第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
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第 24 页
How to Establish Physical Properties
第 25 页
Pure Component Parameter(1)
第 26 页
Pure Component Parameter(2)
第 27 页
Binary Interaction Parameter(1)
第 28 页
子结构式为：，分子量为85，正常沸点为
116.8℃，气相压力ln 关i0L 联 16式.445为 3：281 .0 (T 216 .255)
， 0L i
的单位是mmHg，T的单位为℃，适用范围是
69℃<T<118℃。计算噻唑的焓和密度需要下表
所示的数据，采用ASPEN PLUS的“Property
回转半径
代号 ZC OMEGA MUP RGYR
第7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
第 17 页
液体活度系数性质方法
液体活度系数模型
NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN
LAAR WILSON
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
附：查看纯组分性质
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。
第 41 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
TEMPERATURE
2、ASPEN PLUS的
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法： BWR-LS、L处K理高-温P、L高O压以C及接K近、临界P点的R体-系B（如M气体、管线R传输K或S超临-界B抽M提）
5、灵活的和预测性的状态方程性质方法： PRMHV2、计算高P温R、高W压、S接、近临界P点S混R合物K及、在高压R下K的-液A-液分S离P的E体系N。（、如乙二醇 RKSMHV2气体、干燥R、甲K醇S脱W硫及超S临、界萃S取）R-POLAR
http://www.aiche.org/uploadedFiles/Students/Departme ntUploads/thermodynamics.pdf
第 22 页
过程工业推荐使用的热力学方法
第 23 页
Choices by Galen J. Suppes
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or Margules
第 16 页
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 用于炼油(如原油塔、减压塔和乙烯装置的部分工艺过程）
3、针对石油调整的状态方程性质方法： PENG-ROB、RK-SOAVE 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 18 页
活度系数模型与状态方程方法的比较
第 19 页
Henry’s Law
第 20 页
如何选择热力学方法
第 21 页
热力学模型选择方法
讲义P85-88，表3-12 Chau-Chyun Chen and Paul M. Mathias,
Applied Thermodynamics for Process Modeling, AIChE Journal,2002 Vol. 48, No. 2:194-200 Selecting Thermodynamic Models for Process Simulation of Organic VLE and LLE Systems
MUVDIP
MULAND KVDIP SIGDIP
第8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 AUDRADE液体年度关联式参数
（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6页
固有性质
物性 分子量 临界温度 临界压力 临界体积
代号 MW TC PC VC
物性
临界压缩因 子
偏心因子
偶极距
第三章 ASPEN PLUS物性分析
化工流程模拟技术及ASPEN PLUS应用
汤吉海
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 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
第2页
3.1 基础物性数据库
ASPEN PLUS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DETHERM数据库接口和与Inhouse（内部）数据库接口。
(Wilson is preferred due to its improved ability to correct for changes in temperature) for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules (Wilson is preferred due to its improved ability to correct for changes in temperature) When in doubt for VLE calculations, use the Wilson equation.
