Aspen plus 化工物性数据和相平衡数据的查询与估算
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做模拟的时候物性方法的选择是十分关键的,选择的十分正确关系着运行后的结果。
是一个难点,高难点,而此内容与化工热力学关系十分紧密。
首先要明白什么是物性方法?比如我们做一个很简单的化工过程计算,一股100C,1atm的水-乙醇(1:1的摩尔比,1kmol/h)的物料经过一个换热器后冷却到了80C,0.9atm,问如分别下值是多少?1.入口物料的密度,汽相分率。
2.换热器的负荷。
3.出口物料的汽相分率,汽相密度,液相密,还可以问物料的粘度,逸度,活度,熵等等。
以上的值怎么计算出来?好,我们来假设进出口的物料全是理想气体,完全符合理想气体的行为,则其密度可以使用PV=nRT计算出来。
并且汽相分率全为1,即该物料是完全气体。
由于理想气体的焓与压力无关,则换热器的负荷可以根据水和乙醇的定压热熔计算出来。
在此例当中,描述理想气体行为的若干方程,比如涉及至少如下2个方程:1.pv=nRT,2.dH=CpdT. 这就是一种物性方法(aspen plus中称为ideal property method)。
简单的说,物性方法就是计算物流物理性质的一套方程,一种物性方法包含了若干的物理化学计算公式。
当然这例子选这种物性方法显然运行结果是错误的,举这个例子主要是让大家对物性方法有个概念。
对于水-乙醇体系在此两种温度压力下,如果当作理想气体来处理,其误差是比较大的,尤其对于液相。
按照理想气体处理的话,冷却后仍然为气体,不应当有液相出现。
那么应该如何计算呢?想要准确的计算这一过程需要很多复杂的方程,而这些方程如果需要我们用户去一个个选择出来,则是一件相当麻烦的工作,并且很容易出错。
好在模拟软件已经帮我做了这一步,这就是物性方法。
对于本例,我们对汽相用了状态方程,srk,液相用了活度系数方程(nrtl,wilson,等等),在aspen plus中将此种方法叫做活度系数法。
如果你选择nrtl方程,就称为nrtl方法,wilson方程就成为wilson物性方法(wilson property method)。
AspenPlusV84查混合物质的物性使用范例
1、Setup–UnitSet–选择SI(国际单位制)或者“New”新建一个
2、Setup–Specification–Global–Globalunitet选择某个单位–Globaletting–Validphae选择状态
6、Method–Specification–Global–Methodname–选择合适的物性
计算方法,可以在Plu的帮助F1里找到这方面的指导
7、PropertySet–New–EnterID输入参数包的名字–OK–Search
8、上面点击Search之后会打开下面的SearchPhyicalPropertie,
输入想要查找的物性名字,Search,双击完成添加;然后设置单位。
(添
加多个物性时会出现下图2,我做过1个验证,发现一个物性包里包含多
个参数,和一个物性包里只有一个参数,结算结果显示两个物性包里这个
参数是相同的)。
完成后如下图3.
9、有时候Qualifier会显示红色,提示选择合适的物质状态
10、Analyi–选择界面右上方Analyi中的Pure/Binary/Mi某ture,本。
用ASPEN PLUS软件预测水-2,3-丁二醇汽液相平衡数据高山林;方云进;戚一文
【期刊名称】《浙江化工》
【年(卷),期】2007(038)003
【摘要】讲述了用Aspen Plus软件估算汽液相平衡数据的一般方法,并给出了水-2,3-丁二醇和2,3-丁二醇-1,3-丙二醇物系在不同压力下的汽液相平衡数据,结果表明通过精馏操作可以将2,3-丁二醇分离提纯.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】高山林;方云进;戚一文
【作者单位】华东理工大学,国家化学反应工程重点实验室,上海,200237;华东理工大学,国家化学反应工程重点实验室,上海,200237;华东理工大学,国家化学反应工程重点实验室,上海,200237
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基团贡献法预测水-1,3-丙二醇汽液相平衡数据 [J], 张鹏;王琨;陈丽;杨莹;刘艳杰
2.AsA-GSH 循环参与2,3-丁二醇、2R,3R-丁二醇诱导后匍匐翦股颖的抗病反应 [J], 房媛媛;马晖玲
3.2R,3R-丁二醇和2,3-丁二醇诱导匍匐翦股颖抗病性的比较 [J], 马源;马晖玲;刘兴菊
4.Aspen Plus在《化工热力学》二元体系汽液相平衡数据回归分析中的应用 [J],
王克良;李静;李琳;缪应菊;叶昆
5.利用Aspen Plus软件模拟优化1,4-丁二醇废液回收工艺 [J], 李青鹏;姚元宏;张旭
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1.新建一个Aspen临时文件,选Template,选Blank Simulation也一样2.选择“PropertyAnalysis”3.按“N→”继续,Aspen中“N→”表示下一步,设置完当页后点这个按钮就会自动到下一页的设置页面中,以下类似4.输入标题,随便输入注意图中红色方框,是设置该aspen文档的默认单位集,默认是ENG,即英制单位,其温度是“F”,后边会讲到。
