Aspen模拟物性数据分析
Aspen功能简介 (物性数据库)
Aspen Plus介绍 (物性数据库)•Aspen Plus---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”(AdvancedSystem for Process Engineering，简称ASPEN）,并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。
2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows 图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。
3.ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力，这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的工艺过程。
4.ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核心部分，该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过程专业知识并充分利用。
5.在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。
Aspen Plus功能Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。
利用ASPEN_PLUS_软件进行物性估算
利用ASPEN_PLUS_软件进行物性估算利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算系别：生物与化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：０９１６１１姓名：杨振学号：０１６１０９０５１指导老师：宋伟利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算其自带的各种物质的物性数据库较全, 可满足绝大多数的工艺过程的模拟要求。
但在实际的工艺模拟计算过程中, 有时也会遇到在Aspen Plus 自带的物性数据库中查不到的物质, 使模拟过程无法正常进行下去。
此时, 利用Aspen Plus 软件提供的物性估算功能, 可以很好地解决此类问题。
以下以发酵液中低浓度1,3- 丙二醇分离项目中的重要的中间产物2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 的物性估算为例, 说明Aspen Plus 软件物性估算功能的使用。
正文：Aspen Plus提供一套功能强大的模型分析工具，最大化工艺模型的效益：收敛分析：自动分析和建议优化的撕裂物流、流程收敛方法和计算顺序，即使是巨大的具有多个物流和信息循环的流程，收敛分析非常方便。
calculator models计算模式：包含在线FORTRAN 和Excel 模型界面。
灵敏度分析：非常方便地用表格和图形表示工艺参数随设备规定和操作条件的变化而变化。
案例研究：用不同的输入进行多个计算，比较和分析。
设计规定能力:自动计算操作条件或设备参数，满足规定的性能目标。
数据拟合：将工艺模型与真实的装置数据进行拟合，确保精确的和有效的真实装置模型。
优化功能：确定装置操作条件，最大化任何规定的目标，如收率、能耗、物流纯度和工艺经济条件。
必要的基本物性数据, 包括分子结构、常压沸点、分子量、各种试验测得的物性等。
以上这些物性中, 仅分子结构是物性估算中所必需的, 依据分子结构, Aspen Plus 软件可计算出常压沸点和分子量, 从而10. 水溶液数据库，包括900 种离子，主要用于电解质的应用。
1. 2MD 物性的输入2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 是1,3- 丙二醇分离项目中的中间产物, 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中查不到2MD, 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2MD 计算。
ASPENPLUS10.0物性方法和模型
例子有 l 甲烷和己烷或庚烷二元系统 van der Kooi， １９８１；Davenport and Rowlinson， １９６３；
１５
l 吉布斯能的偏差
( ) ∫ Gm − Gmig
=
−
v ∞
p
−
RT V
dV
−
RT
ln
V V ig
+
RT (Zm
− 1)
１６
l 摩尔体积 求解p T Vm 得到Vm 对于一个给定的状态方程 逸度根据方程１３计算 混合物其它的热力学性质能由偏差函 数计算 l 汽相焓
H
v m
=
H
ig m
+
(H
v m
−
H
ig m
)
f i v = ϕiv yi P （８）
校正因子ϕiv是逸度系数 对于在中压下一个汽相 ϕiv接近于１ 相同的方程可应用到液 相
f i l = ϕil xi P ９
Kohn， １９６１） l 乙烷和C数为１８－２６的正构烷烃二元系统（Peters et al．， １９８６） l 二氧化碳和C数为７－２０的正构烷烃二元系统（Fall et al．， １９８５） 不互溶的化合物分子大小差别越大 液－液和液－液－汽平衡越可能涉及重组分的固化 例如 乙烷和五环或六环烷烃则显示这个特性 碳原子数差别的增大将引起液－液分离消失 例如 在乙烷和碳原子数大于２６的正构烷烃混合物中 相对固体－流体 汽或液 平衡来说 液－液分离变成了亚稳平衡（Peters et al．， １９８６） 状态方程方法不能处理固体
