ASPEN第二讲 物性方法
ASPEN物性方法选择
第 10 页
2.3物性的查询
运行tool中的检索参数结果
第 11 页
2.4参数的输入
第 12 页
2.5参数回归
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, 即回归Aij，Aji,Bij,Bji 演示
第 13 页
2.6物性推算（1）
输入化合物组份 输入已知的物性
真实
真实或虚拟？ 非极性 虚拟&真实
真空
第 6 页
如何选择热力学方法（3）
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。 极性物系，采用状态方程与活度系数方程相结合 的组合法，即汽相采用状态方程法，液相逸度采 用活度系数法计算，液相的其它性质采用状态方 程或经验关联式法。
2.1 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
热力学性质模型
传递性质模型
非常规固体性质模型
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）
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
Aspen物性讲解查寻
这些就是计算出来的物性，大家可以看一下。
下面看我操作。
主要内容就是这些，特别感谢一下会员lsrwan的帮助。。
利用Aspen查询某一特定条件下单质或混合物的物性
我选择查询的是5MPa下500摄氏度时氧气和二氧化碳混合气的密度，比热，粘度
主要分为以下几个关键步骤：
首先是选择自己的单位制，然后是选择需要查询物质的组成，接着是选择热力学模型（一般气体的选择PR-BM），然后是prop-sets，最后是analysis。我的混合气中氧气和二氧化碳的体积比是3/7，所以在这里填入3和7。
Aspen物性方法选用图
ij:是否是二元交互参数LL:是否是液液这张图ij？的意思是问有没有二元交互参数。
如果没有，物性方法选择活度系数模型中的基团贡献模型类UNIFAC.; a. r+ Z" k9 F i/ ~ "UNIFAC活度系数模型是UNIQUAC模型的一个扩展模型。
它把UNIQUAC用于分子的理论用于了官能团。
有限个数的官能团足可以组成无限个不同的分子。
与纯组分库中可能需要的组分（500至2000个组分）间交互作用参数的个数相比，可能需要的基团交互作用参数的个数很少。
由一个有限的、精选的实验数据集确定的基团间交互作用参数足以能够预测几乎任何组分对间的活度系数。
"所以，它能很好的预测VLE的活度系数。
但是如果要预测LL数据时，必须使用一个不同的数据集，这个时候你可以用aspen plus自带的UNIFAC-LL.如果有，物性方法选择分子模型类NRTL\WILSON\UNIQUAC.分子模型运行二元交互参数可以灵活准确的模拟许多低压（P＜10atm）非理想溶液。
但是这里面WILSON不能用于模拟液液（LL)混合物。
正如前面所说的，活度系数方法适用于低压非理想溶液，如果是高压（P>10atm）非理想溶液，应该选用灵活的、有预测性的状态方程，如图所示的sp-polar、特殊混合规则的(ws,hv)方程。
图示把这些状态方程归为活度系数法是错误的aspen模拟中状态方程物性方法的选择在Aspen模拟中物性方法的选择至关重要，物性方法选择正确与否直接关系到模拟结果的准确性。
现向全体海友征集各种物性方法的使用条件、范围及相关注意事项。
例如：性质方法名：WILSON，γ模型名：wilson，气体状态方程：理想气体定律! J* v3 ~+ V1 c$ X7 e/ R f1 mWilson 模型属于活度系数模型的一种。
适用于许多类型的非理想溶液，但不能模拟液-液分离。
可在正规溶液基础上用于模拟低压下的非理想系统。
aspen不同流程段物性方法
aspen不同流程段物性方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 取样。
确保样品具有代表性，从不同位置和深度采集。
ASPENPLUS的物性方法和模型
2021/7/6
3.1 ASPEN PLUS的物性方法和模型
类别 热力学性质模型
传递性质模型 非常规固体性质模型
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)
输入化合物组份
输入的物性
一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
物性模型
外形方程模型
1、IDEAL理想外形性质方法用于气相和液相处于理想形状的体系〔如 减压体系、高压下的同分异构体系〕
2、用于石油混合物的性质方法：BK10、 CHAO-SEA、GRAYSON 用于炼油运用它能用于原油塔、减压塔和乙烯装置的局部工艺进程
