Равновесный реактор (Equil Reactor):
Предназначен для расчета глобального термодинамического равновесия в системе одновременно с материальным и тепловым балансами. Количество входных потоков – 1.
Однако, так как "глобальное" термодинамическое равновесие считается только для набора выбранных компонентов, поэтому, ограничив этот набор можно органичить расчет или добавив дополнительные вещества можно определить термодинамическую вероятность их образования.
Например, показано, что при конверсии метана возможно образования аммиака и небольшого количества метанола.
Для того, чтобы модуль равновесного реактора мог работать, необходимо заполнить шаблон:
Для использования Keyword Input необходимо:
нажать эту кнопку
нажать кнопку Load Template для автозагрузки шаблона возможных команд для модуля
убрать "С-*" перед опциями шаблона, которые требуется заполнить данными
Внимание:если ID компонента в базе данных выше 98, то необходимо ввести энтальпию и энтропию образования при 298К, которые отсутствуют в базе данных: "Specify -> Component Data -> Reaction Properties". Энтальпия образования может быть в:Кал/моль, Дж/моль, Btu/lb-mol; Энтропия образования:Кал/(моль*К), Дж/(моль*К), Btu/(lb-mol*R). Коме того, в Design-II для энтропии образования используется другая точка отсчета: на 0К, поэтому S0298для N2, H2и т.д. имеет значение "0" какDН0иDG0. Пересчет данных из наших справочников можно сделать по следующей формуле:
,
которая выводится из
Следует обратить внимание, что для большинства компонентов DG0численно меньшеDН0, и оба значения – отрицательные, поэтомуS0будет также иметь отрицательный знак.
Пример заполнения шаблона равновесного реактора:
Если реактор изотермический, то загруженный шаблон можно не изменять вообще (он будет состоять из одних комментариев), т.к. "по-умолчанию" рассчитывается изотермический реактор. Если реакторадиабатческий, то необходимо убрать "С-*" перед командой "ADIabatic", что активизирует эту команду (см.стр. 38).
Р
еактор
идеального вытеснения (PLUg
FLOw REActor):
предназначен для расчета кинетики
однофазных
реакций (до 24 реакций) при известных
размерах реактора (диаметр и длина),
стехиометрических коэффициентах,
параметров уравнения Аррениуса (К0
и энергии активации), порядков реакций
по веществам или при известной (сложной)
зависимости скорости химической реакции
от концентрации, температуры и давления
(r
= f(CI,
T, P)),
которая задается в виде программы на
Фортране (Inline
Fortran).
Меню под Windows отсутствует, поэтому необходимо заполнить шаблон:
|
C-* Major Specifications C-* DIAmeter (L units) = C-* LENgth (L units) = С-* Reactor Type Specification C-* C-* TYPe = C-* ISOthermal C-* TEMperature PROfile C-* ADIabatic C-* COCurrent C-* C-* Temperature Profile Reactor Commands C-* C-* TEMperature PROfile (T units) = p1,T1, . . .,pn,Tn C-*
C-* Adiabatic Reactor Commands C-* C-* HEAt added (H units/t units) = C-* C-* Cocurrent Reactor Specifications C-* C-* COOlant STReam = i C-* COOlant PREssure DROp (P units) = C-* TEMperature APProach (T units) = C-* U (U units) = C-* C-* Reaction Stoichiometry Commands C-* C-* R i = (a1* r1 + a2* r2 + ... = b1* p1 + b2* p2* + ...)
C-* C-* Reaction Kinetics Commands C-* C-* ORDer of reaction r1 = i1, Or1, i2, Or2 . . .
C-* FREquency factor (L3 units,molar Q units,t units) C-* = r1, fi1, r2, fi2 . . .
