Aspen功能简介 (物性数据库)
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS物性数 据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用 3.1 基础组分数据库 3.2 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
第 2 页
3.1 基础组分数据库
ASPEN PLUS物性数据库的数据包括：
AUDRADE液体年度关联式参数
MULAND
5
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
其他组分数据库
第 9 页
第 10 页
工况研究- 丙酮回收
OVHD FEED
第 12 页
物性
术语的定义
物性:计算出的物质的物性值，例如混合物焓
物性集 (Prop-Set):访问物性的一个方法，以便能 够使用或在别处列表 物性参数:物性模型中用到的常数 物性模型:用于计算一个物性的方程式或方程组 物性方法:用于计算一个模拟中所需性质的物性模 型的集合
第 13 页
用于气体加工、炼油及化工应用。（如气 体加工装置、原油塔及乙烯装置）
第 15 页
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法： BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM
处理高温、高压以及接近临界 点的体系（如气体管线传输或 超临界抽提）
5、灵活的和预测性的状态方程性质方法： PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、 RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR
第 18 页
常用选项集
状态方程物性方法
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。
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
第 4 页
固有性质
物性
代号
物性
代号
分子量 临界温度
临界压力 临界体积
MW TC
PC VC
临界压缩因子 偏心因子
偶极距 回转半径
ZC OMEGA
MUP RGYR
第 5 页
标准态下的物性
物性 生成热 生成自由能 沸点 标准沸点下 的摩尔体 积 汽化热 凝固点 相对密度 代号 DHFORM DGFORM TB VB DHVLB TEP SG 物性 API重度 溶解度参数 等张比容 气体粘度 液体粘度 导热系数 表面张力 代号 API DELTA PARC MUVDIP MULAND KVDIP SIGDIP
第 29 页
3.4.1 ASPEN PLUS的物性分析功能
计算ASPEN PLUS数据库中所有的组分的热力学 性质以及传递性质； 生成简单的图表，验证物性模型和数据的准确性。
例3-1：采用ASPEN PLUS的理想气体方法（Ideal Gas Method）查找水在1 atm和100~500℃范围内 的摩尔体积和压缩因子。
使用物性估算的步骤
1. 在Properties Molecular Structure窗口上定义 分子结构。 2. 利用Parameters或Data窗体输入实验数据。
实验数据如标准沸点(TB)对于许多估算方法都 是非常重要的。因此只要有可能就应该输入实 验数据。
3. 在Properties Estimation Input窗口上激活 Property Estimation并选择物性估算选项。
Redlich-Kwong-Soave
Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
Aspen plus软件介绍
ASPEN PLUS——工艺流程模拟软件blueski推荐 [2008-9-29]出处：来自网上作者：不详Aspen Plus介绍(物性数据库)•A spen 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•A spen 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”(Advanced System 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 简介
ASPEN PLUS Aspen Plus 介绍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一、概述“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。
如果你不了解它，你就不能改进它。
而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。
”----Aspen World 1997Aspen 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”（Advanced System 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。
二、产品特点1）产品具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
人们普遍认为AspenPlus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。
许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。
Aspen Plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。
2. 电解质水溶液数据库，包括约900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。
