利用aspenplus进行物性参数的估算
Aspen模拟不常见物质的物性估算
Aspen模拟不常见物质的物性估算
杨晓东
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2022()20
【摘要】利用Aspen Plus软件提供的物性估算功能,计算丙烯酸叔丁酯的物性,从而模拟分离、提纯过程,确定工艺条件,得到理想的产物结果。
【总页数】3页(P51-53)
【作者】杨晓东
【作者单位】道恩特种弹性体材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ334
【相关文献】
1.物性估算在ASPEN PLUS软件中的应用
2.应用ASPEN模拟氨合成回路的物性方法分析
3.Aspen 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
4.Aspen Plus模拟研究双流化床生物质气化及二氧化碳捕获
5.不常见的宠物性传染病
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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
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
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。
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。
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。
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。
基于AspenPlus物性分析计算甲醇水溶液凝固点_刘光明
l
s
式中: H i
* , s
E, s 为在温度 T 下的纯组分固体焓; H m 为 E, s
度系数; f i
* , l
过剩固体焓; 过剩固体焓 H m 通过式 ( 14 ) 与活度系 数关联:
[1 ]
现生产故障或者设计失败, 造成不必要的损失。 虽然在手册中可以查到很多种类的不同浓度的 溶液凝固点, 但如果能用化工模拟软件 Aspen Plus 去查询想要的数据将会更加方便和实用 。本文以甲 醇水溶液为例, 利用 Aspen Plus 物性分析估算不同 浓度的甲醇水溶液在 100 kPa 下的凝固点, 从而为 。 溶液凝固点计算提供一个思路 1 气液固多相平衡机理
[2 ]
分析, 定义全局及组分; 由于水及甲醇均为极性物系, [ 3 ] Sets 因此选择的物性方法为 NRTL 模型 , 在 Prop里面新建一个物性集并命名, 也可使用默认代号, 选 TFREEZ , Aspen Plus 择物性 在 物性中有多个凝固点 FREEZER 等, 参数如 FREEZEPT, 但这二者均是指 out temperatures 也即 石油混合组分凝固点, 与 freezeTFREEZ 有很大区别。建立一个物性分析, 定义起始 压强 100 kPa, 变量为甲醇的质量分数, 温度 - 200 ℃ , 数值为 0—1, 增量为 0. 1, 在 Tabulate 中将我们新建 Aspen 物性中推荐的求 的物性集选中并导出。另外, 固体逸度( PHIS) 路径( Route) 为 PHIS06, 该路径使用 的默认模型为 PHS0LIQ, 该模型是根据液体逸度和固 体熔化热求取固体逸度, 而固体熔化热则是由基准温 度计算得到, 基准温度则是由物性 TFREEZ 规定。对 于液相系统, 在主要物性选项中选择同样的液相逸度 模型也即 PHIL06 计算液相的逸度。该项的设置是在 Advanced—Routes 树下, 新建一个 Routes 并命名, 选 择物性名称为 PHIS, 规定固体路径为 PHIS06, 液体路 径为 PHIL06, 同时更改物性方法 NRTL 的默认 PHIS 路径为新建的路径名称, 如图 1—2 所示。运行 Aspen Properties, 可以在物性分析中查看结果。
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。
6-纯物质物性估计
Aspen-Plus用于纯物质物性估计ASPEN PLUS软件中带有5000多种纯化合物的物性数据库,其中包括离子种类、二元交互参数、离子反应所需数据等,提供了很多物性方法,且为不同的应用推荐了不同的方法。
数据库中纯组分参数的主要数据源包括与状态无关的固有属性,如分子量等;标准状态下一定相态的属性,如标准生成热等;一定状态下的属性,如热熔、粘度等和其他专用模型参数。
这些参数是ASPEN PLUS模拟过程中必不可少的基本参数,但在实际科研过程中经常遇见物性数据库中没有的化合物,因此需要采用ASPEN PLUS中的Properties Estimation功能来估算这些物质的物性。
脱氢醋酸是乙酰乙酸甲酯生产过程中的副产物,在模拟乙酰乙酸甲酯精馏过程中需要用到脱氢醋酸的物性参数,而ASPEN PLUS物性数据库中没有脱氢醋酸的物性参数,在此采用Properties Estimation功能来估算脱氢醋酸的物性,并将估算出来的物性用于流程模拟中。
2、物性估计所需条件(1)分子结构:可以用chemwin等分子结构软件作图导入,或者使用UNIFAC官能团编号代码从ASPEN手册上查找。
脱氢醋酸分子式:HCCOC CHCOCH3CO CH3O(2)分子量:脱氢醋酸分子量为168.15。
(3)沸点或者饱和蒸气压:脱氢醋酸沸点270℃。
3、物性估计选择物性估计,将Run type改成Properties Estimation,定义物性组分后导入脱氢醋酸分子结构,输入相应参数,包括分子量、饱和蒸汽压或沸点,模拟得到以下结果。
表1 与状态无关的固有属性对表1的估算结果进行如下讨论:(1)临界温度、临界压力、临界体积、理想气体热熔上述四种物性是用Joback方法进行估算的,该方法是建立在Lydersen方法基础上的,唯一例外是它使用一个更大的数据库和具有更少的官能团。
Joback 测试了大约400 种有机化合物平均相对误差和平均误差均较小。
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。
Aspen plus分析混合物露点、热容、平均分子量的方法
Aspen分析混合物露点、热容、平均分子量的方法首先,打开软件,进入物性分析
(1)点“next”图标,进入下一步
(2)此界面继续点“next”
(3)输入各组分物质,后点下一步。
(4)选择计算方法。
选择“PENG-ROB”,点下一步;
(5)出现一个界面,再点下一步
(6)出现如下界面,点确定
(7)出现如下界面,先别急,等下再回来完成此步。
(8)点下面的prop-sets,(因为要分析哪些物性,需要我们自己来设定)
(9)选择new,点OK
(10)选择cpmx等相关物性
CPMX:混合物恒压热容
TDEW:混合物某压力下的露点
MWMX:混合物的平均分子量
(11)选好后,点next,点“new”。
出现如下界面,这是刚才第7步出现的界面。
