孙兰义教授新作《换热器工艺设计》 第2章 流体物性

Aspen EDR物性包的特点
Aspen Properties为Aspen Plus所使用的物性包，适用于化工物系，其中包括一 些极性以及非理想物系，在1 MPa以下，对于极性或非理想物系使用活度系数模型 （如NRTL或UNIQUAC）；1 MPa以上使用状态方程模型（如Peng-Robinson、
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
点击进入Input|Property Data|Hot/Cold Stream Properties页面，该页面包 括Properties（物性）、Phase Compositions（相态组成）、Component Properties（组分物性）、Properties Plots（物性绘图）四部分。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition——Aspen Properties
图2-1 Aspen Properties物性包Composition页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
使用Aspen Properties物性包添加组分的流程如下：
（1）输入组分的名称 （2）点击此按钮查找
CHEMICAL（化学）
COALPROC（煤加工） COMMON（通用） ELECTROL（电解质） ENVIRON（环境） GASPROC（气体加工）
HF-ACID（氢氟酸） METAL（冶金） OIL-GAS（石油和气体加工） PETCHEM（石油化工） POLYMER（聚合物系） POWER（发电） REFINERY（炼油） SYNFUEL（合成燃料） WATER（水） Chemical systems （化工系统） Hydrocarbon systems （油气系统）
第2章 流体物性
孙兰义 2014-11-2
流体物性
2.1 换热器工艺设计所需的流体物性
2.2 Aspen EDR流体物性输入
2.1 换热器工艺设计所需的流体物性
一般情况下需输入的物性如下表所示
表2-1 换热器工艺设计所需的流体物性
液相温度 液相密度 液相比热容 液相粘度 液相导热系数 表面张力（针对两相流的选项） 气相温度 气相密度 气相比热容 气相粘度 气相导热系数 温度[T] 焓[h] 气相质量分率[x]
图2-10 热流体物性页面
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
1．Properties（物性）
流体的物性数据可以直接从此页面输入，也可以由Aspen Properties、 COMThermo或B-JAC物性包中生成或者从Aspen Plus或者Aspen HYSYS文 件中导入。
若流体的物性受压力影响较大时，需要输入不同压力条件下的物性数据。 尽管用户可以定义更多的压力值，但是一般情况下（压降小于入口绝对压 力值的30%），定义两个压力值就可以满足要求。这两个压力值可以是设 备的最高与最低压力、进出口压力等。推荐使用与换热器中流体压力相近 的压力值，所需压力下的数据可以通过内插或者外推法得到。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
此选项允许用户使用搜索 按钮添加组分，组分信息 将被存储到EDR文件中 此选项允许用户导入 APRBKP文件，一旦导入， EDR将不再依靠源文件数据
使用外部的APRPDF或者APPDF文件， 但是物性信息不会保存到EDR文件中， 所以在运行EDR文件时，必须附带这 些参考文件，此时本地物性包不可用 图2-4 Aspen Properties物性包Advanced Options页面
SRK、PSRK、RK-Soave等）。对于水的物性，可使用Aspen Properties物性包
中STEAM-TA或STEAMNBS物性模型进行计算。
COMThermo物性包源于Aspen HYSYS流程模拟软件，适用于油气加工方面。对 于烃类组分或理想物系，使用状态方程模型（如Peng-Robinson，SRK等）；对于 非理想性不强的物系推荐使用PRSV。 B-JAC物性包是Aspen HTFS+中的旧版物性包，此物性包的气-液相平衡与气-液-液 相平衡数据有限，因此，B-JAC物性包适用于常用物系、纯组分以及简单混合物。
（1）从Aspen Plus中导入流体物性数据步骤 • ① 选择Aspen Plus（*.bkp）文件，在出现的对话框下选择“打开”； • ② 在Exchanger in对话框中选择用户将要导入的换热器，并点击 “Import”按钮； • ③ 在出现的Import PSF Data对话框下，点击“OK”完成流体物性的导入。 （2）从Aspen HYSYS中导入流体物性数据步骤 • ① 选择Aspen HYSYS（*.HSC）文件，在出现的对话框下选择“打开”； • ② 在Exchanger in对话框中选择用户将要导入的换热器，点击“OK”进行 下一步； • ③ 在Import PSF Data对话框下点击“OK”，将数据导入到EDR文件中。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
