第二讲 组分、物性及物性计算模型
精品物性估算原理 第2章热力学的关系与物性
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2020/3/22
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2.2.4汽化热估算实例
[例2-2] 求苯乙酮在500K下的汽化焓，已知苯乙酮的
M12.105
0.42
Pc 38.50bar Tc 70K1
Zc 0.25
Tb 47.49K
(详解见教材)
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2.1 纯物质蒸气压的计算
2.1.1 Clapeyron方程
Clapeyron方程式为
d dT P(RT2 /H PV)ZV
(2-1)
或
dlnP HV d(1/T) RZV
(2-2)
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2.1.2纯物质蒸气压方程 1)Clausius-Clapeyron蒸气压方程
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2.3 偏心因子的求算
➢定义：K.S.Pitzer于1955年提出一个物质特性参数，名 为偏心因子，其定义为
loP rg (T r0 .7 ) 1 .000
式中,Pr(Pr =0.7)是对比温度为0.7时的对比饱和蒸气压。 ➢用途 (见教材) ➢估算
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a.若蒸气压按Clausius-Clapeyron方程表达，则可得 Edmister方程
ln P A B T
式中
B H V RZV
2)Rankine蒸气压方程（也称Rankine-Kirchoff方程）
在正常沸点以下，ZV随温度的变化较小（近似于常数）， 而HV近似于温度的直线函数，即
HV abT
物理化学课件二组分相图相图
t 一定 l (A+B)
pB*
nG BnB Ln总 B
nGxG + nLxL = (nG + nL) xM
L
M G
得
nL xGxMMG推导 nG xMxL LM
或 nLLM nGMG
pA*
g (A+B)
杠杆规则: 两相的物质的量之比反比 于系统点到两个相点的线段的长度.
A
xL xM xG nL nM nG
力 -组成图
•
(点•击H2这O(里A)).-
C2H5OH
(B)系统的压力-组成图
21
具有最大负偏差系统的压力-组成图
p/102kP
a
1.1 t =
1.0 55.1℃ xB(L) =
0.36
pB*
l
0.9
pA* 0.8 p= 00..775×105Pa
0.6 0.0 0.2
CHCl3(A)
g
xB(G) =
p
系统点
t 一定 l (A+B)
L
M G
• 系统点: 表示系统总状态( pB* 总组成)的点(例如M点);
•结相线点:表示各个相的状态的点( 只有一个相时,系统点就是相 点) (例如L、G点).
• 结线: 两个平衡相点的连结
pA*
线。
g (A+B) 相点
A
xL xM xG nL nM nG
xB
既是系统点又是相点
8
相点 液相线
Hale Waihona Puke 系统点• 点, 线, 区的含义及
各状态下自由度数
; • 会读系T一统定总组成
与相组g成p; yA yB
第2章 物性计算及组分数据库
第2章物性计算及组分数据库 (1)2.1相平衡常数K的计算 (1)2.1.1 溶液分类 (1)2.1.2 相平衡常数K的计算 (7)2.2焓的计算 (16)2.3传递性质的计算 (18)2.4从标准数据库查询物性 (18)2.4.1 常规物性查询 (19)2.4.2 库方程查询 (27)2.4.3 二元交互作用参数查询 (30)2.4.4 相平衡曲线的绘制 (31)2.5用户自定义组分 (34)2.5.1 新组分输入及其物性估算 (34)2.5.2复制一个组分并定义其物性 (40)2.5.3 用户组分数据文件的存储位置 (44)2.5.4 利用中间文件导入新组分物性数据 (44)2.5.5 纯组分数据回归 (66)2.6蒸馏曲线数据输入 (68)2.7CHEMCAD中固体的处理 (70)习题 (71)第2章 物性计算及组分数据库本章概要介绍CHEMCAD 的物性计算方法，包括相平衡常数K 的计算、焓的计算、各种传递性质的计算等，大部分计算方法没有给出数学模型，主要是出于篇幅的考虑，再有，有关的详细资料用户可在CHEMCAD 的帮助文件中或有关热力学专著、科技论文中找到。
本章还介绍了CHEMCAD 丰富的热力学数据库，主要介绍利用数据库进行物性查询、绘图以及物性估算、用户组分处理等技术。
2.1 相平衡常数K 的计算2.1.1 溶液分类CHEMCAD 的热力学系统将溶液分成5类：理想溶液、正规溶液、极性或高度非理想性溶液、特殊类型溶液和气相缔合溶液。
2.1.1.1 理想溶液如果某种溶液中各组分的偏摩尔体积与相同温度、压力下的纯组分体积相同，那么，这种溶液就称为理想溶液。
苯和甲苯在常温常压下的液体混合物就是一种典型的理想溶液，低压或常压下的气体混合物大多为理想溶液，某些气体混合物即使在高压下也可看作理想溶液。
理想溶液具有以下特征：1遵守Lewis-Randall 定律 i i i f x f = (2-1)式中i f 是纯组分在与混合物在相同温度、压力、同相态下的逸度。
第3章 物性方法
第3章物性方法作者：毕欣欣孙兰义物性方法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 电解质组分系统数据库•是Aspen Plus的一部分，适用于每一个程序的运行，包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、INORGANIC、BINARY等数据库内置数据库•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用户数据库•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PURECOMP常数参数。
例如绝对温度、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。
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。
UNIFAC模型中的集团参数。
