Aspen_Plus推荐使用的物性计算方法
AspenPlus模拟计算传统水溶液全循环法低压分解塔物性方法的选择
第 48 卷 第 4 期2019 年 4 月Vol.48 No.4Apr. 2019化工技术与开发Technology & Development of Chemical IndustryAspen Plus 模拟计算传统水溶液全循环法低压分解塔物性方法的选择黄 波（成都锐思环保技术股份有限公司，四川 成都 610091）摘 要：利用Aapen Plus软件，分别选用ELECNRTL、SR-POLAR和UNIQUAC这3种物性方法，用于水溶液全循环法低压分解塔的模拟计算。
最终的模拟计算结果表明，ELECNRTL得到的模拟结果中，液相浓度与文献数据较一致，而气相误差较大。
SR-POLAR得到的模拟结果中，气、液相的浓度误差均较大。
采用UNIQUAC，并利用已有的文献数据计算其交互作用参数，气、液相浓度与文献数据的误差均较小。
故UNIQUAC物性方法适用于水溶液全循环法低压分解塔的模拟计算，并可推广到其他低压下的NH 3-CO 2-H 2O-Urea四元体系相平衡研究和计算。
关键词：Aspen Plus；低压分解塔；模拟计算；物性方法中图分类号：TQ 441.41 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2019)04-0044-04作者简介：黄波（1986-），男，四川德阳人，工程师，主要从事化工及环保技术开发和设计工作。
E-mail：hbcetscu@收稿日期：2019-01-25化学工程目前，国际上的尿素生产工艺主要有水溶液全循环、CO 2汽提、氨汽提以及日本的 ACES 工艺。
水溶液全循环尿素装置在我国经过多年的经验积累和技术改造，已能达到稳定、高产、低能耗的长周期连续运行[1]。
目前，水溶液全循环法和CO 2汽提法是我国尿素生产中应用最为广泛的两种工艺。
指导尿素设计和生产过程的相平衡大多采用相关文献[2-3]的相图进行。
由于文献中的相图主要用于指导尿素生产，所以这类文献只有一定条件下的相图。
化工模拟软件aspen plus第3章 物性方法
BK-10
Braun K-10
石油
SOLIDS
Ideal Gas/ Raoult's law/Henry's law /solid 冶金
activity coefficients
CHAO-SEA Chao-Seader corresponding states model 石油
GRAYSON Grayson-Streed corresponding states model 石油
Electrolyte NRTL
ENRTL-HF
Electrolyte NRTL
ENRTL-HG
Electrolyte NRTL
NRTL
NRTL
NRTL-HOC
NRTL
NRTL-NTH
NRTL
NRTL-RK
NRTL
NRTL-2
NRTL (using dataset 2)
基于UNIFAC的物性方法
UNIFAC
其他物性方法
SR-POLAR
Schwartzentruber-Renon
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
活度系数模型
方法
液相活度系数
基于Pitzer的物性方法
PITZER
Pitzer
PITZ-HG
Pitzer
B-PITZER
Bromley-Pitzer
基于NRTL的物性方法
ELECNRTL
Wilson (using dataset 2)
WILS-HF
Wilson
WILS-GLR
Wilson (ideal gas and liquid enthalpy reference state)
ASPEN物质方法概述
ASPEN PLUS 10 版 物性方法和模型
1-2
第 1 章 ASPEN PLUS 性质方法概述
汽 -液平衡
将方程８和９代入方程１并除以p 即可获得汽－液相平衡的关系 １０ 对于 ϕiv yi = ϕil xi
1-1 ASPEN PLUS 10 版 物性方法和模型
1 RT
∫
Vα
∞
∂P RT dV − ln Z α − m （４） ∂ni T ,V , n iej V
第 1 章 ASPEN PLUS 性质方法概述
α ＝ v 或l V ＝ 总体积 ni ＝ 组分i的摩尔数 方程２和３是相同的 得 唯一的差别是变量所适用的相态 逸度系数ϕiα 是通过状态方程获
用一个状态方程性质方法计算性质
通过基本的热力学方程 l 逸度系数 状态方程可以与其它性质关联
ASPEN PLUS 10 版 物性方法和模型
1-4
第 1 章 ASPEN PLUS 性质方法概述
f v = ϕv y p
第 1 章 ASPEN PLUS 性S 性质方法概述