利用ASPEN-PLUS-软件进行物性估算
利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算Aspen Plus 是一款功能十分强大的工艺模拟软件, 对有机化工、无机化工、电化学、石油化工等各领域的各种单元操作均可模拟。
其自带的各种物质的物性数据库较全, 可满足绝大多数的工艺过程的模拟要求。
但在实际的工艺模拟计算过程中, 有时也会遇到在Aspen Plus 自带的物性数据库中查不到的物质, 使模拟过程无法正常进行下去。
此时, 利用Aspen Plus 软件提供的物性估算功能, 可以很好地解决此类问题。
以下以发酵液中低浓度1,3- 丙二醇分离项目中的重要的中间产物2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 的物性估算为例, 说明Aspen Plus 软件物性估算功能的使用。
为了成功估算2MD 的物性, 首先要向AspenPlus 软件提供必要的基本物性数据, 包括分子结构、常压沸点、分子量、各种试验测得的物性等。
以上这些物性中, 仅分子结构是物性估算中所必需的, 依据分子结构, Aspen Plus 软件可计算出常压沸点和分子量, 从而进一步计算所需的其它各种物性。
1. 2MD 物性的输入2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 是1,3- 丙二醇分离项目中的中间产物, 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中查不到2MD, 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2MD 计算。
其分子结构如下:已知的其它物数据: 分子量102.13; 沸点(1atm):110°C; 密度(25°C):0.98kg/m3; 粘度(25°C):0.603cp; 标准生成热(25°C):- 363.02kJ/mol; 标准熵(25°C):303J/(mol·K); 表面张力(25°C):24.93dyn/cm。
因为采用基团贡献法来估算2MD 的物性, 所以在properties 中选用UNIFCA 为计算方法, 然后输入分子结构。
应用ASPEN模拟氨合成回路的物性方法分析
2010年第29卷增刊CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·481·化工进展应用ASPEN模拟氨合成回路的物性方法分析解光燕1，叶枫1，王中博1，薛援2，丁苏文1（1新疆大学化学化工学院，新疆乌鲁木齐 830046；2中国石油乌鲁木齐石化公司，新疆乌鲁木齐 830019）摘 要：对化工模拟软件Aspen Plus 11.1的应用进行了研究和探索，并用此软件，对某化肥厂氨合成回路流程进行模拟计算，探讨选择适宜的物性方法，并对不同温度区间，对模拟结果的影响进行了讨论。
结果表明，根据工艺气体的组成及高温高压的操作条件，选择PENG-ROB和ELECNRTL 物性方法比较适宜，并能得到精确可靠的结果。
关键词：Aspen Plus；过程模拟；物性方法；氨合成在实际工厂流程模拟中，对于不同的物系应选用相对应的物性方法，才能得到与实际工况比较接近的计算结果，这样建立起的模拟平台才能为实际的生产或流程改造提供可靠的理论依据。
本文通过对合成氨装置的氨合成回路进行模拟，探讨Aspen Plus用于氨合成回路的适宜的物性方法。
1 流程模拟1.1 流程的建立某化肥厂氨产量为日产1000 t，简要的基本流程（如图1）为新鲜气与循环气混合压缩23 MPa经冷却后进入合成塔反应，反应后的气体经过换热冷却到10 ℃后进入氨分离器分离将液氨分离，分离后的气体小部分驰放，剩余的作为循环气循环使用。
1.2 单元模块的选择氨合成装置的主要单元设备如图1所示，包括反应器（合成塔）、产品分离罐、换热器、加热冷却器等。
氨合成塔R1、R2选用RStoic模块，分离罐V1选用flash2模块，换热器和加热冷却器E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7全部都是在两个物流之间的换热，因此都选用用heatx模块，物流分流器S1用Fsplit模块。
1.3 物性方法的选择Aspen Plus软件功能强大，其中嵌入了比较全面的物性方法，可选择应用于不同特性（极性或非极性）和不同操作条件（高温高压，常温常压，或低温低压等）下的物系。
利用aspenplus进行物性参数的估算讲解
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：（C6H4O）分子式：（CH>CH-O-CH-CH-O-CH-CH-OH）沸点：195C1.2、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 In put 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/Setup Pl 'I Setup Specifications ■ Data BrowserInput Complete 2、在 Setup/Specifications-Global 页上改变 Run Type 位 property Estimation 母 Special ions <<]|A T "71 »\ ol^l N*|iet 990口岂©©co 岂」1「i ra-fr “ Q EL Specifications Simulation Options Stream Class Substreams Units-Sets Custom Units Report Options - .. r Properties Streams Blocks Reactions 匚onvergm 匚耳 Flowsheeting Options Medel Analysis Tools EO Configuratfon^/Global ^Descriptioini | Accounting | Diagnodics |Tsit tc M e-ack 匚n 丄 ct r sport ■file. E'ilp.r 3 <■!