ASPEN講義南京化工大學Property

1、物性估算模型2006年8月ASPEN PLUS入門1第三章 ASPEN PLUS的物性數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用3.1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫 3.2 物性預測模型3.3 物性估算系統(tǒng)3.4 實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（模型參數(shù)回歸）3.1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)包括離子種類、二元交互參數(shù)、離子反應(yīng)所需數(shù)據(jù)等。共含5000個純組分、40000個二元交互參數(shù)、5000個二元混合物及與250000多個混合物實驗數(shù)據(jù)的DETHERM數(shù)據(jù)庫接口和與In-house（內(nèi)部）數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 用戶數(shù)據(jù)庫 PURE11 數(shù)據(jù)庫包括多于1727個組分（大多數(shù)為有機物）的參數(shù)，這是ASPEN PLUS純組分

2、參數(shù)的主要數(shù)據(jù)源。 （1）與狀態(tài)無關(guān)的固有屬性，如分子量、臨界參數(shù)、偏心因子等；（2）標準狀態(tài)下一定相態(tài)的屬性，如25時的標準生成熱、標準燃燒熱、標準生成自由能等；（3）一定狀態(tài)下的屬性，如各溫度下的熱容、飽和蒸汽壓、粘度等，通常以一定的方程形式關(guān)聯(lián)，將方程參數(shù)作為基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)。（4）其他專用模型參數(shù)，如UNIFAC模型的官能團信息。 固有性質(zhì) 物性代號物性代號分子量MW臨界壓縮因子ZC臨界溫度TC偏心因子OMEGA臨界壓力PC偶極距MUP臨界體積VC回轉(zhuǎn)半徑RGYR標準態(tài)下的物性 物性代號物性代號生成熱DHFORMAPI重度API生成自由能DGFORM溶解度參數(shù)DELTA沸點TB等張比容PA

3、RC標準沸點下的摩爾體積VB氣體粘度MUVDIP汽化熱DHVLB液體粘度MULAND凝固點TEP導熱系數(shù)KVDIP相對密度SG表面張力SIGDIP關(guān)聯(lián)式參數(shù) 物性代號參數(shù)個數(shù)ANTOIN蒸汽壓關(guān)聯(lián)式參數(shù)PLXANT9理想氣體熱容關(guān)聯(lián)式參數(shù)CPIG11WASTON關(guān)聯(lián)式參數(shù)DHVLWT5RACKETT液體容積方程關(guān)聯(lián)式RKTZRA1CAVETT綜合方程參數(shù)DHLCAT1CAVETT綜合關(guān)聯(lián)式參數(shù)PLCAVT4SEALCHASD-HILDEBRNUD方程參數(shù)VLCVT11標準液體容積方程參數(shù)VLSTD3水溶解度方程參數(shù)WATSOL5AUDRADE液體年度關(guān)聯(lián)式參數(shù)MULAND5功能團參數(shù) 物性代號

4、UNIFAC方程功能團的Q參數(shù)GMUFQUNIFAC方程功能團的P參數(shù)GMUFPUNIFAC方程功能團的相互作用參數(shù)GMUFB3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型類別詳細內(nèi)容熱力學性質(zhì)模型狀態(tài)方程模型活度系數(shù)模型蒸汽壓和液體逸度模型汽化熱模型摩爾體積和密度模型熱容模型溶解度關(guān)聯(lián)模型其它傳遞性質(zhì)模型粘度模型導熱系數(shù)模型擴散系數(shù)模型表面張力模型非常規(guī)固體性質(zhì)模型一般焓和密度模型煤和焦碳的焓和密度模型熱力學平衡計算模型的狀態(tài)方程法 1、IDEAL理想狀態(tài)性質(zhì)方法2、用于石油混合物的性質(zhì)方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSON3、針對石油調(diào)整的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：PENG-ROB、RK-

