aspen反應(yīng)工程簡介課件

Aspenplus應(yīng)用——Rstoic化學(xué)計量反應(yīng)器——RCSTR全混釜式反應(yīng)器Aspenplus應(yīng)用——Rstoic化學(xué)計量反應(yīng)器1RStoic—化學(xué)計量反應(yīng)器性質(zhì)：按照化學(xué)反應(yīng)方程式中的計量關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)，有并行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)兩種方式，分別指定每一反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)量。用途：已知化學(xué)反應(yīng)方程式和每一反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)量，不知化學(xué)動力學(xué)關(guān)系。RStoic—化學(xué)計量反應(yīng)器性質(zhì)：按照化學(xué)反應(yīng)方程式中的2模擬流程圖化學(xué)計量反應(yīng)器，產(chǎn)率反應(yīng)器；平衡反應(yīng)器，吉布斯反應(yīng)器；全混釜，平推流，間歇釜熱力學(xué)平衡反應(yīng)器化學(xué)動力學(xué)類反應(yīng)器生產(chǎn)能力類反應(yīng)器模擬流程圖化學(xué)計量反應(yīng)器，產(chǎn)率反應(yīng)器；平衡反應(yīng)器，吉布斯反應(yīng)3Rstoic---示例甲烷與水蒸汽在鎳催化劑下的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：

CH4+2H2O→CO2+4H2原料氣中甲烷與水蒸汽的摩爾比為1:4，流量為100

kmol/hr。若反應(yīng)在恒壓及等溫條件下進(jìn)行，系統(tǒng)總壓為0.1013MPa，溫度為750℃，當(dāng)反應(yīng)器出口處CH4轉(zhuǎn)化率為73%時，CO2和H2的產(chǎn)量是多少？反應(yīng)熱負(fù)荷是多少？Rstoic---示例甲烷與水蒸汽在鎳催化劑下的轉(zhuǎn)化反應(yīng)4選擇單位集選擇以米為標(biāo)準(zhǔn)的國際單位制選擇單位集選擇以米為標(biāo)準(zhǔn)的國際單位制5輸入組分信息輸入組分信息6選擇物性方法基于PR（狀態(tài)方程）方程的物性方法PENG-ROB

該物性方程適用于所有溫度及壓力下的非極性或極性較弱的混合物體系選擇物性方法基于PR（狀態(tài)方程）方程的物性方法7查看二元交互作用參數(shù)查看二元交互作用參數(shù)8進(jìn)料參數(shù)進(jìn)料參數(shù)9反應(yīng)器(操作)條件和有效相態(tài)有效相態(tài)只為氣體反應(yīng)器(操作)條件和有效相態(tài)有效相態(tài)只為氣體10輸入化學(xué)反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率輸入化學(xué)反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率11計算過程無錯誤計算過程無錯誤12添加輸出結(jié)果項添加輸出結(jié)果項13計算結(jié)果TemperatureC 750.0 750.0Pressurebar 1.013 1.013VaporFrac 1.000 1.000MoleFlowkmol/hr 100.000 129.200MassFlowkg/hr 1762.0781762.07VolumeFlowcum/hr 8396.41510851.202EnthalpyGcal/hr -4.270 -3.605MassFlowkg/hr CH4 320.855 86.631H2O 1441.222915.176CO2 0.000 642.543H2 0.000 117.727MassFrac CH4 0.182 0.049H2O 0.818 0.519CO2 0.000 0.365H2 0.000 0.067MoleFlowkmol/hr CH4 20.000 5.400H2O 80.000 50.800CO2 0.000 14.600H2 0.000 58.400MoleFrac CH4 0.200 0.042H2O 0.800 0.393CO2 0.000 0.113H2 0.000 0.452\計算結(jié)果TemperatureC14熱負(fù)荷熱負(fù)荷15Rstoic---示例（2）反應(yīng)和原料同上，若反應(yīng)在恒壓及絕熱條件下進(jìn)行，系統(tǒng)總壓為0.1013MPa，反應(yīng)器進(jìn)口溫度為950℃，當(dāng)反應(yīng)器出口處CH4轉(zhuǎn)化率為73%時，反應(yīng)器出口溫度是多少？