■>! <<IRT T] »| Q |^| N >|fl*w £#r th*Jnput Complete3、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 EditSetupComponent'sPropertiesFlowsheeting OptionsResults Summary /Global p/De«iiptiQn | Title: Accouning | Diagnostics | I 纯组分物性墾教的店尊 U nits of rneaswement METCB^j- 荷匚吐▼ Global settingsRun t^pe;Pioperty Estimahon zi Input mockS 柜 ady-State 创 Stream class: CONVEHJ Ffcw basis: |MoleA Ambient pressure: d Ambient temp.: 师 |Fd Valid phases: 厂 Use free water calculationsSetupInput dais ： Output resdts:5、在Gage neral 页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构圧卜讷叩 匡岂 Components B- Vj Properties 二|Property Methods 由岂 E^timabori B-圉 Molecular Stryrture & DIMER 由 V Parameters 口 Data] ffi-T l Advanced 匡二 A owsheeting Options 匡•划 Results Summary Atom number: atom hype 匚口irKpctidercBAtom number 1 2 3 q 5 5 7Alam 卯e c c 0 c c 0 c4pn;富“ Tnaber i£entiry:x< an in the nLe^vle. Xc^tn. FK E viLl 占】.印：町the trpe ar Kt ^as enttrsd Input Complete6、转到Properties/Parameters/PureComponent Object Managet ，点击“ NEW ”® DIMER耳如m ■州圧•书时叩 吁岂Components B 剧Propetlies Property MethodsEstimabonMolecular StryrtureParameters 日刘 PureCj&mponentResulte Not Available -^Propertes ProjMrty Methods ・ Data BrokerJ Prepay Metlwds 三砺I till« — 」时 | I |工令TB母二j Binary Interaction□ Electrolyte PairH 口 Electrolyte Temary■Jj UNIFAC Group口 UNIFAC Group BinaryResults£j Dau 庄…二]Advanced 吁二I Flowsheeting Options £ 口 Re-suhs Su mmaiy Slalus匸亠 RewalNew... FuidimalGioip | FcrmJa | ShwclureAtenfl AliOffnS 8i«'dNumberTjps Number Type ■C2 c Single tend2 C3 0 Single bond2 Q ■1 cSingle band4C 5 c Single bond 5 C B Q Single bandB 0 7 c Sing letond 7 c B c Single bandBc 9 0 Single bondDelire- mdecule iU connedivilii然后创建一个标量（Scalar ）参数TBResults Nat Available 、输入DIMER 的标准沸点（TB ） 195C Obiect manager Mame T^pe I 3 二j PircComponert New Pure Component Parameters u v Edt Hide 2d 也岂“：甲由：B . I . ........ 1!.:■田. Setup Comportents Propertits 二| PtQ^erty Methods 卤 Estimation型 Mdecular Structure'| Parameters2j Pure Component 田••二j Binary Interaction二| ElBctrolyte Pair :—二| Electrolyte- Terna ry 二 UNUFAC Group •二 UNIFAC Group Binary 由 l | Results 口 Data •二j Advanced Flowsheet] ng Options Results SumiTiflry广 esrrela i H ＞：＞ILCOILV«ILl：L OHEll lltlfl-r HAST IlBdTiA or «CC＜pi Properties Parameters Pure ComponentTB - Data Browser 口 |E |QTB 日 包币 |ENG 73 ^1^1 AH 弓 ＞〉| 口匸 | 附|M a '-a 田；由. Setup Components