所有的单元操作模型都需要性质计算而生成结果 对于热力学平衡 闪蒸计算 最经常 需要的性质是逸度 焓的计算也时常需要 对于计算一个质量和热量平衡而言 逸度和焓通 常是足够的信息 然而 对于所有的过程物流 也计算其它的热力学性质 如果需要的话 也计算传递性质 性质计算对于模拟结果的影响是很大的 这是由于平衡计算和性质计算的准确程度及对 它的选择将影响模拟结果 这一章介绍平衡计算和性质计算的基础知识 理解这些基础知识 对选择适当的性质计算很重要 第二章给出了关于这方面的更多帮助 性质计算的准确程度 由模型方程式本身和它的用法决定 若想采用最佳的用法 你需要阅读关于性质计算的详细 资料 这些资料在第三和四章给出 本章包括三节 l 热力学性质方法 l 传递性质方法 l 非常规组分的焓计算 在热力学性质方法章节中论述了两种计算汽－液平衡 VLE 的方法 状态方程方法和 活度系数方法 每种方法包括如下内容 l 相平衡基本概念和使用的方程式 l 汽－液平衡和其它类型平衡 如 液－液平衡 的应用 l 其它热力学性质的计算 这一节的最后部分给出了当前状态方程和活度系数技术的概述 在标题为 符号定义 的表中定义了方程式中使用的符号
Aspen plus 化工物性数据和相平衡数据的查询与估算
系统数据库
SOLIDS COMBUS
包括3314个固体组分的参数，该 数据库用于固体和电解质应用， 该数据库大部分被INORGANIC替 代了，但它对于电解质应用来说 13 仍然是必要的。
BINARY
1.1 化工物性数据的查询 了解软件数据库的内容与功能，为的是在化工设计过程中 应用。在工艺设计之初，大量时间被用于查找物性数据。化工 模拟软件的普及，为物性数据查找提供了极大的便利。 例1-1.查询硫化氢和硫磺的全部纯组分物性. 为保护环境，工业废气中的硫化氢都采用CLAUS工艺转化 为液态硫磺进行回收。请从ASPEN PLUS 系统数据库中查询 硫化氢和硫磺的全部纯组分物性。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
3
1.1 化工物性数据的查询 1.1.1从文献中查找 1.1.1.1 中文工具书 ⑴ 化工辞典，王箴主编，化学 工业出版社出版. 最新版本是2000年出的第4版， 共收词16000余条。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
4
1.1.1从文献中查找 1.1.1.1 中文工具书 ⑵ 石油化工基础数据手册,卢焕章 主编，化学工业出版社1982. 共两篇，第一篇介绍各种化工介质 物理、化学性质和数据的计算方 法；第二篇将387个化合物的各 种数据列成表格．以供查阅。 这些数据包括临界参数，及其在一 定温度、压力范围内的饱和蒸汽 压、汽化热、热容、密度、粘度、 导热系数、表面张力、压缩因子、 偏心因子等16个物理参数。 1993年,化学工业出版社出版了由 马沛生主编的石油化工基础数据 手册续编，包含552个新化合物 的21项物性。
包 宗 宏
11
1.1 化工物性数据的查询 1.1.2从ASPEN PLUS软件数据库中查找 在化工设计过程中，物性数据的查找是耗时最多的工作。 能够熟练地查找数据、判断数据的可靠性是化工专业人员的 基本功之一。 图书馆内关于化工物性数据的专著、手册、图册、教材琳 琅满目，对于新加入化工领域的学生来说，往往无从下手。 而使用大型化工流程模拟软件查找、计算、估算化工物性 数据，则为他们提供一条查找物性数据的快捷通道。 即是使经验丰富的化工工程师，掌握软件的物性数据估算、 计算功能，也会对他们的设计工作提供一个事倍功半的利器， 大大提高工作效率，成为他们设计工作中爱不释手的有力工 具。
Aspen_Plus推荐使用的物性计算方法
A s p e n_P l u s推荐使用的物性计算方法(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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,,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：=nRT，=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。
在ASPEN PLUS中选用的物性方法
在ASPEN PLUS中选用的物性方法—Chao-Seader本设计中所选用的两种物质苯、甲苯都为烃类物质，且操作条件为Chao-Seader用来计算烃类混合物对重质烃类用此方法ASPEN PLUS中的塔设备单元操作模块1、DSTWU模块对单一进料两出料精馏塔进行简捷设计计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、给定回流比下的理论板和加料版位置。
已知平衡级数，可以得到回流比；已知回流比，可以得出理论级数。
同时也能得到最佳进料位置和再沸器及冷凝器热负荷。
运用DSTWU能够得到回流比与理论级数关系曲线与表格。
可以利用此单元操作得到严格计算初值。
2、RadFrac模块此模块为严格多级气液分离模型，尤其适用于三相、宽沸程和窄沸程以及液相强非理想系体系，用于精确计算精馏塔、吸收塔（板式塔或填料塔）的分离能力和设备参数。
