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第4章 Hysys模拟反应过程 反应器单元的自由度? 反应器单元的自由度 方程名称 方程数 物料平衡： c 热量平衡： 1 压力平衡：P2 = P1-?P 1 方程数目： c+2 变量名程： 变量数目 反应物： c+2 产物： c+2 传热量 1 反应压降（状态变量，但须估计） 1 反应程度 r 方程数： 2(c+2)+r+2 自由度数： (c+2)+r+2 反应器单元的自由度 指定进料c+2个自由度 反应器自由度：r + 2 r – 化学反应的数目 2 – 多种组合：压降(必须给)、热负荷 压降(必须给) 、出口温度等 化学反应 涉及多相（例如气相、液相、反应固体和固体催化剂）、各种几何形状（例如搅拌釜、管流、汇聚和发散喷嘴、螺旋流和膜传递），以及各种动量、热量和质量传递区域（例如粘性流、湍流、传导、辐射、扩散和分散），尤其对连续过程，化学反应器往往需专门设计。 教学目的 熟悉模拟软件中可获得的反应器模型类型以及它们在过程模拟中的应用； 了解特定的反应过程的特点，选择相适应的反应器类型或反应器网络，保证所需产品组分足够的产率和选择性。 Hysys反应模块 CSTR Plug Flow 反应模块类型 1. 生产能力类反应器 转化率反应器(Conversion Reactor) 变产率反应器(Yield Shift Reactor) 2. 平衡类反应器 平衡反应器（Equilibrium Reactor） 吉布斯反应器(GIBBS Reactor，最小自由能原理) 3. 动力学类反应器 连续搅拌釜式反应器(CSTR) 平推流反应器（Plug Flow Reactor—PFR） (一)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 Conversion Reactor （转化反应器） 性质：按照化学反应方程式中计量关系进行反应，指定某一反应物的转化率 用途：已知化学反应方程式和每一反应的转化率，不知化学动力学关系。 Yield shift reactor (变产率反应器) 性质：根据每一种产物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 1. Conversion Reactor Hysys反应模块 CSTR Plug Flow Conversion Reactor——转化率反应器 按照化学反应方程式中的计量关系进行反应，指定某一反应物的转化率 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。 Conversion% (x%=C0+C1*T+C2*T2) C0为百分数 Base Component Base Component The base component is the reactant that the reaction extent is calculated. This is often the limiting reactant. 按化学反应计量系数，摩尔量较少的反应物一般作为Base Component Rxn Phase Hysys允许同一反应器中不同的相有不同的动力学特征 Overall. (所有相都反应) Reaction occurs in all Phases. Vapour Phase. (仅气相，液相不反应) Reaction occurs only in the Vapour Phase. Liquid Phase. (仅轻液相，气相不反应) Reaction occurs only in the Light Liquid Phase. Aqueous Phase. (仅水溶液，气相不反应) Reaction occurs only in the Heavy Liquid Phase. Combined Liquid. (全部液相，气相不反应) Reaction occurs in all Liquid Phases. Conversion Reactor——化学反应 定义进行的每一个化学反应的编号、化学计量关系、反应物转化率。 定义Hysys 反应集（Reaction Set) 定义Hysys 反应集（Reaction Set) 定义Hysys 反应集（Reaction Set) Conversion Reactor—连接 Conversion Reactor—参数 Conversion Reactor --反应 选择在化学反应规定中定义的化学反应 Conversion Reactor --反应 选择在化学反应规定中定义的化学反应 Conver