Properties h ] Property Methods / Estimation Molecular Structure = 0 TB s Binary Interaction 匚 E ettrolyte Pair r — Elert no lyte Ternary : UNIFAC Group ;■■■■□ UNIFAC Group Binary 0-0 ResuKs Pa r-a meters |-岂 Pu re Component /input Parameters Unite Data Component Componsml ： DIMER - T TB C 1 195 Ftire component scalar par^neters a 申“口 io•…口 Oats Jj Advanced Flows heating OptionsResults SummaryInput CompleteInput Complete9、运行该估算，并检查其结果。
利用aspen plus进行物性参数的估算讲解
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。
如何利用Aspen进行物性分析_纯组分,二元相图
物性分析方法（Property Analysis）在进行一个流程模拟之前，最好先了解一下你所选物系，以及物系中物质的物性和相平衡关系，对所选体系偏离理想体系的程度有个初步的了解，对所选体系热力计算方法有个初步的认识。
只有这样才能够选择合适的物性计算方法，在得出模拟结果之后，才能保证模拟结果的可信度。
下面做一个CO2/Ar体系物性分析的例子，旨在抛砖引玉，有错误的地方还请读者批评指正。
1.开始设置选择模拟类型（Simulations）为：General with Metric Units，单位制可以根据自身选择的单位体系来定。
选择运行类型（Run Type）为：Property Analysis，当然在其它运行类型中也能够进行物性，不过这个运行类型没有流程图及其它一些要素，是专门为物性分析而设立的运行类型。
图12. Setup参数设置设置Setup中的一些参数，如Title，（这里可以不填写，但是最好还是设置一下，可以方便其它用户对你的模拟进行了解，增加其互通性）Unit，Run Type，其中Unit，Run Type 中的设置相当于第一步中的Simulation，Run Type设置，对于前面已经选择的类型在这里可以看到设置的结果如图2。
当然也可以重新设置。
它好处就是，可以很方便的使用户可以在不建立新模拟的情况下，改变单位制及运行类型。
在Description中可以填写对模拟的一些简单描述，可以在报告（.rep）中输出，可以增加其可读性。
其它的一些选项这里就不做介绍了。
图23. 在Component中定义组分在Component ID中输入CO2，AR即可，对于其它一些常用的物质直接输入其名字或分子式就行。
而对于一些结构复杂的物质可以运用Find来查找。
输入后结果如图3。
图3注：Elec Wizard：电解质向导，可以帮助用户输入电解质。
User Defined：输入用户自定义的组分。
Reorder：重新调整输入物质的顺序。
aspen物性数据
END-INPUT
END-INPUT 必须是DFMS 的最后关键字 它终止DFMS
1-5
并且之后的输入被忽略
ASPEN PLUS 10版 物性数据
第1章 数据库
输入语言 END-INPUT
FILE
使用FILE可以规定在DFMS 运行期间所使用的数据库名以及所有数据库口令 它还可以 规定数据库是旧的还是新创建的 输入语言 NEW FILE 名称 口令 OLD 输入语言 名称 …………………………. 口令 ………………………….. /
PROP-DATA TITLE WRFILE 还有下列限制
在一个 …中 组分名 组分别名 参数名 一元参数 二元参数 运行 段落 第三关键字
在建立一个大的数据库时 你可能需要创建几个DFMS 输入文件 通过使足够的DFMS 运行来创建数据库以使用所有的输入文件 在一个数据库中所允许的最大组分数和每个组分 的最多参数数量列在了表1.1中 下面一节描述了14个DFMS 主要关键字
INHSBIN
PP2
20
100
3000
用户数据库 数据库名 USRPP1A USRPPIB USRPP2A USRPP2B 口令 ** ** ** ** 类型 * PP1 PP1 PP2 PP2 最多参数 40 40 20 20 最多组分数 500 500 100 100 最多对数 3000 3000 说明 用 户 PP1 数 据库 用 户 PP1 数 据库 用 户 PP2 数 据库 用 户 PP2 数 据库
TITLE和 DESCRIPTION
标题打印在DFMS 报告文件的每一页中 说明打印在报告的开头
输入语言 TITLE 最多为 64个字符包围在一个单引号中 DESCRIPTION 在任意数目的行中输入的任意数目的文本 并用双引号引上
利用aspenplus进行物性参数的估算汇总
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：（C6H4O）分子式：（CH>CH-O-CH-CH-O-CH-CH-OH）沸点：195C1.2、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 In put 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母 Special ions <<]|A T "71 »\ ol^l N*|iet 990口岂©©co 岂」1「i ra-fr “ Q EL Specifications Simulation Options Stream Class Substreams Units-Sets Custom Units Report Options - .. r Properties Streams Blocks Reactions 匚onvergm 匚耳 Flowsheeting Options Medel Analysis Tools EO Configuratfon 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。
