第8章Aspen反应器单元模拟

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ASPENPlus培训教程之反应器单元的仿真设计(PPT 61张)

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B l 其中：l n K A C n T D T l l ll l T
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)。
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 —— 连接
RCSTR—— 模型参数
RPlug —— 连接 (2)
RPlug —— 模型参数
RPlug 模块有四组模型参数：
1、模型设定fications) (Reactions) (Pressure)
2、反应器构型 (Configuration)
RPlug — 模型设定
设定反应器类型，共有五种类型：
设定方式有 7 个可选项：
3、反应器体积和相体积 (Reactor Volume & Phase Volume) 必须输入反应器体积、气相 (Vapor phase) 或凝聚相 (Condensed phase) 所占的体积。
RCSTR — 设定方式（4）
RCSTR — 设定方式（5）
设定方式有 7 个可选项：
RCSTR模块有两组模型参数： 1、操作条件 (Operation Conditions) 1) 压力 (Pressure) 2) 温度/热负荷(Temperature/Heat Duty) 2、持料状态 (Holdup) 1) 有效相态 (Valid Phases) 2) 设定方式 (Specification Type)

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。

《化工过程模拟与ASPEN软件应用》课程考核大纲

《化工过程模拟与ASPEN软件应用》课程考核大纲一、课程编号4300918二、课程类别专业任选课三、编写说明本大纲根据《化工过程模拟与ASPEN软件应用》课程教学大纲的要求编写，它是化学工程与工艺专业《化工过程模拟与ASPEN软件应用》（32学时）课程考核的基本依据，适用于化学工程与工艺专业。

四、课程考四、核要求与知识点第一章绪论1. 识记：（1）化工过程模拟；（2）Aspen Plus软件。

2. 理解：（1）Aspen Plus软件。

3. 掌握或运用：（1）Aspen Plus软件。

第二章图形界面与流程建立1. 识记：（1）流程建立过程。

2. 理解：（1）流程建立过程。

3. 掌握或运用：（1）流程过程建立。

第三章物性方法1. 识记：（1）Aspen Plus数据库。

2. 理解：（1）Aspen Plus中的主要物性模型，物性方法的选择和物性数据回归。

3. 掌握或运用：（1）Aspen Plus数据库、Aspen Plus中的主要物性模型和物性方法的选择。

第四章简单单元模拟1. 识记：（1）简单单元模拟。

2. 理解：（1）混合器/分流器、两种调节器和简单分离器的参数操作。

3. 掌握或运用：（1）混合器/分流器、两种调节器和简单分离器的参数操作。

第五章流体输送单元模拟1. 识记：（1）流体输送单元模拟概述。

2. 理解：（1）泵Pump、压缩机Compr、多级压缩机MCompr、阀门Valve、管段Pipe、管线系统Pipeline的参数设定。

3. 掌握或运用：（1）泵Pump、压缩机Compr、多级压缩机MCompr、阀门Valve、管段Pipe、管线系统Pipeline的参数设定。

第六章换热器单元模拟1. 识记：（1）换热器单元模拟概念。

2. 理解：（1）换热器Heater、换热器HeatX和换热器MHeatX的模拟操作。

3. 掌握或运用：（1）换热器Heater、换热器HeatX和换热器MHeatX的模拟操作。

Aspen模拟反应器模块[优质ppt]

第14页
反应器---动力学反应器
• RPLUG
第15页
反应器---动力学反应器
• RBATCH
只能处理以速率为基础的动力学反应可允许任意数目的连续或延迟进料流股过程的持续时间可以通过停止判据、周期时间
和结束时间（result time）来规定流程中使用集液罐连接稳态流股
第16页
反应器---反应ID的使用
第2页
反应器---基于物料平衡的反应器
• Rstoic 和Ryield这两类基于物料平衡的反应器适用于反应动力学不知道或不重要的情况
第3页
反应器---基于物料平衡的反应器
• RStoic
适用于反应动力学不知道或不重要的情况
要求原子平衡和质量平衡
用于化学平衡数据和动力学数据不知道或不重要的反应器
当发生的反应未知，或由于有许多组分参与反
应，致使反应数量很多时，该模块非常有用。
RGibbs 是唯一能处理固-液-汽相平衡的Aspen
Plus模块
第9页
反应器---以化学平衡为基础的反应器
• RGibbs 基本规定屏
第10页
反应器---动力学反应器
动力学反应器有 RCSTR（全混流反应器）, RPlug （平推流反应器）和RBatch（间歇反应器）。 • 因为考虑了反应动力学, 所以必须对其进行定义。动力学可以用一个内置模型定义, 或用一个用户子程序定义，现有的内置模型是：幂律模型（Power Law） Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson
OUT
第6页
反应器---以化学平衡为基础的反应器
REquil（平衡反应器）和RGibbs（Gibbs自由能最小的平衡反应器）都可用于化学平衡和相平衡同时发生的单元操作的模拟。不考虑反应动力学该类模块能求解相似的问题，但对于问题的规

