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在設(shè)計大賽中，反應(yīng)器設(shè)計要求如下。由于必須含動力學(xué)因此大都只使用Aspen中的RPlug（平推流）和RCSTR（全混流）。在Aspen中對于反應(yīng)器只能進(jìn)行簡單的模擬，詳細(xì)的反應(yīng)器設(shè)計可使用往屆設(shè)計大賽用到的流體模擬軟件或者參考全國“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)反應(yīng)工程”課模設(shè)計大賽的一些作品。

1.RPlug模型

顯然其為固定床，而固定床又分為絕熱和列管換熱，其區(qū)分于反應(yīng)熱效應(yīng)。

對于乙酸酮化反應(yīng)：2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2O。動力學(xué)來自：

反應(yīng)器壓降一般在0.1~0.5bar

催化劑參數(shù)簡單輸入如下

由范特霍夫方程簡單計算得出為吸熱反應(yīng)

可以先通過選擇絕熱查看反應(yīng)器的溫度變化

運(yùn)行無誤后，選定模塊，在主頁上選擇溫度曲線

顯然溫度隨氣流的不斷前進(jìn)，從進(jìn)口的230℃降低到出口的165~170℃

對于列管換熱最簡單的方法就是選擇恒定溫度不變

如果選擇換熱就必須指定傳熱系數(shù)，同時加入熱流股。剛開始設(shè)定的時候，設(shè)定的這些參數(shù)傳熱系數(shù)很難計算出精確結(jié)果，要根據(jù)結(jié)果在設(shè)備選型計算書中進(jìn)行驗證，兩者相差不大即可

計算傳熱系數(shù)（參照設(shè)備選型計算書），所需流股的黏度、熱導(dǎo)率等參數(shù)可通過運(yùn)行的流股結(jié)果，點擊添加物性，自行添加查看

簡單設(shè)定添加熱流股，選擇中壓蒸汽（4MPa），蒸汽流量初值為80 kmol/h?？闯鲋袎赫羝紫认嘧冊俳禍?，且冷熱流股出口溫度相近（因為傳熱系數(shù)導(dǎo)致熱量交換完全，設(shè)定的400只是隨便輸入的一個值）

可以通過靈敏度分析或者設(shè)計規(guī)范調(diào)節(jié)蒸汽量來調(diào)控溫度。

依據(jù)實際工藝，選擇主反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為90%，副反應(yīng)簡單設(shè)定為乙酸裂化為甲烷與二氧化碳，轉(zhuǎn)化率為0.1%（轉(zhuǎn)化率設(shè)定一定不要太影響后續(xù)的分離）。（中科錦龍（河南）能源科技有限公司年產(chǎn)5萬噸醋酸制丙酮項目，采用中科院山西煤化所的醋酸制丙酮專利技術(shù)）

催化劑依據(jù)專利為過渡金屬碳化物（轉(zhuǎn)化率與過渡金屬種類相關(guān)），但無密度等參數(shù)；如按動力學(xué)則為Ru/TiO2。此時都需要自行查找相關(guān)催化劑廠商查詢有關(guān)參數(shù)，本文設(shè)定參數(shù)僅供參考。

通過靈敏度分析查看溫度與轉(zhuǎn)化率曲線，X為反應(yīng)后丙酮，Y為反應(yīng)前乙酸，A為轉(zhuǎn)化率

設(shè)定Fortran語句如下

曲線如下

反應(yīng)溫度應(yīng)在220℃左右，采用設(shè)計規(guī)范可精確到90%

后續(xù)副反應(yīng)采用RStoic，如果有副反應(yīng)動力學(xué)的話就直接用第一個

可以通過設(shè)計規(guī)范精確到0.1%的轉(zhuǎn)化率，也可以粗略輸入。變量為反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，要求的0.1%轉(zhuǎn)化率以Fortran語句進(jìn)行查看

絕熱式采用床層，一般為單管（通過體積換算得出直徑）

顯然初始流股需要更高的溫度才可保證高轉(zhuǎn)化率

同上以設(shè)計規(guī)范分別得出90%、0.1%轉(zhuǎn)化

2.RCSTR模型

該模型為全混釜，返混無窮大。

對于乙酸乙酯合成：CH3COOH+CH3CH2OH?CH3COOCH2CH3+H2O。動力學(xué)來自：

這里對于反應(yīng)器，可以選定體積和停留時間。體積是通過轉(zhuǎn)化率靈敏度分析得出，停留時間參考工藝得出。其余分析可同上

通常流股為液相或氣液兩相，對于氣液兩相，氣體通過分布器自下由上進(jìn)行流動，液體從上方進(jìn)料。出料的氣體會夾帶其他組分，一般使用閃蒸分離。

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