aspen 组分、物性及物性计算模型
物性计算方法和模型 (2)
亨利组分 (1)
在操作条件下表现为不凝性气体的 组分被称为亨利组分( 组分被称为亨利组分(Henry Components), 其在液相中的溶解度用亨利定律描述。 其在液相中的溶解度用亨利定律描述。 亨 利 组 分 在 Components 大 类 下 的 Henry Comp子类目录里创建一个对象来定 义 ， 同 时 还 需 在 Properties 大 类 下 的 Parameters 子类下的 Binary Interaction 目录 Henry下的 Henry-1 对象中输入亨利系数的温度 关联系数（从数据库里调用） 关联系数（从数据库里调用）。
亨利组分 (2)
亨利组分 (３)
电解质组分 (1)
如果系统包含水和在水中会发生 电离的电解质 (Electrolytes) ， 我们则需 利用电解质向导 (Elec Wizard) 来帮助我 们生成可能发生的各种电离反应和生成 的各种电解质组分。 的各种电解质组分。
电解质组分 (2)
电解质组分 (3)
报告选项 (3)
报告选项 (4)
Example 2
电离平衡和酸碱中和
将1000 m3/hr的氢氧化钙水溶液 (氢 氧化钙 5.2 kmol/m3 ， 30 °C， 1 bar) 与 ， 4750 m3/hr 的氯化钠盐酸溶液 氯化钠 的氯化钠盐酸溶液(氯化钠 5.1 kmol/m3，氯化氢 2.2 kmol/m3，20 °C， 1.5 bar)混合 混合。 混合 求混合后的流股温度、组成和pH 求混合后的流股温度、组成和 值。
CAPD基础 CAPD基础 第二讲
Components， Components，Properties & Property Models
如何用aspen11[1].1查物性数据
![如何用aspen11[1].1查物性数据](https://img.taocdn.com/s3/m/5550deb8960590c69ec37687.png)
如何用aspen11.1查物性数据我已经发过了相关的帖子,再发一遍双击Aspen Plus User Interface，选择Template，点OK，在Run type 栏里选择Property Analysis，点确定。
然后输入组分，选择物性方法。
在properties------Analysis里新建一个(默认为PT-1)。
type选择GENERIC，然后在PT-1的input里定义一些东西。
system定义流量，随便填。
variable里固定一个量（温度或压力或气相分率），选择一个要调节的量，点左下脚的Range/list按钮，定义它怎样变化。
然后在Tabulate里选择一个物性组，你可以在properties------Prop-sets里增加你所定义的物性组里的性质。
一计算，就可以得到结果了。
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。
5，最后要说明的是。
大家会在value一列中发现好多加号，单击后，你会有惊奇的发现。
利用ASPEN_PLUS_软件进行物性估算
利用ASPEN_PLUS_软件进行物性估算利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算系别：生物与化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：０９１６１１姓名：杨振学号：０１６１０９０５１指导老师：宋伟利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算其自带的各种物质的物性数据库较全, 可满足绝大多数的工艺过程的模拟要求。
但在实际的工艺模拟计算过程中, 有时也会遇到在Aspen Plus 自带的物性数据库中查不到的物质, 使模拟过程无法正常进行下去。
此时, 利用Aspen Plus 软件提供的物性估算功能, 可以很好地解决此类问题。
以下以发酵液中低浓度1,3- 丙二醇分离项目中的重要的中间产物2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 的物性估算为例, 说明Aspen Plus 软件物性估算功能的使用。
正文：Aspen Plus提供一套功能强大的模型分析工具，最大化工艺模型的效益：收敛分析：自动分析和建议优化的撕裂物流、流程收敛方法和计算顺序，即使是巨大的具有多个物流和信息循环的流程，收敛分析非常方便。
calculator models计算模式：包含在线FORTRAN 和Excel 模型界面。
灵敏度分析：非常方便地用表格和图形表示工艺参数随设备规定和操作条件的变化而变化。
案例研究：用不同的输入进行多个计算，比较和分析。
设计规定能力:自动计算操作条件或设备参数，满足规定的性能目标。
数据拟合：将工艺模型与真实的装置数据进行拟合，确保精确的和有效的真实装置模型。
优化功能：确定装置操作条件，最大化任何规定的目标，如收率、能耗、物流纯度和工艺经济条件。
必要的基本物性数据, 包括分子结构、常压沸点、分子量、各种试验测得的物性等。
以上这些物性中, 仅分子结构是物性估算中所必需的, 依据分子结构, Aspen Plus 软件可计算出常压沸点和分子量, 从而10. 水溶液数据库，包括900 种离子，主要用于电解质的应用。
