第二讲 组分、物性及物性计算模型
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第2章物性计算及组分数据库 (1)2.1相平衡常数K的计算 (1)2.1.1 溶液分类 (1)2.1.2 相平衡常数K的计算 (7)2.2焓的计算 (16)2.3传递性质的计算 (18)2.4从标准数据库查询物性 (18)2.4.1 常规物性查询 (19)2.4.2 库方程查询 (27)2.4.3 二元交互作用参数查询 (30)2.4.4 相平衡曲线的绘制 (31)2.5用户自定义组分 (34)2.5.1 新组分输入及其物性估算 (34)2.5.2复制一个组分并定义其物性 (40)2.5.3 用户组分数据文件的存储位置 (44)2.5.4 利用中间文件导入新组分物性数据 (44)2.5.5 纯组分数据回归 (66)2.6蒸馏曲线数据输入 (68)2.7CHEMCAD中固体的处理 (70)习题 (71)第2章 物性计算及组分数据库本章概要介绍CHEMCAD 的物性计算方法,包括相平衡常数K 的计算、焓的计算、各种传递性质的计算等,大部分计算方法没有给出数学模型,主要是出于篇幅的考虑,再有,有关的详细资料用户可在CHEMCAD 的帮助文件中或有关热力学专著、科技论文中找到。
本章还介绍了CHEMCAD 丰富的热力学数据库,主要介绍利用数据库进行物性查询、绘图以及物性估算、用户组分处理等技术。
2.1 相平衡常数K 的计算2.1.1 溶液分类CHEMCAD 的热力学系统将溶液分成5类:理想溶液、正规溶液、极性或高度非理想性溶液、特殊类型溶液和气相缔合溶液。
2.1.1.1 理想溶液如果某种溶液中各组分的偏摩尔体积与相同温度、压力下的纯组分体积相同,那么,这种溶液就称为理想溶液。
苯和甲苯在常温常压下的液体混合物就是一种典型的理想溶液,低压或常压下的气体混合物大多为理想溶液,某些气体混合物即使在高压下也可看作理想溶液。
理想溶液具有以下特征:1遵守Lewis-Randall 定律 i i i f x f = (2-1)式中i f 是纯组分在与混合物在相同温度、压力、同相态下的逸度。
第3章物性方法作者:毕欣欣孙兰义物性方法3.1 Aspen Plus数据库3.2 Aspen Plus中的主要物性模型3.3 物性方法的选择3.4 定义物性集3.5 物性分析3.6 物性估算3.7 物性数据回归3.8 电解质组分系统数据库•是Aspen Plus的一部分,适用于每一个程序的运行,包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、INORGANIC、BINARY等数据库内置数据库•与Aspen Plus的数据库无关,用户自己输入,用户需自己创建并激活用户数据库•用户需要自己创建并激活,且数据具有针对性,不是对所有用户开放PURECOMP常数参数。
例如绝对温度、绝对压力。
相变的性质参数。
例如沸点、三相点。
参考态的性质参数。
例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。
随温度变化的热力学性质参数。
例如饱和蒸汽压。
传递性质的参数,例如粘度。
安全性质的参数。
例如闪点、着火点。
UNIFAC模型中的集团参数。
状态方程中的参数。
与石油相关的参数。
例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及•IDEAL SYSOP0理想模型•Lee 方程、PR 方程、RK 方程状态方程模型•Pitzer 、NRTL 、UNIFAC 、UNIQUAC 、VANLAAR 、WILSON活度系数模型•AMINES 、BK-10、STEAM-TA特殊模型⏹Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。
⏹物性方法与模型选择不同,模拟结果大相径庭。
如精馏塔模拟的例子。
相同的条件计算理论塔板数,用理想方法得到11块,用状态方程得到7块,用活度系数法得42块。
显然物性方法和模型选择的是否合适,也直接影响模拟结果是否有意义。
⏹《Aspen plus物性方法和模型》理想模型理想物性方法K值计算方法IDEAL Ideal Gas/Raoult's law/Henry's lawSYSOP0Release8version of Ideal Gas/Raoult's law状态方程模型方法状态方程基于Lee方程的物性方法BWR-LS BWR Lee-StarlingLK-PLOCK Lee-Kesler-Plöcker基于PR方程的物性方法PENG-ROB Peng-RobinsonPR-BM Peng-Robinson with Boston-Mathias alpha functionPRWS Peng-Robinson with Wong-Sandler mixing rulesPRMHV2Peng-Robinson