利用aspen-plus进行物性参数的估算
Aspen+物性估教程材料
物性估计
物性输入
选择物性估计选项
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1）输入新建组分名称。
（2）点击User Defined。
（3）输入分子式。 需要输入分子量，沸 点，分子结构，蒸汽压 和理想气体热容。
（4）点击next。
输入分子量，注意在反应过 程中会影响Mass balance!
温度相关参数
输入
用户定义参数
输入临界温度和汽化焓数据
输入粘度数据
（1）将文件保存为TBMX.bkp文件 （2）新建一个流程模拟文件 （3）Import （导入）TBMX.bkp文件
点击性质选项 替代 合并
忽略
所有性质估算 均已设定 完成
END
选择物性方法
设置参数估计
TB 沸点；TC 临界温度； PC 临界压力； VC 临界体积； ZC 临界压缩因子 DHFORM生成热； DGFORM生成自由能；OMEGA 偏心因子；DELTA 溶解度 参数； UNIQUAC 方程参数；PARC 等张比容； DHSFRM 固体生成热。。。
Unifac参数 两元体系参数
沸点，可参考 Chemdraw的结果，也 可以从文献上来。
在Chemdraw中作图，另存为后缀为mol文件。
另存为后缀为mol文件。
用Chemical offcie中的 ChemDraw计算化学性质。
导入分子结构式
点击键计算
确定
计算结果检查 及更改
其他可添加数 据
计算完成
新建一个物性估算方法
aspen 求解物性参数
求混合物的比容：v=m 3/mol在Aspen 中求比容，可以考虑利用v=体积流量/摩尔流量。
选择压缩机作为模拟的模块。
选择等熵压缩，设置出口压力只要稍高于进口压力就可以了。
例如：求取630kmol/h 的CO ，1130kmol/h 的H2O ，189Kmol/h 的CO2和63Kmol/h 的H2组成的混合物在1atm 和500K 下的比容。
用RK 方程。
根据上面的结果就可知进料的体积流率是82443.568m 3/h,摩尔流率是2012Kmol/h 。
那么计算比容=382443.56840.976/2012m kmol 。
求进料物流中气相分率：选择flash 作为模拟的模块，在设置flash 参数时，要求温度与压力都与进料物流的一致，这样在flash 中的就只进行单纯的气相与液相的分离，而不会发生气相进入液相或液相进入气相的情况，这样就可以根据flash 出口物流中的气液组分得到进料的气相分率等情况。
例如：在180F 及70psia 时，进料物流中丙烷、正丁烷、正戊烷、正辛烷的摩尔分率是0.1、 0.3、0.4 、0.2。
例如：下列物流离开精馏塔，其状态是138psia和197.5F。
如果压力被降低（绝热）到51psia，气相分率和温度是多少。
（提示在flash2前放一个阀，由阀的阻。
求解化学反应平衡时的各组分的多少：选择RGibbs反应器，只要将出口的温度与压力设置好就可以知道该条件下达到化学平衡时的各组分的量。
只要利用该方法计算的结果求出平衡常数K，与实际的常数作比较就可以了。
例如：水煤气变换制氢的化工过程222CO H O CO H+⇔+，在平衡时222co Hco H Oy yKy y=，由热力学数据给出500k时，K=148.4，按照化学计量比进料，求化学反应达到平衡时的平衡组分。
根据最后的反应结果计算K=0.9210.921135.91430.0790.079⨯=⨯，与给定的结果有些差别。
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推荐使用的物性计算方法
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
(Substituted) hydrocarbon stripping
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
Acid gas stripping from
Terephthalic acid
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
(with dimerization in acetic acid section)
Application
Recommended Property Methods
Azeotropic separations
Application
Recommended Property Me
Oil
PR-BM, RKS-BM (combustion databank)
Steam cycles
Compressors
Turbines
STEAMNBS, STEAM-TA
Application
Recommended Property Methods
Synthesis gas
PR-BM, RKS-BM
Coal gasification
PR-BM, RKS-BM
Coal liquefaction
PR-BM, RKS-BM, BWR-LS
Application
Recommended Property Methods
Alcohol separation
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
Aspen Plus对不同应用领域推荐使用的物性计算方法
Coolant
STEAMNBS, STEAM.TA
Application
Recommended Property Methods
Mechanical processing:
Crushing
Grinding
Sieving
Washing
SOLIDS
Hydrometallurgy
ENRTL-HF
Application
Recommended Property Methods
Size reduction crushing, grinding