可以同时联解物料平衡、能量平衡和相平衡关系，用逐板计算法求解给定塔设备的操作结果3、DISTL模块此模块对单一进料两出料精馏塔进行简捷校核计算。
给定平衡级数、回流比和塔顶产品速率及冷凝器类型（全凝或部分冷凝），可估算出再沸器和冷凝器热负荷。
4、EXTRACT模块此模块为液液萃取模拟计算的严格模型，只用来进行校核计算。
可处理多进料、带侧线以及有加热和冷却单元的各种萃取体系。
分配系数的求取可采取活度系数法、状态方程法或内置温度关联式二元精馏是最为简单的一种精馏操作，其设计和操作计算是多元精馏计算的基础。
二元精馏的设计可采用简捷法和逐板计算法，Aspen Plus则采用Winn-Underwood-Gilliland简捷法进行设计，对应“Colums”中“DSTWU”模块。
由于简捷法的计算误差较大，所以需要用严格精馏模型对设计结果进行验证，采用“Colums”中的“RadFrac”模块。
所以本设计的单元操作也选用RadFrac模块。
AspenPlusV84查混合物质的物性使用范例
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。
Aspen Plus 物性方法的选择
● 91中性质方法 ● 四种类型 ● 可按行业和用途选择
A
1
1. Aspen Plus 91 种性质方法
AMINES ENRTLSA MXBONNE PNRTL- REFPRO
C
L
IG
P
APISOUR EPNRTL NRTL
POLYFH RKASPEN
B-PITZER FACT
NRTL-2 POLYNR RK-
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK
状态方程 BWR-Starling Lee-Kesler-PlÖck
A
4
表（2-2） 基于 PR 方程的物性方法
物性方法代码
）
A
ELECNRTL
9
行业
（6）煤加工 Coal Processing
用途
方法
减小颗粒大小：粉碎， 研磨
分离和清洁：过滤，旋 风分离，沉降，洗涤
燃烧
SOLIDS
SOLIDS PR-BM,RKS-BM(应用
燃烧数据库）
用以下溶剂吸收酸性气 体：甲醇、NMP
煤气化和液化
PRWS,RKSWS,PRMHV 2，RKSMHV2， PSRK,SR-POLAR
羧酸、醋酸装置
WILSON-HOC,NRTLHOC,UNIQ-HOC
苯酚装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
液体反应U AC及变化形式
合成氨装置
PENG-ROB,RKSOAVE,SR-POLAR
含氟化合物（包括HF）
Aspen-Plus-物性方法的选择PPT优秀课件
8
行业
（5）化工过程 Chemicals
用途
方法
共沸分离、醇分离 羧酸、醋酸装置 苯酚装置
液体反应、酯化反应 合成氨装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
SRK-ML UNIQ-2 WILS-HOG
SRKKD
UNIQ-HOC WILS-LR
SOLIDS UNIQ-NTH WILS-NTH
SR-POLAR UNIQ-RK WILS-RK
STEAM-TA UNIQUAC WILS-VOL
STEAMNBS VANL-2 WILSON
2
理想模型 — —2种；
物性模型活 状度 态系 方数 程模 模型 型
— —
—13种； —35种；
特殊模型 — —8种；
3
① 理想模型——2 种
理想物性方法代码
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
BK10，CHAO-SEA, GRAYS0N
CHAO-SEA, GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE
GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE PENG-ROB,RK-SOAVE
6
行业
用途
方法
（3）气体加工 Gas Processing
烃分离、脱甲烷塔、 C3分离
空气分离
PR-BM,RKSBM,PENGROB,RK-SOAVE
WILSON-HOC,NRTLHOC,UNIQ-HOC
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。
Aspen Plus 物性方法的选择
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法 物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK BWR-Starling Lee-Kesler-PlÖck 状态方程
表（2-2） 基于 PR 方程的物性方法
物性方法代码 状态方程
用水、氨水、胺、 胺+甲醇、碱、石灰、 热碳酸盐吸收酸性 气体
