第十一講反應(yīng)器單元的仿真設(shè)計(jì)(二)

1、根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算反應(yīng)結(jié)果。包含三種反應(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?？赏瑫r(shí)處理動(dòng)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(dòng)力學(xué)方程和平衡關(guān)系，計(jì)算所需的反應(yīng)器體積和反應(yīng)時(shí)間，以及反應(yīng)器熱負(fù)荷。RCSTR模塊有兩組模型參數(shù)：模塊有兩組模型參數(shù)：1、操作條件操作條件 (Operation Conditions) 1) 壓力壓力 (Pressure) 2) 溫度溫度/熱負(fù)荷熱負(fù)荷(Temperature/Heat Duty)2、持料狀態(tài)持料狀態(tài) (Holdup) 1) 有效相態(tài)有效相態(tài) (Valid Phases) 2) 設(shè)定方式設(shè)定方式 (Spec

2、ification Type)設(shè)定方式設(shè)定方式有有 7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)：1、反應(yīng)器體積反應(yīng)器體積 (Reactor Volume) 只需輸入反應(yīng)器的體積。只需輸入反應(yīng)器的體積。2、停留時(shí)間停留時(shí)間 (Residence Time) 只需輸入物料在反應(yīng)器中的平均停只需輸入物料在反應(yīng)器中的平均停留時(shí)間。留時(shí)間。3、反應(yīng)器體積和相體積、反應(yīng)器體積和相體積 (Reactor Volume & Phase Volume) 必須輸入反應(yīng)器體積、必須輸入反應(yīng)器體積、氣相氣相 (Vapor phase) 或或凝聚相凝聚相 (Condensed phase)所占的體積。所占的體積。設(shè)定方式設(shè)定方式有有

3、7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)：4、反應(yīng)器體積和相體積分率、反應(yīng)器體積和相體積分率 (Reactor Volume & Phase Volume Fraction) 必須輸入反應(yīng)器體積和氣相必須輸入反應(yīng)器體積和氣相/凝聚相所占的凝聚相所占的體積分率。體積分率。設(shè)定方式設(shè)定方式有有 7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)：5、反應(yīng)器體積和相停留時(shí)間、反應(yīng)器體積和相停留時(shí)間 (Reactor Volume & Phase Residence Time) 必須輸入反應(yīng)器體積和氣相必須輸入反應(yīng)器體積和氣相/凝聚相在反應(yīng)凝聚相在反應(yīng)器中的停留時(shí)間。器中的停留時(shí)間。設(shè)定方式設(shè)定方式有有 7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)：6、停

4、留時(shí)間和相體積分率、停留時(shí)間和相體積分率 (Residence Time & Phase Volume Fraction) 必須輸入物料在反應(yīng)器中的總平均停留時(shí)必須輸入物料在反應(yīng)器中的總平均停留時(shí)間和氣相間和氣相/凝聚相所占的體積分率。凝聚相所占的體積分率。設(shè)定方式設(shè)定方式有有 7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)：7、相停留時(shí)間和體積分率、相停留時(shí)間和體積分率 (Phase Residence Time & Volume Fraction) 必須輸入氣相必須輸入氣相/凝聚相在反應(yīng)器中的停留凝聚相在反應(yīng)器中的停留時(shí)間和所占的體積分率。時(shí)間和所占的體積分率。設(shè)定方式設(shè)定方式有有 7 7 個(gè)可選項(xiàng)：個(gè)可選項(xiàng)

5、：RCSTRRCSTR如果連接了二股或三股出口物流，則應(yīng)在Streams表單中設(shè)定每一股物流的出口相態(tài)。RCSTRRCSTR中的化學(xué)反應(yīng)通過選用預(yù)定義的化學(xué)反應(yīng)對象來設(shè)定。用途：用途：為三類動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器模塊為三類動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器模塊和和RadFrac 模塊提供反應(yīng)的模塊提供反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系、平衡關(guān)系和動(dòng)計(jì)量關(guān)系、平衡關(guān)系和動(dòng)力學(xué)關(guān)系。力學(xué)關(guān)系。 計(jì)量學(xué)參數(shù)在計(jì)量學(xué)表單中為每一個(gè)化學(xué)反在計(jì)量學(xué)表單中為每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)對象，并選擇對象類型為應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)對象，并選擇對象類型為動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué) (Kinetic)或平衡或平衡 (Equilibrium)型。輸入反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量系型。輸入反應(yīng)方程式中的化