Aspen模拟反应器模块.ppt

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反应器---基于物料平衡的反应器
• Rstoic 和Ryield这两类基于物料平衡的反应器适用于反应动力学不知道或不重要的情况
第3页
反应器---基于物料平衡的反应器
• RStoic
适用于反应动力学不知道或不重要的情况
要求原子平衡和质量平衡
用于化学平衡数据和动力学数据不知道或不重要的反应器
(LHHW) • 反应催化剂的反应系数可以为零。 • 反应通过“反应 ID”规定。
第11页
反应器---动力学反应器
• RCSTR
当反应动力学已知且反应器内物料性质与反应器出口完全相同时采用该反应器；
允许任意数目的进料流股，所有进料流股在反应器内完全混合；
最多允许三个产品流股：气相、液相1、液相2 或者气相、液相、自由水；
•
指数: A: 2 B: 3 C: 0 D: 0
逆反应: (假设反应中C为1级，D为2级)
系数: C: -1 D: -2 A: 2 B: 3 指数: C: 1 D: 2 A: 0 B: 0
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反应器---反应热
第14页
反应器---动力学反应器
• RPLUG
第15页
反应器---动力学反应器
• RBATCH
只能处理以速率为基础的动力学反应可允许任意数目的连续或延迟进料流股过程的持续时间可以通过停止判据、周期时间
和结束时间（result time）来规定流程中使用集液罐连接稳态流股
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反应器---反应ID的使用
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反应器及其他常用模块
Reators (反应器)
以物料平衡为基础
Ryield (收率反应器)
Rstioc (化学计量反应器)

Aspen模拟

西安科技大学
ASPEN PLUS 能做什么
进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算
预测物流的流率、组成和性质
功
预测操作条件和设备尺寸
能
减少装置的设计时间、进行设计方案比较
帮助改进当前工艺
回答“如果…那会怎么样”的问题在给定的限制内优化工艺条件辅助确定一个工艺约束部位
西安科技大学
ASPEN PLUS 基本概念
用来计算热力学性质和迁移性质决定模拟精确性的关键西安科技大学单元操作模型及其主要功能分离器热交换器混合器和分流器?heater通用加热器器?heatx热交换器?mheatx多股物流的热交换器?hetran管壳式换热器?aerotran空冷式换热器?hxflux热传递计算?htrixist与htri的接口?mixer通用混合?split分流?fsplit子物流分流?sep组分分割?sep2两产品分离?flash2两相闪蒸?flash3三相闪蒸?decanter液液倾析器西安科技大学单元操作模型及其主要功能反应器压力改变固体处理?pyield收率反应器?rstoic化学计量反应器器?rcstr连续搅拌釜式反应器?rplug活塞流反应器?requil两相化学平衡反应器?rgibbs通用相平衡和化学平衡反应器?rbatch间歇式反应器?pump泵料浆泵?compr单级压缩膨胀机机?mcompr多级压缩膨膨胀机?pipeline多段管线压降降?pipe单段管线压降?valve阀压降?radfrac严格法精馏?multilfrac严格法多塔精馏?extrac严格法萃取?dstwu简算法精馏设计型?distl简算法精馏核算型型?scfrac简算法多塔精馏?petrofrac石油炼制分馏塔西安科技大学单元操作模型及其主要功能用户模型固体处理器流控制器?user有限进出流股?user2无限进出流股?hierarchy分层结构?cyclone旋风分离器?rsp静电除尘器?fabfl纤维过滤器?vscrub文丘里涤气器?crush破碎机?screen筛选机?hycyc水力旋风分离器?filter转鼓过滤器?cfuge离心过滤器?swash固体洗涤器?ccd逆流倾析器?crystallizer结晶器?dryer干燥器?mult乘法器?dupl复制器?clchng流股复类器?select物流选择器?analyzer物流分析器?qtvec热负荷控制器?measurement测量器西安科技大学物性方法和模型描述热力学性质传递性质方法分类理想物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法常用推荐方法与煤相关应用推荐的物性方法煤的粉碎研磨solids分离和清洗过滤旋风分离沉降洗涤solids煤燃烧prbmrksbm煤气化prbmrksbm煤液化prbmrksbmbwrls酸性气体吸收使用prwsrkswsprmhv2rksmhv2psr