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•IDEAL SYSOP0理想模型•Lee 方程、PR 方程、RK 方程状态方程模型•Pitzer 、NRTL 、UNIFAC 、UNIQUAC 、VANLAAR 、WILSON活度系数模型•AMINES 、BK-10、STEAM-TA特殊模型⏹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。
⏹《Aspen plus物性方法和模型》理想模型理想物性方法K值计算方法IDEAL Ideal Gas/Raoult's law/Henry's lawSYSOP0Release8version of Ideal Gas/Raoult's law状态方程模型方法状态方程基于Lee方程的物性方法BWR-LS BWR Lee-StarlingLK-PLOCK Lee-Kesler-Plöcker基于PR方程的物性方法PENG-ROB Peng-RobinsonPR-BM Peng-Robinson with Boston-Mathias alpha functionPRWS Peng-Robinson with Wong-Sandler mixing rulesPRMHV2Peng-Robinson with modified Huron-Vidal mixing rules基于RK方程的物性方法PSRK Predictive Redlich-Kwong-SoaveRKSWS Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rulesRKSMHV2Redlich-Kwong-Soave with modified Huron-Vidal mixing rules RK-ASPEN Redlich-Kwong-ASPENRK-SOA VE Redlich-Kwong-SoaveRKS-BM Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias alpha function其他物性方法SR-POLAR Schwartzentruber-Renon活度系数模型方法液相活度系数汽相逸度系数基于Pitzer的物性方法PITZER Pitzer Redlich-Kwong-Soave PITZ-HG Pitzer Redlich-Kwong-SoaveB-PITZER Bromley-Pitzer Redlich-Kwong-Soave基于NRTL的物性方法ELECNRTL Electrolyte NRTL Redlich-KwongENRTL-HF Electrolyte NRTL HF Hexamerization model ENRTL-HG Electrolyte NRTL Redlich-KwongNRTL NRTL Ideal gasNRTL-HOC NRTL Hayden-O'Connell NRTL-NTH NRTL NothnagelNRTL-RK NRTL Redlich-KwongNRTL-2NRTL(using dataset2)Ideal gas基于UNIFAC的物性方法UNIFAC UNIFAC Redlich-KwongUNIF-DMD Dortmund-modified UNIFAC Redlich-Kwong-Soave UNIF-HOC UNIFAC Hayden-O'ConnellUNIF-LBY Lyngby-modified UNIFAC Ideal gasUNIF-LL UNIFAC for liquid-liquid systems Redlich-Kwong基于UNIQUAC的物性方法UNIQUAC UNIQUAC Ideal gasUNIQ-HOC UNIQUAC Hayden-O'ConnellUNIQ-NTH UNIQUAC NothnagelUNIQ-RK UNIQUAC Redlich-KwongUNIQ-2UNIQUAC(using dataset2)Ideal gas基于V ANLAAR的物性方法V ANLAAR Van Laar Ideal gasV ANL-HOC Van Laar Hayden-O'ConnellV ANL-NTH Van Laar NothnagelV ANL-RK Van Laar Redlich-KwongV ANL-2Van Laar(using dataset2)Ideal gas基于WILSON的物性方法WILSON Wilson Ideal gasWILS-HOC Wilson Hayden-O'ConnellWILS-NTH Wilson NothnagelWILS-RK Wilson Redlich-KwongWILS-2Wilson(using dataset2)Ideal gasWILS-HF Wilson HF Hexamerization model WILS-GLR Wilson(ideal gas and liquid enthalpy reference state)Ideal gas特殊模型方法K值计算方法应用AMINES Kent-Eisenberg amines model MEA、DEA、DIPA、DGAS、CO2的处理中H2APISOUR API sour water model带有NH3、H2S、CO2的废水处理BK-10Braun K-10石油SOLIDS Ideal Gas/Raoult's law/Henry's law/solid冶金activity coefficientsCHAO-SEA Chao-Seader corresponding states model石油GRAYSON Grayson-Streed corresponding states model石油STEAM-TA ASME steam table correlations水或蒸汽STEAMNBS NBS/NRC steam table equation of state水或蒸汽⏹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。
储层流体物性参数的确定及应用
V2 , V1 = volume of the oil at reservoir temperature T2and T1
1 v2 v1 co v1 p1 p2
1 MPa
where: V2 = volume at pressure P2 （P1>P2）; V1 = volume at pressure P1.
