反应器模型 Aspen plus入门

1、反应器模型反应器模型汤吉海2006年8月ASPEN PLUSASPEN PLUS入门入门第第六六章章 ASPEN PLUSASPEN PLUS的的反应反应器模型器模型 Balance Based Reactor(1)Balance Based Reactor(1)Balance Based Reactor(2)Balance Based Reactor(2)Equilibrium Based Reactor(1)Equilibrium Based Reactor(2)Kinetic Reactors(1)Kinetic Reactors(2)Kinetic Reactors(3)Using a

2、 Reaction ID Power-law Rate ExpressionHeats of ReactionRStoicRStoic计算示例计算示例(1)(1)ReactionFractionConversion1-Butene Isobutylene0.364 (1-Butene) Propylene + 2-Methyl-2-Butene + 1-Octene0.04Cis-2-Butene Isobutylene0.364 (Cis-2-Butene) Propylene + 2-Methyl-2-Butene + 1-Octene0.04Trans-2-Butene Isobutyl

3、ene0.364 (Trans-2-Butene) Propylene + 2-Methyl-2-Butene + 1-Octene0.04丁烯异构化反应模型的建立，混合丁烯包含丁烯异构化反应模型的建立，混合丁烯包含1-丁烯、丁烯、n-丁烷、丁烷、Cis-2-丁烯、丁烯、Trans-2-丁烯和异丁烯，发生的反应如下表所丁烯和异丁烯，发生的反应如下表所示：示： RStoicRStoic计算示例计算示例(2)(2)进料流股的温度为进料流股的温度为16，压力为，压力为1.9 atm，进料组成如下表所示：，进料组成如下表所示：ComponentMass Flow（kg/hr）n-丁烷（n-Butane

4、）350001-丁烯（1-Butene）10000Cis-2-丁烯（Cis-2-Butene）4500Trans-2-丁烯（Trans-2-Butane）6800异丁烯（Isobutene）1450热力学模型选择热力学模型选择RK-Soave。反应器操作条件：反应器操作条件：温度为温度为400，压力为，压力为1.9 atm，请采用，请采用RStoic模型确定反应物料的组成、由模型确定反应物料的组成、由1-丁烯转化为异丁烯的丁烯转化为异丁烯的反应选择性以及各个反应的反应热。反应选择性以及各个反应的反应热。 RCSTRRCSTR计算示例计算示例 C 确定采用连续全混釜反应器（CSTR）合成醋酸乙酯

5、。反应方程式如下：Ethanol + Acetic-Acid Ethyl-Acetate + Water反应为可逆反应，反应的平衡常数K= 3.8，也就是lnK = 1.335。C 热力学模型选择NRTL模型 FEED PRODUCT Pressure = 1 atmSaturated liquid736.160 kmol/hr water218.087 kmol/hr ethanol225.118 kmol/hr acetic acidVolume = 21,000 LTemperature = 60 CPressure = 1 atmRCSTRRPlugRPlug计算示例计算示例(1)(1

6、)C确定丙烯和氯气在平推流反应器（Plug）中的催化剂活性。反应方程式以及以指数形式描述的动力学方程如下： Cl2 + C3H6 Cl2 + C3H6 C3H5Cl + C3H5Cl + HClHClR(1) = 1.5e6*EXP(-27200/RT)*Cl2*C3H6Cl2 + C3H6 Cl2 + C3H6 C3H6Cl2 C3H6Cl2R(2) = 90.46*EXP(-6860/RT)*Cl2*C3H6C动力学参数的单位为英制（ENG）。 RPlugRPlug计算示例计算示例(2)(2)T = 200 CP = 2.027 barCl2 = 0.077 kmol/hrREACTOR34FMIX12T = 200 CP = 2.027 barC3H6 = 0.308 kmol/hrReactor length