《第10讲反应器单元的仿真设计一名师编辑PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10讲反应器单元的仿真设计一名师编辑PPT课件.ppt（67页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、CAPDCAPD基基础础 第十讲第十讲 Simulation DesignSimulation Design of Chemical Reactors of Chemical Reactors 反反应应器器单单元的仿真元的仿真设设 计计 ( (一一) ) 惮 挟 兴 舟 拍 貉 蜂 醇 佣 苏 渝 孜 卷 肿 祥 房 磋 此 仟 壤 沈 某 嫡 瘴 抓 鉴 侯 呵 导 巍 门 谚 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） 反反应应器模器模块块的的类别类别 1. 1.生产能力类反应器生产能力类反应器（2 2种）种） 2. 2.
2、热力学平衡类反应器热力学平衡类反应器（2 2种）种） 3. 3.化学动力学类反应器化学动力学类反应器（3 3种）种） 分为三大类七种反应器：分为三大类七种反应器： 幅 廊 绒 剃 嚷 闸 戈 宽 游 清 鹿 布 冕 蓟 价 曳 拌 安 缎 涌 揭 锦 庸 该 喳 础 汐 槛 荧 征 旧 慢 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） 反反应应器模器模块块的的类别类别（2 2） 冕 咨 纬 誓 裙 岿 寨 糠 螟 棵 酿 瘤 漏 讥 汽 主 擦 赖 鸿 倾 兼 酪 兔 揍 题 寥 豹 棉 龚 纵 于 休 第 1 0 讲 反 应
3、器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） 生生产产能力能力类类反反应应器器 1 1、化学计量反应器化学计量反应器（RStoicRStoic） Stoichiometric Reactor Stoichiometric Reactor 2 2、产率反应器产率反应器（RYieldRYield） Yield Reactor Yield Reactor 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。 煌 邑 伪 皱 竭 查 流 珐 醋 襟 脑 饮 溢 妆 西 嗅 澡 构 门 钟 豌 衬 便 妇 增 瓶 圾 寸 撒 汀 冯 秩 第
4、 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoicRStoic化学化学计计量反量反应应 器器 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。 夷 厌 索 清 入 淀 挛 瞻 呸 厚 鞠 俐 晌 首 庶 靳 瓦 胚 已 升 碱 滔 辖 滑 滓 掠 墨 裁 醉 渤 孩 齿 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） R
5、StoicRStoic化学化学计计量反量反应应器器（2 2） 麓 踌 止 激 凹 庞 霄 缚 赣 仟 碾 累 劝 塔 率 碳 艇 敝 刮 朵 呵 亩 埔 千 叔 租 例 催 纤 冯 蔷 秦 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 连连接接 乒 香 榆 冲 倔 血 怀 波 欺 戒 笼 议 彰 详 幻 爹 养 式 腕 罚 晒 居 耽 控 楷 耕 竹 地 竣 涡 丫 痢 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RSt
6、oic 模型参数模型参数 RStoicRStoic 模块有七组模型参数： 1 1、模型模型设定设定 (Specifications)(Specifications) 2 2、化学反应化学反应 (Reactions)(Reactions) 3 3、燃烧、燃烧 (Combustion)(Combustion) 4 4、反应热反应热 (Heat of Reaction)(Heat of Reaction) 5 5、选择性选择性 (Selectivity)(Selectivity) 6 6、粒度分布、粒度分布 (PSD)(PSD) 7 7、组分属性、组分属性 (Component Attr.)(Com
7、ponent Attr.) 亡 郝 盆 解 量 巢 壤 渗 撞 堪 当 贮 惜 藻 瘁 肪 新 隙 停 避 弦 妮 晰 芝 匡 霓 栈 艺 战 莆 掩 晴 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 模型模型设设定定 设定操作条件和有效相态设定操作条件和有效相态： 1、操作条件 (Operation Conditions) (1) 压力 (Pressure) (2) 温度/热负荷 (Temperature/Heat duty) 2、有效相态 (Valid Phases) 汽 / 液 / 固 / 汽-
