Aspen Plus里的反应器模块看起来都在同一组菜单中，但它们解决的问题差别很大。有的只按照给定转化率算物料变化，有的需要反应动力学，还有的直接根据化学平衡或吉布斯自由能寻找反应结果。刚开始建模型时，如果反应器选型和已有数据对不上，流程可能照样运行，却得到不太合理的温度、组成或转化率。遇到这种情况，先弄清楚手里的反应数据属于哪一类，再确定反应器和参数，会比把多个选项逐个试一遍省事。

　　一、Aspen Plus怎么设置反应器

　　Aspen Plus提供RStoic、RYield、REquil、RGibbs、RCSTR和RPlug等反应器模型。选择哪一种，主要看是否掌握反应方程、转化率、平衡关系以及动力学数据，不需要一开始就选结构复杂的模型。

　　1、先确定反应器模型

　　已有反应方程和指定转化率时，可以从化学计量类模型开始。如果只有产物收率，或者希望根据平衡状态求结果，使用的模块又会不同。

　　①、进入【Simulation】环境。

　　②、打开【Model Palette】。

　　③、展开【Reactors】。

　　④、已知化学计量关系和转化率时选择【RStoic】。

　　⑤、已知产物收率时选择【RYield】。

　　⑥、采用化学平衡关系时查看【REquil】或【RGibbs】。

　　⑦、具有动力学数据时，根据反应器形式选择【RCSTR】或【RPlug】。

　　2、把反应器接入当前流程

　　①、将选定的【Reactor】拖入流程图。

　　②、使用【Material Stream】连接反应器入口。

　　③、建立反应器出口【Material Stream】。

　　④、模型需要热量连接时补充【Energy Stream】。

　　⑤、检查入口和出口端口是否连接完整。

　　设备连好以后再填操作条件，不容易把物流和反应参数混在一起修改。

　　3、填写操作温度和压力条件

　　不同反应器需要的输入项目并不完全相同，但温度、压力以及热量条件通常要先弄清楚。

　　①、双击流程中的【Reactor】。

　　②、进入【Setup】或当前模型对应的输入页面。

　　③、填写【Temperature】或指定热工条件。

　　④、设置【Pressure】或【Pressure Drop】。

　　⑤、绝热计算时选择对应的【Adiabatic】条件。

　　⑥、返回输入状态页面检查是否仍有必填项缺失。

　　4、建立反应及其计算参数

　　①、进入【Reactions】相关页面。

　　②、新建当前流程使用的【Reaction Set】。

　　③、选择对应的【Reaction Type】。

　　④、填写反应物和生成物的化学计量系数。

　　⑤、设置基准反应物。

　　⑥、按模型输入【Conversion】、平衡数据或动力学参数。

　　⑦、将建立好的【Reaction Set】分配给当前反应器。

　　二、Aspen Plus反应器参数配置错误如何检查

　　反应器设置出错以后，不一定马上出现计算失败。有时模型能够结束运行，但产物流组成明显不合理，或者反应温度突然跑到异常范围。排查时可以先分辨是反应定义有问题，还是设备操作条件没有配好。

　　1、反应物减少量和预期对不上

　　①、打开当前【Reactor】的结果页面。

　　②、查看入口和出口【Composition】。

　　③、核对主要反应物的流量变化。

　　④、返回【Reaction】定义。

　　⑤、检查化学计量系数的正负号。

　　⑥、确认当前使用的基准组分和【Conversion】。

　　⑦、修正后重新执行【Run】。

　　如果只有某一个组分的消耗量明显异常，化学计量关系和基准反应物通常值得先查，而不是马上更换整个反应器模型。

　　2、出口温度出现明显异常

　　①、打开反应器【Results】。

　　②、查看出口【Temperature】和相态。

　　③、返回设备的【Setup】页面。

　　④、检查当前采用【Specified Temperature】还是【Adiabatic】条件。

　　⑤、核对反应热相关的物性计算。

　　⑥、查看是否同时指定了互相冲突的热量条件。

　　调整完成后，还要重新计算上游和反应器，避免旧结果继续留在流程里。

　　3、动力学反应器一直计算失败

　　RCSTR和RPlug这类模型需要更多动力学与尺寸数据。如果错误集中在反应速率计算附近，就要回到动力学定义，而不能只改设备温度。

　　①、打开当前【Kinetic Reaction】。

　　②、核对【Rate Constant】相关参数。

　　③、检查【Activation Energy】单位。

　　④、查看浓度或分压采用的【Rate Basis】。

　　⑤、确认参与速率方程的组分和指数。

　　⑥、返回【RCSTR】或【RPlug】检查体积、长度等设备参数。

　　⑦、重新运行模型并查看【Control Panel】。

　　4、反应器计算完成但转化率过高或过低

　　①、打开入口【Feed Stream】查看当前组成。

　　②、确认限制反应物的实际进料量。

　　③、进入【Reaction Set】检查反应定义。

　　④、核对当前【Conversion】或平衡设置。

　　⑤、查看反应器的温度和压力。

　　⑥、检查物性方法是否适合当前物系。

　　⑦、重新运行并比较新的出口组成。

　　5、一个反应器里有多条反应时结果混乱

　　多反应体系里，一条反应设置有问题，出口组成就可能整体偏离。尤其是几个反应共用同一种反应物时，最好分别检查各条反应。

　　①、进入当前【Reaction Set】。

　　②、逐条打开其中的【Reaction】。

　　③、检查各反应的化学计量系数。

　　④、核对每条反应使用的基准组分。

　　⑤、查看不同反应之间是否重复消耗同一物料。

　　⑥、暂时停用其中一条反应进行测试。

　　⑦、逐步恢复各条反应并比较计算结果。

　　三、Aspen Plus反应器调整后怎么判断结果是否合理

　　反应器重新计算成功以后，还需要看看物料和能量有没有对得上。只盯着软件显示“运行完成”，很容易把参数错误留下来。

　　1、核对物料变化和反应结果

　　①、分别打开入口和出口【Stream Results】。

　　②、比较主要组分的【Component Flow】。

　　③、检查生成物是否按照反应关系增加。

　　④、查看反应器给出的【Conversion】。

　　⑤、检查出口【Temperature】和【Vapor Fraction】。

　　⑥、与实验数据或已有工艺数据进行对照。

　　2、把反应器配置留成可对照的版本

　　①、保存当前已经完成计算的【Aspen Plus工程】。

　　②、把正在使用的【Reaction Set】和反应器模型一并保留。

　　③、记录这次采用的【Conversion】、动力学参数或平衡条件。

　　④、需要继续试算时，先另存一份新的【工程文件】再修改。

　　后面如果调整进料组成、反应温度或者换一套反应参数，可以直接和这份已经跑通的模型对照，哪里发生了变化会更容易看清。

　　总结

　　Aspen Plus里的反应器看起来只是流程图中的一个模块，实际算起来却和进料、反应数据、温度压力都有关系。碰到结果不对时，不必急着换模型，可以先看看反应式、转化率和设备条件有没有对应上。把能正常计算的一版留着也很有用，后面继续改工况时，有参照就不容易把问题越改越乱。