Aspen物性方法选用图

1、ij:是否是二元交互参数, q9 p2 w# s; X1 T 8 a% FLL:是否是液液这张图ij？的意思是问有没有二元交互参数。- G I7 x2 N9 Q o1 T+ O如果没有，物性方法选择活度系数模型中的基团贡献模型类UNIFAC.; a. r+ Z k9 Fi/ UNIFAC活度系数模型是UNIQUAC模型的一个扩展模型。它把UNIQUAC用于分子的理论用于了官能团。有限个数的官能团足可以组成无限个不同的分子。与纯组分库中可能需要的组分（500至2000个组分）间交互作用参数的个数相比，可能需要的基团交互作用参数的个数很少。由一个有限的、精选的实验数据集确定的基团间交互作用参数足以

2、能够预测几乎任何组分对间的活度系数。所以，它能很好的预测VLE的活度系数。但是如果要预测LL数据时，必须使用一个不同的数据集，这个时候你可以用aspen plus自带的UNIFAC-LL.: w( z( m& + L/ |% B如果有，物性方法选择分子模型类NRTLWILSONUNIQUAC.分子模型运行二元交互参数可以灵活准确的模拟许多低压（P10atm）非理想溶液。但是这里面WILSON不能用于模拟液液（LL)混合物。t- g+ m& V; i + b4 n1 u# d8 a8 i H% |. b1 % o6 |0 g 2 b1 wF( X?正如前面所说的，活度系数方法适用于低压非理想溶液

3、，如果是高压（P10atm）非理想溶液，应该选用灵活的、有预测性的状态方程，如图所示的sp-polar、特殊混合规则的(ws,hv)方程。图示把这些状态方程归为活度系数法是错误的aspen模拟中状态方程物性方法的选择在Aspen模拟中物性方法的选择至关重要，物性方法选择正确与否直接关系到模拟结果的准确性。现向全体海友征集各种物性方法的使用条件、范围及相关注意事项。例如：% z4 H9 X6 & N* k8 M# i- S* S+ A4 N c6 T7 5 X性质方法名：WILSON，模型名：wilson，气体状态方程：理想气体定律! J* v3 + V1 c$ X7 e/ R f1 mWils

4、on 模型属于活度系数模型的一种。适用于许多类型的非理想溶液，但不能模拟液-液分离。可在正规溶液基础上用于模拟低压下的非理想系统。5 v9 m* q$ J6 _ K% E9 f9 Q( NWilson 模型可以描述强非理想溶液。该模型不能处理两液相，若有两液相情况下请使用NRTL 或UNIQUAC模型。可以使用Henry 定律模拟超临界气体的溶解度；具有能用于中压以下计算的汽相模型的物性方法。在液体活度系数计算中，使用Poynting(坡印廷)关联式；混合热用Wilson 模型计算。5 _ r! N, b6 u. I |+ w9 aWilson 模型能模拟任意极性和非极性化合物的混合物，甚至很

5、强的非理想体系。: y% q8 P z8 0 w9 Y3 Wilson 模型被推荐用于高度非理想系统，特别是乙醇-水系统，也可被用于高级的状态方程混合规则中。! y O8 a8 # g w% O3 m6 N2 z2 I V; p物性方法的选择。 f2 r& 9 8 X* $ v) S 对于初学者而言，除非他十分熟悉热力学的内容，否则物性方法的选择确实是个难点，在你还没有学习过热力学或者精读过aspen plus物性方法和模型手册之前，在这里简要讲一下物性方法。$ A( 4 r+ w6 I; U$ V 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100, 1bar的水-乙醇

6、(50：50摩尔比，100kmol/h）的物料经过一个换热器后冷却到了80, 0.9bar, 问下面值分别是多少？1 p8 , n% Q) w, h7 R# T# e入口物料的密度，汽相分率。0 E: F0 L& : r* p, / F% m换热器的负荷。1 Y0 N, c5 l d s U出口物料的汽相分率，汽相密度，液相密度。 c4 z2 R, 1 D* m2 H) J, O, E 复杂一点，我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？2 x+ m3 T% U6 k% W i 好，我们来假设进出口物料全是理想气体，完全符合理想气体的行为，则其密度可以使用pv=nRT计算

7、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。# : s) R6 y4 e$ j# Y3 H在此例当中，描述理想气体行为的若干方程，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。对于本例而言至少包含了如下两个方程：% H* r3 r 9 x7 E# pv=nRT( B4 D$ E4 a3 O) k A2 WdH=CpdT.7 I- S. V, d5 o/ M x4 F+ 实际上，以上

8、是一种最简单的计算方法，但结果误差是很大的。这是因为对于“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。$ E8 , V! H( Y h* , p那么应该如何计算呢？主要涉及以下过程：0 m* d; 0 E# h8 n7 2 ?* ! b1）对于汽相pvt计算，可以使用srk方程，从而可以得到密度。液相也可以使用状态方程计算密度，但此处不推荐使用，可以使用Rackett模型计算液相密度。) M; B N3 ) N, r3 O8 v& - j2）至于物流的相态，则首先需要做汽液平衡计算。9 T*

9、 & Q3 Y2 M6 b3）在进行汽液平衡计算时，液相应用活度系数方程计算组分的逸度系数，并且还需要使用拓展antoine方程计算蒸汽压力。# c W2 x4 Q! C* ) w9 X 4）换热器负荷的计算比较复杂，可以使用进出口物流焓差来计算，那么需要计算出进出口物流的焓。. W$ b! E5 D1 Y A 5）焓的计算有多种途径，对于液相比较常用的方法是计算理想液体混合物焓，然后再加上过剩焓计算出来。要计算非理想液体混合物过剩焓，则可通过混合物质汽相焓与蒸发焓差来计算，非理想性比较强是还要考虑混合焓差。2 o1 k0 W e2 G) n1 _. J 由此可见，实际过程至少包含如下公式方程

10、：# _6 L+ v& V( z, N D* g 1）状态方程srk,# * B7 I r! . H0 p2） 液相密度方程rackett.% 8 z/ E, b u8 ( v 3）拓展antoine方程.6 c( x- L8 P, d o 4）汽，液相逸度系数方程: Q6 G% Q3 x7 G5 e g: Y9 u* & 5）液相活度系数方程) g2 q$ 2 G* K* s d 6）汽相焓方程，通过srk方程导出，需要设计纯气体Cp=f(p,t)方程。) _5 U+ V0 C* X+ A& E) o7）液相焓方程，相当复杂，此处不再重复。, e, v9 Q3 g9 P$ c- a 8）其他

11、方程，包括数学方程，比如以上计算时涉及到了微积分运算，汽液平衡的回归运算等。9 x: # $ u9 E/ p. g以上方程，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。( ? d: A7 z! u 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），在aspen plus中将此中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)。这种物性方法中已经囊括了所有我上面提到的方程

12、公式。( i! 0 L9 y6 Y9 h2 V0 m 在aspen plus中（或者应该说在化工热力学中）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。) 7 n5 B7 g% ) Z( w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。$ V$ l+ K! x: R6 A 常见的状态方程有ideal、srk、pr、lk方程以及他们的一些改进方程。状态方程法就是基于此类状态方程来计算逸度，压缩因子，焓等等的物性方法。2 E! d7 a% c5 M5 . u常见的活度系数方程有nrtl、wilson、uniquac等。活度系数法就是基于此类活度系数方程来计算液相逸度，液相焓等的物性方法。4 P9 C* x8 b; P- ( k一般而言，对于常见的烃类如烷，烯，芳香族，无机