CAPD基础第十一讲.ppt

Reactions —计量学参数（2） Reactions — 动力学参数 在动力学表单中为每一个化学反应输入发生反应的相态、动力学参数以及浓度基准。 幂律型：反应动力学因子(Kinetic factor)即反应速率常数 k’，它与温度的关系用修正的Arrhenius方程表示： Reactions—动力学参数（2） Reactions — 动力学参数 (3) 浓度基准([Ci] basis)有以下几种： 摩尔浓度 (Molarity) , kmol/m3 质量摩尔浓度 (Molality) , mol/kg water 分压 (Partial pressure) , Pa 质量浓度 (Mass Concentration) , kg/m3 摩尔分率 (Mole fraction) , — 质量分率 (Mass fraction) , — Reactions —动力学参数 (4) LHHW型的反应速率方程： 动力学因子仍用修正的Arrhenius方程表示： Reactions —动力学参数 (5) Reactions—动力学参数 (5) 推动力表达式(Driving force expression) 定义为： 点击右侧的Driving force按钮，即可弹出推动力表达式输入界面。 Reactions—动力学参数 (7) 推动力表达式包括两项：Term 1 和 Term 2, 分别代表正反应和逆反应的推动力，分别表达为体系中各组分浓度的幂乘积。 在推动力输入界面中，必须完整输入这两项的全部参数，包括推动力常数表达式的系数(Coefficients for driving force constant)。 Reactions—动力学参数 (6) Reactions — 动力学参数 (8) 点击右侧的Adsorption按钮，即可弹出吸附表达式输入界面。吸附表达式代表反应物在催化剂表面吸附过程的传质阻力对宏观反应速率的影响，用下述函数式描述： 如果不存在吸附过程的影响，则只需令总指数 m = 0 即可。 Reactions — 动力学参数 (9) RCSTR —— 示例 1 甲醛和氨按照以下化学反应生成乌洛托品： 反应速率方程式如下： 式中： RCSTR — 示例 1 (续) 反应器容积为 5 m3，装填系数为 0.6，输入氮气作为保护气体。为了保证釜内的惰性环境，输入氮气量应该使出釜物料的气相分率保持在 0.001 左右。加料氨水的浓度为 4.1 kmol/m3，流量为 32.5 m3/hr。加料甲醛水溶液的浓度为 6.3 kmol/m3，流量为32.5 m3/hr。求 35 ?C 下乌洛托品的产量和输入氮气流量 ，并分析反应温度在 20~60 ?C 范围里对甲醛转化率的影响。 RPlug —— 平推流反应器 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) RPlug —— 连接 (2) RPlug —— 模型参数 RPlug 模块有四组模型参数： 1、模型设定 (Specifications) 2、反应器构型 (Configuration) 3、化学反应 (Reactions) 4、压力 (Pressure) RPlug — 模型设定 设定反应器类型，共有五种类型： 1、指定温度的反应器 (Reactor with specified temperature)，有三种方式设定操作温度： 1) 进料温度下的恒温 (Constant at inlet temperature) 2) 指定反应器温度 (Constant at specified reactor temperature) 3) 温度剖形 (Temperature Profile)，指定沿反应器长度的温度分布 RPlug — 模型设定 (2) 2、绝热反应器 只需在反应器类型下拉框中选择Adiabatic Reactor即可。 3、恒定冷却剂温度的反应器 在反应器类型下拉框中选择(Reactor with constant coolant temperature) ；在操作条件栏中设定传热系数(U coolant-process stream)和冷却剂温度(Coolant temperature)。 RPlug — 模型设定 (3) RPlug — 模型设定 (4) 4