反应器出口物流中摩尔比率CH4H2O:CO2:H2等于1:2:3:4时，CO2和H2的产量是多少？需要

4、移走的反应热负荷是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素平衡？RYield—示例（2）若在示例（1）的原料气中加入25kmol/hr氮气，其余条件不变，计算结果会发生什么变化？RYield—示例（3）以示例（2）的结果为基础，在Ryied模块的产率设置项中将氮气设置为惰性组份，重新计算，结果如何？热力学平衡类反应器1、平衡反应器（REquil）EquilibriumReactor2、吉布斯反应器（RGibbs）GibbsReactor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。REquil——平衡

5、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。REquil——连接REquil—示例（1）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14，流量为100kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013MPa，温度为750℃，当反应器出口处达到平衡时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？REquil—示例（2）分析示例（1）中反应温度在

6、300~1000℃范围变化时对反应器出口物流CH4质量分率的影响。REquil—示例（3）将示例(1)中的反应温度设为1000℃，分别分析反应(1)和反应(2)的趋近平衡温度在–200~0℃范围变化时对反应器出口物流CH4质量分率和CO/CO2摩尔比的影响。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。RGibbs——连接RGibbs—示例（1）甲烷与水蒸汽在镍

7、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14，流量为100kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013MPa，温度为750℃，当反应器出口处达到平衡时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？与REquil的结果进行比较。RGibbs—示例（2）若在示例(1)中的原料气中加入25kmol/hr的氮气，并考虑氮与氢结合生成氨的副反应，求反应器出口物流中CH4和NH3的质量分率。如果将氮设为惰性组份，结果有什么变化？化学动力学类反应器1、全混釜反应器（RCSTR）ContinuousSti

8、rredTankReactor2、平推流反应器（RPlug）PlugFlowReactor3、间歇釜反应器（RBatch)BatchReactor根据化学动力学计算反应结果。包含三种反应器。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