1. 2MD 物性的输入2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 是1,3- 丙二醇分离项目中的中间产物, 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中查不到2MD, 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2MD 计算。
使用aspen 查物性
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。
利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算
利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算Aspen Plus 是一款功能十分强大的工艺模拟软件, 对有机化工、无机化工、电化学、石油化工等各领域的各种单元操作均可模拟。
其自带的各种物质的物性数据库较全, 可满足绝大多数的工艺过程的模拟要求。
但在实际的工艺模拟计算过程中, 有时也会遇到在Aspen Plus 自带的物性数据库中查不到的物质, 使模拟过程无法正常进行下去。
此时, 利用Aspen Plus 软件提供的物性估算功能, 可以很好地解决此类问题。
以下以发酵液中低浓度1,3- 丙二醇分离项目中的重要的中间产物2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 的物性估算为例, 说明Aspen Plus 软件物性估算功能的使用。
为了成功估算2MD 的物性, 首先要向AspenPlus 软件提供必要的基本物性数据, 包括分子结构、常压沸点、分子量、各种试验测得的物性等。
以上这些物性中, 仅分子结构是物性估算中所必需的, 依据分子结构, Aspen Plus 软件可计算出常压沸点和分子量, 从而进一步计算所需的其它各种物性。
1. 2MD 物性的输入2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 是1,3- 丙二醇分离项目中的中间产物, 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中查不到2MD, 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2MD 计算。
其分子结构如下:已知的其它物数据: 分子量102.13; 沸点(1atm):110°C; 密度(25°C):0.98kg/m3; 粘度(25°C):0.603cp; 标准生成热(25°C):- 363.02kJ/mol; 标准熵(25°C):303J/(mol〃K); 表面张力(25°C):24.93dyn/cm。
因为采用基团贡献法来估算2MD 的物性, 所以在properties 中选用UNIFCA 为计算方法, 然后输入分子结构。
Aspenplus分析混合物露点、热容、平均分子量的方法
Aspen分析混合物露点、热容、平均分子量的方法首先，打开软件，进入物性分析(1) 点“next”图标，进入下一步N*ffi-:审s-;a £-Prop^rti «E Rz.亡ti 血mFlow zb ting Opta Results SwnaryFur H«Lp rprsTi Fl tn,MKiiquircd Inpyt IncgnjflaU(2 )此界面继续点“ next ” Specilicaban^ 初 倒 | 乾「ENG 7 * * « All v » □觀 苦 N* 曰：::: 出s Lfel 田舀Seturp Speci £■. cat i Q ES treaii CLus Su^Etr«&ns Cosling ： Optic Unils-Stts C 血仙Unitw kepor IOpliorCo<np^iha-n'tEPfeptrlits R*«ai:io]i5： Flowsheeting Opti Reirul-ts Swiii uryFor H-41p r pre^T Fl^/ijlobal /^Descripbcin | Accounting | DnagnG2ti&$ | TW B : Units 时 mtasuiemenl Slobdl sctbngs IrpiJ: data: ENG Rim tjjper Oiiput resdts: ENS +Irnpdt mode: Flow basts: Ambieni ： pies$uie: Ambient l-emp.: Vaid phases: Free iwater Dpet abanalyear: AspenTteh^Aspen Fins ¥T 2(3)输入各组分物质，后点下一步。
(4)选择计算方法。
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交互生成物性分析-纯组分
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交互生成物性分析-纯组分
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交互生成物性分析--二元系统物性
可以生成二元系统的常用相图,用于 检测数据和参数值的有效性 估计非理想程度 检测共沸物存在 检测两相存在 检测模型外推质量
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交互生成物性分析--二元系统物性
在Tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择 property, 再选择Binary 对于Binary Analysis的三种分析类型.
初始组成： xA=0.5 ；xB=0.25 ；
不同初始组成的 轨迹图，即体系 的残余曲线图