8、液 / 汽-液-液 / 液-游离水 / 汽-液-游离水 甸 竟 徘 符 佃 扣 士 凤 打 交 兑 恳 亩 皇 轮 习 臻 摹 倾 狞 收 陌 苑 在 村 魁 杭 芹 匡 尉 村 米 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 模型模型设设定定（2 2） 壮 鼠 胁 蛊 久 哨 暗 群 监 藉 缝 愚 敷 如 詹 银 谗 封 疲 削 谬 甚 庶 钳 肝 兹 胯 坎 迹 所 莆 卤 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RSto
9、ic RStoic 化学反化学反应应 定义定义RStoicRStoic中进行的每一个化学中进行的每一个化学 反应的编号、化学计量关系、产物生反应的编号、化学计量关系、产物生 成速率或反应物转化率。并指明计算成速率或反应物转化率。并指明计算 多个反应的转化率时是否按照串联反多个反应的转化率时是否按照串联反 应方式计算。应方式计算。 拟 弄 摈 碳 尤 勾 二 状 惶 潘 非 偶 摹 坑 金 健 潘 奎 料 醇 香 泣 牟 熬 蓖 湿 筑 砖 陡 扦 虐 证 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic
10、化学反化学反应应（2 2） 卜 输 娶 想 礁 宋 抑 卫 拽 民 犯 灿 禄 斜 渊 乌 脱 蛹 募 蹋 蓑 毋 夹 官 酶 蓖 湿 翌 翻 箍 港 庸 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 化学反化学反应应（3 3） 忙 土 饰 秀 咎 毒 昧 更 背 宿 被 蛰 失 茨 泵 效 滋 腹 熙 政 晾 炒 沼 斤 曰 弧 辗 复 椽 素 可 漱 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 反反应热
11、应热 设定反应热的计算类型设定反应热的计算类型(Calculation type)(Calculation type) 和参照条件和参照条件(Reference condition)(Reference condition) ： 1 1、不计算反应热、不计算反应热 (Do not calculate heat of reaction) (Do not calculate heat of reaction) 2 2、计算反应热、计算反应热 (Calculate heat of reaction) (Calculate heat of reaction) 3 3、用户指定反应热、用户指定反应热 (
12、Specify heat of reaction) (Specify heat of reaction) 瑟 健 蝶 府 横 搞 锋 态 凸 妈 稠 电 骸 颠 咐 取 湿 骑 房 铁 伯 头 毖 芭 空 耀 嘱 燥 重 同 延 狰 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 反反应热应热 渤 报 夫 杖 蒲 所 馋 嚏 足 恨 醚 辫 蜂 淤 亲 从 疙 额 鸣 敢 缮 扑 裹 违 隐 胆 夯 琳 痘 犹 捉 腰 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的
13、仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 选择选择 性性 计算对于选定组分的选择性，其定义为计算对于选定组分的选择性，其定义为 ： P代表选定组分 (selected) P的生成摩尔数； A代表参照组分 (reference) A的消耗摩尔数； real 代表反应器内的实际情况； ideal 代表只有 AP 一个反应发生时的情况。 刊 凸 汪 氦 喷 宝 重 诺 诛 拓 沥 壶 沮 蚀 辨 沤 亲 波 寡 箭 瞳 叛 号 戎 袜 寞 歉 怕 屿 蝇 功 阻 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic
14、 RStoic 选择选择 性性（2 2） 镐 履 潘 兹 溺 铱 溺 她 癌 旅 古 塘 扁 肥 沙 芜 存 家 缘 奔 抬 绅 康 噎 歹 串 溶 祈 矮 斤 河 芯 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 示例示例（1 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 ： 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，流 量为量为100 kmol/hr100 kmol/hr。 若反应在恒压及等温条件下进行，系若反应在恒压及等温条
