第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
Aspen Plus 物性方法的选择
合成气体 煤气化 煤液化 蒸汽系统，冷却剂
PR-BM,RKS-BM
PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM，
BWR-LS STEAMNBS,STEAM-TA
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ11
行业
用途
方法
（10）矿物和冶金 Power generation
机械加工：压碎、碾碎 、筛分‘洗涤
湿法冶金：矿物沥取
熔炉、转炉
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
C
L
APISOUR EPNRTL NRTL
B-PITZER FACT
NRTL-2
BK10
BWR-LS
BWRS
CHAOSEA
COSMOSA C
空气分离
PR-BM,RKSBM,PENGROB,RK-SOAVE
用乙二醇进行气体 脱水
用甲醇或NMP进行 酸性气吸收
克劳斯过程
PRWS，RKSWS，
PRMHV2， RKSMHV2，PSRK
，SR-POLAR
用水、氨水、胺、 胺+甲醇、碱、石灰、 热碳酸盐吸收酸性
气体
ELECNRTL
A
7
行业
用途
方法
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
物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK
状态方程 BWR-Starling Lee-Kesler-Pl?ck
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)
Aspenplus化工物性数据和相平衡数据的查询与估算PPT教学课件
化学平衡常数等； • ⑸与温度相关的传递性质，如等张比容、液体粘度、液体导热系数、表面张力、扩
散系数等。 • 混合物的物性数据往往需要在纯物质物性数据的基础上由合适的混合规则计算得到。
⑵-⑸类数据必须知道系统的温度、压 力，然后通过计算(函数关系式)或插值 (列表函数)才能得到。
11
第11页/共45页
1.1 化工物性数据的查询
•1 . 1 . 2 从包溶A括液S P9的E0计N0种算P离L。U子关S 化软键合件参数物数据的有库参：中数水最组查，合主分找用热要的于，的物电无纯性解限组参质分数物。性主数要据纯库组，分包数含据库18的00内种容以是上在纯 • AS稀PE释N状P态LU下S的软吉件自布带斯的生数成据自库由不称能断为，更系以新统及扩数无展据和库改，进其的中，含因有此大从量一纯个物版质本和到混下合一物 的 • 物系性包的斯统数括热自限以数据大化由稀向据，约学能释上库可2数和状兼4是被据热5态容A0方，容下。个S便P关关的组E地键联N水分查数系合P（询L据数相大U、是。S热多调的焓对容数用一、于，个如起是。部熵给该版果模无分、出数本使拟机，吉的据的用结物并布一库A更果）与S可新的AP的不SEPN数同EPN据。LPU库LS进U某S行一个模起参拟同数计时值算被可，安能可装改能。变会。引
16
第16页/共45页
1.2 纯物质的物性估算 • 1.2.2 与温度相关的热力学性质 • 理想气体热容：PCES用用多项式(式1-3)、Benson 方法和Joback 方法估算，温度 范围280-1100K，误差< 2%; • 临界温度以下纯组分液体热容和液体焓：PCES用DIPPR、PPDS、IK-CAPE、 NIST等关联式计算； • 液体摩尔体积: PCES用带有RKTZRA参数的Rackett模型方程(式1-5)估算; • 液体蒸汽压: 数据库组分用扩展Antoine方程(式1-6)进行估算，非数据库组分采用 Riedel、Li-Ma、Mani三种方法估计； • 汽化潜热: 数据库组分用Clausius-Clapeyron 方程和Watson方程(式1-7)估算，非数 据库组分用Veter e、Gan i、Du cros 、Li-Ma等化合物官能团贡献方法进行估算， Vetere 方法的平均误差为1 .6 % ，Li-Ma方法平均误差为1 .05 % 。
Aspen功能简介
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”(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：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。
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。
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。
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。
ASPEN PLUS用户指南目录