5、灵敏的和预测性的外形方程性质方法： PRM计算高H温V、高2压、、接近P临R界点W混合S物及、在高P压下S的R液-K液分、别的R体系K。-〔A如乙S二P醇 EN、 RKS气体M枯燥H、甲V醇脱2硫、及超R临界K萃S取〕WS、SR-POLAR
液体活度系数性质方法
液体活度系数模型
NRTL UNIFAC UNIQUA
极性物系，采用外形方程与活度系数方程相 结合的组合法，即汽相采用外形方程法，液 相逸度采用活度系数法计算，液相的其它性 质采用外形方程或阅历关联式法。
进程工业推荐运用的热力学方法
Galen J. Suppes选择方法
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or
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
ASPENPLUS10.0物性方法和模型
１２
所有的相态中的逸度系数都用相同的状态方程计算 由状态方程计算的逸度系数是一个 组成 温度和压力的函数 因此 可以描述液－液平衡的压力相关性
液相非理想性
在具有非常不相似的分子的系统中进行液－液分离 或者组分的尺寸或者组分分子间的 相互作用可能不相似 低压下不混合的系统通常有较强的不相似分子间的相互作用 例如极 性和非极性的混合物 在这种情况下 也可能在高压下存在溶解空白 一个例子是二甲基－ 醚和水系统 Pozo and Street，１９８４ 这种情况也出现在由一个完全氟化或者接近完全氟化 的脂肪族或脂环族氟化物及相应烃组成的系统中 Rowlinsion and Swinton １９８２ 例如 环己烷和全氟环己烷系统 Dyke et al．，１９５９；Hicks and Young，１９７１
方程２和３是相同的 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
得 在方程4中由 P 表示 参见方程４５ 它是状态方程的一个例子
在活度系数方法中
f iv ＝ ϕiv yi p （５）
一个液相与一个理想气体的差别比一个真实气体与一个理想气体的差别更大 因此 对 于某一液体的逸度系数和１相差很远 例如 液相水在室温 标准大气压下的活度系数大约 是０．０３ Haar 等，１９８４
状态方程描述了纯组分和混合物的压力 体积和温度 P V T 表现行为 通常对于 压力的描述是明确的 大多数状态方程都有不同的项来描述分子间的吸引和排斥力 任何热 力学性质 如活度系数和焓 都可以由一个状态方程来计算 在相同的条件下以相同的混合 物的理想气体的性质为基准计算出状态方程的性质 见 用一个状态方程性质方法计算性 质
逸度系数由状态方程获得 见方程４和 用一个状态方程性质方法计算性质 超临界和亚临界组分 计算是相同的 见 活度系数方法
用aspen查物性的两种方法
用aspen查物性的两种方法
Aspen Plus中查物性的两种方法方法之一：
1、开始--->程序--->Aspen tech--->--->engineer suite--->aspen plus 2006--->aspen properties database manager
2、点击三次确定后--->在左栏选择
console root--->aspen physical properties database--->nist 06--->selected compounds--->find compound
3、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。
6、建议大家把结果拷贝到excel中去看，这样不容易遗漏什么。
在没有安装Aspen Property这个模块的情况可以找到上述的两个数据库
方法之二：
查看纯组分的物性：填写Component时，点击“Review”。
混合物的物性是比较复杂的。
可以利用Property Analysis中进行物性分析，做物性。
有时候还需要对物性方法中的Routes进行修改。
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
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模拟物性数据分析
气液平衡基础--泡点 露点
• 3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）
第33页
气液平衡基础--泡点/露点
• 4）定义进料流股
第34页
气液平衡基础--泡点/露点
• 5）定义单元操作
第35页
气液平衡基础-- 泡点/ 露点
• 6）运行模拟计算，查看结果
第36页
气液平衡基础--泡点/露点
6.75
第28页
气液平衡基础--泡点/露点
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