with modified Huron-Vidal mixing rules基于RK方程的物性方法PSRK Predictive Redlich-Kwong-SoaveRKSWS Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rulesRKSMHV2Redlich-Kwong-Soave with modified Huron-Vidal mixing rules RK-ASPEN Redlich-Kwong-ASPENRK-SOA VE Redlich-Kwong-SoaveRKS-BM Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias alpha function其他物性方法SR-POLAR Schwartzentruber-Renon活度系数模型方法液相活度系数汽相逸度系数基于Pitzer的物性方法PITZER Pitzer Redlich-Kwong-Soave PITZ-HG Pitzer Redlich-Kwong-SoaveB-PITZER Bromley-Pitzer Redlich-Kwong-Soave基于NRTL的物性方法ELECNRTL Electrolyte NRTL Redlich-KwongENRTL-HF Electrolyte NRTL HF Hexamerization model ENRTL-HG Electrolyte NRTL Redlich-KwongNRTL NRTL Ideal gasNRTL-HOC NRTL Hayden-O'Connell NRTL-NTH NRTL NothnagelNRTL-RK NRTL Redlich-KwongNRTL-2NRTL(using dataset2)Ideal gas基于UNIFAC的物性方法UNIFAC UNIFAC Redlich-KwongUNIF-DMD Dortmund-modified UNIFAC Redlich-Kwong-Soave UNIF-HOC UNIFAC Hayden-O'ConnellUNIF-LBY Lyngby-modified UNIFAC Ideal gasUNIF-LL UNIFAC for liquid-liquid systems Redlich-Kwong基于UNIQUAC的物性方法UNIQUAC UNIQUAC Ideal gasUNIQ-HOC UNIQUAC Hayden-O'ConnellUNIQ-NTH UNIQUAC NothnagelUNIQ-RK UNIQUAC Redlich-KwongUNIQ-2UNIQUAC(using dataset2)Ideal gas基于V ANLAAR的物性方法V ANLAAR Van Laar Ideal gasV ANL-HOC Van Laar Hayden-O'ConnellV ANL-NTH Van Laar NothnagelV ANL-RK Van Laar Redlich-KwongV ANL-2Van Laar(using dataset2)Ideal gas基于WILSON的物性方法WILSON Wilson Ideal gasWILS-HOC Wilson Hayden-O'ConnellWILS-NTH Wilson NothnagelWILS-RK Wilson Redlich-KwongWILS-2Wilson(using dataset2)Ideal gasWILS-HF Wilson HF Hexamerization model WILS-GLR Wilson(ideal gas and liquid enthalpy reference state)Ideal gas特殊模型方法K值计算方法应用AMINES Kent-Eisenberg amines model MEA、DEA、DIPA、DGAS、CO2的处理中H2APISOUR API sour water model带有NH3、H2S、CO2的废水处理BK-10Braun K-10石油SOLIDS Ideal Gas/Raoult's law/Henry's law/solid冶金activity coefficientsCHAO-SEA Chao-Seader corresponding states model石油GRAYSON Grayson-Streed corresponding states model石油STEAM-TA ASME steam table correlations水或蒸汽STEAMNBS NBS/NRC steam table equation of state水或蒸汽⏹过程模拟必须选择合适的热力学模型⏹在使用模拟软件进行流程模拟时,用户定义了一个流程以后,模拟软件一般会自行处理流程结构分析和模拟算法方面的问题,而热力学模型的选择则需要用户作决定。