ASPEN PLUS用户指南目录第一章用户界面3第二章建立模拟模型16第三章使用ASPEN PLUS帮助第四章定义流程361．创建流程2．使用热流和功流3．使用虚拟物流4．使用流程工段5．打印第五章计算的全局信息531．关于全局信息2．输入全局信息3．替换缺省的模拟选项4．单位5．报告选项第六章规定组分691．规定组分信息的窗口2．规定数据库和非数据库组分3．增加、删除和修改组分4．生成电解质组分和反应795．标识固体组分6．给出常规组分和非常规组分属性7．规定超临界组分8．规定UNIFAC官能团9．定义组分组第七章物性方法871．什么是物性方法2．可用的物性方法3．选择物性方法894．建立新的物性方法5．规定全局物性方法6．规定一个流程段物性方法967．规定局部物性方法8．定义超临界组分9．规定游离水相的物性10．在有机相态中水的K值的专用方法11．规定电解质计算12．修改物性方法13．非常规组分物性方法第八章物性参数和数据1031．关于参数和数据1032．确定物性参数需求3．从数据库中检索参数4．输入物性参数5．使用表数据和多项式系数120 6．使用物性数据包第九章规定物流1301．规定物流1302．分析物流相互影响的物性3．规定物流类和子物流4．关于粒子尺寸分布5．访问物流数据库6．规定功流7．规定热流8．使用虚拟物流第十章单元操作模型149 1．选择正确的单元模型149 2．输入模型规定3．在模块级上替换全局规定4．冷/热曲线计算第十一章运行模拟程序178 1．交互式运行模拟程序178 2．重新初始化模拟程序3．查看模拟的运行状态4．检查模拟的历史数据5．运行模拟程序6．规定运行设置第十二章检查结果和生成报告1．交互式查看模拟结果188 2．检查运行的完成状态3．检查运行的收敛状态4．显示流股结果5．生成报告文件第十三章操作曲线图1．生成曲线图1952．操作曲线图2043．打印曲线图第十四章给工艺流程作注解1．添加注解2082．添加OLE对象3．显示全局数据4．使用PFD模式5．打印第十五章管理文件第十六章制定ASPEN PLUS环境第十七章收敛1．流程再循环和设计规定2．收敛选项3．规定撕裂流股4．用户定义的收敛模块5．收敛方法6．用户定义的收敛顺序7．规定计算次序8．最初的估测9．流程排序10．检查结果11．控制面板信息12．用于流程收敛的策略第十八章访问流程变量261第十九章FORTRAN块和内嵌FORTRAN 第二十章灵敏度分析第二十一章设计规定：反馈控制第二十二章优化1．推荐用于优化的方法2．定义一个优化问题3．关于约束4．输入可选的FORTRAN语句5．FORTRAN说明语句6．优化问题的收敛7．解决优化问题第二十三章模拟模型的数据拟合第二十四章在物流和模块间传递信息359 第二十五章平衡模块1．定义一个平衡模块2．规定平衡计算模块和物流3．规定和更新物流变量4．平衡模块排序5．闪蒸规定6．物料和能量平衡方程第二十六章工况研究1．使用工况研究2．创建工况研究3．标识工况研究变量4．规定工况研究变量值5．规定工况研究报告选项第二十七章规定反应和化学1．关于反应和化学2．关于电解质化学3．规定电解质化学4．规定反应器和泄压系统的幂定律方程5．带有固体的反应6．规定反应器和泄压系统的LHHW反应7．规定反应蒸馏的反应8．使用一个用户动力学子程序第二十八章物性集1．什么是物性集2．怎样定义一个新的物性集3．怎样在物性集中定义使用用户的物性集4．事例第二十九章分析物性3991．关于物性分析3992．交互生成物性分析3．使用窗口生成物性分析4．用于物性分析的方法规定第三十章估计物性参数1．关于物性估计4262．ASPEN可以估计什么样的物性参数427 3．参数估计所需信息4304．第三十一章物性数据回归第三十二章石油分析和虚拟组分1．ADA/PCS的用法2．创建分析并输入分析数据3．创建调合并分析调合数据4．生成和定义虚拟组分5．定义和修改石油物性6．检查ADA/PCS结果第三十三章泄压计算1．关于泄压的计算2．泄压计算设置3．为方案规定信息4．规定组成和条件5．规定放空系统6．规定化学反应7．规定何时停止模拟8．规定过压因子和管压降原则9．检查计算结果第三十四章插入1．什么是插入2．创建一个插入3．转入插入4．创建一个物性包5．解决ID矛盾6．使用7．隐藏对象第三十五章创建物流库1．创建或修改物流库2．STRLIB命令汇总3．STRLIB命令说明第三十六章物流汇总格式1．关于ASPEN的TFFS2．创建一个TFF3．基本物流结果性质第三十七章和其它WINDOWS的协同工作第三十八章使用ASPEN PLUS的activeX自动控制服务器1．关于自动控制服务器2．浏览ASPEN的方法。
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。
物性估算在ASPENPLUS软件中的应用
２００７年第３８卷第１期《浙江化工》文章编号：１００６－４１８４（２００７）０１－０００９－０３物性估算在ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ软件中的应用戚一文，方云进（华东理工大学国家化学工程重点实验室，上海２００２３７）摘要：利用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件提供的物性估算功能，计算发酵液中低浓度１，３－丙二醇分离的中间产物２－甲基－１，３－二噁烷（２ＭＤ）的物性，从而模拟分离过程，确定工艺条件，得到理想的产物结果。
关键词：ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；物性估算；模拟；１，３－丙二醇ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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［１，２］中的重要的中间产物２－甲基－１，３－二噁烷［３］（２ＭＤ）的物性估算为例，说明ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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，ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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。