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三元物系的残余曲线
Aspen绘制三元体系残余曲线 – 1）调用界面
第45页
三元物系的残余曲线
Aspen绘制三元体系残余曲线 – 2）设置面板
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三元物系的残余曲线
Aspen绘制三元体系残余曲线 – 3）计算结果
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气液平衡基础-- 泡点/ 露点
【例题】利用闪蒸单元操作，完成以下例题 • 物系：苯，甲苯，其中苯的摩尔分率为
0.2,P=106.7kPa下，求： 1）溶液的泡点温度及平衡气相组成 2）溶液的露点温度及平衡液相组成
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Aspen中的单元操作模型 -- Separators
模型 说明
目的
泡点：液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度， 称为混合物在这压力下的泡点温度
露点：气体混合物处于某压力下开始凝结的温度， 称为混合物在这压力下的露点温度
最常见的VLE 问题就是已知系统总压P 和液相组成 (即各个xj 的数值)，计算气液相平衡时的温度和气相 的组成yj；或者已知系统总压P 和气相组成(即各个yj 的数值)，计算气液相平衡时的温度和液相的组成xj
NRTL, WILSON , PENG-R, RSK,等方法
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气液平衡VLE中的非理想性
甲醇-水物系的非理想行为
课堂练习：完成图1.13的绘制
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1.气液平衡基础 1.7 VLE中的非理想性
乙醇-水物系的非理想行为
课堂练习：完成图1.14的绘制
6.75
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气液平衡基础--泡点/露点
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交互生成物性分析--二元系统物性
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交互生成物性分析--二元系统物性
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气液平衡基础 ----物性方法
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气液平衡基础---物性方法
对于精馏计算而言最重要的问题是选择一种合适的物性方法以精确 的描述所选化学组分的相平衡。
Aspen中，物性方法可分为：
理想物性方法
状态方程物性方法
称，建立物性集后，在setup/report options 下选streams 选择property sets
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流股中物性数据的查看 setup/report options下选streams， 选择
property sets 选择需要的物性集，运行，查看Results
Summary文件夹下的streams
流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
称，建立物性集后，在setup/report options 下选streams
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
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气液平衡基础--泡点 露点
• 3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）
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气液平衡基础--泡点/露点
• 4）定义进料流股
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气液平衡基础--泡点/露点
• 5）定义单元操作
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气液平衡基础-- 泡点/ 露点
• 6）运行模拟计算，查看结果
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气液平衡基础--泡点/露点
【例题】利用闪蒸单元操作，完成以下例题 • 物系：苯，甲苯，其中苯的摩尔分率为
0.2,P=106.7kPa下，求： 1）溶液的泡点温度及平衡气相组成 2）溶液的露点温度及平衡液相组成
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共沸混合物
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共沸混合物
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共沸混合物
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交互生成物性分析—三元共沸曲线图
• 三元共沸曲线可以绘制三元混合物在全回 流下的组成曲线.通过曲线可以观察到存在 的共沸物并限制共沸物影响分离度.