(12)输入各组分的含量。
(虽然单位是kmol/h,我们所模拟的这些参数只需要知道各组分的比例就可以得出了。
不管怎么输,只要比例正确就可以了)
Next
从180度开始,到250度结束,每隔5度计一个点(13)把刚才选择的物性,添加到结果列表中。
(14)运行后,点results,查看结果
(15)结果
注:CPMX:混合物热容。
只要压力、温度、组分含量任意一个改变,此数据就要重算。
TDEW:某压力下的露点。
压力、组分含量任意一个改变,此数据就要重算。
MWMX:混合物平均分子量。
只和组分含量相关。
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利用aspen-plus进行物性参数的估算————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ1 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AspenPlus 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aspenplus软件的Estimation Input PureComponent(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DataBrowser 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 Estimat ion3、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-ObjectManager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Estimationallmissing 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:PropertynameParameterEstimatedvalueUnits MethodMOLECULARWEIGH T分子量MV134、1756 FORMULACRITICAL TEMPERATURE临界温度TC627.594188KJOBACKCRITICAL PRESSURE临界压力PC3318184.71N/SQM JOBACKCRITICAL VOLUME临界体积VC0.4265CUM/KMOLJOBACKCRITICAL COMPRES.FAC临界压缩因子ZC0.27121482DEFINITIIDEAL GASCP AT300 K理想气体CP177504.906J/KMOL-K BENSONAT500 K 264294.092J/KMOL-KBENSONAT1000K386292.527J/KMOL-K BENSONST D.HT.O F FORMATION标准吉布斯自由能DHFORM-564698000J/KMOL BENSONSTD.FREEENERGYFORM标准吉生成热DGFORM -347180000J/KMOL JOBACKVAPORPRESSURE ATTB蒸汽压101318.723N/SQMRIEDELAT 0.9*TC 1080313.99N/SQM RIEDELA T TC3318184.71N/SQM RIEDELACENTRIC FACTOR 偏心因子OMEGA0.92834051DEFINITIHEAT OFVAP AT TB汽化焓DHVLB53706714.1J/KMOL DEFINITILIQUID MOL VOL AT TB液体mol体积VB0.10949498CUM/KMOLGUNN-YAMSOLUBILITY PARAMETER溶解度参数DELTA25451.023(J/CUM)**.5DEFINITIUNIQUAC RPARAMETERUNIQUAC R参数GMUQR 5.29070534BONDIUNIQUAC Q PARAMETERUNIQUAC Q参数GMUQQ 4.612BONDIPARACHOR等张比容PARC325.3PARACHORLIQUIDCP AT298.15 K液体291996.108J/KMOL-KRUZICKAAT TB443532.586J/KMOL-KRUZICKA2与温度相关的纯组分物性参数的估算利用aspenplus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-Dependen t(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ParameterCPIGEstimated value-19911.799819.051095-0.58971050.00017686UnitsK,J/KMOL-KMethodBENSONV APORPRESSURE饱和蒸汽压HEATOFVAPORIZATION汽化焓MOLARVOLUME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PLXANTDHVLWTRKTZRAMUVDIPMULANDKLDIP0280110036029.227.96888681.5118.489262-12614.5670-13.029219.1373e-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-11468.15K,N/SQMK,J/KMOLK,N-SEC/SQMK,N-SEC/SQMK,WATT/M-KK,N/MRIEDELDEFINITIGUNN-YAMREICHENBORRICK-ESATO-RIELIQUIDSURFACETENSION表面张力LIQUID HEAT CAPACITY 液体热容SIGDIPCPLDIP621.3182460.093397831.222222225.3646e-10-6.037e-102.3707e-1468.15615.042305284003.707-523.819951.84681065258.88695468.15J/KMOL-KBROCK-BIRUZICKA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EstimationInput 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 InputT-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。
ﻬ3 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EstimationBinaryInput(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/Setupﻬ2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Esti mation3、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。