【清华】aspen教程-反应器模块

•Aspen中的单元操作模型•混合器/分流器（Mixers/Splitters）•分离器(Separators)•换热器(Heat Exchangers)•塔(Columns)•反应器(Reactors)•压力变换器(Pressure Changers)•操作器(Manipulators)•固体(Solids)•用户模型(Users)•概念设计(Conceptual Design)Reators (反应器)以物料平衡为基础Ryield(收率反应器)Rstioc(化学计量反应器)以反应平衡为基础REquil(平衡反应器)RGibbs(吉布斯反应器)以动力学为基础RCSTR(连续搅拌釜式反应器)RPlug(活塞流反应器)RBatch(间歇反应器)•Rstoic 和Ryield这两类基于物料平衡的反应器适用于反应动力学不知道或不重要的情况•RStoic✓适用于反应动力学不知道或不重要的情况✓要求原子平衡和质量平衡✓用于化学平衡数据和动力学数据不知道或不重要的反应器✓可以规定或计算在参考温度和压力下的反应热2 CO + O2 --> 2 CO2C + O2 --> CO22 C + O2 --> 2 COC, O2IN OUTRStoic C, O2, CO, CO2•RStoic规定屏•RYield✓用于收率分布已知的反应器✓只要求物料平衡, 不要求原子平衡✓用来模拟入口物流不知道，但出口物流已知的反应器(例如，模拟一个炉子)70 lb/hr H 2O 20 lb/hr CO 260 lb/hr CO250 lb/hr tar （焦油）600 lb/hr char （焦碳）1000 lb/hr Coal （煤）IN OUTRYieldREquil（平衡反应器）和RGibbs（Gibbs自由能最小的平衡反应器）都可用于化学平衡和相平衡同时发生的单元操作的模拟。

✓不考虑反应动力学✓该类模块能求解相似的问题，但对于问题的规定不同✓允许单个反应能达到严格化学平衡•REquil✓通过求解反应平衡方程进而计算化学平衡和相平衡✓不能进行3相闪蒸计算✓可用于多组分物系、已知一些反应并且仅有较少组分参加反应的情况•RGibbs （Gibbs自由能最小的平衡反应器）通过吉布斯自由能最小化来确定在产品吉布斯自由能最小时的产品组成。

AspenPlus在化工过程模拟中的应用

AspenPlus在化工过程模拟中的应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：AspenPlus在化工过程模拟中的应用第1章化工过程模拟概述—第2章AspenPlus模拟基础第3章流股的混合与分割过程模拟第4章压力变送过程模拟第5章分离设备模拟第6章传热设备模拟第7章塔设备模拟第8章反应器模拟第9章固体操作设备模拟第三章流股的混合与分割过程模拟学习目的:1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤；2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。

内容：课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型（exercise—3。

1)：已知：将100m3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w，水80%w，400C,1 atm)与200m3/hr 的高浓酒精（乙醇90%w,水10%w，300C,2atm)混合，混合后物流平均分为三股,一股直接输出,第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后（甲醇95％w，水5％w，450C,1.5 bar）输出，第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后(乙酸90%w，水10%w，350C,1。

2 bar）输出.求：三股输出物流的组成(摩尔分率与质量分率）和流量(摩尔流量及体积流量）分别是多少？课后练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型（exercise—3。

2)：1）将4000C，3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。

2）将4000C,30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。

3)将4000C,300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。

Aspen模拟反应器模块

应热数值不匹配，则可以调整一个或多个组分的生成热 (DHFORM)，使用户的反应热数据和计算的反应热数据相匹配 • 在RStoic 反应器中，可以规定或计算参考温度、压力下的反应热
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反应器---例题1
• 【例题1】对比不同类型反应器的使用
反应器条件: Temperature（温度） = 70 0C Pressure （压力）= 1 atm
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反应器及其他常用模块
Reators (反应器)
以物料平衡为基础
Ryield (收率反应器)
Rstioc (化学计量反应器)
以反应平衡为基础
REquil (平衡反应器)
RGibbs (吉布斯反应器)
以动力学为基础
RCSTR (连续搅拌釜式反应器)
RPlug (活塞流反应器)
RBatch (间歇反应器)
P-GIBBS RGIBBS
物性方法：NRTL-HOC
F-PLUG F-CSTR
P-PLUG
RPLUG Length = 2 meters Diameter = 0.3 meters
P-CSTR
Volume = 0.14 m3
RCSTR
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反应器---例题1
• 【例题1】对比不同类型反应器的使用
(LHHW) • 反应催化剂的反应系数可以为零。 • 反应通过“反应 ID”规定。
第11页
反应器---动力学反应器
• RCSTR
✓当反应动力学已知且反应器内物料性质与反应器出口完全相同时采用该反应器；
✓允许任意数目的进料流股，所有进料流股在反应器内完全混合；
✓最多允许三个产品流股：气相、液相1、液相2 或者气相、液相、自由水；