6、學(xué)計(jì)量系數(shù)數(shù)(Coefficient)，對于冪律型反應(yīng)對象，對于冪律型反應(yīng)對象，還要輸入動(dòng)力學(xué)方程式中每一個(gè)濃度還要輸入動(dòng)力學(xué)方程式中每一個(gè)濃度因子的冪指數(shù)因子的冪指數(shù)(Exponent)。計(jì)量學(xué)參數(shù)（2）動(dòng)力學(xué)參數(shù)。：0011expnTEkkTRTT動(dòng)力學(xué)參數(shù)（2）動(dòng)力學(xué)參數(shù) (3)(3)動(dòng)力學(xué)參數(shù) (4)(4)LHHW型的型的反應(yīng)速率方程：反應(yīng)速率方程： Ar動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)因因子子推推動(dòng)動(dòng)力力表表達(dá)達(dá)式式吸吸附附表表達(dá)達(dá)式式0011expnTEkTRTT動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)因因子子：動(dòng)力學(xué)參數(shù) (5)(5)12 lnlnjiqpijijlllllKCKCBKACTDTT推推動(dòng)動(dòng)力力表表達(dá)達(dá)式式其其中

7、中：動(dòng)力學(xué)參數(shù) (5)(5) 推動(dòng)力表達(dá)式推動(dòng)力表達(dá)式(Driving force expression) 定義為定義為： 點(diǎn)擊右側(cè)的點(diǎn)擊右側(cè)的Driving force按鈕，即可按鈕，即可彈出彈出推動(dòng)力表達(dá)式輸入界面。推動(dòng)力表達(dá)式輸入界面。動(dòng)力學(xué)參數(shù) (7)(7)推動(dòng)力表達(dá)式推動(dòng)力表達(dá)式包括兩項(xiàng)：包括兩項(xiàng)：Term 1 和和 Term 2, 分別代表正反應(yīng)和逆反應(yīng)的推動(dòng)分別代表正反應(yīng)和逆反應(yīng)的推動(dòng)力，分別表達(dá)為體系中各組分濃度的冪乘力，分別表達(dá)為體系中各組分濃度的冪乘積。積。在推動(dòng)力輸入界面中，必須完整輸入在推動(dòng)力輸入界面中，必須完整輸入這兩項(xiàng)的全部參數(shù)，包括推動(dòng)力常數(shù)表達(dá)這兩項(xiàng)的全部參數(shù)，

8、包括推動(dòng)力常數(shù)表達(dá)式的系數(shù)式的系數(shù)(Coefficients for driving force constant)。動(dòng)力學(xué)參數(shù) (6)(6) lnln jmvijijiiiiiKCBKACTD TT吸吸 附附 表表 達(dá)達(dá) 式式其其 中中 ：動(dòng)力學(xué)參數(shù) (8)(8)動(dòng)力學(xué)參數(shù) (9)(9) 324264NH6HCHOCHN6H O(A)(B)(C)(D) 23/ AABrkC Ckmol ms7622.57101420exp/ kmkmolsRT 性質(zhì)性質(zhì)：用途用途：模塊有四組模型參數(shù)模塊有四組模型參數(shù)：1、指定溫度的反應(yīng)器、指定溫度的反應(yīng)器 (Reactor with specified t

9、emperature)，有三種方式設(shè)定操作溫度：，有三種方式設(shè)定操作溫度：1) 進(jìn)料溫度下的恒溫進(jìn)料溫度下的恒溫 (Constant at inlet temperature)2) 指定反應(yīng)器溫度指定反應(yīng)器溫度 (Constant at specified reactor temperature)3) 溫度剖形溫度剖形 (Temperature Profile)，指定沿反應(yīng)器長，指定沿反應(yīng)器長度的溫度分布度的溫度分布2、絕熱反應(yīng)器、絕熱反應(yīng)器 只需在反應(yīng)器類型下拉框中選擇只需在反應(yīng)器類型下拉框中選擇Adiabatic Reactor即可。即可。3、恒定冷卻劑溫度的反應(yīng)器、恒定冷卻劑溫度的反應(yīng)器 在反應(yīng)器類型下拉框中選擇在反應(yīng)器類型下拉框中選擇(Reactor with constant coolant temperature) ；在操作條件在操作條件欄中設(shè)定傳熱系數(shù)欄中設(shè)定傳熱系數(shù)(U coolant-process stream)和冷卻劑溫度和冷卻劑溫度(Coolant temperature)。 (