Mô phỏng công nghệ hóa học và dầu khí - Gibbss reactor

Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Gibbss Reactor Minimum Gibbs Energy PFR CSTR Gibbs Equilibrium Conversion 5 phản ứng chính 2 Đặc điểm chung Mỗi loại phản ứng đòi hỏi các thông số khác nhau: • Conversion: phải có độ chuyển hóa • Equilibrium: phải có hằng số cân bằng K • Gibbs: Năng lượng tự do Gibbs tối thiểu • CSTR và PFR: phải có hằng số tốc độ phản ứng k (hay công thức tính k) Cần phải có hệ số tỷ lượng của phản ứng Các thiết bị: bể chứa, tháp tách hai pha, ba pha hay tháp chưng luyện có thể có các phản ứng 3 Gibbs Reactor Tính toán các thành phần sao cho dòng ra đạt được cân bằng pha và cân bằng hóa học Không cần thiết khai báo hệ số tỷ lượng của phản ứng Năng lượng tự do Gibbs của hệ phản ứng đạt giá trị tối thiểu ở trạng thái cân bằng → sử dụng để tính toán thành phần hỗn hợp sau phản ứng Khi sử dụng Specify Equilibrium Reaction → cần phải có Reaction Set 4 Gibbs Reactor 5 Gibbs Reactor 6 Ví dụ Gibbs Reactor • Phản ứng cracking hơi Ethane thành Ethylene Tab Add Fluid Pkgs PR Components Ethane; Ethylene; H2 ; H2O 7 Gibbs Reactor – Add Components 8 Gibbs Reactor – Add Reaction 9 Gibbs Reactor – Add Reaction 10 Gibbs Reactor – Add Reaction Chọn phản ứng → Add to Reaction Set Chọn Reaction Set → Add to FP Chọn Fluid Package → Add Set to Fluid Package Vào môi trường mô phỏng 11 Gibbs Reactor 12 In this cell Enter Name Feed Temperature 350oC Pressure 101.3 kPa Molar Flow 3 kgmole/h Component Molar Flow Ethane 2 kgmole/h H2O 1 kgmole/h Nhập dòng Feed 13 Nhập dòng Feed 14 Nhập dòng Feed 15 Gibbs Reactor - Compositions 16 Gibbs Reactor - Details 17 Bài tập Hỗn hợp khí 50 mol% N2 và 50 mol% H2 Lưu lượng 100 kgmol/hr Có áp suất 1 atm và nhiệt độ 50oC Đưa vào thiết bị phản ứng tổng hợp NH3 Phản ứng pha khí sử dụng PR Gibbs Reactor làm việc đẳng nhiệt Xác định lưu lượng sản phẩm NH3 18