纯物质物性计算表(AspenPlus)
ASPEN_PLUS
单元操作模型（Block） 物性方法（Property Method）
单元操作模型及其主要功能
热交换器 分离器 混合器和分流器 •SEP 组分分割 •SEP2 两产品分离 •FLASH2 两相闪蒸 •SPLIT 分流 •FLASH3三相闪蒸 •DECANTER 液－ 液倾析器 •HEATER 通用加热 器 •HEATX 热交换器 •MHEATX多股物流 的热交换器 •HETRAN管壳式换 热器 •AEROTRAN空冷式 换热器 •HxFlux热传递计算 •HTRIXIST 与HTRI 的接口
ASPEN PLUS的优势
具有完整的单元操作模型库 Aspen Plus有一套完整的单元操作模型，可以模拟各种操作 过程,由单个原油蒸馏塔的计算到整个合成氨厂的模拟。 由于Aspen Plus系统采用了先进的PLEX数据结构，对于组 分数、进出口物流数、塔的理论板数以及反应数目均无限制， 这是Aspen Plus的一项独特优点，非其它过程模拟软件所能 比拟。 此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库 约由50种单元操作模型构成。 用户可将自身的专用单元操作模型以用户模型（USER MODEL）加入到Aspen Plus系统之中，这为用户提供了极
用来计算热力学性质和迁移性质决定模拟精确性的关键分离器热交换器混合器和分流器?heater通用加热?heatx热交换器?mheatx多股物流的热交换器?hetran管壳式换?aerotran空冷式换热器?hxflux热传递计算?htrixist与htri的接口?mixer通用混合?split分流?fsplit子物流分流?sep组分分割?sep2两产品分离?flash2两相闪蒸?flash3三相闪蒸?decanter液倾析器反应器压力改变固体处理?pyield收率反应器rstoic化学计量反应?rcstr连续搅拌釜式反应器?rplug活塞流反应器?requil两相化学平衡反应器?rgibbs通用相平衡和化学平衡反应器?rbatch间歇式反应器?pump?compr单级压缩膨胀?pipe单段管线压降?valve?radfrac严格法精馏?multilfrac严格法多塔精馏?extrac严格法萃取?dstwu简算法精馏设?distl简算法精馏核算?scfrac简算法多塔精馏?petrofrac石油炼制分用户模型固体处理器流控制器?user有限进出流股?user2无限进出流股?hierarchy分层结构?cyclone旋风分离器?rsp静电除尘器?fabfl纤维过滤器?crush破碎机?screen筛选机?hycyc水力旋风分离器?filter转鼓过滤器?cfuge离心过滤器?swash固体洗涤器?ccd逆流倾析器?crystallizer结晶器?dryer干燥器?mult乘法器?dupl复制器?clchng?select物流选择器?analyzer物流分析器?qtvec热负荷控制器?measurement测量器热力学性质传递性质方法分类理想物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法常用推荐方法与煤相关应用推荐的物性方法煤的粉碎研磨solids分离和清洗过滤旋风分离沉降洗涤solids煤燃烧prbmrksbm煤气化prbmrksbm煤液化prbmrksbmbwrls酸性气体吸收使用prwsrkswsprmhv2rksmhv2psrksrpolar焓熵吉布斯自由能逸度系数体积等粘度热导率表面张力扩散系数等用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法建立模型已知条件求解方程组建立流程图热力学方程单元操作方程数学方程组分数据物性方法物流数据单元操作模型数据其它数据aspenplusaspenplus具有最完备的物
Aspen Plus V8.4查混合物质的物性使用范例
Aspen Plus V8.4查混合物质的物性使用范例
aspenplusv8.4查混合物质的物性使用范例
Aspen Plus检查混合物质的物理性质并使用示例
1、setupcunitsetsc选择si（国际单位制）或者“new”新建一个
2.设置规格CglobalCglobalUnitSet选择公司CglobalSettingsCvalidPhase选择状态
6、methodscspecificationscglobalcmethodnamec选择合适的物性计算方法，可以在plus的帮助f1里找到这方面的指导
7.PropertySetsNewCenterId输入参数包的名称
8、上面点击search之后会打开下面的searchphysicalproperties，输入想要查找的物性名字，search，双击完成添加；然后设置单位。
（添加多个物性时会出现下图2，我做过1个验证，发现一个物性包里包含多个参数，和一个物性包里只有一个参数，结算结果显示两个物性包里这个参数是相同的）。
完成后如下图3.
