化工设计竞赛1二氧化碳吸收反应精馏动力学说明Word文件下载.docx
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（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（7）-（10）均假定为处于化学平衡状态，即主要发生的动力学反应为
（1）-（6）。
反应1和2的动力学主要来源于B.R.Pinsent等人于1956年发表于Trans.FaradaySoc.的文章《Thekineticsofcombinationofcarbondioxidewithhydroxideions》，详细说明见《碱洗塔反应精馏动力学说明》。
反应3和4的动力学主要来源于H.Hikita等人于1977年发表于Chem.Eng.J.的文章《TheKineticsofReactionsofCarbonDioxidewithMonoethanolamine,Diethanolamine,andTriethanolaminebyaRapidMixingMethod》。
反应3动力学方程如下所示：
转化即为
式中：
A=9.77×
1010
E=9855.8cal
AspenPlus中提供的幂函数表达式形式如下：
利用反应5的动力学参数和可逆反应5和6的平衡常数，计算了反应6的动力学参数。
在aspen模拟中，使用简化表达式，浓度基础为Molarity，n为零,3和4的指前因子和活化能如表格1所示。
将上述正反动力学方程转换为aspen中可输入的对应形式；
反应3：
反应4：
反应5和6的动力学主要来源于E.B.Rinker,等人于1997年发表于GPAResearchReport的文章《ExperimentalAbsorptionRateMeasurementsandReactionKineticsforH2SandCO2nAqueousDEA,MDEAandBlendsofDEAandMDEA》。
其动力学方程如下所示：
A=2.22×
107
E=9029
反应5：
反应6：
在aspen模拟中，使用了简化的表达式，浓度基础为Molarity，n是0，指前因子和活化能如表格1所示：
表格1指前因子和活化能的取值
ReactionNo.
k
E（cal/mol）
1
4.32×
1013
13249
2
2.83×
1017
29451
3
9.77×
9855.8
4
3.23×
1019
15655
5
2.22×
9029
6
1.06×
1016
25424
处于化学平衡状态的反应有：
（8）
根据标准的Gibbs自由能变化，计算了反应7-10的平衡常数。
用于计算标准的自由能MEAH+和MEACOO-的DGAQFM的DHAQFM和CPAQ0在本研究中确定。
其它组分的DGAQFM（或DGFORM）、DHAQFM（或DHFORM）和CPAQ0（或CPIG）参数可从Aspen的数据库获得。
在aspen模拟中输入的平衡常数形式为
参数如表格2所示：
表格2平衡反应常数取值
A
B
C
D
7
-3.03833
-7008.36
-0.0031348
8
132.899
-13445.9
-22.4773
9
216.05
-12431.7
-35.4819
10
-9.4165
-4234.89
详细说明可见附件aspen自带例子《Rate-BasedModeloftheCO2CaptureProcessbyMEAusingAspenPlus》和《Rate-BasedModeloftheCO2CaptureProcessbyMDEAusingAspenPlus》。
因该反应发生与分离耦合，故选择REAC-DIST反应类型，ASPEN中输入界面截图如下：
图1反应创建界面
图2Aspen输入反应界面
图3反应1的输入界面
图4反应1的动力学输入界面
图5反应2的输入界面
图6反应2的动力学输入界面
图7反应3的输入界面
图8反应3的动力学输入界面
图9反应4的输入界面
图10反应4的动力学输入界面
图11反应5的输入界面
图12反应5的动力学输入界面
图13反应6的输入界面
图14反应6的动力学输入界面
图15反应7的输入界面
图16反应8的输入界面
图17反应9的输入界面
图18反应10的输入界面
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