C-* ACTivation energy (H units/molar Q units) C-* = r1, Ei1, r2, Ei2 . . . C-* C-* or C-*F- DURING C-*F- RATe r1 = f (CONCi, TEM, PRE) C-* C-* Optional Commands C-* DELta pressure (P units) = |
Диаметр Длина Тип реактора Тип реактора: Изотермический Задается профиль температур по длине реактора Адиабатический С охлаждением Реактор с профилем температур Профиль температур: р1…рn – расстояние от начала в долях, 0-начало, 1-конец Т1…Тn – температура в этих точках Адиабатический реактор Добавочная теплота распределяется равномерно по длине реактора Реактор с охлаждением № охлаждающего потока DР охлаждающего потока Приближение температур на концах Коэффициент теплопередачи Описание реакций Ri – номер реакции; a1-a2, b1-b2 – стехиометрические коэффициенты; r1-r2 - №№ реагентов; p1-p2 - №№ продуктов. Команды для кинетики Порядок реакции по реагентам: № вещества – порядок R 6 = (1*22 + 1*65 = 1*28), С2Н4+С2Н2=С4Н6 ORDer 6 = 65,1,22,1, Предэкспоненциальный множитель (К0): № реакции – К0 FREquency (M3,KGMOL,SEC) = 2,8.75E8,1,4.65E13, 5,5.87E4,3,3.85E11, 4,9.81E8,6,1.03E12,7,7.08E13, Энергия активации: № реакции – ЕАКТ ACTivation energy (KCAL/KGMOL) = 6,41260, 5,7040, 1,65120, 7,60430, 3,65250, 2,32690, 4,36920, Можно написать на Фортране (Inline Fortran) DURING RATE1=1.674E17*EXP(-1.1722E5/(1.987*TEM))*CONC3 RATE2=5.0457E13*EXP(-5.8845E4/(1.987*TEM))*CONC22*CONC1 Гидравлическое сопротивление |
Реактор идеального смешения (CSTR или Continuous Stirred Tank Reactor): предназначен для расчета стационарных процессов. При расчете используется квази-ньютоновский метод расчета системы уравнений для РИС при известном объеме реактора, стехиометрических коэффициентах, параметров уравнения Аррениуса (К0 и энергии активации), порядков реакций по веществам или при известной (сложной) зависимости скорости химической реакции от концентрации, Tи P (r = f(CI, T, P)), которая задается в виде пр-мы на Фортране (Inline Fortran).
Меню
под Windows отсутствует, поэтому необходимо
заполнить шаблон:
|
C-* Major Specifications C-* C-* VOLume (L3 units) = C-* C-* Reactor Type Specification C-* C-* ISOthermal C-* TEMperature OUT (T units) = C-* ADIabatic C-* C-* Adiabatic Reactor Commands C-* C-* HEAt added (H units/t units) = C-* TEMperature OUT GUEss (T units) = C-* C-* Reaction Stoichiometry Commands C-* C-* R i = (a1*r1 + a2*r2 + ... = b1*p1 + b2*p2 + ....) C-* C-* Reaction Kinetics Commands C-* In the commands below, i refers to component id number C-* and r refers to reaction number C-* C-* ORDer of reaction ri = i1, Or1, i2, Or2
C-* FREquency factor (L units,molar Q units,t units) C-* = r1, fi1, r2, fi2 . . .
C-* ACTivation energy (H units/molar Q units) C-* = r1, Ei1, r2, Ei2 . . . C-* C-* or C-* C-*F- DURING C-*F- RATe r1 = f (CONCi, TEM, PRE)
|
Основная спецификация:
Объем реактора Тип реактора:
Изотермический Задана Т на выходее Адиабатный Комманды для адиабативного реактора
Добавленная (отведенная) теплота Стехиометрия реакций Ri – номер реакции; a1-a2, b1-b2 – стехиометрические коэффициенты; r1-r2 - №№ реагентов; p1-p2 - №№ продуктов. Команды для кинетики
Порядок реакции по реагентам: № вещества – порядок R 6 = (1*22 + 1*65 = 1*28), С2Н4 + С2Н2 = С4Н6 ORDer 6 = 65,1,22,1, Предэкспоненциальный множитель (К0): № реакции – К0 FREquency (M3,KGMOL,SEC) = 2,8.75E8,1,4.65E13, 5,5.87E4,3,3.85E11, 4,9.81E8,6,1.03E12,7,7.08E13, Энергия активации: № реакции – ЕАКТ ACTivation energy (KCAL/KGMOL) = 6,41260, 5,7040, 1,65120, 7,60430, 3,65250, 2,32690, 4,36920, Или можно написать на Фортране (Inline Fortran) DURING RATE1=1.674E17*EXP(-1.1722E5/(1.987*TEM))*CONC3 RATE2=5.0457E13*EXP(-5.8845E4/(1.987*TEM))*CONC22*CONC1 |