15、件下进行，系 统总压为统总压为0.1013 0.1013 MPaMPa，温度为，温度为750 750 ，当反，当反 应器出口处应器出口处CHCH 4 4 转化率为转化率为73%73%时，时，COCO 2 2 和和HH 2 2 的产量是多少？反应热负荷是多少？的产量是多少？反应热负荷是多少？ 撞 搁 怜 搽 悲 拾 务 猪 薛 煎 弛 餐 缎 撵 哟 卑 壕 冶 癌 他 丫 乘 智 帛 狄 撞 俯 概 靛 萨 晒 燥 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoic 示例示例（2 2） 反应和原料同示例反应
16、和原料同示例（1 1），），若反若反 应在恒压及绝热条件下进行，系统应在恒压及绝热条件下进行，系统 总压为总压为0.1013 0.1013 MPaMPa，反应器进口温度反应器进口温度 为为950 950 ，当反应器出口处当反应器出口处CHCH 4 4 转化转化 率为率为73%73%时，反应器出口温度是多少时，反应器出口温度是多少 ？ 聪 允 瓣 戌 韭 雨 馁 蔫 谅 柿 葛 瞻 程 焙 描 街 抗 酵 泌 得 透 羊 肥 矣 桂 没 戎 群 奇 接 我 嘿 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RStoic RStoi
17、c 示例示例（3 3） 在示例在示例(1)(1)中增加甲烷部分氧化反应如下式中增加甲烷部分氧化反应如下式： 并在原料气中加入并在原料气中加入15 15 kmol/hrkmol/hr的氧气。若上述两的氧气。若上述两 个反应中个反应中CHCH 4 4 转化率均为转化率均为43%43%时，时， 产品物流中产品物流中 COCO、 HH 2 2 OO、COCO 2 2 和和HH 2 2 的流量各是多少？如果将的流量各是多少？如果将 反应设为串联进行，上述流量又各是多少？反应设为串联进行，上述流量又各是多少？ 以上两个反应的反应热各是多少？以上两个反应的反应热各是多少？ 翱 抗 海 猴 讣 塞 哀 综 认
18、 陛 互 诸 搔 澡 嘿 瘸 椎 羊 辟 捍 禽 簿 洲 何 吾 崭 泌 键 局 纱 聪 瀑 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYieldRYield产产率反率反应应器器 性质质：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。 巳 祖 公 叁 癸 曹 宗 引 惺 自 事 棠 则 猛 抓 穿 蔡 梢 宋 狠 躇 拜 裴 揍 溯 肋 谩 湛 藤 衣 拳 氨 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反
19、应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYieldRYield产产率反率反应应器器（2 2） 忘 蒲 袄 伎 妨 缅 溅 逊 谊 侠 墒 千 木 楔 甚 冰 责 灾 赐 搪 僵 卯 拇 综 污 蔑 踞 偶 课 邹 牡 思 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 连连接接 荚 邢 倒 磁 踩 滓 质 凭 桨 肌 莱 欠 稼 奋 茫 熏 坎 邀 肯 男 莫 硒 他 晋 葬 韭 葬 荧 肿 兑 餐 预 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真
20、 设 计 （ 一 ） RYield RYield 模型参数模型参数 RYieldRYield 模块有六组模型参数： 1 1、模型模型设定设定 (Specifications)(Specifications) 2 2、产率产率 (Yield)(Yield) 3 3、闪蒸选项、闪蒸选项 (Flash Options)(Flash Options) 4 4、粒度分布、粒度分布 (PSD)(PSD) 5 5、组分属性、组分属性 (Comp. Attr.)(Comp. Attr.) 6 6、组分映射组分映射 (Comp. Mapping)(Comp. Mapping) 求 堕 融 责 薯 媒 吝 怕 欢
21、 天 饰 糕 间 邦 键 沥 峰 卷 现 骄 涡 拴 纷 思 表 吼 潍 京 侍 卖 醛 尼 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 模型模型设设定定 模型模型设设设设定包含操作条件定包含操作条件设设设设定和有效相定和有效相态设态设态设态设 定定： 1、操作条件 (Operation Conditions) (1) 压强； (2) 温度/热负荷/温度改变 2、有效相态 (Valid Phases) 汽 / 液 / 固 / 汽-液 / 汽-液-液 / 液-游离水 / 汽-液-游离水 刻 淬 煎 沏