3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。
4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。
5. 二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000 多个，涉及5,000 种双元混合物。
使用aspen查物性(精)
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。
第三章ASPENPLUS的物性数据库及其应用课件
3.1 ASPEN PLUS的物性方法和模型
类别
详细内容
热力学性质模型
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
传递性质模型
粘度模型 导热系数模型 扩散系数模型 表面张力模型
非常规固体性质模型
一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
液体活度系数性质方法
NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN LAAR WILSON
理想气体定律 Redlich-Kwong Redlich-Kwong-Soave Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
液体活度系数模型
汽相状态方程
如何选择热力学方法
热力学模型选择方法
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
物性推算（1)
输入化合物组份 输入已知的物性
物性推算（2)
结构输入 结果
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or Margules for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules
Aspen 简介
ASPEN PLUS Aspen Plus 介绍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一、概述“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。
如果你不了解它，你就不能改进它。
而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。
”----Aspen World 1997Aspen 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”（Advanced System 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。
二、产品特点1）产品具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
人们普遍认为AspenPlus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。
许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。
Aspen Plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。
2. 电解质水溶液数据库，包括约900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。
3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。
4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。
5. 二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000 多个，涉及5,000 种双元混合物。
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用解读
第 4 页
固有性质
物性
代号
物性
代号
分子量 临界温度
临界压力 临界体积
MW TC
PC VC
临界压缩因子 偏心因子
偶极距 回转半径
ZC OMEGA
MUP RGYR
第 5 页
标准态下的物性
物性 生成热 生成自由能 沸点 标准沸点下 的摩尔体 积 汽化热 凝固点 相对密度 代号 DHFORM DGFORM TB VB DHVLB TEP SG 物性 API重度 溶解度参数 等张比容 气体粘度 液体粘度 导热系数 表面张力 代号 API DELTA PARC MUVDIP MULAND KVDIP SIGDIP
指定原子类型 (C, O, S, …) 指定连接这两个原子的 键的类型 (单键、双键 …)
Redlich-Kwong-Soave
Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
第 17 页
活度系数模型与状态方程方法的比较
状态方程模型
描绘非理想状态有一定局限性
需要较少的二元参数 参数随温度适当外推 在临界区一致
活度系数模型
能描绘高度非理想液体
要求许多二元参数 二元参数与温度密切相关 在临界区不一致
第 12 页
物性
术语的定义
物性:计算出的物质的物性值，例如混合物焓
物性集 (Prop-Set):访问物性的一个方法，以便能 够使用或在别处列表 物性参数:物性模型中用到的常数 物性模型:用于计算一个物性的方程式或方程组 物性方法:用于计算一个模拟中所需性质的物性模 型的集合
第 13 页
非常规固体性质模型
状态方程模型
1、IDEAL理想状态性质方法
ASPEN第二讲 物性方法
2.3 物性方法的选择