5、SOAVE4、用于高壓烴應(yīng)用的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM5、靈活的和預測性的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR 計算高溫、高壓、接近臨界點混合物及在高壓下的液-液分離的體系。（如乙二醇氣體干燥、甲醇脫硫及超臨界萃取） 處理高溫、高壓以及接近臨界點的體系（如氣體管線傳輸或超臨界抽提） 用于氣體加工、煉油及化工應(yīng)用。（如氣體加工裝置、原油塔及乙烯裝置）用于煉油應(yīng)用,它能用于原油塔、減壓塔和乙烯裝置的部分工藝過程 用于氣相和液相處于理想狀態(tài)的體系（如減壓體系、低壓下的同分異

6、構(gòu)體系）液體活度系數(shù)性質(zhì)方法NRTLUNIFACUNIQUACVAN LAARWILSON理想氣體定律Redlich-KwongRedlich-Kwong-Soave NothnagelHayden-O ConnellHF狀態(tài)方程 液體活度系數(shù)模型 汽相狀態(tài)方程 活度系數(shù)模型與狀態(tài)方程方法的比較 活度系數(shù)方法是描述低壓下高度非理想液體混合物的最好方法。你必須由經(jīng)驗數(shù)據(jù)（例如相平衡數(shù)據(jù)）估計或獲得二元參數(shù)。 狀態(tài)方程可以在一個很寬的溫度和壓力范圍應(yīng)用，包括亞臨界和超臨界范圍。對于理想或微非理想的系統(tǒng)，汽液兩相的熱力學性質(zhì)能用最少的組分數(shù)據(jù)計算狀態(tài)方程，適用于模擬帶有諸如CO2、N2、H2S這樣輕

7、氣體的烴類系統(tǒng)。活度系數(shù)方法只能用在低壓系統(tǒng)（10atm以下），對于在低壓下含有可溶氣體并且其濃度很小的系統(tǒng)，使用亨利定律。對于在高壓下的非理想化學系統(tǒng)，用靈活的、具有預測功能的狀態(tài)方程。 3.3 物性數(shù)據(jù)集在ASPEN PLUS 中用于計算熱力學性質(zhì)和傳遞性質(zhì)的方法和模型被組裝在性質(zhì)方法中，每種性質(zhì)方法中包括了一個模擬所需的所有方法和模型。用于計算一個性質(zhì)的模型和方法的每個不同組合形式叫作路線（Route）。（1）性質(zhì)名（2）方法（3）每個主要或次要性質(zhì)的子級路線，（4）計算每個中間性質(zhì)的模型名稱有時帶有一個模型選項代碼。 路線3.4 ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用 1、ASPEN P

8、LUS的物性分析功能例3-1：采用ASPEN PLUS的理想氣體方法（Ideal Gas Method）查找水在1 atm和100500范圍內(nèi)的摩爾體積和壓縮因子。例3-2：采用ASPEN PLUS分別計算在25、35和45下不同質(zhì)量濃度甲醇水溶液（甲醇含量從0100%范圍內(nèi)變化）的密度，熱力學計算方法選擇NRTL模型。 3.4 ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用2、ASPEN PLUS的參數(shù)估值與數(shù)據(jù)回歸例3-3： 使用Gillespie釜測定了1 atm下乙醇-水混合物的T-x-y數(shù)據(jù)如表所示，現(xiàn)采用ASPEN PLUS回歸UNIQUAC模型參數(shù)。 TEMPERATUREX(wt%)X(

9、wt%)Y(wt%)Y(wt%)CEthanolWaterEthanolWater100010199.30.00710.99290.07720.922896.90.02970.97030.24640.7536960.03610.96390.28560.714494.80.05490.94510.36920.630893.50.07380.92620.43460.565490.50.12290.87710.54420.455889.40.14560.85440.56750.432588.60.16450.83550.59160.408485.40.26850.73150.69190.308183.40.39850.60150.74230.257782.30.46640.53360.75930.240781.40.54730.45270.78310.216980.50.65890.34110.81070.189378.80.83390.16610.87550.124578.50.87630.12370.89840.101678.40.91290.08710.91840.081678.3101078.30.96580.03420.9610.0393.4 ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用 3、ASPEN PLUS的物性估算 噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是