１２ＭＤ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ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ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。
Aspen Plus中查物性的两种方法 方法之一
Aspen Plus中查物性的两种方法方法之一：1、开始--->程序--->Aspen tech--->Processing Modeling V7.2--->Aspen Properties --->Aspen Properties Database Manager 2、点击确定后--->在左栏选择console root--->aspen physical properties databases V7.2--->APV72--->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 或者指定数据库，在properties中选择all，点击compare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。
AspenPlus应用基础
流程图中黏贴表单
显示出流程流股参数
显示出PFD参数
更多选项
OLE 操作步骤 (对象连接与嵌入)
复制
黏贴链接
符号
状态
表输入未完成 表输入完成 表中没有输入。是可选项。
对于该表有计算结果。
对于该表有计算结果，但有计算错误。 对于该表有计算结果，但有计算警告。 对于该表有计算结果，但自从生成结果后输入已经改变。
运行类型
连接流股 Connecting Streams
1. 选流股类别： 共有三种流股 物流 Material Streams 热流 Heat Streams 功流 Work Streams 选择所需的类别。 流股连接点： 选好流股类别后，将光标 移到绘图区，单 元模块上的流股连接点处出现箭头标识，红 色标识表示必需连接的流股，蓝色标识表示 根据需要选择连接的流股。
亨利组分henrycomponents选用物性计算方法和模型物性选择帮物性选择帮助程序原油组分计算选项选用物性计算方法帮助程序基于组成基于流程aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库aspenplus不同领域推荐采用的物性数据库不同领域推荐采用的物性数据库输入外部流股信息
选用物性计算方法和模型
物性选择帮助程序
原油组分计算选项
选用物性计算方法帮助程序
基于组成 基于流程
ASPEN PLUS不同领域 推荐采用的物性数据库
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。
第3章Aspen物性方法资料
BWR-LS
BWR Lee-Starling
LK-PLOCK
Lee-Kesler-Plöcker
基于PR方程的物性方法
PR-BM
Peng-Robinson with Boston-Mathias alpha function
PRWS
Peng-Robinson with Wong-Sandler mixing rules
UNIFAC
UNIF-DMD
Dortmund-modified UNIFAC
UNIF-HOC
UNIFAC
UNIF-LBY
Lyngby-modified UNIFAC
UNIF-LL
UNIFAC for liquid-liquid systems
汽相逸度系数
Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave
RKSMHV2
Redlich-Kwong-Soave with modified Huron-Vidal mixing rules
RK-ASPEN
Redlich-Kwong-ASPEN
RK-SOAVE
Redlich-Kwong-Soave
RKS-BM
Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias alpha function
第3章 物性方法
物性方法
3.1 Aspen Plus数据库 3.2 Aspen Plus中的主要物性模型 3.3 物性方法的选择 3.4 定义物性集 3.5 物性分析 3.6 物性估算 3.7 物性数据回归 3.8 电解质组分
3.1 Aspen Plus数据库
aspenplus教程(上)
输入模块参数
REACTOR模块
2.3 输入数据
完成后单击 NEXT按钮
本题输入 反应器压降为0.1 热负荷为0
定义反应
2.3 输入数据
在Blocks∣REACTOR∣Setup∣Reactions页面，点击左下角的New
出现Edit
• Lee方程、PR方程、RK方程
活度系数模 型
• Pitzer、NRTL、UNIFAC、UNIQUAC、VANLAAR、 WILSON
特殊模型
• AMINES、BK-10、STEAM-TA
3.2 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。