The average compressibility of oil between the bubble-point pressure and the prevailing pressure (Pi~Pb)：
第二节以黑油模型为基础的流体物性参数的确定1黑油模型2黑油模型与组分模型3油气分离方式第三节储层流体按组分模型处理时物性参数的确定及应用1储层流体密度的确定2凝析气藏体积系数地下流体组成储量等参数的确定第一节储层流体的黑油模型与组分模型的区别
第一章 储层流体物性参数的确定及应用
第一节 储层流体的黑油模型与组分模型的区别； 1、黑油模型 2、黑油模型与组分模型 3、油气分离方式 第二节 以黑油模型为基础的流体物性参数的确定 1、多级脱气确定的物性参数 2、闪蒸脱气确定的物性参数 3、微分脱气确定的物性参数 4、地层油的密度 5、地层油的粘度
2、parameters from flash vaporization test
(1)bubble point(地层油的泡点压力) Pb Bubble point(泡点 ) is the pressure when first bubble of gas forms in the liquids. (2) Formation volume factor (地层油体积系数): P>Pb :
3. Gas-oil Separation
第三章(第二次课) 两相流动模型(均、分)
三、分相流模型
分相流模型是欧美国家的科学提出推崇的研究两相 流动的方法，它更接近于两相流动的真实情况，一 般适用范围比均相流模型大。 自1944年Martinelli与Lockhart发表气液两相流动推 导结果以来，分相流模型不断发展，出现了许多不 同的表达形式。常用的一些分相流模型彼此差异很 大，复杂程度也不相同。
总地来说，均相流模型的基本思想是用一等效的可 压缩流体代替两相流体。若一相均匀地弥散于另一 相中，两相间动量传递和能量传递足够快，两相的 当场平均速度和温度便基本相等。这时，若各参数 沿流道变化率不大，热力不平衡影响便可一忽略， 这样均相流模型就比较适用。比如，对于泡状流 型，均相模型比较适用；而对于分层流型，特别是 两相相向流动，均相流模型就不再适用了。
把两相流动按前述的各种基本流型区分开来再根据流型特征分析其流动特性并将基本方程组应用于这种经理想化的有代表性的流型从而求得方在气液两相流动研究中最普遍采用的简化假设是将三维流动简化为一维流动
第二课 两相流常用模型
上海交通大学 核工系
一、概述
两相流动建模的思想是：把两相流动按前述 的各种基本流型区分开来，再根据流型特征 分析其流动特性，并将基本方程组应用于这 种经理想化的有代表性的流型，从而求得方 程组的解。
均相流模型中采用的基本假设为： ① 认为两相混合得很好，气液两相具有相同 的流动线速度（ul=uv）； ② 两相间处于热力平衡，对于汽液两相流 动，两相间热力平衡即蒸汽与液体具有相同 的温度且均处于饱和状态； ③ 使用合理确定的单相摩擦系数。
均相流模型适用的流型
在前面关于流型的叙述中我们知道，气液两 相的流速其实并不相等，只有在高含气率 （大量气体中含有少数液滴）或者很小含气 率（大量液体中仅含有少量气泡）时两相流 速才近似相等。因此，这一模型实际上只适 用于泡状流与雾状流。
《物性估算原理及计算机计算》 第5章基团贡献法及其应用
5.1 分子性质的加和性 5.2 基团贡献法 5.3 基团贡献法估算纯组分的基本性质 5.4 基团法计算纯物质的蒸汽压和汽化热 5.5 基团贡献法估算理想气体的标准生成热、标准熵和比热容 5.6 基团贡献法估算饱和液体密度和液体比热容 5.7 基团贡献法估算流体的传递性质 5.8 基团贡献法估算表面张力 5.9 基团贡献法计算机编程示例
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5.2 基团贡献法
5.2.1 基团的划分
按功能团划分基团，这是基团划分的最基本依据，因为每种功能团 往往表现出有其独特的物理化学性质，即使在不同类型的分子中也是如 此，在同系物分子中规律性尤其明显。这正好与划分结构单元的目的相 符合，而功能团之所以具有独特的物理化学性质，正是由于它所具有的 是特定原子间的特定相互作用。除了按功能团划分基团外，还从下面几 个方面加以细分：
对称性修正只对估算标准熵SӨ和标准生成只有焓GӨf才需 要修正。对于CӨp和HӨf等则不必要
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6)对映异构体修正
若分子中含有手征性碳原子（不对称碳原子），则分子有 对映异构体 .