第54页
第49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
第29页
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
第30页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
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物性方法选择
压力？
BK10
真空
BK10 IDEAL
如何选择热力学方法（3）
• 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。
• 极性物系，采用状态方程与活度系数方程相结合的组合法，即汽相采 用状态方程法，液相逸度采用活度系数法计算，液相的其它性质采用 状态方程或经验关联式法。
2.1.1物性模型
2.1.2状态方程模型 用于气相和液相处于理想状态的体系（如减压 体系、低压下的同分异构体系）
• 1、IDEAL理用于想炼油状应态用它性能用质于原方油法塔、减压塔和乙烯装置的部分工艺过程 • 2、用于石油混合物的性质方法：BK10、CHAO-
SEA、GRAYSON • 3、针用于对气石体加油工、调炼油整及的化工状应用态。（方如程气体性加工质装方置、法原油：塔及P乙E烯N装G置）-
过程工业推荐使用的热力学方法
过程工业推荐使用的热力学方法
Galen J. Suppes选择方法
• 有机物水溶液：NRTL • 醇类：Wilson • 醇、酚：Wilson • 醇、酮、醚： Wilson or Margules • C4-C18 烃：Wilson • 芳香族： Wilson or Margules
ROB、RK-SOAVE
• 4、用处理于高温高、压高压烃以及应接近用临的界点状的体态系（方如程气体性管线质传输方或法超临：界抽B提W） RLS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM
• 5P、RM计 气灵算 体H活干高V燥温的2、、、甲高和醇压P脱、预R硫接W测及近超临S性临界、界点的萃混P合取状S物）R态及K在方高、压程R下性的K液-质A-液S分方P离法E的N体：系、。（如乙二醇 RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR
ASPEN第二讲 物性方法
• 与Aspen Plus的数据库无关，用户自己输入，用户需 自己创建并激活 内置数据库
• 用户需要自己创建并激活，且数据具有针对性，不是 对所有用户开放 用户数据库
2.1 Aspen Plus数据库
PURECOMP
常数参数。例如热力学温度、绝对压力。 相变的性质参数。例如沸点、三相点。 参考态的性质参数。例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。 随温度变化的热力学性质参数。例如饱和蒸汽压。
2.7 物性数据回归
物性数据回归系统可以拟合多种纯组分的物性数据， 如饱和蒸汽压；该系统可以将物性模型参数与纯组分或
多组分系统的实验数据相拟合，用户可以输入任意物性
的实验数据，例如汽液平衡数据、液液平衡数据、密度、 热容或活度系数数据；该系统也可以回归Aspen Plus中的 物性模型，如电解质和用户模型。 物性数据回归是基于最大似然估计的思想，利用原始
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
真实？
BK10 IDEAL
图（a）
2.3 物性方法的选择
经验选取
是 是 有液液平 衡数据？ NRTL UNIQUAC
否 是
P<10bar
有交互作 用参数？ 否 有液液平 衡数据？
WILSON NRTL UNIQUAC UNIF-LL
极性非电解 质物系
压力 是 P>10bar 有交互作 用参数？ 否
Aspen第二讲
第二讲流体输送设备模拟一、流体输送设备介绍流体输送设备属于压力改变器类(Pressure Changers)，共六种模型。
1.Pump模型该模型适用于模拟泵(Pump)和涡轮机(Turbine)两种单元设备。
Pump的连接图形如下：Pump模型（在Block中需要加入如下信息）有五种工作方式：排出压力(Discharge Pressure)泵的排出压力表示被送液体经过泵后所具有的总压力能，泵依靠此能量完成输送液体，是泵的主要考核指标之一。
化工用泵的排出压力应由化工工艺的要求确定，是化工用泵的主要设计和选购设计依据。
叶片泵的排出压力为其吸入压力与被送液体流经叶轮后产生的压差(扬程)之和；容积泵的排出压力取决于排出系统的压力。
特性曲线(Performance Curve)泵的特性曲线(Performance curve)是根据水泵在不同流量下对应的出口压力绘制的一组曲线，选用的水泵出厂资料里有特性曲线，可以查看。