点“N→”下一步5.输入“water”或者”H2O”都可以,点回车后图片如下继续点“N→”下一步6.选择“Process type”,常用物性方法计算类型,里面是不同的物性方法分类,比如当前选择的“COMMON”为常用方法,”CHEMICAL”化学工艺计算,“ELECTROL ”为电解质计算,不同的物质计算要选择不同的物性计算方法集,当然同一种物质也可在不同物性方法集中的选择物性计算方法,不同的物性计算方法集计算出来的物性会有所区别,精确度也不一样,具体见附件本例中选择“COMMON”集即可7.然后选择计算方法“STEAMNBS”此表为水和蒸汽计算8. 继续点“N→”下一步后如图,点确定即可9.点“New”10.选“GENERIC”,普通即可11.方框内设置流量及流量表示方法和单位,有摩尔,质量,体积12.这里设置温度和压力,注意温度和压力单位,英制单位默认温度为‘F’,压力为’psia’ ,“rearly”的帖子“如何用ASPEN11.1查询物理性质”中默认为‘C’,这是因为他在第4张图片中默认单位选的METCKGCM或SI-CBAR,至于单位集可百度13.我们将压力设置为一个大气压,选择温度为变化量14.选中“Temperature”,点击“Range/List”选择结果列表方式在“rearly”的帖子“如何用ASPEN11.1查询物理性质”中,他设置的”Lower”为10,很多海友反应计算结果报错,这就是开头第4项默认单位选择的问题,英制中温度单位为“F”,10F=-12℃,这时候的水已经成冰了,就不是计算方法“STEAMNBS”水和蒸汽计算范围了,所以会报错,故最低应设成32以上15.选中“HXDESIGN”点“>”右移,HXDESIGN是计算热交换为主,下面计算密度,热容等等,可参考下面的英文解释16.选择完成后不要点“N→”下一步,这里还有一个定义你想查询的物性,这个是可选的点击左边树形图,选择方框所示MASSVFRA:混合物的气相分率MASSFLMX:混合物的质量流率HMX:混合物的焓RHOMX:混合物的密度CPMX:混合物的恒压热容PCMX:混合物临界状态下的临界压力MUMX:混合物粘度KMX:混合物的导热系数SIGMAMX:表面张力MWMX:混合物分子量单位可根据个人习惯选择,物性可右键删除17.一路确定计算完毕,点击上图中红色方框内图标查看计算结果18.点击左边树状图方框内文件夹图标,最后得到计算结果如下可见变量“TEMP”变量中温度单位为’F’,点击改成“C”后就是我们熟悉的摄氏度了。
ASPEN物性查询查询物性数据库,在Aspen Plus中的10.0以上任何一个版本中都可以进行的。
1。
查看纯物质物性:在填写Component的那个页面,点击“Review”,就可以。
2。
察看二元物性:在Properties的那里面很容易看到,相信很多朋友都会。
3。
其他需要计算的物性,而不是数据库中直接定义的物性,需要定义Property Set,Run以后再看。
4。
如果要看物性曲线,需要在Setup中将Run Mode修改为Property Analysis,然后定义后续的Property Analysis就好了。
这些都是与流程无关的,在Aspen Plus中就可以完成。
如果你有Aspen Properties,直接用Aspen Properties Database Manager 可以直接进行组分的定义、性质数据的查看等等,还可以建立自己的物性数据库。
1、开始--->程序--->Aspen tech--->aspen--->engineer suite--->aspen plus 2006--->aspen properties database manager2、点击三次确定后--->在左栏选择console root--->aspen physical properties database--->nist 06--->selected compounds--->find compound3、输入你要查找的物质,双击,在selected compounds的下一级菜单中会出现你选择的物质。
4、点击properties and parameters--->pure 在右边的view 下面compounds中选择你选择的物质,在databanks选择all 或者nist-trc,在properties中选择all,然后下面显示的就是该物质的所有物性。
1 纯组分物性常数的估算1.1、乙基2-乙氧基乙醇物性的输入由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中很难查乙基2-乙氧基乙醇的物性参数, 使模拟分离、确定工艺条件的过程中遇到困难, 所以采用物性估算的功能对乙基2-乙氧基乙醇计算。
已知:最简式:(C6H14O3)分子式:(CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)沸点:195℃1.2、具体模拟计算过程乙基2-乙氧基乙醇为非库组分,其临界温度、临界压力、临界体积和临界压缩因子及理想状态的标准吉布斯自由能、标准吉生成热、蒸汽压、偏心因子等一些参数都很难查询到,根据的已知标准沸点TB,可以使用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分物性的这些参数进行估计。
为估计纯组分物性参数,则需1. 在 Data (数据)菜单中选择Properties(性质)2. 在 Data Browser Menu(数据浏览菜单)左屏选择Estimation(估计)然后选Input(输入)3. 在 Setup(设置)表中选择Estimation(估计)选项,Identifying Parameters to be Estimated(识别估计参数)4. 单击 Pure Component(纯组分)页5. 在 Pure Component 页中选择要用Parameter(参数)列表框估计的参数6. 在 Component(组分)列表框中选择要估计所选物性的组分如果要为多组分估计选择物性可单独选择附加组分或选择All(所有)估计所有组分的物性7. 在每个组分的 Method(方法)列表框中选择要使用的估计方法可以规定一个以上的方法。
具体操作过程如下:1、打开一个新的运行,点击Date/Setup2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Estimation3、在Components-specifications Selection页上输入乙基2-乙氧基乙醇组分,将其Component ID为DIMER4、在Properties/Molecular Structure -Object Manager上,选择DIMER,然后点Edit5、在Gageneral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构6、转到Properties/Parameters/Pure Component Object Manager上,点击“NEW”然后创建一个标量(Scalar)参数TB7、输入DIMER的标准沸点(TB)195℃8、然后转到Properties/Estimation/Set up页上,选择Estimation all missing Parameters9、运行该估算,并检查其结果。