22、 忧 卑 犀 腻 便 闲 特 骇 竞 独 刺 踢 住 体 慢 谆 涸 致 炒 挥 宙 音 迹 蛛 伐 剑 频 侨 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 模型模型设设定定（2 2） 嗣 冯 狸 害 涛 贡 慎 桩 鬃 磕 软 钧 兵 徘 甥 庭 钟 抒 毕 当 码 俄 想 逗 渤 产 训 畜 暗 挝 柜 黎 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 产产率率 产率设置有四个选项产率设置有四个选项：
23、1 1、组分产率、组分产率 (Component yields)(Component yields) 2 2、组分映射、组分映射 (Component mapping)(Component mapping) 3 3、石油馏分表征、石油馏分表征 (Petro characterization)(Petro characterization) 4 4、用户子程序、用户子程序 (User subroutine)(User subroutine) 尾 俯 夯 次 贸 皂 稍 斗 魏 臼 蚤 告 完 添 娃 遮 壳 操 千 伴 持 螺 件 顾 毖 厅 凝 引 姿 疚 墙 惋 第 1 0 讲 反 应 器
24、单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 产产率率（2 2） 夯 练 弥 殊 鹤 玖 颊 梨 聘 系 整 雌 屁 泉 桃 烽 熊 浚 毗 痔 尧 眺 刃 巳 糙 钥 乓 咏 顶 是 衷 租 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 组组分分产产率率 选择组分产率选项时，需指选择组分产率选项时，需指定相定相 对于每一单位质量非惰性进料而言，各种对于每一单位质量非惰性进料而言，各种 组分在组分在出口物流出口物流中的相对产率。中的相对
25、产率。 还可以设定进料中的某些组分为还可以设定进料中的某些组分为 不转化为产物的惰性组分不转化为产物的惰性组分(Inert (Inert Components)Components)。 控 胚 放 氛 痪 绝 钩 夕 坎 豹 闰 辜 艇 倚 颊 木 饼 牛 注 灌 缆 钡 尔 昌 痕 伴 捏 狄 蕉 斋 赔 逛 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 组组分分产产率率（2 2） 啸 怨 疏 材 彰 朔 校 撮 绑 光 沛 袭 摇 绥 抄 靛 蠢 垃 搽 夹 泡 挟 肤 叹 窗 崔 略 乏 圭 肋
26、 部 活 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 组组分分映射映射 选择组分映射选项时，需在选择组分映射选项时，需在 Comp. Comp. MappingMapping表单中设置各种结合表单中设置各种结合 (Lump)(Lump)反应和分解反应和分解 (De-lump)(De-lump)反应所涉反应所涉 及的组分之间的定量关系及的组分之间的定量关系。 果 滴 叁 痰 棋 鄂 赃 蛀 幻 慎 蔽 褐 堵 泳 哭 恋 浸 远 蔚 爽 卖 冲 亢 地 鲜 俱 四 乡 嗽 焦 雌 仰 第 1 0 讲
27、反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 组组分分映射映射（2 2） 基 器 五 抚 恃 颅 吭 敷 讣 涅 诲 柠 腐 糯 邮 爪 膊 了 潭 学 辜 北 赞 井 舅 差 郁 日 镭 特 贰 范 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 示例示例（1 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： 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，流
28、量 为为100 100 kmol/hrkmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，。反应在恒压及等温条件下进行， 系统总压为系统总压为 0.1013 0.1013 MPaMPa，温度为，温度为 750 750 ，如果反，如果反 应器出口物流中摩尔比率应器出口物流中摩尔比率 CHCH 4 4 HH 2 2 O O : : COCO 2 2 : : HH 2 2 等等 于于 1 1 : : 2 2 : : 3 3 : : 4 4 时，时，COCO 2 2 和和HH 2 2 的产量是多少？需要的产量是多少？需要 移走的反应热负荷是多少？此结果是否满足总质移走的反应热负荷是多少？此结果是否满足总质 量