78.3
78.3
X(wt%) Ethanol
0 0.0071 0.0297 0.0361 0.0549 0.0738 0.1229 0.1456 0.1645 0.2685 0.3985 0.4664 0.5473 0.6589 0.8339 0.8763 0.9129
1 0.9658
X(wt%) Water
0.8755
0.1245
0.8984
0.1016
0.9184
0.0816
1
0
0.961 第 420.0页39
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
3、ASPEN PLUS的物性估算
噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是ASPEN PLUS
组分数据库中化合物组分，现已知该化合物的分
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
第9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
Binary Interaction Parameter(2)
第 29 页
其他物性数据来源
第 30 页
DETHERM Interface
第 31 页
Data Regression
第 32 页
Property Estimation
第 33 页
How to Establish Physical Properties
C
100
参数估值与数据回
99.3
归
96.9
96
例3-3： 使用
94.8
Gillespie釜测定了1
93.5
90.5
atm下乙醇-水混合
89.4
物的T-x-y数据如表
88.6
所示，现采用
85.4
83.4
ASPEN PLUS回归
82.3
UNIQUAC模型参数。 81.4
80.5
78.8
78.5
78.4
第 34 页
Property Analysis
第 35 页
Property Analysis Plot
第 36 页
How to Establish Physical Properties—Review
第 37 页
3.3 性质集（Property Sets）
在ASPEN PLUS 中用于计算热力学性质和传 递性质的方法和模型被组装在性质方法中， 每种性质方法中包括了一个模拟所需的所有 方法和模型。用于计算一个性质的模型和方 法的每个不同组合形式叫作路线（Route）。
1 0.9929 0.9703 0.9639 0.9451 0.9262 0.8771 0.8544 0.8355 0.7315 0.6015 0.5336 0.4527 0.3411 0.1661 0.1237 0.0871
0 0.0342
Y(wt%) Y(wt%)
Ethanol
Water
0
1
0.0772
一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
第 11 页
How to Establish Physical Properties
第 12 页
Definition of Terms
第 13 页
Property Method
第 14 页
Physical Property Models
第 15 页
Ideal Vs. Non-ideal Behavior
代号 GMUFQ GMUFP GMUFB
第 10 页
3.2 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 扩散系数模型 表面张力模型
0.9228
百度文库
0.2464
0.7536
0.2856
0.7144
0.3692
0.6308
0.4346
0.5654
0.5442
0.4558
0.5675
0.4325
0.5916
0.4084
0.6919
0.3081
0.7423
0.2577
0.7593
0.2407
0.7831
0.2169
0.8107
0.1893
系统数据库 用户数据库
第3页
Detherm检索窗口
第4页
Detherm检索结果
第5页
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。
（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；
Estimation”功能估算这些性质。
第 43 页
（1）性质名 （2）方法 （3）每个主要或次要性质的子级路线， （4）计算每个中间性质的模型名称有时带有一个
模型选项代码。
第 38 页
路线
第 39 页
模型
第 40 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
1、ASPEN PLUS的物性分析功能
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。
How to Establish Physical Properties
第 25 页
Pure Component Parameter(1)
第 26 页
Pure Component Parameter(2)
第 27 页
Binary Interaction Parameter(1)
第 28 页
子结构式为：，分子量为85，正常沸点为
116.8℃，气相压力ln 关i0L 联 16式.445为 3：281 .0 (T 216 .255)
， 0L i
的单位是mmHg，T的单位为℃，适用范围是
69℃<T<118℃。计算噻唑的焓和密度需要下表
所示的数据，采用ASPEN PLUS的“Property
回转半径
代号 ZC OMEGA MUP RGYR
第7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
第 17 页
液体活度系数性质方法
液体活度系数模型
NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN
LAAR WILSON
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
附：查看纯组分性质
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。
第 41 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
TEMPERATURE
2、ASPEN PLUS的
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法： BWR-LS、L处K理高-温P、L高O压以C及接K近、临界P点的R体-系B（如M气体、管线R传输K或S超临-界B抽M提）
5、灵活的和预测性的状态方程性质方法： PRMHV2、计算高P温R、高W压、S接、近临界P点S混R合物K及、在高压R下K的-液A-液分S离P的E体系N。（、如乙二醇 RKSMHV2气体、干燥R、甲K醇S脱W硫及超S临、界萃S取）R-POLAR
http://www.aiche.org/uploadedFiles/Students/Departme ntUploads/thermodynamics.pdf
第 22 页
过程工业推荐使用的热力学方法
第 23 页
Choices by Galen J. Suppes
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or Margules
第 16 页
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 用于炼油(如原油塔、减压塔和乙烯装置的部分工艺过程）
3、针对石油调整的状态方程性质方法： PENG-ROB、RK-SOAVE 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 18 页
活度系数模型与状态方程方法的比较
第 19 页
Henry’s Law
第 20 页
如何选择热力学方法
第 21 页
热力学模型选择方法
讲义P85-88，表3-12 Chau-Chyun Chen and Paul M. Mathias,
Applied Thermodynamics for Process Modeling, AIChE Journal,2002 Vol. 48, No. 2:194-200 Selecting Thermodynamic Models for Process Simulation of Organic VLE and LLE Systems
MUVDIP
MULAND KVDIP SIGDIP
第8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 AUDRADE液体年度关联式参数
（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。
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固有性质
物性 分子量 临界温度 临界压力 临界体积
代号 MW TC PC VC
物性
临界压缩因 子
偏心因子
偶极距
第三章 ASPEN PLUS物性分析
化工流程模拟技术及ASPEN PLUS应用
汤吉海
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 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
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3.1 基础物性数据库
ASPEN PLUS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DETHERM数据库接口和与Inhouse（内部）数据库接口。
(Wilson is preferred due to its improved ability to correct for changes in temperature) for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules (Wilson is preferred due to its improved ability to correct for changes in temperature) When in doubt for VLE calculations, use the Wilson equation.