泵特性曲线有三种输入方式： 列表数据Tabular Data1-1 3-3多项式Polynomials用户子程序User SubroutinesPump的举例说明将压力为1.5bar、流量为100kg/hr、25℃的清水用水泵输送，要求其排出压力为6bar，计算所需泵的功率是多少？解：采用“泵的排出压力”进行功率计算时：第一步: 启动Aspen Plus后，选择Template，如下所示：建立泵的模型。
第二步：设置泵的参数注意不要忘记在Accounting标签里填写User name。
在Components中输入水的分子式或英文信息。
在Properties中选择property method的方法是IDEAL（NRTL）。
在Streams 中Input 里输入已知条件。
在Blocks 中将model 的类型选择为Pump ，Pump outlet specification 中的Discharge pressure 选择6bar 。
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
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
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2.6 物性估算
输入组分及分子结构
2.6 物性估算
输入组分及分子结构
注：如果分子结构中含有苯环，可以在化学键类型中选择Benzene ring
2.6 物性估算
输入已知物性参数
2.6 物性估算
定义物性估算
本题选择估算所有缺失的物性参数，也可以再对应页面下设置需 要的物性参数 设置完成后，运行模拟，查看结果
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
第2讲 物性方法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Aspen Plus数据库 Aspen Plus中的主要物性模型 物性方法的选择 定义物性集 物性分析 物性估算 物性数据回归 电解质组分
2.1 Aspen Plus数据库
• 是Aspen Plus的一部分，适用于每一个程序的运行， 包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、 系统数据库 INORGANIC、BINARY等数据库
2.7 物性数据回归
物性数据回归系统可以拟合多种纯组分的物性数据， 如饱和蒸汽压；该系统可以将物性模型参数与纯组分或
多组分系统的实验数据相拟合，用户可以输入任意物性
的实验数据，例如汽液平衡数据、液液平衡数据、密度、 热容或活度系数数据；该系统也可以回归Aspen Plus中的 物性模型，如电解质和用户模型。 物性数据回归是基于最大似然估计的思想，利用原始
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New，设置一个新的物
传递性质的参数，例如粘度。
安全性质的参数。例如闪点、着火点。 状态方程中的参数。 与石油相关的参数。例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及 硫含量等
2.2 Aspen Plus中的主要物性模型
Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。
物性方法与模型选择不同，模拟结果大相径庭。如精馏 塔模拟的例子。相同的条件计算理论塔板数，用理想方 法得到11块，用状态方程得到 7块，用活度系数法得 42 块。显然物性方法和模型选择的是否合适，也直接影响 模拟结果是否有意义。
已知： 乙基-2-乙氧基乙醇的分子式 CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH 乙基-2-乙氧基乙醇的正常沸点 TB=195℃
2.6 物性估算
启动Aspen Plus，选择模板General with Metric Units，运行 类型（Run Type）选择物性估算（Property Estimation）
实验数据计算物性模型中的参数，可以处理多种数据类
型，并且可以同时回归多种类型的参数
2.7 物性数据回归
主要步骤：
运行类型（Run Type）选择数据回归（Data Regression）
全局设定
输入组分 选择物性方法 输入实验数据 定义回归参数
2.7 物性数据回归
输入实验数据
性图表，验证物性模型和数据的准确性。
物性分析中可以提供的图表主要分为以下三种： （1）纯组分，例如蒸汽压相对于温度变化的关系图；
（2）二元物系，例如T-x-y、P-x-y相图；
（3）三元相图。