系统提供了三种组分类型，化学系统、烃类系统以及特殊系统，这
里选择烃类系统
2.3 物性方法的选择
选择完成后，系统提示用户是否含有石油产品的数据分析或是虚
拟组分，点击No
2.3 物性方法的选择
系统给用户提供几种物性方法作为参考
2.3 物性方法的选择
常见化工体系的物性方法推荐
以上题中的丙烯、苯和异丙苯为例： 点击菜单栏Tools下的Property Method Selection Assistant，启动帮助系统
2.3 物性方法的选择
系统提供了两种方法，可以通过组分类型或是化工过程的类型进行 选择。以指定组分类型为例，选择第一项，Specify component type
2.4 定义物性集
物性集是多个物性的集合，用户可以给物性集指定名称，在一个应用 中使用物性时只需引用物性集的名称。 在General with Metric units模板中，系统默认物性集如下图所示：
2.4 定义物性集
物性集设定
若是物性参数不存在上述物性集中，则需要设置新的物性参数集，
比如若需要查看物流的pH值，则需要点击Ne烯、苯以及异丙苯体系为例，分析体系为非极性体系，考虑 到为真实物系，可以选择PENG-ROB、RK-SOAVE、PR-BM、RKSBM等物性方法
2.3 物性方法的选择
帮助系统
Aspen Plus为用户提供了选择物性方法的帮助系统，系统会根据组 分的性质或者化工处理过程的特点为用户推荐不同类型的物性方法
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。流程 模拟中几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质的计算 ，迄今为止，还没有任何一个热力学模型能适用于所有的 物系和所有的过程。流程模拟中要用到多个热力学模型， 热力学模型的恰当选择和正确使用决定着计算结果的准确 性、可靠性和模拟成功与否。 选取方法 由物系特点及操作温度、压力经验选取 由帮助系统进行选择
ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
包括多于5000多个组分（大多数为有机物）的参数， 这是ASPEN PLUS纯组分参数的主要数据源。
（1）与状态无关的固有属性，如分子量、临界参数、偏 心因子等；
（2）标准状态下一定相态的属性，如25℃时的标准生成 热、标准燃烧热、标准生成自由能等；
（3）一定状态下的属性，如各温度下的热容、饱和蒸汽 压、粘度等，通常以一定的方程形式关联，将方程参数作 为基础物性数据。
aspen简介[资料]
![aspen简介[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/f8e9a81bbb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b05.png)
ASPEN PLUS Aspen Plus 介绍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一、概述“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。
如果你不了解它，你就不能改进它。
而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。
”----Aspen World 1997Aspen 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”（Advanced System 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。
二、产品特点1）产品具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
人们普遍认为AspenPlus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。
许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。
Aspen Plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。
2. 电解质水溶液数据库，包括约900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。
3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。
4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。
5. 二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000 多个，涉及5,000 种双元混合物。
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
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用解读
3.3 物性集（Property Sets）
物性集 (Prop-Set) 是一个把物性集或集合作为一个用户给定 名的对象来访问的一种方法。当在一个应用中使用物性时 只引用物性集名。
用物性集可以报告热力学性质、传递性质和其它性质值。
目前的物性集应用包括: 设计规定、Fortran 模块、灵敏度 物流报告 物性表 (Property Analysis) 塔盘性质 (RadFrac, MultiFrac, 等.) 加热/冷却曲线 (Flash2, MHeatX, 等.)
第 43 页
c
第 44 页
第 45 页
混合物密度
第 46 页
例3-2 计算结果
第 47 页
练习1：利用ASPEN PLUS 分别计算PCl3和 POCl3在30、35、45、50、55、60℃下的液体 纯组分导热系数（K），P=1atm ，用理想气 体模型（IDEAL）。