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
Sep2
两股出料组 分分离器
把入口物流组分分离到 两个出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
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1.气液平衡基础 1.5 泡点 露点
• 1）添加组分 • 2）选择热力学模型（Peng-Rob）
用途
Flash2
两股出料闪 蒸
确定热和相态条件
闪蒸器, 蒸发器, 分离罐, 单级分 离罐
Flash3
三股出料闪 蒸
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相的单级分 离罐
Decanter 液-液倾析器 确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相无汽相的 单级分离罐
Sep
组分分离器
把入口物流组分分离到 出口物流
利用ASPEN PLUS进行 物性分析
1
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物性分析 Property analysis
可通过以下方法使用property analysis • 单独运行 • 在flowsheet(流程图) 中运行 • 在data regression(数据回归) 中运行
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物性分析 Property analysis
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二元VLE相图解读
（384.7K） 饱和液体
饱和气体
（353.0K）
（0.375） （0.586）
图1.2 苯、甲苯T-xy图
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二元VLE相图解读
相图的读解
图1.8 丙烯/丙烷的xy图
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交互生成物性分析--二元系统物性
图形智能 系统
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交互生成物性分析--二元系统物性
逸度系数物性方法
专用系统物性方法
其中，最常用的物性方法为：
Chao-Seader法 van Laar法 SRK法 Peng-Rob 法
Wilson 法 Unifac 法 NRTL法
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气液平衡基础---物性方法
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气液平衡基础方法,画出乙醇-水的Txy图
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流股中物性数据的查看
通过例题，
流股中物性数据的查看
通过Results Summary文件夹下的streams 查看流股的性质。如果所查找的物性数据 没有，可通过properties/pro-set新建物性 集。
以露点为例说明，物性数据的查看。
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 选择新建New
• 使用三元共沸曲线可以预测可能的分离’ 选择夹带剂和分析塔的潜在操作问题.
• 三元共沸曲线可用于非理想的化学体系以 及代表这种体系的物性方法.例如活度系数 基准的物性方法如NRTL, WILSON, UNIQUAC,UNIFAC.不能使用电解质物性方法
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三元图
C4 1
Feed composition： ZC4=0.2 ZC5=0.5
Txy 给定压力下,温度对液相(x)和气相(y)组成
列表
Pxy 给定温度下,压力对液相(x)和气相(y)组成
列表
混合吉布斯能 在给定温度和压力下,吉布斯能
对液相的列表
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交互生成物性分析--二元系统物性
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交互生成物性分析--二元系统物性
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二元VLE相图
T-x-y图
x-y曲线图
• 在tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后 选择property,再选择pure.
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交互生成物性分析—纯组分-蒸汽压
蒸气压是纯化学组分的一种物理属性。即某特定温 度下，当气液两相均存在时该纯化学组分所具有的压 力。蒸气压仅与温度有关，与组成无关，这种相关性 很强，当温度增长时，蒸气压呈指数式增长。
Property analysis可生成与下列变量有关的物性 窗口
• 温度 • 压力 • 气相分率 • 热负荷 • 组成
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物性分析 Property analysis
进入property analysis的方法
• 法1 通过访问工具菜单的交互方法可以快速容 易的生成许多图表
• 法2 从data Browser(数据浏览)菜单中的 Property Analysis (物性分析)文件夹Property Analysis,这种方法最灵活.
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
称，
第50页
流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
称，
第51页
1000/T(with T in K)
12
11
10
9
8
7
lnPS(Benzene)
6
lnPS(Toluene)
5
4
温度升高
3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5
ln Ps(with Ps in mmHg)