Aspen反应器单元模块仿真设计教学PPT

ASPEN软件在化工流程模拟中的应用
ASPEN软件广泛应用于化工流程模拟，包括石油化工、煤化工、精细化工等领域。
通过ASPEN软件，用户可以建立详细的流程模型，模拟实际生产过程中各种因素对工艺流程的影响，从而优化工艺参数、提高产品质量和降低能耗。
ASPEN软件还提供了丰富的物性数据库和热力学模型，能够准确模拟不同组分的流体性质和相平衡，为工艺流程的优化提供了有力支持。
04 ASPEN反应器单元模块仿真设计实践
ASPEN软件操作基础
安装与启动
01
介绍如何下载和安装ASPEN软件，以及如何启动软件并进入主
界面。
菜单栏和工具栏
02
解释软件中的菜单栏和工具栏，以及它们的功能和使用方法。
文件操作
03Leabharlann 介绍如何新建、打开、保存和关闭ASPEN文件。
反应器单元模块的建立与参数设置
反应器类型选择
根据需要选择合适的反应器类型，如平推流反应器、循环流反应器等。
参数设置
根据所选反应器类型，设置相应的参数，如温度、压力、流量等。
输入和输出流股
定义输入和输出流股，包括物料组成、流量和温度等参数。
反应器单元模块仿真的结果分析
仿真结果展示
将仿真结果以图表、曲线等形式展示出来，以便进行结果分析。
01
02
03
化学动力学原理
研究反应速率和反应机理，为反应器设计和优化提供理论依据。
热力学原理
研究反应过程中的能量变化和平衡状态，为反应器设计和优化提供理论依据。
流体力学原理
研究流体在反应器内的流动特性和传热传质规律，为反应器设计和优化提供理论依据。
反应器设计流程

AspenPlu反应器模拟介绍

甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：
C4 H 22 H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？
精品课件
RStoic — 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？
精品课件
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。
精品课件
RYield — 示例（2）
若在示例（1）的原料气中加入 25 kmol/hr 氮气，其余条件不变，计算结果会发生什么变化？
精品课件
RYield — 示例（3）
以示例（2）的结果为基础，在Ryied模块的产率设置项中将氮气设置为惰性组份，重新计算，结果如何？
精品课件
热力学平衡类反应器
精品课件
REquil —— 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 Conditions)
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。
精品课件
REquil —— 连接
精品课件
REquil —— 模型参数
REquil 模块有四组模型参数：
1、模型设定 (Specifications) 2、化学反应 (Reactions) 3、收敛 (Convergence) 4、液沫夹带 (Entrainment)

甲醇合成及精馏Aspen模拟和换热集成

表 8.2 进料物料组成表
压力 Mpa 温度 ℃ 流量 kg/h
wt%
IN-T 合成气
5.00 30.0 242282.55
FREWATER 脱盐水 0.60 40.0 4500.00
氮气氢气甲烷
水甲醇一氧化碳二氧化碳
17.14 18.88 8.56 0.04 2.16 36.17 17.05
(D-0403)和回收塔(D-0404)。本章重点对采用的四段冷激式合成塔以及塔设备进
行校核计算，即按原设计规定的结构型式、相关尺寸，通过控制计算来揭示合成
塔和塔设备的操作状态。在实际流程中，出甲醇分离器的循环合成气(H2RV)仍需
经过复杂的净化处理，才能达到进入循环的要求,考虑到其工段设备的复杂性，在此循环气并不在系统中参与循环。
E0 3 0 1
E0 3 0 2
FEED
IN -H X
H2R V FS
0308 P0 3 0 1
去罐区
BY- R
OU T-4
脱盐水
E0 4 0 1
E0 4 0 5 A
E0 4 0 7 0405
自罐区
D0401
0402 P0 4 0 3
D0402
E0 4 0 5 B
D0403
MPR O
精甲醇
0406
合成气的制造工艺采用一段蒸汽转化法。蒸汽转化法是在催化剂存在及高温
条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生成 H2、CO、CO2 等混合气，其主反应为：
��at.
CH4 + H2O ↔
�� + 3��2
��at.
CH4 + 2H2O ↔