ASPEN-PLUS教程
第1章 绪论
作者：毕欣欣 孙兰义
绪论
• 1.1 化工过程模拟
化工过程模拟简介 化工过程模拟的功能 化工过程模拟系统的构成
• 1.2 Aspen Plus软件
Aspen Plus简介 Aspen Plus的主要功能
1.1 化工过程模拟
• 化工过程模拟简介
• 实质：使用计算机程序定量计算一个化学过程中的 特性方程
物性方法
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 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
3.1 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、INORGANIC、 系统数据库 BINARY等数据库
ASPEN_PLUS
物性方法和模型描述
热力学性质 传递性质 焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等 粘度、热导率、表面张力、扩散系数等 用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法
状态方程物性方法 与煤相关应用 逸度系数物性方法 专用系统物性方法
方法分类
理想物性方法
推荐的物性方法 SOLIDS
常用推荐方法
煤的粉碎，研磨
Aspen Plus 讲 义
ASPEN PLUS简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍
通过实例介绍如何建立模拟模型
模型分析工具使用的基础
ASPEN PLUS 简 介
流程模拟——使用计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。 基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。 Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、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。
•SCFRAC 简算法多塔精馏 •PETROFRAC 石油炼制分 馏塔
单元操作模型及其主要功能
固体处理器 用户模型 流控制器
•USER 有限进出流股
•MULT 乘法器
•DUPL复制器 •CLCHNG 流股复类器 •SELECT 物流选择器
•USER2 无限进出流股
•HIERARCHY 分层结构
•ANALYZER 物流分析器
ASPEN PLUS的优势
可以模拟电解质系统
许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性 盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收 等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度 系数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这 些模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。 电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质 的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组 分性质； 模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以 用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪 蒸和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。
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。
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
物您的下载 特赠送精品文章
《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模拟物性数据分析 55页PPT文档
交互生成物性分析—纯组分
• 确认set up(设定), component(组分), properties( 性质)规定已经完成
• 在tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择 property,再选择pure.
第8页
交互生成物性分析-纯组分
第20页
交互生成物性分析--二元系统物性
第21页
交互生成物性分析--二元系统物性
第22页
气液平衡基础 ----物性方法
第23页
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
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
第52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
第4页
交互生成物性分析
Tool/analysis/ property/pure,binary,residue….