SOLIDS
Separation and cleaning sieving,
cyclones, precipitation, washing
SOLIDS
Combustion
PR-BM, RKS-BM (combustion databank)
Acid gas absorption with
Methanol (RECTISOL)
NMP (PURISOL)
PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR
Primary fractionator
CHAO-SEA, GRAYSON
Light hydrocarbons
Separation train
Quench tower
PENG-ROB, RK-SOAVE
Aromatics
BTX extraction
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their ariances
(Substituted) hydrocarbon stripping
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。
利用aspen-plus进行物性参数的估算
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 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。
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培训教程 第二讲 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(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）。
henrycomponentscomponents大类下的大类下的interaction目录目录亨利组分亨利组分22亨利组分亨利组分33电解质组分电解质组分11如果系统包含水和在水中会发生如果系统包含水和在水中会发生电离的电解质电离的电解质electrolytes电离的电解质电离的电解质electrolyteselectrolyteselectrolytes我们则需我们则需我们则需我们则需利用电解质向导利用电解质向导elecelecwizardwizard来帮助我来帮助我们生成可能发生的各种电离反应和生成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
物性集合
(2)
物性集合
(3)
物性集合
(4)
物性集合
(5)
报告选项 (1)
如果希望在输出结果中包含所需 的物性数据，则可在全局设置大类下的
报告选项子类下(Report Options)予以
定义。
报告选项 (2)
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 5.1 kmol/m3，氯化氢 2.2 kmol/m3，20 C， 1.5 bar)混合。 求混合后的流股温度、组成和pH 值。
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。
aspen物性估算
Wilson 方程（用于完全互溶系和非理想溶液的汽-液平衡）、NRTL 方程
方程（可用于互溶和部分互溶物系
液-液平衡）、UNIQUAC 方程和 UNIFAC 方程（可用于极性和非极性多元
混合物系的汽-液和液-液平衡）。
Wilson 方程：
Wilson 方程运用局部组成方法，
Wilson 方程的主要缺点是不能用于部分互溶的系统，也不能用于液 -液相平衡。 UNIQUAC 方程：
物质 r q(q')
物质 r q(q')
四氯化碳 3.33 2.82
甲乙酮 3.25 2.88
氯仿 2.70 2.34
二乙胺 3.68 3.17
甲酸 1.54 1.48
B-W-R 方程有 8 个常数，对气、液态烃类都能准确地预测。
常数
取决于物质本身。
Lee-Kesler 方程：
Lee 和 Kesler 应用对比状态原理将 B-W-R 方程转变为通用形式，它
可以估算包括非烃类在内的许多化合
物的性质。对所有化合物，除了临界性质和偏心因子以外，仅需一组常
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。
基于AspenPlus物性分析计算甲醇水溶液凝固点_刘光明
（ 6 ） 计算， 否则的话需要由经验关联式计 算， 例如 ChaoSeader 模型、 GraysonStreed 模型等。
l ， v ， l ， l * ， l fi * ， = φ* （ T， p* ） p* θi i i i
ln γ i T
（ 14 ）
Vol． 41 No． 6 Jun． 2013
基于 Aspen Plus 物性分析计算甲醇水溶液凝固点
刘光明，王伟鹏
（ 西北化工研究院设计所 ，陕西 西安 710054 ） 摘要：探讨了气液固多相平衡的机理 ， 利用活度系数法计算各相热力学性质 ， 采用 Aspen plus 物性分析计算不同浓 将计算结果与手册值进行比较 ， 结果表明： 模拟计算结果与手册值较为接近 ， 在工程误差 度的甲醇水溶液凝固点 ， 可以用 Aspen plus 物性分析计算甲醇水溶液凝固点 。 允许的范围内， 关键词：Aspen plus； 物性分析； 甲醇水溶液； 凝固点 中图分类号：TQ 026． 5 文献标识码：A 9954 （ 2013 ） 06006303 文章编号：1005DOI：10． 3969 / j． issn． 10059954． 2013． 06． 015
（ 2） （ 3） （ 4）
fi = x γ f