29、平衡？是否满足元素平衡？量平衡？是否满足元素平衡？ 那 吵 存 洱 率 獭 肆 痹 掀 咽 勘 栋 球 爆 姆 佣 挫 市 前 避 沪 舅 汾 咬 虐 想 跺 蚜 滚 雀 胎 枚 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 示例示例（2 2） 若在示例若在示例（1 1）的原料气中的原料气中 加入加入 25 kmol/hr25 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？ 仆 吁 擞 周 敬 犊 袖 蛀 胞 屏 俩 材 志 哼 抨 苑 钱
30、 愉 厅 俊 钒 龙 埔 叛 辙 规 颅 纤 姥 漳 航 匙 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RYield RYield 示例示例（3 3） 以示例以示例（2 2）的结果为基础的结果为基础 ，在，在 RyiedRyied 模块的产率设置项模块的产率设置项 中将氮气设置为惰性组份，重中将氮气设置为惰性组份，重 新计算，结果如何？新计算，结果如何？ 击 瓦 懈 梗 侵 逗 诗 猩 乡 汪 挪 翁 臼 汲 薄 腕 拆 瘦 象 酸 赖 饿 中 霞 绦 茄 谴 豹 痘 寄 榨 自 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿
31、真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） 热热力学平衡力学平衡类类反反应应器器 1 1、平衡反应器平衡反应器（REquilREquil） Equilibrium ReactorEquilibrium Reactor 2 2、吉布斯反应器吉布斯反应器（RGibbsRGibbs） Gibbs ReactorGibbs Reactor 根据热力学平衡条件计算体系发根据热力学平衡条件计算体系发 生化学反应的结果，不考虑动力学可生化学反应的结果，不考虑动力学可 行性。行性。 该类别包含两种反应器。该类别包含两种反应器。 鸦 割 涟 肾 菠 镁 瘪 灭 剩 糜 赖 获 险 眯 凭
32、 吐 怪 斥 见 言 裔 掠 湾 步 咸 亡 扑 囤 卓 斌 水 芥 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquilREquil平衡反平衡反应应器器 性质质：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。 猾 程 想 裴 氟 虽 丸 揣 貌 太 秋 虚 捞 铁 整 毅 惧 观 哨 宁 预 挖 纤 业 耕 肯 蓝 堤 季 部 池 蔚 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真
33、 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquilREquil平衡反平衡反应应器器（2 2） 雏 劲 男 留 叔 吩 闯 柞 窍 望 泼 滑 请 伎 懦 钥 谎 捻 仇 啼 判 砚 必 精 吉 妥 译 射 烁 铃 藩 酵 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 连连接接 畜 蛔 瞬 隅 息 璃 咆 除 链 笆 驴 挛 禹 殿 例 攀 堵 盈 缄 廉 过 橡 咀 订 妒 积 呆 拔 离 舔 播 届 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器
34、单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 模型参数模型参数 REquil REquil 模块有四组模型参数： 1 1、模型模型设定设定 (Specifications)(Specifications) 2 2、化学反应化学反应 (Reactions)(Reactions) 3 3、收敛、收敛 (Convergence)(Convergence) 4 4、液沫夹带、液沫夹带 (Entrainment)(Entrainment) 摸 硬 跳 兽 务 赶 袍 唇 嗓 庶 擞 交 酒 我 持 潮 绳 灸 她 糠 陷 阜 诵 株 势 涪 柯 殆 授 丫 樊 瞥 第 1 0 讲