若分子中含有手征性碳原子，在估算熵值时要增加一个
Rln的修正项。其中R是通用气体常数，=2m，而m是分
表5-4列出了若干以碳原子为中心的键角。可以看出：饱和碳化物 中，不但不同的分子中同一种键角(HCH, CCC, CCCl)基本相等，而且 这些以饱和碳原子为中心，以不同的键构成的键角都近于110。
5.1.2 分子内原子的作用距离
有机化合物分子中直接相连两个原子之间的作用多为共价键，共价 键的键长多数在1至2Å之间 分子内以形成化学键的相邻两原子的相互作用最为强烈 诱导效应 共轭效应 空间效应
第二章物性估算
•
随着化工技术和计算机技术的高速发展，化工计算逐 渐向复杂化、精确化方向过渡，具体表现在系统增大，子 系统及各元素间的关联度增加，运算的维数增高，非线性 问题大量出现，这些工作有赖于大型高速计算机完成。运 算过程中需要调用大量物性数据，而传统的数据手册是建 立在人工计算基础上的，其数据更新慢、检索速度慢等缺 点无疑严重制约着计算机运算速度的提高。化学化工数据 库正是在这种背景下于20世纪60年代逐渐发展起来的新的 学科分支。对化学化工数据库的基本要求首先是有大量来 源可靠、经过严格评估和核对后的准确的物性数据，同时 要不断更新和扩充，还应方便使用者查阅数据源、了解数 据的整理方法等。此外，数据库还需具有完善的数据运算 和人工智能功能。当使用者需要查询的数据不在实验值上 时，数据库可根据用户的不同要求，选择一套恰当的运算 方法进行运算，向用户提供最优的计算值。为此，数据库 必须预先存入对不同化合物、不同条件、不同要求的各种 回归方法及相应的数学计算子系统，在数据评价方面建立 相应的专家系统。
2009年3月 高等化工热力学 6
• ⑤传递性质，传递性质粘度、导热系数、扩散系
数、表面张力等物性广泛应用于化工过程计算中， 也是化工数据中的重要组成部分。某些手册中把它 们称为热物理数据，但热物理数据的范围更广泛些， 它可以包括热容、蒸气压、相变热等项热力学性质。 • 每一种传递性质都有许多种测定方法，每种方 法的测定原理和设备也有很大不同，这可以作为传 递性质的特点之一。在传递性质中液体粘度和（气 液）表面张力的测定技术比较简单，其实验数据量 也大，而其他各种传递性质的测定值（数据）都很 稀缺。如粘度、热导率、扩散系数等。
2009年3月 高等化工热力学 4
• ③热力学性质，热力学性质主要包括由pVT测量和
物性数据的估算培训教程(ppt 39页)PPT学习课件
基团法主要用于估算有机物的物性
一些基团法不依赖于任何其他物性，但有的基 团法关系式中需要其他物性参数。
基团法发展和分类
早 误期差的小基 ，团 同早法 时很 要期简 注单 意的， 不基同基团 物划 性团分 项“ 目法粗 对糙 误很” 差， 要简所 求划 不单基 同团 ；，很少基。 团划分“粗糙”，所划基团很少。
化工数据估算的必要性
虽然在文献中或手册中已有许多数据，但化学工业 中化合物品种太多，且要考虑不同温度、压力下， 物性值的变化。 工业中处理的又多是混合物，物性项目中必须考虑 浓度的影响； 实测值远远不能满足需要，有时测定技术上存在难 以克服的困难； 估算求取化工数据成为极重要的方法。
化工数据估算的要求
i k
是在分子i中基团k的数目，它是整数。计算
c i
需要的数据是所涉基
团的Qk 和Rk值，这类微观参数可由手册查出或者由Bandi所给出的公
式计算。
N
lniR k (i)(l nklnk(i))
k
k是基团k的活度系数；
( k
i
)是在纯溶剂i中基团k的活度系数；
纯组分i中基团k的活度系数
(i) k
V c40 ni V ci
方法缺点：未考虑邻近基团影响，特别是-F、－Cl基团简单加和。
Constantinous-Gani法（C-G法）估算 Tb和临界性质
T b 2 0 4 .3 5 9 l nn i T b in j T b j
T c 1 8 1 .7 2 8 l nn i T c in j T c j 2
( j) m
为组分j中基团m的数目； X m
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。
物理化学：5.4二组分体系1
第三类：溶液总蒸气压-组成曲线中有 极小值点。例如：
CHCl3-CH3COCH3； H2O-HCl 等体系。
三、经验规则
对于理想溶液，曾得到这样一条规则： “相对较易挥发物质，在平衡蒸气相 中的浓度要大于其在溶液相中的浓 度。”
数学表示式为：
若 PA* PB* ，则 yA xA
此种溶液的蒸气压-组成如图所示。这类 相图已在“理想溶液”部分讨论过了。
对于绝大多数实际 溶液，或多或少总 是与拉乌尔定律有 偏差。
其偏差程度与溶液 所处的温度和两个 组分的性质有关 （如图）。
1. 40C时 C6H12-CCl4 体系的蒸气压-组成
图1中总蒸气压和蒸 气分压均大于拉乌尔 定律所要求的数值， 即发生了正偏差；