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8.10 间歇式反应器RBatch
8.1 反应器基础知识——基本概念

化学计量方程
一般形式为： 2NH3-N2-3H2=0
它是表示各反应物、生成物在反应过程的变化关系的方程。 N2+3H2=2NH3
有S个组分参与反应，计量方程：
8.1 反应器基础知识——基本概程无关。
浓度都是相同的。
8.1 反应器基础知识——分类
8.1 反应器基础知识——分类
全混流反应器特点：
①物料在反应器内充分返混； ②反应器内各处物料参数均一； ③反应器的出口组成与器内物料组成相同； ④连续、稳定流动，是一定态过程。
8.2 反应器单元模拟概述

Aspen Plus根据不同的反应器形式，提供了七种
质量固体或催化剂上）某一反应物或产物的摩尔流量的变
化。
在气-固相催化反应中，由于实验反应器与工业反应器中催化剂的填充方式不同，一般按单位质量催化剂来计算反应速率便于换算到工业反应器中的反应速率。
8.1 反应器基础知识——基本概念

其它定义
液空速：反应混合物以液体进入反应器，常以25℃下液体的体积流量表示空速。
8.1 反应器基础知识——分类
8.1 反应器基础知识——分类
平推流反应器特点：
①由于流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物料在反应器中的停留时间都是相同的；
②在垂直于流动方向上的同一截面，不同径向位置的流体特性（组成、温度等）是一致的； ③在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。实际生产中对于管径较小、长度较长、流速较大的管式反应器，列管固定床反应器等，常可按平推流
第8章反应器单元模拟
目录

8.1 反应器基础知识 8.2 反应器单元模拟概述 8.3 化学计量反应器RStoic 8.4 产率反应器RYield

8.6 吉布斯反应器Rgibbs 8.7 化学反应对象 8.8 全混釜反应器RCSTR 8.9 平推流反应器Rplug

8.5 平衡反应器REquil
8.3 化学计量反应器RStoic

RStoic模块的连接图如下：
8.3 化学计量反应器RStoic

用化学计量反应器RStoic模拟计算时，需要规定反应器的操作条件，并选择反应器的闪蒸计算相态；

还需要规定在反应器中发生的反应，对每个
反应必须规定化学计量系数，并分别指定每
一个反应的转化率或产品流率。
2）乘以一非零的系数 λi后，可得新的计量方程。
3）与化学反应方程不同，化学反应方程表示的是方向，而计量方程表示的是量。 4）单一反应；复合反应。
8.1 反应器基础知识——基本概念

化学反应速率
1.间歇系统化学反应速率是以单位时间，单位反应区内关键组分K的物质量摩尔数变化来定义K组分的反应速率。
反应器处理。
8.1 反应器基础知识——分类
3、全混流反应器
连续操作的充分搅拌槽型反应器（简称全混流反应器）。在这类反应器中物料返混达最大值。
8.1 反应器基础知识——分类
全混流反应器又称全混釜或连续
流动充分搅拌槽式反应器，简称 CSTR 。流入反应器的物料，在瞬间与反应器内的物料混合均匀，即在反应器中各处物料的温度、
①由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度都相同；
②由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，
所有物料在反应器中停留时间相同，不存在不同停留时间物料的混合，即无返混现象；
③出料组成与反应器内物料的最终组成相同； ④为间歇操作，有辅助生产时间。一个生产周期应包括反应时间、加料时间、出料时间、清洗时间、加热（或冷却）时间等。
是反应器。根据各种化学反应的不同特性，反应器的形式和
操作方式有很大差异。
从本质上讲，反应器的形式并不会影响化学反应动力学特性。但是物料在不同类型的反应器中流动情况是不同的。
8.1 反应器基础知识——分类