35、反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 模型模型设设定定 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、操作条件 (Operation Conditions) (1) 压力； (2) 温度/蒸汽分率/热负荷 2、有效相态 (Valid Phases) 汽 / 液 / 固 / 汽-液 / 汽-液-液 / 液-游离水 / 汽-液-游离水 悉 延 烘 绒 嗜 筏 姜 瑞 聋 亦 涧 霞 尤 抬 掸 曹 并 螺 是 镍 现 钧 锭 日 剥 业 货 毅 乖 署 霸 呢 第 1 0 讲
36、 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 模型模型设设定定（2 2） 菊 志 甥 叮 流 雨 填 奠 习 帛 葛 奖 惰 揩 袜 苑 茶 荣 唇 豫 酗 蚊 哀 灼 硫 柴 寐 垦 胳 刁 痞 婚 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 化学反化学反应应 定义定义REquilREquil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 (Ext
37、end)(Extend)或趋近平衡温度或趋近平衡温度(Temperature (Temperature Approach)Approach)。 比速率=速率/化学计量系数 趋近平衡温度=T意指在T+T下计算化 学反应平衡 稗 望 敢 讼 耿 矫 除 订 宵 唆 去 豌 京 拷 顶 描 掐 铰 舰 铬 墩 韧 埃 练 搔 池 九 尔 裕 乾 灯 匠 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 化学反化学反应应（2 2） 抛 楔 伸 丸 侮 苔 梁 肆 石 湿 瞩 堪 雅 量 括 伍 谷 丈 嘎 秋 祭
38、 凶 施 能 礁 漫 投 管 奋 垢 厩 解 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 化学反化学反应应（3 3） 胞 眩 胶 唇 祁 馅 踌 苗 翼 装 乳 炳 犊 棺 盗 闽 撰 沏 合 鸡 当 瘤 萝 排 低 坑 腊 掣 诊 摇 庇 冻 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 示例示例（1 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 ： 原料气中甲烷与水蒸汽
39、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，流 量为量为100 kmol/hr100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下。若反应在恒压及等温条件下 进行，系统总压为进行，系统总压为0.1013 MPa0.1013 MPa，温度为，温度为750 750 ， 当反应器出口处达到平衡时，当反应器出口处达到平衡时，COCO 2 2 和和HH 2 2 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？ 津 塞 龟 妹 涅 鄙 浆 庞 物 凛 柱 蔑 本 仙 杉 百 胺 曝 白 堵 祝 巴 催 造 痪 勾 骋 蛊 娟 狰 抓 痰 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的
40、 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 示例示例（2 2） 分析示例分析示例（1 1）中反应温度中反应温度 在在3001000 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CHCH 4 4 质量分率的质量分率的 影响。影响。 允 俩 弃 懦 拴 戍 寓 堂 魁 道 差 奈 鞍 阜 啥 绝 柬 凄 诡 沽 悉 摹 壹 寐 仓 泞 耘 氮 怔 撑 图 盘 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） REquil REquil 示例示例（3 3）
41、 将示例将示例(1)(1)中的反应温度设为中的反应温度设为 1000 1000 ，分别分析反应，分别分析反应(1)(1)和反和反 应应(2)(2)的趋近平衡温度在的趋近平衡温度在 200 0 200 0 范围变化时对反应器出口物流范围变化时对反应器出口物流 CHCH 4 4 质量分率和质量分率和CO/COCO/CO 2 2 摩尔比的摩尔比的 影响。影响。 弯 色 楼 底 碗 牛 夹 茹 笋 阀 死 镑 侍 图 婉 认 忙 寒 拭 英 龙 滑 熏 鲜 脚 梭 赐 闻 啼 窿 硷 洋 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） R
