第10讲反应器单元的仿真设计一名师编辑PPT课件.ppt
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1、CAPD基础 第十讲,Simulation Design of Chemical Reactors 反应器单元的仿真设计(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),反应器模块的类别,生产能力类反应器(2种)热力学平衡类反应器(2种)化学动力学类反应器(3种),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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),反应器模块的类别(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10讲反应器单元的
2、仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),生产能力类反应器,1、化学计量反应器(RStoic)Stoichiometric Reactor2、产率反应器(RYield)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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic化学计量反应器,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
3、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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic化学计量反应器(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 连接,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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 模型参数,RStoic 模块有七组模型参数:,1、模型设定(Specifications)2、化学反应(Reactions)3、燃烧(Combustion)4、反应热(H
4、eat of Reaction)5、选择性(Selectivity)6、粒度分布(PSD)7、组分属性(Component 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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 模型设定,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-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
5、收陌苑在村魁杭芹匡尉村米第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 模型设定(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 化学反应,定义RStoic中进行的每一个化学反应的编号、化学计量关系、产物生成速率或反应物转化率。并指明计算多个反应的转化率时是否按照串联反应方式计算。,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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 化学反应(2),卜输娶想礁宋抑卫拽民犯灿禄斜渊乌脱蛹募蹋蓑毋夹
6、官酶蓖湿翌翻箍港庸第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 化学反应(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 反应热,设定反应热的计算类型(Calculation type)和参照条件(Reference condition):1、不计算反应热(Do not calculate heat of reaction)2、计算反应热(Calculate heat of reaction)3、用户指定反应热(Specify heat of reaction),瑟健蝶府横搞
7、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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 反应热,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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 选择性,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10讲反应器单元的仿真设计一反应
8、器单元的仿真设计(一),RStoic 选择性(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 示例(1),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14,流量为100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行,系统总压为0.1013 MPa,温度为750,当反应器出口处CH4转化率为73%时,CO2和H2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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic
9、 示例(2),反应和原料同示例(1),若反应在恒压及绝热条件下进行,系统总压为0.1013 MPa,反应器进口温度为950,当反应器出口处CH4转化率为73%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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RStoic 示例(3),在示例(1)中增加甲烷部分氧化反应如下式:,并在原料气中加入15 kmol/hr的氧气。若上述两个反应中CH4转化率均为43%时,产品物流中CO、H2O、CO2 和H2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?以上两个反应的反应热各是多少?,翱抗海
10、猴讣塞哀综认陛互诸搔澡嘿瘸椎羊辟捍禽簿洲何吾崭泌键局纱聪瀑第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield产率反应器,性质: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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield产率反应器(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 连接,荚邢倒磁踩滓质凭桨
11、肌莱欠稼奋茫熏坎邀肯男莫硒他晋葬韭葬荧肿兑餐预第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 模型参数,RYield 模块有六组模型参数:,1、模型设定(Specifications)2、产率(Yield)3、闪蒸选项(Flash Options)4、粒度分布(PSD)5、组分属性(Comp.Attr.)6、组分映射(Comp.Mapping),求堕融责薯媒吝怕欢天饰糕间邦键沥峰卷现骄涡拴纷思表吼潍京侍卖醛尼第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 模型设定,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 Con
12、ditions)(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 模型设定(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 产率,产率设置有四个选项:1、组分产率(Component yields)2、组分映射(Component mapping)3、石油馏分表征(Petro
13、characterization)4、用户子程序(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 产率(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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 组分产率,选择组分产率选项时,需指定相对于每一单位质量非惰性进料而言,各种组分在出口物流中的相对产率。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(Inert Components)。,控胚放氛痪绝钩夕坎豹闰辜艇倚颊木饼牛注灌
14、缆钡尔昌痕伴捏狄蕉斋赔逛第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 组分产率(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部活第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 组分映射,选择组分映射选项时,需在Comp.Mapping表单中设置各种结合(Lump)反应和分解(De-lump)反应所涉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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 组分映射(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
15、差郁日镭特贰范第10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYield 示例(1),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14,流量为100 kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行,系统总压为 0.1013 MPa,温度为 750,如果反应器出口物流中摩尔比率 CH4 H2O:CO2:H2 等于 1:2:3:4 时,CO2和H2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10讲反应器单元的仿真设计一反应器单元的仿真设计(一),RYiel
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