纯组分物性 • 二元系统物性 • 三元系统的三元共沸曲线图 • 物流物性,为生成物流物性,必须定义至少
一个物流
第5页
交互生成物性分析—纯组分
• 确认set up(设定), component(组分), properties(性质)规定已经完成
第9页
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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 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
第 30 页
计算类型
第 31 页
第 32 页
第 33 页
第 34 页
第 35 页
第 36 页
计算值与流量无关
第 37 页
第 38 页
单击鼠标右键
第 39 页
说明域
第 40 页
第 41 页
例3-1 计算结果
结果可以导入EXCEL表格
第 42 页
3.4.1 ASPEN PLUS的物性分析功能 例3-2：采用ASPEN PLUS分别计算在25℃、 35℃和45℃下不同质量浓度甲醇水溶液（甲 醇含量从0~100%范围内变化）的密度，热力 学计算方法选择NRTL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）
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 24 页
Prop-Sets 中包括的物性
物性集中通常包括的物性有:
VFRAC - 物流气体摩尔分率 BETA -在第二液相中的液体分率 CPMX -混合物恒压热容 MUMX - 混合物粘度
可用的性质包括:
混合物中组分的热力学性质 纯组分热力学性质 传递性质 电解质性质 与石油有关的性
计算高温、高压、接近临界点混合物 及在高压下的液-液分离的体系。（如 乙二醇气体干燥、甲醇脱硫及超临界 萃取）
第 16 页
液体活度系数性质方法
液体活度系数模型 汽相状态方程
NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN LAAR WILSON
理想气体定律 Redlich-Kwong
第 18 页
常用选项集
状态方程物性方法
PENG-ROB RK-SOAVE
活度系数物性方法
NRTL UNIFAC UNIQUAC WILSON
第 19 页
如何选择热力学方法
第 20 页
选择物性方法
物系中含有水、醇、醚(NRTL、UNIFAC、 WILSON) 物系中不含水、醇、醚(RK-SOAVE、PENG-ROB、 PSRK) 炼油系统(BK10、CHAO-SEA、GRAYSON） 纯水或纯蒸汽系统用STEAM-TABLE
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
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）
2、用于石油混合物的性质方法：BK10、 CHAO-SEA、GRAYSON
3、针对石油调整的状态方程性质方法： PENG-ROB、RK-SOAVE
用于炼油(如原油塔、减压塔和乙烯 装置的部分工艺过程）
物性估算是估算物性模型所需参数的一个系 统。它可以用来估算：
纯组分的物性常数 与温度相关的模型参数 Wilson、 NRTL 和 UNIQUAC 方法的二元交互 作用参数 UNIFAC方法的基团参数
估算是以基团贡献法和对比状态相关性为基 础的。 可以把实验数据引入估算中。
第 49 页
注意：物性方法选择完后，如果涉及到二元交 互作用参数，要到参数表上看一下参数是否存在。
第 21 页
如何建立物性
选择一个物性方法
检查参数/获得其它参数
确认结果
创建流程
第 22 页
步骤
1. 选择物性方法 -根据下列条件选择一个物性方法： 模拟中存在的组分 模拟的操作条件 对于组分可得到的数据和参数 2 检查参数 - 确定在Aspen Plus 数据库中可用的参数 获得附加参数 (必要时) - 所需的参数可以通过下列途径 获得 查找文献 实验数据回归 (数据回归) 物性常数估算 (物性估算) 3. 确认结果 - 通过下列方法来检验对物性方法和所用物性数 据的选择是否正确 物性分析
5千个纯组分、4万个二元交互参数、5千个 二元混合物 离子种类、二元交互参数、离子反应所需 数据 25万多个混合物实验数据的DETHERM数 据库接口和与In-house（内部）数据库接口 用户数据库
第 3 页
系 统 数 据 库
PUREXX 数据库
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。
第 6 页
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 代号 PLXANT CPIG DHVLWT RKTZRA DHLCAT PLCAVT VLCVT1 VLSTD WATSOL 参数个数 9 11 5 1 1 4 1 3 5
COLUMN
5000 lbmol/hr 丙酮：10 mole % 水：90 mole %
BTMS
规定: 丙酮回收率为99.5 mole %
理想方法
预计所需理论级 大约费用（美元） 11 520,000
状态方程方法
7 390,000
活度系数模型方法
42 880,000
第 11 页
3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型
第 27 页
物性数据输出
Property Sets按钮指定物性集名，该物性集含 有对每一个物流都要报告的附加性质
第 28 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
1.ASPEN PLUS的物性分析(Property Analysis) 2. ASPEN PLUS的参数估值与数据回归(Data Regression) 3. ASPEN PLUS的物性估算 (Prop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
（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。 （4）其他专用模型参数，如UNIFAC模型的官能团信息。
第 50 页
1.定义分子结构
用通用法定义异丁醇的分子结构
勾画出该分子的结构，然后给每个原子编号， 忽略氢原子。
C1 C3 C2
第 51 页
C4
O5
定义分子结构的示例
转到Properties Molecular Structure对象管理器中， 选定该组分，然后选择Edit命令。
在Properties Molecular Structure General 页上，按 照其连接顺序描述分子，一次描述两个原子。