1030 收稿日期：2012Email： liuguangming86@ 126． com。 作者简介：刘光明（ 1986—） ， 男， 硕士， 助理工程师， 主要从事化工工艺设计计算方面的研究， 电话： 15094059079，
· 64·
化学工程 2013 年第 41 卷第 6 期
因此气液固多相相平衡方程可以表述为 l1 * ， l l2 * ， l s1 * ， s x l1 = x l2 = …… = x s1 i γi fi i γi fi i γi fi
10 物性参数估算
估计受温度影响的物性
使用Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数) （1）在T-Dependent 页中选择要用Property列表框估计的参 数，在Component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。
（1）单击Pure Component(纯组分)页 （2）在Pure Component 页中选择要用Parameter(参数)列表
框估计的参数 （3）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 （4）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。
第20页
估计受温度影响的物性
使用Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数) （3）如果有对应温度数据的实验物性，将其输入到Properti es /Data/ Pure-Comp(性质数据纯组分)窗口。如果结合实验 数据和估计值通过选择Use Data 复选框，可以在Weight(权 重)栏中设置，实验数据的权重对于估计值权重相对为1.0。
第8页
使用一般方法确定分子结构
当使用一般方法描述化合物的原子和键时ASPEN PLUS 自动生成用于特殊运行估计方法的所需的官能团。 （1）在纸上画出分子结构. （2）给每个原子设一个号不包括氢原子号必须是连续 的从1 开始. （3）在/Property单击Molecular Structure(分子结构) （4）在Molecular Structure/Object Manager中选择要 规定其分子结构的组分号，然后单击Edit(编辑),在Gen eral(通用)页中由其连接方式定义分子,一次一对原子。 原子号和原子类型在窗口底部相应的列表中。
ASPEN PLUS的物性方法和模型(ppt 15页)
物性推算（1)
输入化合物组份
输入已知的物性
第 13 页
物性推算（2)
结构输入
结果
第 14 页
Margules for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules
第9页
物性的查询
运行tool中的检索参数结果
第 10 页
参数的输入
第 11 页
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
C VAN
LAAR WILSON
汽相状态方程
理想气体定律 Redlich-Kwong
Redlich-KwongSoave
NothnaΒιβλιοθήκη el Hayden-O Connell HF状态方程
第5页
如何选择热力学方法
第6页
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。
书山有路勤为径学海无涯苦作舟书到用时方恨少事非经过不知难2020年4月12日星期日aspenplus的物性方法和模型书山有路勤为径学海无涯苦作舟书到用时方恨少事非经过不知难31aspenplus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书山有路勤为径学海无涯苦作舟书到用时方恨少事非经过不知难物性模型书山有路勤为径学海无涯苦作舟书到用时方恨少事非经过不知难状态方程模型?11ideal理想状态性质方法?22用于石油混合物的性质方法
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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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。
估算结果自动写入到窗体文件中其模拟结果如下：Propertyname Parameter Estimatedvalue Units MethodMV 134、1756 FORMULA MOLECULAR WEIGHT分子量TC627.594188K JOBACK CRITICAL TEMPERATURE临界温度PC3318184.71N/SQM JOBACK CRITICAL PRESSURE临界压力VC0.4265CUM/KMOL JOBACK CRITICAL VOLUME临界体积ZC0.27121482DEFINITI CRITICAL COMPRES.FAC临界压缩因子177504.906J/KMOL-K BENSON IDEAL GAS CP AT 300 K理想气体CPAT 500 K264294.092J/KMOL-K BENSONAT 1000 K386292.527J/KMOL-K BENSONDHFORM-564698000J/KMOL BENSON STD. HT.OF FORMATION标准吉布斯自由能STD.FREE ENERGY FORMDGFORM -347180000J/KMOL JOBACK标准吉生成热101318.723N/SQM RIEDELV APOR PRESSURE A T TB蒸汽压AT 0.9*TC1080313.99N/SQM RIEDELAT TC3318184.71N/SQM RIEDELOMEGA0.92834051DEFINITI ACENTRIC