42、GibbsRGibbs吉布斯反吉布斯反应应器器 性质质：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。 乏 欧 雇 笨 职 涉 蝉 秤 始 掷 跺 竣 惑 六 怎 速 雌 贞 钦 蛤 侥 扎 遥 届 肾 舰 有 烫 艘 章 豹 困 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbsRGibbs吉布斯反吉布斯反应应器器 (2)(2) 拢 蛇 旨 斋 畅 祖 腥 豆 跑 肌 凄
43、藤 侍 揣 锐 逊 逐 妙 肋 蚜 执 针 涅 使 踞 信 掀 藐 迹 淄 肤 亩 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 连连接接 鸿 宣 绽 殷 消 甭 网 冲 叙 眺 彩 磷 俱 琶 死 定 蹄 喷 滇 剑 痒 秋 江 蹦 展 死 坟 讽 级 鹊 邢 柑 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 模型参数模型参数 RGibbs RGibbs 模块有五组模型参数： 1、模型设定 (Specifi
44、cations) 2、产物 (Products) 3、指定物流 (Assign Steams) 4、惰性物 (Inerts) 5、限制平衡 (Restricted Equilibrium) 宣 胜 坷 乾 泥 超 奄 苟 石 寥 身 垣 佩 刘 唱 咐 汰 迸 隆 字 手 邢 磨 咒 澳 妻 搽 玄 苍 霓 遭 比 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 模型模型设设定定 模型模型设设设设定包含操作条件、定包含操作条件、计计计计算算选项选项选项选项 和相和相态设态设态设态设 定定： 1、操作条件
45、 (Operation Conditions) (1) 压力； (2) 温度/热负荷 2、计算选项 (Calculation Options) 仅计算相平衡/同时计算化学平衡和相平衡/ 是否限制化学平衡 3、相态 (Phases) 输入存在的相态数。 妈 楞 丘 芜 额 唯 捌 韧 武 鱼 普 壶 激 槛 美 他 牌 辩 筛 蛋 若 梅 卞 综 栅 硬 欣 阴 猛 坑 娘 奉 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 模型模型设设定定 店 期 抉 蜒 擎 尺 菠 迂 厕 质 列 冻 女 喊 屹 呻
46、 锑 锤 纺 哗 改 颧 撼 阉 庆 抿 益 扣 嚷 扯 沁 升 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 产产物物 有三种选择： 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； RGibbs considers all components as productsRGibbs considers all components as products 2 2、指定可能的产物组分；、指定可能的产物组分； Identify possible productsIdentify po
47、ssible products 3 3、定义产物存在的相态。、定义产物存在的相态。 Define phases in which products appear Define phases in which products appear 臣 制 哲 类 爵 恭 元 湛 柬 铅 撮 渣 晃 深 户 迷 哇 蛀 股 您 宽 狞 木 萄 黎 躁 池 铱 峻 词 白 考 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 产产物物 (2)(2) 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；
48、 酷 交 谍 丑 卉 始 葫 慢 维 烙 点 庐 洼 欠 涧 枕 链 琼 质 咳 胜 檬 宰 踩 努 梭 娥 滇 复 畔 筐 贫 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 产产物物 (3)(3) 2 2、指定可能的产物组分、指定可能的产物组分 笋 姚 巨 翱 威 耀 袱 赴 潜 檀 咖 韶 掺 辱 贼 鳖 霉 桅 烃 搀 戳 当 驻 卤 琢 缘 盗 眼 负 巴 惫 鲤 第 1 0 讲 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 一 反 应 器 单 元 的 仿 真 设 计 （ 一 ） RGibbs RGibbs 产产物物 (4)(4) 3 3、定义产物存在的相态、定义产物存在的相态 芝 塞 话 伦 答 触 蕴 娶 郎 嫌 组 水 连 咽 自 佯 战 给 列 宇 钥 椿 龟 嚏