AspenPlus课程讲义汤吉海(南京工业大学)03Property

1、物性估算模型物性估算模型汤吉海2006年8月ASPEN PLUSASPEN PLUS入门入门第第三三章章 ASPEN PLUSASPEN PLUS的物性数据库及其应用的物性数据库及其应用C3.1 基础物性数据库 C3.2 物性预测模型C3.3 物性估算系统C3.4 实验数据处理系统（模型参数回归）3 3.1 .1 基础物性数据库基础物性数据库CASPEN 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In-house（内部）数据库接口。C

2、系统数据库系统数据库 C用户数据库用户数据库 PURE11 PURE11 数据库数据库C 包括多于1727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。 A （1）与状态无关的固有属性，如分子量、临界参数、偏心因子等；A （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；A （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。A （4）其他专用模型参数，如UNIFAC模型的官能团信息。 固有性质固有性质 物性代号物性代号分子量MW临界压缩因子ZC临界温度TC偏心因

3、子OMEGA临界压力PC偶极距MUP临界体积VC回转半径RGYR标准态下的物性标准态下的物性 物性物性代号代号物性物性代号代号生成热DHFORMAPI重度API生成自由能DGFORM溶解度参数DELTA沸点TB等张比容PARC标准沸点下的摩尔体积VB气体粘度MUVDIP汽化热DHVLB液体粘度MULAND凝固点TEP导热系数KVDIP相对密度SG表面张力SIGDIP关联式参数关联式参数 物性物性代号代号参数个数参数个数ANTOIN蒸汽压关联式参数PLXANT9理想气体热容关联式参数CPIG11WASTON关联式参数DHVLWT5RACKETT液体容积方程关联式RKTZRA1CAVETT综合方程

4、参数DHLCAT1CAVETT综合关联式参数PLCAVT4SEALCHASD-HILDEBRNUD方程参数VLCVT11标准液体容积方程参数VLSTD3水溶解度方程参数WATSOL5AUDRADE液体年度关联式参数MULAND5功能团参数功能团参数 物性物性代号代号UNIFAC方程功能团的Q参数GMUFQUNIFAC方程功能团的P参数GMUFPUNIFAC方程功能团的相互作用参数GMUFB3.2 ASPEN PLUS3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型的物性方法和模型类别类别详细内容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

5、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热力学平衡计算模型的状态方程法热力学平衡计算模型的状态方程法 C1 1、IDEALIDEAL理想状态性质方法理想状态性质方法C2 2、用于石油混合物的性质方法、用于石油混合物的性质方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSONC3 3、针对石油调整的状态方程性质方法：、针对石油调整的状态方程性质方法：PENG-ROBPENG-ROB、RK-SOAVEC4 4、用于高压烃应用的状态方程性质方法：、用于高压烃应用的状态方程性质方法：BWR-LSBWR-LS、LK-PLO

6、CK、PR-BM、RKS-BMC5、灵活的和预测性的状态方程性质方法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 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） 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） 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）用于炼油应用,它能用于原油塔、减压塔和乙烯装置的部分工艺过程 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）液体活度系数性质方法液体活度系数

7、性质方法CNRTLCUNIFACCUNIQUACCVAN LAARCWILSONC理想气体定律CRedlich-KwongC Redlich-Kwong-Soave CNothnagelCHayden-O ConnellCHF状态方程 液体活度系数模型液体活度系数模型 汽相状态方程汽相状态方程 活度系数模型与状态方程方法的比较活度系数模型与状态方程方法的比较 C 活度系数方法是描述低压下高度非理想液体混合物的最好方法。你必须由经验数据（例如相平衡数据）估计或获得二元参数。 C 状态方程可以在一个很宽的温度和压力范围应用，包括亚临界和超临界范围。对于理想或微非理想的系统，汽液两相的热力学性质能用

8、最少的组分数据计算状态方程，适用于模拟带有诸如CO2、N2、H2S这样轻气体的烃类系统。C 活度系数方法只能用在低压系统（10atm以下），对于在低压下含有可溶气体并且其浓度很小的系统，使用亨利定律。对于在高压下的非理想化学系统，用灵活的、具有预测功能的状态方程。 3.3 3.3 物性数据集物性数据集C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）。A （1）性质名A （2）方法A （3）每个主要或次要性质的子级路线，A （4）计算每个中

9、间性质的模型名称有时带有一个模型选项代码。 路线路线模型模型3.4 ASPEN PLUS3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用物性数据库的应用 C1、ASPEN PLUS的物性分析功能A 例例3-13-1：采用ASPEN PLUS的理想气体方法（Ideal Gas Method）查找水在1 atm和100500范围内的摩尔体积和压缩因子。 A 例例3-23-2：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0100%范围内变化）的密度，热力学计算方法选择NRTL模型。 3.4 ASPEN PLUS3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用物性数据

10、库的应用C 2、ASPEN PLUS的参数估值与数据回归A 例例3-33-3： 使用Gillespie釜测定了1 atm下乙醇-水混合物的T-x-y数据如表所示，现采用ASPEN PLUS回归UNIQUAC模型参数。 TEMPERATUREX(wt%)X(wt%)Y(wt%)Y(wt%)CEthanolWaterEthanolWater100010199.30.00710.99290.07720.922896.90.02970.97030.24640.7536960.03610.96390.28560.714494.80.05490.94510.36920.630893.50.07380.92

11、620.43460.565490.50.12290.87710.54420.455889.40.14560.85440.56750.432588.60.16450.83550.59160.408485.40.26850.73150.69190.308183.40.39850.60150.74230.257782.30.46640.53360.75930.240781.40.54730.45270.78310.216980.50.65890.34110.81070.189378.80.83390.16610.87550.124578.50.87630.12370.89840.101678.40.91290.08710.91840.081678.3101078.30.96580.03420.9610.0393.4 ASPEN PLUS3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用物性数据库的应用C 3、ASPEN PLUS的物性估算 A 噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是ASPEN PL