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文档简介
《PROII过程模拟作业》
第2讲反应器模块
2.1甲烷与水蒸汽在银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
CH4+2H2O<^CO2+4H2
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,C()2和也的产量是多少?反应热负荷是多少?反应和
原料同示例conversion,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°C,当反应器出口处CH4转化率为73%时,反应器出口温度是多少?
(ConversionReactor)
答1连接反应器
00
回
2,规定反应单位
3选择组分
Comporierit
HelpOverviewStatus
ComponentName/A>a$DatabankSearchOrdei
ReorderUst
-ComponentSeledion--------------------------------
FromSystemorU$er-2enefa»edDafabank
Componert:|Add•;
SelectfromLists...
Petroleum..User-defined.Polymer
DatabankHiererchy...||ComponentPhases.
OK
Pu$hthisbuttontop«ckfromandsearchcomponentlists
Exitthewndowaftersavingalldata
4选择热力学模型
5建立反应方程式
HelpOveiviewStatus
Reaction
‘IIJrnr
Imert
EWe»Data.
■:■,兄的MCWtGM今
HMp
ReactionSet:S1
Dejciipiion
■
KrebcRateCalcdabon
OiculationMethod|PowerLowF
Cut'■•-fi-Definition
Inseit
CH4*2.00H2O-CQ2*4.00H2
Rezet
___________________
Rcadanl-s-Prodxk
RoJonii-PrcdxU
6
OKCaned
SelecttodetinereaOionztachiometiy
6输入物流
7输入转化率
HelpOverviewStatusNotes
Unit[RTDescfipho
ReactorType:Conversion
ReactionSetName:叵F
ThermalSpecification
goo]C
oTemperaureRise
FixedTemperatuie:C
FixedDuly:0.00000xlCU.
ThecmodynamicSystem:|SRK01
Pushtobringuptheextentofreactionwind
8运行并查看结果
THERMODVNAMICSVSTEMSRK
STREAM'S2'
TOTALUAPOR
RATE,KG-MOL/HR129.2000129.2000
TEMPERATURE»C750.00750.00
PRESSURE,KPA101.33101.33
MOLECULARWEIGHT13.638413.6384
FRACTION1・0000
ENTHALPV,KJ/KG-MOL45676.806645676.8066
CP,KJ/KG-C2.87232.8723
MOLARFLOWRATES,KG-MOL/HR
1-METHANE5.4000s.nooo
2-C0214.600014.6000
3-H258.1400058.4000
4-H2050.800050.8000
MOLARCOMPOSITIONS
1-METHANE0.04180.0418
2-C020.11300.1-130
3-H20.45200.4520
U-H200.39320.3932
2温度为375.85
运行并查看其结果
Sj^^c^Documen^san^^sectinQS\Aai¥BinEE^ato^\Loc5^s5FtiriQs^^em^^V^wT^tmp
|THERMODYNAMICSVSTEMSRK
STREAM,S2,
TOTALUAPOR
RATE,KG-MOL/HR129.2000129.2000
TEMPERATURE,C375,85375.85
PRESSURE,KPAd01.33101-33
MOLECULARWEIGHT13.638U-13.638U
FRACTION1.0000
ENTHALPV,KJ/KG-MOL31718.521*23-1718-52112
CP,KJ/KG-C2.60092.6009
MOLARFLOWRATES,KG-MOL/HR
1-METHANE5.140005.2*000
2-CO214・8❺❺❺1U.6000
3-H258.1»00058.14000
4-H2O50.800050.8000
MOLARCOMPOSITIONS
-1-METHANE0.0M180.0U18
2-CO20.11300.1130
3-H20.14520O-U520
“-H2O0.39320.3932
2.2甲烷与水蒸汽在银催化剂下的转化反应为:
CH4+H2O<^(DO+3H2
CO+H2O<^CO2+H2
原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1:4,流量为100kmol/hro若反应在恒压及等温条
件下进行,系统总压为0.1013MPa,分析示例(1)中反应温度在300~1000℃范围变化时
对反应器出口物流CII4质量分率的影响。(EquilibriumReactor)
答1设计流程
2规定单位
3输入组分
Help
{angeHelp
ComponentFamiy:SofMSearchbyMatch
FullNameoInitialString
-ComponentSelection----------------------------HydrocarbonLightends
SIMSONameZAIiasEmbeddedSubstring
FromSystemorUser-generatedDatabarAllCompon^its-PROCESSBank
AllComponents-SIMSCIBankoChemicalFormula
Component:|Acids
Alcohols、SearchString:IBaich
SelectfromLists..