ELECNRTL
行
业
用 途
方 法
乙烯装置、初馏塔 轻烃分离塔、急冷塔 芳烃、BTX抽提
CHAO-SEA, GRAYSON PENG-ROB,RK-SOAVE WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
（4）石油化工过程 取代烃、VCM装置、丙 PENG-ROB,RK-SOAVE 烯腈装置
表（2-3） 基于 RK 方程的物性方法
物性方法代码 状态方程
PSRK RKSWS RKSMHV2 RK-ASPEN RK-SOAVE
Predictive Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rules
Redlich-Kwong-Soave with Modified Huron-Vidal mixing rules
WILS-LR WILS-NTH
WILS-RK WILS-VOL WILSON
STEAMNBS VANL-2
理想模型— —2种； 状态方程模型— —13种； 物性模型 活度系数模型— —35种； 特殊模型— —8种；
① 理想模型——2 种
理想物性方法代码 K值计算方法
IDEAL SYSOP0
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。
第二讲 aspen 组分、物性及物性计算模型
亨利组分 (2)
亨利组分 (３)
电解质组分 (1)
如果系统包含水电解质向导 (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)
电解质组分 (4)
电解质组分 (5)
电解质组分 (6)
电解质组分 (７)
电解质组分 (８)
物性集合
(1)
如果希望在输出结果中包含所需 的物性数据， 则可在Properties 大类下 的物性数据 ， 则可在 Properties大类下 的 Prop- sets子类下创建一个物性集对 Prop- sets 子类下创建一个物性集对 象，将所需物性包含进去。 将所需物性包含进去。 例如我们想知道流股的pH 例如我们想知道流股的 pH 值 ， 则 pH值 可定义一个PH物性集对象。 可定义一个PH物性集对象。 PH物性集对象
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）。
CAPD基础 CAPD基础 第二讲
Components， Components，Properties & Property Models
ASPEN Plus培训教程 第二讲 组分、物性及物性计算模型
Components，Properties & Property Models
组分、物性及物性计算模型
物性计算方法和模型 (1)
Aspen Plus提供了丰富的物性计算 方法与模型，我们必须根据物系特点和 温度、压力条件适当选用。可以利用 Tools 菜单下的 Property Method Selection Assistant 工具帮助我们缩小适用方法的 范围。 Aspen Plus的在线帮助也可以提供 有用的详细信息。
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(Henry Components), 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 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）。
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。
电解质组分 (2)
电解质组分 (3)
电解质向导分四个步骤操作： １、定义基本组分和定义反应生成选项； ２、从生成物清单中删除不需要的成分 和反应式； ３、选择电解质计算的模拟表达方式； ４、审定物性方法设置和调整自动生成 的亨利组分和反应式。 完成后软件会自动引导你从数据库中调 取所需的物性参数。
ASPEN PLUS的物性方法和模型
汽相状态方程
理想气体定律 Redlich-Kwong
Redlich-Kwong-Soave
Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
如何选择热力学方法
热力学模型选择方法
对非极性或弱极性物系，可采用状态方程法。 该法利用状态方程计算所需的全部性质和汽 液平衡常数。
2.自学预习的习惯 自学是获取知识的主要途径。就学习过程而言，教师只是 引路人，学生是学习的真正主体，学习中的大量问题，主要* 自己去解决。
阅读是自学的一种主要形式，通过阅读教科书，可以独立 领会知识，把握概念本质内涵，分析知识前后联系，反复推敲， 理解教材，深化知识，形成能力。学习层次越高，自学的意义 越重要，目前我国的高考为选拔有学习潜能的学生，对考生的 自学能力有较高的要求。
物性推算（1)
输入化合物组份
输入已知的物性
