Aspen反应器单元模块

热力学平衡类反应器
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 行性。 该类别包含两种反应器。
1、平衡反应器（REquil）
Equilibrium Reactor
2、吉布斯反应器（RGibbs）
Gibbs Reactor
REquil——平衡反应器
性质：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。
70 % conversion of ethanol
F-STOIC RSTOIC FEED Feed: Temp = 70 C DUPL Pres = 1 atm Water: 8.892 kmol/hr Ethanol: 186.59 kmol/hr Acetic Acid: 192.6 kmol/hr F-GIBBS P-GIBBS P-STOIC


Forward Reaction: k = 1.9 x 108, E = 5.95 x 107 J/kmol Reverse Reaction: k = 5.0 x 107, E = 5.95 x 107 J/kmol Reactions are first order with respect to each of the reactants in the reaction (second order overall). Reactions occur in the liquid phase. Composition basis is Molarity.
RCSTR—全混釜反应器
性质：釜内达到理想混合。可模拟单、 两、三相的体系，并可处理固体。 可同时处理动力学控制和平衡控 制两类反应。 用途：已知化学反应式、动力学方程和 平衡关系，计算所需的反应器体 积和反应时间，以及反应器热负 荷。
RCSTR —— 图标
RCSTR —— 连 —— 连接
化学动力学类反应器
根据化学动力学计算反应结果。 包含三种反应器：
1、全混釜反应器（RCSTR） Continuous Stirred Tank Reactor 2、平推流反应器（RPlug） Plug Flow Reactor 3、间歇釜反应器（RBatch) Batch Stirred Tank Reactor
RStoic—化学计量反应器（2）
RStoic —— 连接
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。
RYield——产率反应器（2）
RYield —— 连接
性质：间歇或半间歇操作的搅拌釜，釜 内达到理想混合。自动根据加料 和辅助时间提供缓冲罐，实现与 连续过程的连接。 用途：已知化学反应式、动力学方程和 平衡关系，计算所需的反应器体 积和反应时间，以及反应器热负 荷。
RBatch — 间歇釜反应器 (2)
RBatch — 连接
Compare the use of different reactor types to model one reaction
1、化学计量反应器（RStoic） Stoichiometric Reactor 2、产率反应器（RYield） Yield Reactor
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。
Reactor Workshop ---Objective:
RGIBBS F-PLUG RPLUG
Length = 2 m
P-PLUG
F-CSTR
Diameter = 0.3 m
P-CSTR
Use the NRTL-RK property method
RCSTR
Volume = 0.14 m3
Filename: REACTORS.BKP
Reactor Workshop (Continued)
Reactor Conditions:

Temperature = 70 C, Pressure = 1 atm
Stoichiometry:
Ethanol + Acetic Acid Ethyl Acetate + Water
Kinetic Parameters:
Hint: Check that each reactor is considering both Vapor and Liquid as Valid phases.
REquil—平衡反应器（2）
REquil —— 连接
RGibbs—吉布斯反应器
性质：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。
RGibbs—吉布斯反应器 (2)
化工CAD基础
Simulation Design of Chemical Reactors
反应器单元 的仿真设计 (一)
反应器模块的类别
分为三大类七种反应器：
1. 生产能力类反应器（2种） 2. 热力学平衡类反应器（2种）
3. 化学动力学类反应器（3种）
反应器模块的类别（2）
生产能力类反应器
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。
性质：完全没有返混的管式反应器，可 带有换热夹套。可模拟单、两、 三相的体系。只能处理动力学控 制反应。 用途：已知化学反应式和动力学方程， 计算所能达到的转化率，或所需 的反应器体积，以及反应器热负 荷。
RPlug — 平推流反应器 (2)
RPlug —— 连接 (1)
RBatch — 间歇釜反应器