ASPEN中NIST数据库的使用ASPEN中的NIST数据库可以查询二元物性参数,也可以查询纯物质参数,二院物性参数的查询论Step1 输入组分Step2 选择物性方法Step3 执行物性估算Step4 点击NISTStep5 选择pure,二元估算选择Binary mixtureStep6 点击evaluate NOWStep7 查看结果,图中TPT即为苯的三相点所查寻的数据英文可以一起全部复制和百度翻译。
数据库step1step2step4Step5Step7Name Description OMEGA Pitzer acentric factorZC Critical compressibility factor VC Critical volumeTC Critical temperatureDNLEXSAT TDE expansion for liquid molar densityMUP Dipole momentHFUS Heat of fusionDHVLTDEW TDE Watson equation for heat of vaporization DGFORM Gibbs energy of formation (ideal gas)CPSTMLPO ThermoML polynomials for solid CpCPIALEE TDE Aly-Lee ideal gas CpCPLTMLPO ThermoML polynomials for liquid CpDHFORM Heat of formation (ideal gas)MW Molecular weightTB Normal boiling pointFREEZEPT Freeze point temperatureDELTA Solubility parameter @ 25 CSG Specific gravityVLSTD API standard liquid molar volumeSIGTDEW TDE Watson equation for liquid-gas surface tension KVTMLPO ThermoML polynomials for vapor thermal conductivity KLTMLPO ThermoML polynomials for liquid thermal conductivity TPT Triple point temperaturePSTDEPOL TDE polynomials for solid vapor pressureWAGNER25 TDE Wagner 25 liquid vapor pressureMUVTMLPO ThermoML polynomials for vapor viscosityMULNVE TDE equation for liquid viscosityFAMILY Compound family nameSUB FAMILY Compound sub family nameOMEGA Pitzer acentric factor欧米茄Pitzer偏心因子ZC Critical compressibility factorZC临界压缩因子VC Critical volumeVC临界体积TC Critical temperature超导临界温度DNLEXSAT TDE expansion for liquid molar density液体的摩尔密度dnlexsat TDE膨胀MUP Dipole momentMUP的偶极矩HFUS Heat of fusion超声热融合DHVLTDEW TDE Watson equation for heat of vaporization dhvltdew TDE沃森方程的汽化热DGFORM Gibbs energy of formation (ideal gas)dgform生成吉布斯能(理想气体)CPSTMLPO ThermoML polynomials for solid Cpcpstmlpo ThermoML的多项式的固态CPCPIALEE TDE Aly-Lee ideal gas Cpcpialee TDE阿里李理想气体的CPCPLTMLPO ThermoML polynomials for liquid Cpcpltmlpo ThermoML液体CP多项式DHFORM Heat of formation (ideal gas)形成DhForm热(理想气体)MW Molecular weightMW分子量TB Normal boiling point结核病的正常沸点FREEZEPT Freeze point temperaturefreezept冻结点温度DELTA Solubility parameter @ 25 C三角洲“25 C的溶解度参数SG Specific gravity比重VLSTD API standard liquid molar volumevlstd API标准液的摩尔体积SIGTDEW TDE Watson equation for liquid-gas surface tension sigtdew TDE沃森方程的液-气表面张力KVTMLPO ThermoML polynomials for vapor thermal conductivity kvtmlpo ThermoML的多项式的蒸气导热系数KLTMLPO ThermoML polynomials for liquid thermal conductivitykltmlpo ThermoML的多项式液体导热系数TPT Triple point temperatureTPT三相点温度PSTDEPOL TDE polynomials for solid vapor pressure pstdepol TDE多项式的固体的蒸气压WAGNER25 TDE Wagner 25 liquid vapor pressure wagner25 TDE瓦格纳25液体的蒸气压MUVTMLPO ThermoML polynomials for vapor viscosity muvtmlpo ThermoML的多项式的气相粘度MULNVE TDE equation for liquid viscosity液体的粘度mulnve TDE方程FAMILY Compound family name族化合物的姓SUB FAMILY Compound sub family name亚族化合物亚家族的名字。