例2.1 运用物性分析功能做出甲醇-水体系在0.1MPa下的T-x-y相
图。已知甲醇、水的流率均为50kmol/hr
• 与Aspen Plus的数据库无关，用户自己输入，用户需 自己创建并激活 内置数据库
• 用户需要自己创建并激活，且数据具有针对性，不是 对所有用户开放 用户数据库
2.1 Aspen Plus数据库
PURECOMP
常数参数。例如热力学温度、绝对压力。 相变的性质参数。例如沸点、三相点。 参考态的性质参数。例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。 随温度变化的热力学性质参数。例如饱和蒸汽压。
《Aspen plus物性方法和模型》
理想模型
• IDEAL、SYSOP0状态方程模 型 活度系数模 型
• Lee方程、PR方程、RK方程
• Pitzer、NRTL、UNIFAC、UNIQUAC、VANLAAR、 WILSON
特殊模型
• AMINES、BK-10、STEAM-TA
2.3 物性方法的选择
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
真实？
BK10 IDEAL
图（a）
2.3 物性方法的选择
经验选取
是 是 有液液平 衡数据？ NRTL UNIQUAC
否 是
P<10bar
有交互作 用参数？ 否 有液液平 衡数据？
WILSON NRTL UNIQUAC UNIF-LL
极性非电解 质物系
压力 是 P>10bar 有交互作 用参数？ 否
否
UNIFAC UNIF-LBY UNIF-DMD
PRWS RKSWS SR-POLAR
PSRK RKSNHV2
图（b）
2.3 物性方法的选择
经验选取
二聚物 是 聚合度 HF六聚物 活度系数模型 有气相 缔合？ WILSON WILS-RK WILS-LR WILS-GLR NRTL NRTL-RK NRTL-2 UNIQUAC UNIQ-RK UNIQ-2 UNIFAC UNIF-LL UNIF-LBY UNIF-DMB WILS-NTH WILS-HOC NRTL-NTH NRTL-HOC UNIQ-NTJ UNIQ-HOC UNIF-HOC WILS-HF
常见化工体系所推荐的物性方法 化工体系 空分 气体加工 气体净化 石油炼制 石油化工中VLE体系 石油化工中LLE体系 化工过程 电解质体系 低聚物 高聚物 环境 推荐的物性方法 PR，SRK PR，SRK Kent-Eisnberg，ENRTL BK10，Chao-Seader，Grayson-Streed，PR，SRK PR，SRK，PSRK NRTL，UNIQUAC NRTL，UNIQUAC，PSRK ENRTL，Zemaitis Polymer NRTL Polymer NRTL，PC-SAFT UNIFAC + Henrry’Law
2.6 物性估算
Aspen Plus中的物性估算系统可以估算物性模型中的 许多参数。物性估算以基团贡献法和对比状态相关性为基
础，可以估算纯组分的物性常数，与温度相关的模型参数，
Wilson、NRTL以及UNIQUAC方法的二元交互作用参数 以及UNIFAC方法的基团参数 例2.2 估算二聚物“乙基-2-乙氧基乙醇”的物性。
2.8 电解质组分
定义基本组分和定义反应生成选项
2.8 电解质组分
去除不存在的盐及反应
2.8 电解质组分
选择模拟采用的计算方法
2.8 电解质组分
检查前面设置和调整自动生成的亨利组分和反应式。
2.8 电解质组分
作业 将1000m3/hr的氢氧化钙水溶液（氢氧化钙
5.2kmol/m3，30℃，0.1MPa）与4750m3/hr的氯化钠盐酸 溶液（氯化钠5.1kmol/m3，氯化氢2.2kmol/m3，20℃， 0.15MPa）混合，求混合后溶液的温度和pH值。
甲苯-水体系的液液平衡数据 温度，℃ 摩尔分率xⅠ 摩尔分率xⅡ
0 10
20 25
0.000142 0.000128
0.000113 0.000106
0.999891 0.999844
0.999784 0.999763
2.8 电解质组分
当体系中包含水及在水中会发生电离的电解质
（Electrolytes）时，需要使用电解质向导（Elec Wizard）
2.3 物性方法的选择
经验选取 由物系特点及其操作条件进行选择
电解质 极性 物系 电解质？ 非电解质 物 系 真实 非极性 物系 PENG-ROB RK-SOAVE PR-BM RKS-BM >1atm CHAOSEA BK10 GARYSON 虚拟& 真实 P 真空 参考（b） ELECNRTL
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
Setup页面定义数据类型，Data页面输入实验数据
2.7 物性数据回归
定义回归参数
Setup页面定义数据来源，Parameters页面定义回归参数