9.有时，限定符将显示红色，提示选择适当的材质状态
10、analysisc选择界面右上方analysis中的pure/binary/mixture，本。
利用ASPEN-PLUS-软件进行物性估算
利用ASPEN PLUS 软件进行物性估算Aspen Plus 是一款功能十分强大的工艺模拟软件, 对有机化工、无机化工、电化学、石油化工等各领域的各种单元操作均可模拟。
其自带的各种物质的物性数据库较全, 可满足绝大多数的工艺过程的模拟要求。
但在实际的工艺模拟计算过程中, 有时也会遇到在Aspen Plus 自带的物性数据库中查不到的物质, 使模拟过程无法正常进行下去。
此时, 利用Aspen Plus 软件提供的物性估算功能, 可以很好地解决此类问题。
以下以发酵液中低浓度1,3- 丙二醇分离项目中的重要的中间产物2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 的物性估算为例, 说明Aspen Plus 软件物性估算功能的使用。
为了成功估算2MD 的物性, 首先要向AspenPlus 软件提供必要的基本物性数据, 包括分子结构、常压沸点、分子量、各种试验测得的物性等。
以上这些物性中, 仅分子结构是物性估算中所必需的, 依据分子结构, Aspen Plus 软件可计算出常压沸点和分子量, 从而进一步计算所需的其它各种物性。
1. 2MD 物性的输入2- 甲基- 1,3- 二噁烷( 2MD) 是1,3- 丙二醇分离项目中的中间产物, 由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中查不到2MD, 使模拟分离、确定工艺条件的过程中遇到困难, 所以采用物性估算的功能对2MD 计算。
其分子结构如下:已知的其它物数据: 分子量102.13; 沸点(1atm):110°C; 密度(25°C):0.98kg/m3; 粘度(25°C):0.603cp; 标准生成热(25°C):- 363.02kJ/mol; 标准熵(25°C):303J/(mol·K); 表面张力(25°C):24.93dyn/cm。
因为采用基团贡献法来估算2MD 的物性, 所以在properties 中选用UNIFCA 为计算方法, 然后输入分子结构。
6-纯物质物性估计
Aspen-Plus用于纯物质物性估计ASPEN PLUS软件中带有5000多种纯化合物的物性数据库，其中包括离子种类、二元交互参数、离子反应所需数据等，提供了很多物性方法，且为不同的应用推荐了不同的方法。
数据库中纯组分参数的主要数据源包括与状态无关的固有属性，如分子量等；标准状态下一定相态的属性，如标准生成热等；一定状态下的属性，如热熔、粘度等和其他专用模型参数。
这些参数是ASPEN PLUS模拟过程中必不可少的基本参数，但在实际科研过程中经常遇见物性数据库中没有的化合物，因此需要采用ASPEN PLUS中的Properties Estimation功能来估算这些物质的物性。
脱氢醋酸是乙酰乙酸甲酯生产过程中的副产物，在模拟乙酰乙酸甲酯精馏过程中需要用到脱氢醋酸的物性参数，而ASPEN PLUS物性数据库中没有脱氢醋酸的物性参数，在此采用Properties Estimation功能来估算脱氢醋酸的物性，并将估算出来的物性用于流程模拟中。
2、物性估计所需条件（1）分子结构：可以用chemwin等分子结构软件作图导入，或者使用UNIFAC官能团编号代码从ASPEN手册上查找。
脱氢醋酸分子式：HCCOC CHCOCH3CO CH3O（2）分子量：脱氢醋酸分子量为168.15。
（3）沸点或者饱和蒸气压：脱氢醋酸沸点270℃。
3、物性估计选择物性估计，将Run type改成Properties Estimation，定义物性组分后导入脱氢醋酸分子结构，输入相应参数，包括分子量、饱和蒸汽压或沸点，模拟得到以下结果。
表1 与状态无关的固有属性对表1的估算结果进行如下讨论：（1）临界温度、临界压力、临界体积、理想气体热熔上述四种物性是用Joback方法进行估算的，该方法是建立在Lydersen方法基础上的，唯一例外是它使用一个更大的数据库和具有更少的官能团。
Joback 测试了大约400 种有机化合物平均相对误差和平均误差均较小。
利用aspen plus进行物性参数的估算讲解
1 纯组分物性常数的估算1.1、乙基2-乙氧基乙醇物性的输入由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中很难查乙基2-乙氧基乙醇的物性参数, 使模拟分离、确定工艺条件的过程中遇到困难, 所以采用物性估算的功能对乙基2-乙氧基乙醇计算。
已知:最简式：(C6H14O3)分子式：(CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)沸点：195℃1.2、具体模拟计算过程乙基2-乙氧基乙醇为非库组分，其临界温度、临界压力、临界体积和临界压缩因子及理想状态的标准吉布斯自由能、标准吉生成热、蒸汽压、偏心因子等一些参数都很难查询到，根据的已知标准沸点TB，可以使用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分物性的这些参数进行估计。
为估计纯组分物性参数，则需1. 在 Data (数据)菜单中选择Properties(性质)2. 在 Data Browser Menu(数据浏览菜单)左屏选择Estimation(估计)然后选Input(输入)3. 在 Setup(设置)表中选择Estimation(估计)选项，Identifying Parameters to be Estimated(识别估计参数)4. 单击 Pure Component(纯组分)页5. 在 Pure Component 页中选择要用Parameter(参数)列表框估计的参数6. 在 Component(组分)列表框中选择要估计所选物性的组分如果要为多组分估计选择物性可单独选择附加组分或选择All(所有)估计所有组分的物性7. 在每个组分的 Method(方法)列表框中选择要使用的估计方法可以规定一个以上的方法。