简单混合与返混
若相互混合的物料是在相同的时间进入反应器的，具有相同的反应程度，混合后的物料必然与混合前的物料完全相
8.1 反应器基础知识——分类

化学反应和反应器的分类
化学反应和反应器的分类方法很多，常按下列四种方法进行分类。 1、按反应系统涉及的相态分类

均相反应
包括气相均相反应和液相均相反应。
非均相反应包括气-固相，气-液相，气-液-固相反应等。
8.1 反应器基础知识——分类
2、按操作方式分类

8.3 化学计量反应器RStoic
计算反应热
规定参考组分
8.3 化学计量反应器RStoic
规定反应热
8.3 化学计量反应器RStoic
4、选择性 (Selectivity)
若需要计算产品的选择性，可在Selectivity页面
规定所选择的产品组分和参考的反应物组分。
规定选择性参考组分
8.3 化学计量反应器RStoic
8.1 反应器基础知识——分类
反应物料一次投入反应器内，在反应过程中不再向反应器内投料，也不向外排出，待反应达到要求的转化率后，再全部放出反应物料。反应器内的物料在搅拌的作用下其参数（温度及浓度）各处均一。
8.1 反应器基础知识——分类
8.1 反应器基础知识——分类
间歇式反应器特点：
RStoic
化学计量反应器
化率的化学计量反
应器模块
RYield
产率反应器
规定产率的反应器化学计量系数和反应动力学数据未知或不模块通过化学计量系数重要，但产率分布已知的反应器
REquil
平衡反应器
计算实现化学平衡化学平衡和相平衡同时发生的反应器和相平衡通过 Gibbs 自由能
RGibbs
8.1 反应器基础知识——分类
2、平推流反应器
平推流反应器（或活塞流反应器）在连续流动的反应器内物料允许作径向混合（属于简单混合）但不存在轴向混合（即无返混）。典型例子是物料在管内流速较快的管式反应器。
8.1 反应器基础知识——分类
平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应器中向前平推，故又称为活塞流。
化学计量系数
产品流率
反应转化率
8.3 化学计量反应器RStoic
3、反应热 (Heat of Reaction)
如果需要计算反应热，可在Heat of Reaction页化学计量反应器RStoic调整计算的反应器负荷。
面对每个反应规定参考组分，也可选择规定反应热，
8.3 化学计量反应器RStoic
单位反应区可以是单位反应体积或单位反应系统的重量。
8.1 反应器基础知识——基本概念
8.1 反应器基础知识——基本概念
反应物速率前应冠以负号。
避免出现
< 0，使反应速率出现负值。
各反应速率间的关系：
8.1 反应器基础知识——基本概念
当V恒定时，
8.1 反应器基础知识——基本概念
2.连续系统
可表示为单位反应体积中（或单位反应表面积上、或单位
8.3 化学计量反应器RStoic
1、模型设定(Specifications)
包括操作条件和有效相态。
8.3 化学计量反应器RStoic
2、化学反应(Reactions)
需要规定在反应器中发生的所有反应。
8.3 化学计量反应器RStoic
定义每个反应时，必须规定化学计量系数，并分别指定每一个反应的转化率或产品流率。
间歇操作指一批物料投入反应器后，经过一定时间的反应再取出的操作方法。

连续操作指反应物料连续地通过反应器的操作方式。半连续操作指反应器中的物料，有一些是分批地加入或取出，而另一些则是连续流动通过反应器。

8.1 反应器基础知识——分类
3、按反应器型式来分类

管式反应器一般长径比大于30；槽式反应器一般高径比为1-3；塔式反应器一般高径比在3-30之间。
在多数情况下，选择性在0和1之间。

如果所选择的组分由参考组分以外的其它组分生成，选择性会大于1；

如果所选择的组分在其它反应中消耗，选择性可能会小于0。
8.3 化学计量反应器RStoic
5、粒度分布和组分属性
当反应生成固体或固体改变时，可以分别在 Attr.页面和PSD页面规定组分属性和粒子的尺寸分布。
8.3 化学计量反应器RStoic

RStoic 模块有七组模型参数：
1、模型设定 2、化学反应 (Specifications) (Reactions)
3、燃烧
4、反应热
(Combustion)
(Heat of Reaction)
5、选择性
6、粒度分布 7、组分属性
(Selectivity)
(PSD) (Component Attr.)
吉布斯反应器
最小实现化学平衡和相平衡
化学平衡和相平衡同时发生的反应器，对
固体溶液和汽-液-固系统计算相平衡
带反应速率控制和平衡反应的单相、两相或三相全混釜反应器带反应速率控制的单相、两相或三相平推
RCSTR RPlug RBatch
全混釜反应器平推流反应器间歇式反应器
模拟全混釜反应器模拟平推流反应器
不同的反应器模块。

这七类反应器模块可以划分为三类：

1. 基于物料平衡的反应器（RStoic，RYield）；
2. 基于化学平衡的反应器（REquil，RGibbs）；

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