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《良好学习习惯的养成教育》
祝你学习进步，学业有成。
请删除本文章后使用本学习课件， 感谢支持。
世界上最可怕的力量是习惯，世界上最宝贵的 财富也是习惯。一个班级, 一个企业，一个国家， 一个民族是如此，对于人的一生，更是如此。生 而为人，每个人都需要踏踏实实地做人，而良好 的做人习惯正是帮助我们构建成功人生所必需 的。
Margules for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules
物性的查询
运行tool中的检索参数结果
参数的输入
参数回归
已知实验数据（如蒸汽压） 演示
已知平衡数据（T－XY)回归wilson参数 2参数模型，回归Aij，Aji,Bij,Bji 演示
物性估算模型aspenplus入门
关联式参数
物性 ANTOIN 蒸汽压关联式参数 理想气体热容关联式参数 WASTON 关联式参数 RACKETT 液体容积方程关联式 CAVETT 综合方程参数 CAVETT 综合关联式参数 SEALCHASD-HILDEBRNUD 方程参数 标准液体容积方程参数 水溶解度方程参数 AUDRADE 液体年度关联式参数 代号 PLXANT CPIG DHVLWT RKTZRA DHLCAT PLCAVT VLCVT1 VLSTD WATSOL MULAND 参数个数 9 11 5 1 1 4 1 3 5 5
物性估算模型 ASPEN PLUS 入门
汤吉海 2006 年 8 月
第三章
ASPEN PLUS 的物性数据库及其应用
3. 1 基础物性数据库 3. 2 物性预测模型 3. 3 物性估算系统 3. 4 实验数据处理系统（模型参数回归）
第 2 页
3.1 基础物性数据库
A SPEN PLU S 物性数据库的数据包括离子种类 、二元交互参数、离子反应所需数据等。共 含 5000 个纯组分、 40000 个二元交互参 数、 5000 个二元混合物及与 250000 多个混 合物实验数据的 D ETH ERM 数据库接口和与 I nhouse （内部）数据库接口。 系统数据库 用户数据库
第 7 页
功能团参数
物性 UNIFAC 方程功能团的 Q 参数 UNIFAC 方程功能团的 P 参数 UNIFAC 方程功能团的相互作用参数 代号 GMUFQ GMUFP GMUFB
第 8 页
3.2 ASPEN PLUS 的物性方法和模型
类别 详细内容 状态方程模型 活度系数模型 蒸汽压和液体逸度模型 汽化热模型 摩尔体积和密度模型 热容模型 溶解度关联模型 其它 粘度模型 导热系数模型 扩散系数模型 表面张力模型 一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
Aspen_Plus推荐使用的物性计算方法
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,,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：=nRT，=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)。
在aspen plus中（或者化工热力学中）有两大类十分重要的物性方法，对于初学者而言，了解到此两类物性方法，基本上就可以开始着手模拟工作了。
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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)。
在aspen plus中（或者化工热力学中）有两大类十分重要的物性方法，对于初学者而言，了解到此两类物性方法，基本上就可以开始着手模拟工作了。
大体而言，根据液相混合物逸度的计算方法的不同，物性方法可以分为两大类：状态方程法和活度系数法。
状态方程法使用状态方程来计算汽相及液相的逸度，而活度系数法使用状态方程计算汽相逸度，但是通过活度系
数来计算液相的逸度。
常见的状态方程有ideal,srk,pr,lk方程以及他们的一些改进方程.状态方程法就是基于此类状态方程来计算逸度，压缩因子，焓等等的物性方法。
常见的活度系数方程有nrtl, wilson,uniquac等。
活度系数法就是基于此类活度系数方程来计算液相逸度，液相焓等的物性方法。
一般而言，对于常见的烃类如烷，烯，芳香族，无机气体如O2,N2等非（弱）极性的化合物，选用状态方程法；对于极性强的化合物，如水-醇，有机酸体系选用活度系数法。
另外对于汽相聚合的物质，应选用特别的活度系数法，可以计算汽相聚合效应。
对于无机电解质体系，选用elecnrtl物性方法。
希望对大家有所帮助..........
Aspen Plus对不同应用领域，推荐使用的物性计算方法
Recommended Property Methods for Different Applications。