具体操作过程如下：1、打开一个新的运行，点击Date/Setup2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Estimation3、在Components-specifications Selection页上输入乙基2-乙氧基乙醇组分，将其Component ID为DIMER4、在Properties/Molecular Structure -Object Manager上，选择DIMER，然后点Edit5、在Gageneral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构6、转到Properties/Parameters/Pure Component Object Manager上，点击“NEW”然后创建一个标量（Scalar）参数TB7、输入DIMER的标准沸点（TB）195℃8、然后转到Properties/Estimation/Set up页上，选择Estimation all missing Parameters9、运行该估算，并检查其结果。
第三章ASPENPLUS的物性数据库及其应用课件
3.1 ASPEN PLUS的物性方法和模型
类别
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
液体活度系数性质方法
NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN LAAR WILSON
理想气体定律 Redlich-Kwong Redlich-Kwong-Soave Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
液体活度系数模型
汽相状态方程
如何选择热力学方法
热力学模型选择方法
物性的查询
运行tool中的检索参数结果
参数的输入
参数回归
已知实验数据（如蒸汽压） 演示 已知平衡数据（T－XY)回归wilson参数 2参数模型，回归Aij，Aji,Bij,Bji 演示
物性推算（1)
输入化合物组份 输入已知的物性
物性推算（2)
结构输入 结果
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or Margules for C4-C18 hydrocarbons, Wilson for aromatics Wilson or Margules
ASPEN PLUS的物性方法和模型(ppt 15页)
物性推算（1)
输入化合物组份
输入已知的物性
第 13 页
物性推算（2)
结构输入
结果
第 14 页
C VAN
LAAR WILSON
汽相状态方程
理想气体定律 Redlich-Kwong
Redlich-KwongSoave
Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程
第5页
如何选择热力学方法
第6页
热力学模型选择方法
对非极性或弱极性物系，可采用状态方程法。 该法利用状态方程计算所需的全部性质和汽 液平衡常数。
第三章 ASPEN PLUS物性
李玉刚 计算机与化工研究所
第1页
3.1 ASPEN PLUS的物性方法和模型
第2页
物性模型
第3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 用于炼油应用它能用于原油塔、减压塔和乙烯装置的部分工艺过程
极性物系，采用状态方程与活度系数方程相 结合的组合法，即汽相采用状态方程法，液 相逸度采用活度系数法计算，液相的其它性 质采用状态方程或经验关联式法。
第7页
过程工业推荐使用的热力学方法
第8页
Galen J. Suppes选择方法
for aqueous organics, NRTL for alcohols, Wilson for alcohols and phenols, Wilson for alcohols, ketones, and ethers Wilson or
Aspen plus 化工物性数据和相平衡数据的查询与估算
1.1.1从文献中查找
1.1.1.2 外文工具书 ⑸ DECHEMA Chemistry Data Series, 德国化工与生物技术 学会(DECHEMA) 出版。 该系列手册中数据重点是化合物和混合物，尤其是流体相态的 热物理性质的数据，包括气液相平衡、液液相平衡、固液相 平衡、临界性质、活度系数、混合物导热系数及粘度、电解 质相平衡及相图、聚合物溶液数据和大分子化合物溶解度及 相关性质等。涵盖了3.65万个化合物和12.4万个混合物，且 这些数据均经过分析评估，为化工工程师的工程设计和技术 南 开发提供不可或缺的依据。 京 工 业 该系列手册从1977年开始出版，目前已经出版了13卷，各卷 大 内容见表1-5。 学
业 大 学 包 宗 宏
系统数据库
SOLIDS COMBUS
包括3314个固体组分的参数，该 数据库用于固体和电解质应用， 该数据库大部分被INORGANIC替 代了，但它对于电解质应用来说 13 仍然是必要的。
BINARY
1.1 化工物性数据的查询 了解软件数据库的内容与功能，为的是在化工设计过程中 应用。在工艺设计之初，大量时间被用于查找物性数据。化工 模拟软件的普及，为物性数据查找提供了极大的便利。 例1-1.查询硫化氢和硫磺的全部纯组分物性. 为保护环境，工业废气中的硫化氢都采用CLAUS工艺转化 为液态硫磺进行回收。请从ASPEN PLUS 系统数据库中查询 硫化氢和硫磺的全部纯组分物性。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
15
1.2 纯物质的物性估算 一是基础物性，如常压沸点、熔点、临 界温度、临界压力、临界比容、临界压 缩因子、偏心因子、偶极矩等； 纯物质物性估算 一般包括3个方面
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