HYDROGENFLUORIDEHFFH,
Petroleum...|User-defined...HYDROGENH2H2
WATERH20H2O
SULFURICACIDH2SO4H2O4S
DatabankHierachy“||CoHYDROGENSULFIDEH2SH2S
AMMONIANH3H3N
AJRAJRMixture
dComponentsRemoveCompc-i-:
AdditionstoComponentList
CARBONMONOXIDECOCO
CARBONDIOXIDECO2CO2尿
WATERH20H20------------------------------
METHANEMETHANECH4Cancel
HYDROGENH2H2------------------------------
Pushthisbuttontopickfromandsearchco
Exitthewindowaftersavingalldata
4热力学模型
lermilynamicDai
HelpOverviewStatusNotes
SelectionofPropertyCalculationSystem
Category:PrimaryMethod:DefinedSystems:
AllPrimaryMethodsPeng-RobinsonAdd->
EquationsofStateGrayson-Streed
LiquidActivitySRK-ModifiedPanag.-Reid
GeneralizedCorrelations8Ideal
DefaultSystem:
SpecialPackagesNRTL
ElectrolvteUNIQUAC
Modify...|Delete
OKCancel
Selectathermodynamicpropertycalculationsystem
5建立反应方程式
6输入物流
7casestudy
8规定转化率
HRO/U^fQliITOHiimKeactor
未查到平衡数据
第3讲练习
3.1设有下列离开甲醇反应器的混合物:CO,100kmol/h;Hz,200kmol/h;甲醇,100kmol/h»
该气体处于lOOatm和300℃,试计算其比容。分别采用(1)理想气体定律;(2)Redlich-Kwong
状态方程;(3)Redlich-Kwong-Soave状态方程。试比较三个结果,问该混合物能否作为理
想气体?
1画工艺流程
2规定单位
^oMS^^^^tefau^^Jni^^^^Measur^ro^ProDien^Dat^Lnpur
UOMRangeHelp
Basis:SIInitializefromUOMLibrary...
DefaultUnitsofMeasuretorHroblemDataInput
Temperature:1Celsius卜Energy:|Kilojoule
Pressure:1AtmosphereDuty:1Energy/Time.▼
Time:|Hour|▼Work:|Kilowatt卜
Weight(wt.):1Kilogram卜Length:|Meter」,
LiquidVolume:|Meter^SFineLength:|Millimeter卜
VaporVolume:|MetersHeatTrans.Coefficient:|KilowaH/meler^2-K正
SpecificLiquidVolume:1Liquidvolume/Molarwt卜FoulingCoefficient:|MeterA2-Kelvin/kW1▼
SpecificVaporVolume:1Vaporvolume/Molar汕.Viscosity:|Pascal-second卜
LiquidDensity:|Weight/Liquidvolume卜KinematicViscosity:1Centistoke卜
VaporDensity:1WeightA/aporvolume卜ThermalConductivity:|WaU/meter-K卜
PetroleumDensity:1sameasliquiddensity卜SurfaceTension:1Newton/meter
PressureGaugeBasis:|口|atm
StandardVaporConditions...匚TVPandRVPConditions...