图2-6 COMThermo物性包Property Methods页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
图2-7 COMThermo物性包Interaction Parameters页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition——B-JAC
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition-----COMThermo
图2-5 COMThermo物性包Composition页面
COMThermo物性包Composition页面如上图所示，此页面与前面 Aspen Properties物性包下的Composition页面基本相同。
图2-12 Properties Plots页面
2.2.3 Aspen Properties中的主要物性方法
Aspen Properties提供的物性方法分为理想模型、状态方程模型、活度系 数模型和特殊模型，各物性方法的选用及适用范围如下表所示。
表2-2 对于常见的化工体系所推荐的物性方法 Process Type（工艺类型） Aspen Property Method（Aspen物性方法） WILSON 、 NRTL 、 UNIQUAC 、 WILS-LR 、 WILS-GLR 、 WILS-HOC 、 NRTL-HOC 、 UNIQ-HOC 、 WILS-RK 、 NRTLRK 、 UNIQ-RK 、 WILS-2 、 NRTL-2 、 UNIQ-2 、 PENG-ROB 、 RK-SOAVE 、 WILS-HF 、 ELECNRTL 、 ENRTL-HF 、 UNIFAC 、 UNIF-DMD、UNIF-LBY SOLIDS、PR-BM、RKS-BM BK10 、 CHAO-SEA 、 ELECNRTL 、 IDEAL 、 NRTL 、 PENGROB 、 POLYNRTL 、 PSRK 、 SOLIDS 、 SRK 、 STEAMNBS 、 UNIFAC、WILSON、WILS-GLR、UNIQUAC ELECNRTL、ENRTL-HG、ENRTL-HF、PITZ-HG、PITZER ELECNRTL 、 NRTL 、 PRMHV2 、 PRWS 、 PSRK 、 RKSMHV2 、 RKSWS、SR-POLAR、UNIQUAC、WILSON PR-BM 、 RKS-BM 、 RKSWS 、 PRMHV2 、 RKSMHV2 、 PSRK 、 SR-POLAR、ELECNRTL、PENG-ROB、RK-SOAVE
• 用户需要提供流体的热负荷而不是比焓； • 用户需要在Input|Property Data|Hot/Cold Stream Compositions| Composition 页面上输入参考质量流率； • 用户仅需要输入一个压力条件下的热负荷。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Aspen EDR导入物性数据
a. Integral（积分）：适用于整个过程中气相和液相保持充分接触的情况。
b. Differential（微分）：适用于整个过程中液相与气相会发生分离的情况。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
用户自定义物性
当用户选择User specified properties或者User specified properties using heat loads时，需要用户直接输入流体的物性数据。 相比于User specified properties，User specified properties using heat loads有以下特点：
括：Ideal、Soave-Redlich-Kwong、Peng-Robinson、Chao-Seader、Uniquac、 Van Laar、Wilson、NRTL等。
图2-9 B-JAC 物性包 Property Methods页面 type ② B-JAC VLE calculation （B-JAC 气液相平衡计算类型）
或者 B-JAC物性包中调用，用户不能定义这些物性数据。
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
4．Properties Plots（物性绘图）
此页面可将流体的物性数据绘制成图。用户可以选择温度或焓值为X轴，其余的
任意物性为Y轴，而且图中可同时显示不同压力条件下的物性，以便于分析压力
对物性的影响。绘图框的上方有辅助绘图工具供选用。
图2-8 B-JAC物性包Composition页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
在B-JAC物性包下，物性方法选择页面主要包括以下两部分： ① B-JAC VLE calculation method（B-JAC气液相平衡）
此处用于设定气液相平衡的计算方法，其中B-JAC物性包常用的计算方法包
spen EDR流体物性输入
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面 2.2.2 Aspen EDR流体物性页面 2.2.3 Aspen Properties中的主要物性方法