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文档简介
1、Aspen-Plus推荐使用的物性计 算方法做模拟的时候物性方法的选择 是十分关键的,选择 的十分正确关系着运行后的结果. 是一个难点,高 难点,而此内容与化工热力学关系十分紧密.首先要明白什么是物性方法比方我们做一个 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,0.9atm,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,嫡等等.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
2、的行为,那么其密度可以使用 PV=nR耐算出来.并且汽相分率全为1,即该物料 是完全气体.由于理想气体的给与压力无关,那么换 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假设干方程, 比方涉及至少如下 2个方程:1.pv=nRT,2.dH=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 假设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
3、果当作理想气体来处理,其误 差是比拟大的,尤其对于液相.根据理想气体处理 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,那么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 met
4、hod .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,根本上就可以开始着手模拟工作 了.大体而言,根据液相混合物逸度的计算方法的 不同,物性方法可以分为两大类:状态方程法和活 度系数法.状态方程法使用状态方程来计算汽相及 液相的逸度,而活度系数法使用状态方程计算汽相 逸度,但是通过活度系数来计算液相的逸度.常见的状态方程有ideal,srk,pr,lk方程以及他们的一些改良方程.状态方程法就是基于此类状态方程 来计算逸度,压缩因子,焰等等的物性方法.常见 的活度系数方程有nrtl, wilson,uniquac 等.活 度系数法
5、就是基于此类活度系数方程来计算液相 逸度,液相燃等的物性方法.一般而言,对于常见的烧类如烷,烯,芳香族, 无机气体如O2,N2等非弱极性的化合物,选用 状态方程法;对于极性强的化合物,如水-醇,有 机酸体系选用活度系数法.另外对于汽相聚合的物 质,应选用特别的活度系数法,可以计算汽相聚合 效应.对于无机电解质体系选用 elecnrtl物性 方法.希望对大家有所帮助Aspen Plus对不同应用领域,推荐使用的物性计算方法Recommended Property Methods for Different Applications一、Oil and Gas Production 轻燃储存和运输过
6、程Application 应用Recommended Property Methods推荐计算方法Reservoir systemsPR-BM, RKS-BMPlatform separationPR-BM, RKS-BMTransportation of oil and gas by pipelinePR-BM, RKS-BM二、Refinery炼油过程ApplicationRecommended Property MethodsLow pressure applications(up to several atm)Vacuum tower, atmospheric crude towerB
7、K10, CHAO-SEA, GRAYSONMedium pressure applications(up to several tens of atm)Coker main fractionator, FCC main fractionatorCHAO-SEA, GRAYSON, PENG-ROB, RK-SOAVEHydrogen-rich applications, Reformer, HydrofinerGRAYSON, PENG-ROB, RK-SOAVELube oil unit, De-asphalting unitPENG-ROB, RK-SOAVE三、Gas Processi
8、ng 气体加工ApplicationRecommended Property MethodsHydrocarbon separations , Demethanizer,C3-splitterPR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOAVECryogenic gas processing , Air separationPR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOAVEGas dehydration with glycolsPRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2,PSRK, SR-POLARAcid gas absorption with M
9、ethanol (RECTISOL) NMP (PURISOL)PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2,PSRK, SR-POLARAcid gas absorption withWaterAmmoniaAminesAmines + methanol (AMISOL)CausticLimeHot carbonateELECNRTLClaus processPRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2,PSRK, SR-POLAR四、Petrochemicals石油化工过程ApplicationRecommended Property MethodsEthylene
10、 plantPrimary fractionatorCHAO-SEA, GRAYSONLight hydrocarbons Separation train Quench towerPENG-ROB, RK-SOAVEAromaticsBTX extractionWILSON, NRTL, UNIQUAC andariancestheirSubstituted hydrocarbons VCM plant Acrylonitrile planPENG-ROB, RK-SOAVEEther productionMTBE, ETBE, TAMEWILSON, NRTL, UNIQUAC and t
11、heir variancesEthylbenzene and styrene plantsPENG-ROB, RK-SOAVE ortheirWILSON, NRTL, UNIQUAC and variancesTerephthalic acidWILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances(with dimerization in acetic acid section)五、Chemicals化工过程ApplicationRecommended Property MethodsAzeotropic separationsAlcohol separation
12、WILSON, NRTL, UNIQUAC and variancestheirCarboxylic acidsAcetic acid plantWILS-HOC, NRTL-HOC, UNIQ-HOCPhenol plantWILSON, NRTL, UNIQUAC and variancestheirLiquid phase reactions EsterificationWILSON, NRTL, UNIQUAC and variancestheirAmmonia plantPENG-ROB, RK-SOAVEFluorochemicalsWILS-HFInorganic Chemica
13、ls Caustic Acids Phosphoric acid Sulphuric acid Nitric acid Hydrochloric acidELECNRTLHydrofluoric acidENRTL-HF六、Coal Processing 煤力口工ApplicationRecommended Property MethodsSize reduction crushing, grindingSOLIDSSeparation and cleaning sieving, cyclones, precipitation, washingSOLIDSCombustionPR-BM, RK
14、S-BM (combustion databank)Acid gas absorption with Methanol (RECTISOL) NMP (PURISOL)PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2,PSRK, SR-POLARAcid gas absorption withELECNRTLWaterAmmoniaAminesAmines + methanol (AMISOL)CausticLimeHot carbonate七、Power Generation 发电过程ApplicationRecommended Property MethodsCombustion
15、Coal OilPR-BM, RKS-BM (combustion databank)Steam cycles Compressors TurbinesSTEAMNBS, STEAM-TA八、Synthetic Fuel合成燃料ApplicationRecommended Property MethodsSynthesis gasPR-BM, RKS-BMCoal gasificationPR-BM, RKS-BMCoal liquefactionPR-BM, RKS-BM, BWR-LS九、Environmental 环境ApplicationRecommended Property Met
16、hodsSolvent recoveryWILSON, NRTL, UNIQUAC and variancestheir(Substituted) hydrocarbon strippingWILSON, NRTL, UNIQUAC andvariancestheirAcid gas stripping from Methanol (RECTISOL) NMP (PURISOL)PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2,PSRK, SR-POLARAcid gas stripping from:WaterAmmoniaAminesAmines + methanol (AMISO
17、L)CausticLimeHot carbonateELECNRTLAcids Stripping NeutralizationELECNRTL十、Water and Steam水和蒸汽ApplicationRecommended Property MethodsSteam systems CoolantSTEAMNBS, STEAM.TA十、Mineral and Metallurgical Processes采矿和冶金ApplicationRecommended Property MethodsMechanical processing: CrushingGrindingSievingWashingSOLIDSHydrometallurgy
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