_______OK1______Cancel|
3选择组分
4热力学方程
5规定物流参数
PRO/H-StreamDatafStreamuat^^HowraT^an^Com^sraon
HelpTagUCiMHelp'JG
Stream:|S1|DescriptSpecifyflowrateandcompositionforstreamS1
ToUnit:(ProductStream)FluidFlowrateSpecification
StreamTypeTotalFluidFlowrate:
oIndividualComponentFlowrates
pi0VM
PetroleumAssay
ReferencedtoStream_ComponentComponentFlowrate
SolidsOnlyStream
kg-mol/hr
SUCO100.00
H2200.00
Thcrrns,ConditionMETHANOL100.00
FirstSpecification:
|Temperature|▼
SecondSpecification:
|Pressure|▼|
ClearCompositions|Total400.00
ThermodynamicSystem:|lDEA01BasedonSpecifiedFluidFlowrate
PJRCancel
OK
Pushtobhnguptheflowiateandass剪windowExitthewindowaftersavingalldata
PRO/II-StreamData^rrean^at^^wwrar^an^^Sm^Soon
?angeHelpTagOverUOMRangeHelpTag
Stream:|S1|Description:[SpecifyflowrateandcompositionforstreamSI
ToUnit:(ProductStream)FluidFlowraleSpecification
StreamTypeTotalFluidFlowrate:
oIndividualComponentFlowrates
Flowrateand
PetroleumAssay
Referencedt。StreamComponentComponentFlowrate
StreamSo
SolidsOnlyStream
kg-mol/hr
StreamPolgCO100.00
H2200.00
ThetnidlCondition
METHANOL100.00
FirstSpecification:
|Temperatuce一
SecondSpecification:
Cie”Compositions|Total:
40000IINotnvalizeComponentFlowrate:
BasedonSpecifiedRiedFlowrate
ThermodynamicSystem:|PR01
OKCancel
PushtobringuptheflowrateandassaywindowEx*thewirxJowaftersavingalldata
6运行并查看其结果
STREAM'S1"
TOTALUAPOR
RATE,KG-MOL/HR1«0O.OO0O1«00.0000
TEMPERATURE»C300.00300.00
PRESSUREvATM160.00100.00
MOLECULARWEIGHT56.021116-021-1
FRACTION1.0O00
ENTHALPV»KJ/KG-MOL1U992-95U11^992-91U1
CP,KJ/KG-C2-99342.99314
MOLARFLOWRATES,KG-MOL/HR
1-CO100.0000100.0000
2-H2200.0000208.0000
3-METHANOL100-0000100.0000
MOLARCOMPOSITIONS
1-CO0.25000.2500
2-H20.50000.5000
3-METHANOL0.25000.2500
Documeritsan3minisngs\7emp\VW53.tmp-
THERMODVNAMICSVSTEMPR
STREAM・S「
TOTALUAPOR
RATE,KG-MOL/HR400.0000400.0000
TEMPERATURE,C300.00300.00
PRESSURE,ATM100.00100.00
MOLECULARWEIGHT16.021116.0211
FRACTION1.0000
ENTHALPV,KJ/KG-MOL19857.156119857.1561
CP,KJ/KG-C2.55982.5598
MOLARFLOWRATES,KG-MOL/HR
1-CO100.0000100.0080
2-H2200.0000200.0000
3-METHANOL100.0000100.0000
MOLARCOMPOSITIONS
1-CO0.25000.2500
2-H20.50000.5000
3-METHANOL0.25000.2500
‘国"C:XDocumentsandamSettingsimp
THERMODVNAMICSVSTEMSRK
STREAM*S1'
TOTALUAPOR
RATE,KG-MOL/HRi«0O.0O001*00.0000
TEMPERATURE»C300.00300.00
PRESSURE,ATM100.O0100.0O
MOLECULARWEIGHT16.021116.0215
FRACTION1-00O0
ENTHALPV,KJ/KG-MOL20001.919120001.9191
CP»KJ/KG-C2.55672-5567
MOLARFLOWRATES,KG-MOL/HR
1-CO1OO.0000-I00.0800
2-H2200.0000200.0O00
3-METHANOL100.0000100.0000
MOLARCOMPOSITIONS
1-CO0.25000.2500
2-H20.50000.5000
3-METHANOL0.25000.2580
3.2甲苯加氢去烷基C'/Zg+Hz-C6H6+C44是在高温高压下进行,过量的H?用于防
止芳烧裂解生成轻质气体。实际操作中,甲苯的单程转化率仅70%,为了分离和循环氢气,
反应器出来的热态流出物(5597kmol/hat3448kpaand408.2K)在闪蒸器中分离产物时被
分凝至322K。如果反应器流出物的组成如下表所列,且闪蒸器的压力为3344kpa,计算离
开闪蒸器的物料组成和
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