Rstoic---示例（2）反應(yīng)和原料同上，若反應(yīng)在恒壓及絕16結(jié)果初始化結(jié)果初始化17修改反應(yīng)參數(shù)，更改溫度為熱負(fù)荷為0（絕熱條件）修改反應(yīng)參數(shù)，更改溫度為熱負(fù)荷為0（絕熱條件）18更改進(jìn)料溫度為950℃更改進(jìn)料溫度為950℃19計算的到新的數(shù)據(jù)計算的到新的數(shù)據(jù)20RCSTR—全混釜反應(yīng)器性質(zhì)：釜內(nèi)達(dá)到理想混合?？赡M單、兩、三相的體系，并可處理固體。可同時處理動力學(xué)控制和平衡控制兩類反應(yīng)。用途：已知化學(xué)反應(yīng)式、動力學(xué)方程和平衡關(guān)系，計算所需的反應(yīng)器體積和反應(yīng)時間，以及反應(yīng)器熱負(fù)荷。RCSTR—全混釜反應(yīng)器性質(zhì)：釜內(nèi)達(dá)到理想混合?？赡M單、兩21RCSTRA反應(yīng)器RCSTRA反應(yīng)器22RCSTR---示例乙酸乙酯的平衡反應(yīng)式為：基于摩爾濃度的反應(yīng)平衡常數(shù)為K，lnK=1.335。進(jìn)料為0.1013MPa下的飽和液體，其中水，乙醇，乙酸的流率分別為736kmol/h、218kmol/h、225kmol/h，全混釜反應(yīng)器的體積為21000L，溫度為60℃，壓力為0.1013MPa，化學(xué)反應(yīng)對象選用指數(shù)型。物性方法選用NRTL-HOC，求乙酸乙酯的流率為多少？RCSTR---示例乙酸乙酯的平衡反應(yīng)式為：23輸入乙醇輸入組分信息輸入乙醇輸入組分信息24物性方法選用NRTL-HOCA基于NRTL（活度系數(shù)）的物性方法NRTL-HOCNRTL針對非理想行較強(qiáng)的溶液，同時氣相的默認(rèn)是理想氣體方程

物性方法選用NRTL-HOCA基于NRTL（活度系數(shù)）的物性25進(jìn)料參數(shù)進(jìn)料參數(shù)26操作條件持料狀態(tài)(Holdup)有效相態(tài)(ValidPhases)設(shè)定方式(SpecificationType)進(jìn)料均為液體，故壓力為0操作條件持料狀態(tài)進(jìn)料均為液體，故壓力為027構(gòu)建指數(shù)型化學(xué)反應(yīng)方程構(gòu)建指數(shù)型化學(xué)反應(yīng)方程28化學(xué)反應(yīng)方程：反應(yīng)條件為平衡反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程：反應(yīng)條件為平衡反應(yīng)29反應(yīng)平衡常數(shù)為lnK=1.335反應(yīng)平衡常數(shù)為lnK=1.33530可用反應(yīng)集與選擇反應(yīng)集可用反應(yīng)集與選擇反應(yīng)集31進(jìn)行計算進(jìn)行計算32計算結(jié)果Temperature

C

89.9

60.0

Pressure

bar

1.013

1.013

Vapor

Frac

0.000

0.000

Mole

Flow

kmol/hr

1179.000

1179.000

Mass

Flow

kg/hr

36814.123

36814.123

Volume

Flow

cum/hr

43.086

40.999

Enthalpy

Gcal/hr

-88.975

-89.806

Mole

Flow

kmol/hr

ETHAN-01

218.000

132.500乙醇

ACETI-01

225.000

139.500乙酸

ETHYL-01

0.000

85.500

乙酸乙酯流率

H2O

736.000

821.500

計算結(jié)果Temperature

C

33演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！34Aspenplus應(yīng)用——Rstoic化學(xué)計量反應(yīng)器——RCSTR全混釜式反應(yīng)器Aspenplus應(yīng)用——Rstoic化學(xué)計量反應(yīng)器35RStoic—化學(xué)計量反應(yīng)器性質(zhì)：按照化學(xué)反應(yīng)方程式中的計量關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)，有并行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)兩種方式，分別指定每一反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)量。用途：已知化學(xué)反應(yīng)方程式和每一反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)量，不知化學(xué)動力學(xué)關(guān)系。RStoic—化學(xué)計量反應(yīng)器性質(zhì)：按照化學(xué)反應(yīng)方程式中的36模擬流程圖化學(xué)計量反應(yīng)器，產(chǎn)率反應(yīng)器；平衡反應(yīng)器，吉布斯反應(yīng)器；全混釜，平推流，間歇釜熱力學(xué)平衡反應(yīng)器化學(xué)動力學(xué)類反應(yīng)器生產(chǎn)能力類反應(yīng)器模擬流程圖化學(xué)計量反應(yīng)器，產(chǎn)率反應(yīng)器；平衡反應(yīng)器，吉布斯反應(yīng)37Rstoic---示例甲烷與水蒸汽在鎳催化劑下的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：

CH4+2H2O→CO2+4H2原料氣中甲烷與水蒸汽的摩爾比為1:4，流量為100

kmol/hr。若反應(yīng)在恒壓及等溫條件下進(jìn)行，系統(tǒng)總壓為0.1013MPa，溫度為750℃，當(dāng)反應(yīng)器出口處CH4轉(zhuǎn)化率為73%時，CO2和H2的產(chǎn)量是多少？反應(yīng)熱負(fù)荷是多少？Rstoic---示例甲烷與水蒸汽在鎳催化劑下的轉(zhuǎn)化反應(yīng)38選擇單位集選擇以米為標(biāo)準(zhǔn)的國際單位制選擇單位集選擇以米為標(biāo)準(zhǔn)的國際單位制39輸入組分信息輸入組分信息40選擇物性方法基于PR（狀態(tài)方程）方程的物性方法PENG-ROB