FACTOR偏心因子DHVLB53706714.1J/KMOL DEFINITI HEAT OF VAP AT TB汽化焓LIQUID MOL VOL AT TBVB0.10949498CUM/KMOL GUNN-YAM 液体mol体积DELTA25451.023(J/CUM)**.5DEFINITI SOLUBILITY PARAMETER溶解度参数UNIQUAC R PARAMETERGMUQR 5.29070534BONDI UNIQUAC R参数GMUQQ 4.612BONDI UNIQUAC Q PARAMETERUNIQUAC Q参数PARC325.3PARACHOR PARACHOR等张比容LIQUID CP A T 298.15 K291996.108J/KMOL-K RUZICKA 液体AT TB443532.586J/KMOL-K RUZICKA2与温度相关的纯组分物性参数的估算利用aspen plus对乙基2-乙氧基乙醇与温度相关的纯组分物性参数的估算，过程与纯组分物性参数的估算过程一样，只是在过程中选择Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数)，计算受温度影响的物性的参数。
其操作过程与纯组分物性参数一样，在组分物性结果点击T-Dependent，可以看到温度相关的物性参数：其模拟结果如下：PropertyNameIDEALGASHEATCAPACITY 理想气体热容ParameterCPIGEstimatedvalue-19911.799819.051095-0.58971050.00017686UnitsK,J/KMOL-KMethodBENSONV APOR PRESSURE饱和蒸汽压HEAT OF V APORIZATION 汽化焓MOLAR VOLUME气体mol体积V APOR VISCOSITY气相粘度LIQUID VISCOSITY液相粘度LIQTHERMCONDUCTIVITY 液体热传导率LIQUIDSURFACETENSION 表面张力PLXANTDHVLWTRKTZRAMUVDIPMULANDKLDIPSIGDIP280110036029.227.96888681.5118.489262-12614.567-13.029219.1373e-186468.15627.59418853706714.1468.150.40716453-0.5807282468.150.203967542.9389e-080.941960542801100-13.5219952749468.15470.695641-5.32698790.04237204-0.00012281.5744e-07-7.585e-11468.15621.3182460.093397831.222222225.3646e-10-6.037e-10K,N/SQMK,J/KMOLK,N-SEC/SQMK,N-SEC/SQMK,WATT/M-KK,N/MRIEDELDEFINITIGUNN-YAMREICHENBORRICK-ESATO-RIEBROCK-BILIQUID HEAT CAPACITY 液体热容CPLDIP2.3707e-10468.15615.042305284003.707-523.819951.84681065258.88695468.15J/KMOL-K RUZICKA以上为乙基2-乙氧基乙醇的纯组分参数及与温度相关的纯组分参数的计算过程，由于这些参数在物性数据库中都没有包含，而且都很难查询到。
此时可以通过输入标准沸点TB，利用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分常量进行估计，得到临界温度、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、蒸汽压等纯组分参数；用Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数)对纯组分常量进行估计,就可以得到乙基2-乙氧基乙醇的理想气体热容、饱和蒸汽压、汽化焓、气体摩尔体积、气相粘度、等纯组分与温度相关的纯组分物性参数。
3 二元交互作用参数物性常数的估算在气液平衡计算过程中，物质间的二元交互作用参数手算过程计算量很大，通常用的方法有：二元Van Laar方程、Wilson方程、NTRL方程以及预测液体混合物的活度系数所用的集团贡献法等，而且有些过程的计算量特别大，甚至很难得到。
此时，利用aspen plus 的二元交互作用参数物性常数的估算功能显得尤为方便。
本章以乙基2-乙氧基乙醇的水溶液为例来说明aspen plus 的二元交互作用参数物性常数的估算功能, 使用Estimation Binary Input(估计二元输入)进行二元参数估计，在properties中选用UNIFCA为计算方法，然后输人分子结构。
自定义新物质乙基2-乙氧基乙醇后，再引入第二组分—水,在Gageneral标签或Formula标签中输入分子结构和已知的物性常数，进行模拟估算。
具体过程如下：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-乙氧基基乙醇组分，将其Component ID为DIMER4、引入第二组分H2O5、在Properties/Molecular Structure -Object Manager上，选择DIMER6、在Gageneral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构7、转到Properties/Parameters/Pure Component Object Manager上，点击“NEW”点击“NEW”，然后创建一个标量（Scalar）参数TB-18、Properties/Pure Component，选定TB-1输入DIMER和H2O的标准沸点（TB）195℃、100℃9、在properties页选择估计选项。