78.3
78.3
X(wt%) Ethanol
0 0.0071 0.0297 0.0361 0.0549 0.0738 0.1229 0.1456 0.1645 0.2685 0.3985 0.4664 0.5473 0.6589 0.8339 0.8763 0.9129
1 0.9658
X(wt%) Water
0.8755
0.1245
0.8984
0.1016
0.9184
0.0816
1
0
0.961 第 420.0页39
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
3、ASPEN PLUS的物性估算
噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是ASPEN PLUS
组分数据库中化合物组分，现已知该化合物的分
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
第9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
Binary Interaction Parameter(2)
第 29 页
其他物性数据来源
第 30 页
DETHERM Interface
第 31 页
Data Regression
第 32 页
Property Estimation
第 33 页
How to Establish Physical Properties
C
100
参数估值与数据回
99.3
归
96.9
96
例3-3： 使用
94.8
Gillespie釜测定了1
93.5
90.5
atm下乙醇-水混合
89.4
物的T-x-y数据如表
88.6
所示，现采用
85.4
83.4
ASPEN PLUS回归
82.3
UNIQUAC模型参数。 81.4
80.5
78.8
78.5
78.4
第 34 页
Property Analysis
第 35 页
Property Analysis Plot
第 36 页
How to Establish Physical Properties—Review
第 37 页
3.3 性质集（Property Sets）
在ASPEN PLUS 中用于计算热力学性质和传 递性质的方法和模型被组装在性质方法中， 每种性质方法中包括了一个模拟所需的所有 方法和模型。用于计算一个性质的模型和方 法的每个不同组合形式叫作路线（Route）。
1 0.9929 0.9703 0.9639 0.9451 0.9262 0.8771 0.8544 0.8355 0.7315 0.6015 0.5336 0.4527 0.3411 0.1661 0.1237 0.0871
0 0.0342
Y(wt%) Y(wt%)
Ethanol
Water
0
1
0.0772
一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
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How to Establish Physical Properties
第 12 页
Definition of Terms
第 13 页
Property Method
第 14 页
Physical Property Models
第 15 页
Ideal Vs. Non-ideal Behavior
代号 GMUFQ GMUFP GMUFB
第 10 页
3.2 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 扩散系数模型 表面张力模型
0.9228
百度文库
0.2464
0.7536
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0.6308
0.4346
0.5654
0.5442
0.4558
0.5675
0.4325
0.5916
0.4084
0.6919
0.3081
0.7423
0.2577
0.7593
0.2407
0.7831
0.2169
0.8107
0.1893
系统数据库 用户数据库
第3页
Detherm检索窗口
第4页
Detherm检索结果
第5页
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。
（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；
Estimation”功能估算这些性质。
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（1）性质名 （2）方法 （3）每个主要或次要性质的子级路线， （4）计算每个中间性质的模型名称有时带有一个
模型选项代码。
第 38 页
路线
第 39 页
模型
第 40 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
1、ASPEN PLUS的物性分析功能
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。