第 48 页
3.4.2 ASPEN PLUS的物性估算
第 12 页
物性
术语的定义
物性:计算出的物质的物性值，例如混合物焓
物性集 (Prop-Set):访问物性的一个方法，以便能 够使用或在别处列表 物性参数:物性模型中用到的常数 物性模型:用于计算一个物性的方程式或方程组 物性方法:用于计算一个模拟中所需性质的物性模 型的集合
第 13 页
ASPEN PLUS在化工过程设计中的应用
第三章 ASPEN PLUS物性数 据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用 3.1 基础组分数据库 3.2 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
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第三章-ASPEN-PLUS的物性数据库及其应用PPT课件
S
Sulfur（硫）
B
Boron（硼）
Si
Silicon（硅）
F
Fluorine（氟）
Cl
Chlorine（氯）
Br Bromine（溴）
I
Iodine（碘）
用于气体加工、炼油及化工应用。（如气 体加工装置、原油塔及乙烯装置）
第 15 页
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法： BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM
处理高温、高压以及接近临界 点的体系（如气体管线传输或 超临界抽提）
5、灵活的和预测性的状态方程性质方法： PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、 RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR
第 26 页
定义物性集
用 Properties Prop-Sets 表来指定一个物性集中的物 性
用 Search 按钮可以查找一个物性 将所有所指定的限定符都应用于每一个指定的物性。 用户可以在 Properties Advanced User-Properties 表
中通过提供 Fortran 子程序定义新的物性
可以把实验数据引入估算中。
第 49 页
使用物性估算的步骤
1. 在Properties Molecular Structure窗口上定义 分子结构。
2. 利用Parameters或Data窗体输入实验数据。
实验数据如标准沸点(TB)对于许多估算方法都 是非常重要的。因此只要有可能就应该输入实 验数据。
物性 API重度 溶解度参数 等张比容
气体粘度
液体粘度 导热系数 表面张力
代号 API DELTA PARC
MUVDIP
MULAND KVDIP SIGDIP
2013年Aspen功能介绍
一、具有完备的物性数据库： 1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的 参数。主要有：
分子量、Pitzer 偏心因子、临界性质、标准生成自 由能、标准生成热、正常沸点下汽化热、回转半径、 凝固点、偶极矩、比重等。同时还有：理想气体热 容方程式的参数、Antoine 方程的参数、液体焓方 程系数。对UNIQAC 和UNIFAC 方程的参数也收集 在数据库中，在计算过程中，只要所计算的组分在 物性数据库中存在，则可自动从数据库中取出基础 物性进行传递物性和热力学性质的计算。
3、换热器和加热器 和冷却器的操作模型 1、Heater （加热器或冷却器） 2、HeatX（ 两股物流的换热器） 3、MHeatX （多股物流的换热器） 4、Hetran （管壳式换热器） 5、Aerotran （空冷换热器）
Heater （加热器或冷却器） 目的：确定出口物流的热 和相态条件。 用于：加热器、冷却器、 冷凝器等等。
Rbatch （间歇反应器 ） 用途：模 拟 间 歇 或 半 间歇的反应器。 适用于：带反应速率控制的单相 两相或三相间歇和半 间歇的反应器在任何基于已知的化学计量和动力学的 相态。
6、压力变送设备操作模型 1、Pump(泵或水力学透平机） 2、Compr（压缩机或透平机） 3、MCompr（多级压缩机或透平机）
RadFrac （严格分馏） 目的：执行各塔严格核算 和设计计算。
MultiFrac （ 严格法多塔精馏） 目的： 对一些复杂的多塔执行严格核算和设计计算。
PetroFrac （石油炼制分馏） 目的：对石油炼制应用中的复杂塔执行严格核算和设计计 算。 用于：预闪蒸塔、常压原油单元、减压单元、催化裂化主 分馏器、延迟焦化主分馏器、减压润滑油分馏器、乙烯装 置初馏塔和急冷塔组合。
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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。
自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。
Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。
比如像电解质模拟，Aspen Plus主要的功能如下：Windows交互性界面：界面包括工艺流程图形视图，输入数据浏览视图，独特的"NEXT"专家向导系统，来引导用户进行完整的、一致的流程的定义。
图形向导：帮助用户很容易地把模拟结果创建成图形显示。
EO模型：方程模型有着先进参数管理和整个模拟的灵敏分析或者是模拟特定部分的分析。
序贯模块法和面向方程的解决技术允许用户模拟多嵌套流程。
即使很小问题也能很快地、精确的解决，比如像塔的divided sump simulation.ActiveX (OLE Automation)控件. 可以和微软Excel 和 Visual Basic 方便的连接，支持 OLE （对象链接与嵌入）功能，比如像复制，粘贴或链接。