•即此时溶液的组 成沿 abc 曲线移 动，而蒸气的组 成 沿 abc 曲 线 移动。
•当溶液全部蒸发完时，温度上升到 t3， 此时最后剩下的一滴溶液的组成为 c。
• 应当注意，这 是描述溶液在 一带有活塞的 密闭容器中不 断蒸发过程；
•在整个蒸发过程中蒸气相始终与溶液相 达成平衡。
溶液与纯组分沸 点的不同：
f *= C +1 = 2 1 + 1 = 2
有 T，xB 两个自由度；
• 在曲线 l 以下为 单相液相区域，
• 在此区域中只有 溶液相存在；
f *= C +1 = 2 1 + 1 = 2
有 T，xB 两个自由度；
根据相律，在 曲线 l v 之间 两相平衡区：
f *= C +1 = 2 2 + 1 = 1
第一类：溶液的总蒸气压总是在两纯组
分蒸气压之间。例如：
第2讲 组分、物性及物性计算模型
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分 数据
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。
模拟计算中的选项
培训讲义4.2: A+精通—输入全局 信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局 信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局 信息
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培训讲义4.2: A+精通—输入全局 信息
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
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
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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 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
物理化学课件二组分体系相图
指一个体系中相的数目。
相平衡的热力学基础
01
02
03
热力学基本定律
热力学第一定律、热力学 第二定律和热力学第三定 律是相平衡研究的理论基 础。
热力学函数
如内能、熵、焓等，用于 描述体系的热力学状态和 性质。
相平衡条件
根据热力学基本定律，当 两个或多个相在某一温度 和压力下达到平衡时，它 们的热力学函数值相等。
高分子聚合反应
聚合机理
高分子聚合反应通常需要在一定的温 度和压力条件下进行，相图可以提供 反应过程中物质的状态和相变信息， 有助于了解聚合机理和反应动力学。
产物性能
聚合产物的性能与反应条件密切相关 ，利用相图可以预测在不同组成和温 度下聚合产物的性能表现，如熔点、 粘度、结晶度等，有助于优化聚合反 应条件和产物性能。
液态部分互溶气态完全不互溶体系
总结词
该体系中，液态组分部分互溶，气态组分完全不互溶，相图较为复杂。
详细描述
在液态部分互溶气态完全不互溶体系中，液态的两个组分只能部分混合，会形成明显的相界，而气态 的两个组分则完全不互溶。这种体系的相图相对复杂，因为液态的部分互溶性和气态的不互溶性使得 体系在相变时可能发生双向变化，即可能出现固相的析出和气相的生成。
相图绘制方法
实验测定
通过实验测定不同温度和 压力下的物理性质（如密 度、蒸气压等），以绘制 相图。
计算相图
基于热力学模型和方程， 通过计算得出各相的热力 学函数值，从而绘制相图 。
计算机模拟
利用计算机模拟技术，模 拟不同温度和压力下的体 系行为，预测相图。
Part
02
二组分体系相图
液态完全互溶气态完全不互溶体系
混合物分离与提纯
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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。
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）。
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)
Байду номын сангаас
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。
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Prop- sets子类下创建一个物性集对
象，将所需物性包含进去。
例如我们想知道流股的pH值，则 可定义一个PH物性集对象。
CAPD基础 第二讲
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。