該物性方程適用于所有溫度及壓力下的非極性或極性較弱的混合物體系選擇物性方法基于PR（狀態(tài)方程）方程的物性方法41查看二元交互作用參數(shù)查看二元交互作用參數(shù)42進(jìn)料參數(shù)進(jìn)料參數(shù)43反應(yīng)器(操作)條件和有效相態(tài)有效相態(tài)只為氣體反應(yīng)器(操作)條件和有效相態(tài)有效相態(tài)只為氣體44輸入化學(xué)反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率輸入化學(xué)反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率45計算過程無錯誤計算過程無錯誤46添加輸出結(jié)果項添加輸出結(jié)果項47計算結(jié)果TemperatureC 750.0 750.0Pressurebar 1.013 1.013VaporFrac 1.000 1.000MoleFlowkmol/hr 100.000 129.200MassFlowkg/hr 1762.0781762.07VolumeFlowcum/hr 8396.41510851.202EnthalpyGcal/hr -4.270 -3.605MassFlowkg/hr CH4 320.855 86.631H2O 1441.222915.176CO2 0.000 642.543H2 0.000 117.727MassFrac CH4 0.182 0.049H2O 0.818 0.519CO2 0.000 0.365H2 0.000 0.067MoleFlowkmol/hr CH4 20.000 5.400H2O 80.000 50.800CO2 0.000 14.600H2 0.000 58.400MoleFrac CH4 0.200 0.042H2O 0.800 0.393CO2 0.000 0.113H2 0.000 0.452\計算結(jié)果TemperatureC48熱負(fù)荷熱負(fù)荷49Rstoic---示例（2）反應(yīng)和原料同上，若反應(yīng)在恒壓及絕熱條件下進(jìn)行，系統(tǒng)總壓為0.1013MPa，反應(yīng)器進(jìn)口溫度為950℃，當(dāng)反應(yīng)器出口處CH4轉(zhuǎn)化率為73%時，反應(yīng)器出口溫度是多少？

Rstoic---示例（2）反應(yīng)和原料同上，若反應(yīng)在恒壓及絕50結(jié)果初始化結(jié)果初始化51修改反應(yīng)參數(shù)，更改溫度為熱負(fù)荷為0（絕熱條件）修改反應(yīng)參數(shù)，更改溫度為熱負(fù)荷為0（絕熱條件）52更改進(jìn)料溫度為950℃更改進(jìn)料溫度為950℃53計算的到新的數(shù)據(jù)計算的到新的數(shù)據(jù)54RCSTR—全混釜反應(yīng)器性質(zhì)：釜內(nèi)達(dá)到理想混合。可模擬單、兩、三相的體系，并可處理固體?？赏瑫r處理動力學(xué)控制和平衡控制兩類反應(yīng)。用途：已知化學(xué)反應(yīng)式、動力學(xué)方程和平衡關(guān)系，計算所需的反應(yīng)器體積和反應(yīng)時間，以及反應(yīng)器熱負(fù)荷。RCSTR—全混釜反應(yīng)器性質(zhì)：釜內(nèi)達(dá)到理想混合。可模擬單、兩55RCSTRA反應(yīng)器RCSTRA反應(yīng)器56RCSTR---示例乙酸乙酯的平衡反應(yīng)式為：基于摩爾濃度的反應(yīng)平衡常數(shù)為K，lnK=1.335。進(jìn)料為0.1013MPa下的飽和液體，其中水，乙醇，乙酸的流率分別為736kmol/h、218kmol/h、225kmol/h，全混釜反應(yīng)器的體積為21000L，溫度為60℃，壓力為0.1013MPa，化學(xué)反應(yīng)對象選用指數(shù)型。物性方法選用NRTL-HOC，求乙酸乙酯的流率為多少？RCSTR---示例乙酸乙酯的平衡反應(yīng)式為：57輸入乙醇輸入組分信息輸入乙醇輸入組分信息58物性方法選用NRTL-HOCA基于NRTL（活度系數(shù)）的物性方法NRTL-HOCNRTL針對非理想行較強(qiáng)的溶液，同時氣相的默認(rèn)是理想氣體方程

物性方法選用NRTL-HOCA基于NRTL（活度系數(shù)）的物性59進(jìn)料參數(shù)進(jìn)料參數(shù)60操作條件持料狀態(tài)(Holdup)有效相態(tài)(ValidPhases)設(shè)定方式(SpecificationType)進(jìn)料均為液體，故壓力為0操作條件持料狀態(tài)進(jìn)料均為液體，故壓力為061構(gòu)建指數(shù)型化學(xué)反應(yīng)方程構(gòu)建指數(shù)型化學(xué)反應(yīng)方程62化學(xué)反應(yīng)方程：反應(yīng)條件為平衡反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程：反應(yīng)條件為平衡反應(yīng)63反應(yīng)平衡常數(shù)為lnK=1.335反應(yīng)平衡常數(shù)為lnK=1.33564可用反應(yīng)集與選擇反應(yīng)集可用反應(yīng)集與選擇反應(yīng)集65進(jìn)行計算進(jìn)行計算6