全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。
ACM Model Export选项：用户可以在Aspen Custom Modeler （ ACM ）创建模拟模型和编译。
编译好的模型可以应用在Aspen Plus 静态模拟中，可以是序贯模块法模式下或面向方程的解决方案的模式下。
热力学物性：物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
Aspen plus 使用广泛的、已经验证了的物性模型，数据和Aspen Properties 中可用估算方法，它涵盖了非常广泛的范围——从简单的理想物性流程到非常复杂的非理想混合物和电解质流程。
内置数据库包含有8500种组分物性数据，包括有机物，无机物，水合物，和盐类；还有 4000 种二元混合物的 37,000 组二元交互数据，二元交互数据来自于Dortmund 数据库，获得DECHEMA 授权。
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ad-hoc 计算与内嵌的FORTRAN 和 Excel 模型接口。
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模拟，比较和分析。
Design Specification 功能: 自动计算操作条件或设备参数，满足指定的性能目标。
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。
开放的环境：可以很容易地和内部产品互相整合，或者是第三方软件。
可以是实用微软的Excel ， FORTRAN 或者Aspen Custom Modeler来创建模型，Aspen plus 支持工业标准，比如CAPE- OPEN 和 IK-CAPE ，Aspentech 是 CAPE-OPEN 实验室网络的会员。
详细的换热器设计和核算Heatx 使 Aspen plus 与下面软件有接口：TASC/Aspen Hetran the Aspen B-JAC and HTFS （管壳式换热器设计 , multitude 换热器 , 套管换热器）ACOL/Aspen Aerotran the Aspen B-JAC and HTFS （空冷器设计）Aspen Plus单元操作对于气/液系统，Aspen Plus包含：1.通用混合、物流分流、子物流分流和组分分割模块。
2.闪蒸模块：两相、三相和四相3.通用加热器、单一的换热器、严格的管壳式换热器、多股物流的热交换器4.液液单级倾析器5.基于收率的、化学计量系数和平衡反应器。
6.连续搅拌釜、柱塞流、间歇及排放间歇反应器。
7.单级和多级压缩和透平8.物流放大、拷贝、选择和传递模块9.压力释放计算精馏模型1.简捷精馏2.严格多级精馏多塔模型1.石油炼制分馏塔2.板式塔、散堆和规整填料塔的设计和校核。
对于固体系统，Aspen Plus包含：1.文丘里涤气器、静电除尘器、纤维过滤器、筛选器、旋风分离器、水力旋风分离器、离心过滤器、转鼓过滤器、固体洗涤器、逆流倾析器、连续结晶器等。
Aspen Plus接口选项下面选择拓展了Aspen Plus的应用范围，增强了流程生命周期的管理。
1.Aspen Split选项:是AspenTech提供一个工具，它可以用来进行有非理想气液平衡行为的化学混合物分离的蒸馏方案概念设计。
如果用户有Split授权，可以使用它显示单塔可行的分离限制，并且设计出这种混合物分离的先进方案。
Split概念设计工具可以应用在Aspen plus流程图环境中，并且可以直接使用设计结果数据初始化严格的塔模拟.2.Aspen OLI 接口：基于OLI 系统的先进技术，使Aspen Plus 能够对复杂的电解液系统进行分析，扩展了 OLI 数据库和热力学性质，包括了超过 3,000 的电解种类。
3.Aspen OnLine 选项：允许Aspen Plus 模型和工厂数据连接，并被驱动。
它使用户可以把从流程模型中获得的工程知识应用到工厂实际操作环境中。
4.Aspen PEP Process Library 选项:提供了特殊化工行业或聚合体产品的预建模型。
这些模型都是基于SRIC 的过程经济评估细节和流程。
5.Aspen Plus HTRI 接口：提供Aspen Plus 与 HTRI 的接口.6.Aspen Plus Optimizer选项：闭环实时优化系统,自动创建利润和流程优化以及大范围Aspen Plus模型的数据回归。
它为实时解决方案提供了健壮的收敛求解方法，并且支持Web网传输，所以工厂工程师可以通过连续的工艺优化来最大化利润。
7.Aspen Plus SPYRO Equation Oriented 接口：Aspen Plus 可以使用SPYRO 的乙烯裂化模型，AspenPlus 的equation-oriented 功能和乙烯裂化专家技术可以帮助工程师创建高精度乙烯工厂模型，这样很适合实时工厂优化，来增加操作利润。
8.Aspen Plus TSWEET 接口：提供Aspen Plus 和 TSWEET 软件的接口。
目标：优化流程设计Aspen Plus在整个工艺装置的从研发、工程到生产生命周期中，提供了经过验证的巨大的经济效益。
它将稳态模型的功能带到工程桌面，传递着无与伦比的模型功能和方便使用的组合。
利用Aspen Plus公司可以设计、模拟、故障诊断和管理有效益的生产装置。
AspenTech：创新理念AspenTech公司的工程软件产品已被用于设计和改进工厂和工艺流程，以使装置全生命操作周期的回报得以最大化；制造与供应链软件产品则让企业提高工厂与供应链的利润。
把此两大产品系列结合在一起则创造出了企业运营管理（Enterprise Operations Management，简称EOM）解决方案，它是一个能让过程工业制造商显著改进操作性能的集成化的企业级系统。
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）。