AspenPlus物性方法的选择专题培训课件
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AspenPlus物性方法的选择专题培训课件
理想物性方法代码
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK
状态方程 BWR-Starling Lee-Kesler-PlÖck
表（2-2） 基于 PR 方程的物性方法
表（2-3） 基于 RK 方程的物性方法
物性方法代码
PSRK RKSWS RKSMHV2
RK-ASPEN RK-SOAVE RKS-BM 其它方法：SR-POLAR
状态方程
Predictive Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rules
合成气体 煤气化 煤液化
蒸汽系统，冷却剂
PR-BM,RKS-BM
PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM，
BWR-LS STEAMNBS,STEAM-TA
行业
用途
方法
（10）矿物和冶金 Power generation
机械加工：压碎、碾碎 、筛分‘洗涤
湿法冶金：矿物沥取
熔炉、转炉
SOLIDS ELECNRTL
煤气化，合成气体： PR-BM,RKS-BM; 煤液化：PR-BM,RKSBM，BWR-LS
行业
用途
方法
（7）发电过程 Power generation
燃烧：煤、石油 蒸汽循环：压缩、透平
酸性气体吸收
PR-BM,RKS-BM(应用燃 烧数据库）
STEAMNBS, STEAM-TA
同气体加工
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK
状态方程 BWR-Starling Lee-Kesler-PlÖck
表（2-2） 基于 PR 方程的物性方法
表（2-3） 基于 RK 方程的物性方法
物性方法代码
PSRK RKSWS RKSMHV2
RK-ASPEN RK-SOAVE RKS-BM 其它方法：SR-POLAR
状态方程
Predictive Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rules
合成气体 煤气化 煤液化
蒸汽系统，冷却剂
PR-BM,RKS-BM
PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM，
BWR-LS STEAMNBS,STEAM-TA
行业
用途
方法
（10）矿物和冶金 Power generation
机械加工：压碎、碾碎 、筛分‘洗涤
湿法冶金：矿物沥取
熔炉、转炉
SOLIDS ELECNRTL
煤气化，合成气体： PR-BM,RKS-BM; 煤液化：PR-BM,RKSBM，BWR-LS
行业
用途
方法
（7）发电过程 Power generation
燃烧：煤、石油 蒸汽循环：压缩、透平
酸性气体吸收
PR-BM,RKS-BM(应用燃 烧数据库）
STEAMNBS, STEAM-TA
同气体加工
AspenPlus史上最全最好的教程ppt课件
全球各大化工全球各大化工石化石化炼油等过程工炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是业制造企业及著名的工程公司都是aspenaspenplusplus的用以以aspenaspenplusplus严格机理模型为基础严格机理模型为基础还逐步发展起来还逐步发展起来4455aspenaspen工程系列软件工程系列软件计计划划研研发发概念概念设计设计工工艺设计艺设计详细设计详细设计施工施工开车开车操作操作资产资产管理管理经济评价投资估算进度管理热交换器设计稳态动态模拟和优化物性数据和模型在线应用工艺知识和数据管理comthermoaspenpropertiesaspenolidethermhysysaspenplusoptimizerdynamicscustommodeleraspenwebmodelshetranaerotranhtfsaspenhetranaerotranteamsrtooptionaspenonlineconceptdistilhxnetaspensplitpinchwaterutilitiespinchwaterutilitiesaspenicarusaxsysaspenzyqadaspenfcccatrefhydrocrackerhydrotreatertraflowflarenetpolymersplusaspenplusdynamicscustommodelerbasysbdkprocessmanualsprocesstoolsaspenplusbatchpluschromatographyaspenadsim医药精细化工石油精制管道聚合物工艺合成和分析按功能分类生命周期66aspenplusaspenplus具有最完备的物性系具有最完备的物性系统统物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键
ASPEN物性方法选择
第1页
2.1.1物性模型
第2页
2.1.2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
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ຫໍສະໝຸດ 应用。（如气体加工装置、原油塔及乙烯装置）
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法：BWR-LS、 LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM
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）
5、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
第 10 页
2.3物性的查询
运行tool中的检索参数结果
第 11 页
2.4参数的输入
第 12 页
2.5参数回归
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, 即回归Aij，Aji,Bij,Bji 演示
第 13 页
2.6物性推算（1）
输入化合物组份 输入已知的物性
第7页
过程工业推荐使用的热力学方法
第8页
过程工业推荐使用的热力学方法
第9页
Galen J. Suppes选择方法
有机物水溶液：NRTL 醇类：Wilson 醇、酚：Wilson 醇、酮、醚： Wilson or Margules C4-C18 烃：Wilson 芳香族： Wilson or Margules
Aspen Plus 课程讲义-全部PPT
-23-
操作基础
ASPEN PLUS入门
汤吉海 2006年8月
-24-
2.2 ASPEN PLUS使用初步
化工流程模拟系统的使用步骤 ASPEN PLUS软件窗口界面简介
演示教学
练习一
-25-
化工流程模拟系统的使用步骤
-26-
ASPEN PLUS软件使用基本步 骤
主窗口界面：绘图工作区和数据浏览窗口 基本设置 模拟流程图的绘制 组分定义 热力学方法的定义 流股数据和过程数据的输入 模拟执行过程 查看结果 专家支持系统
AspenTech公司在随后的时间里又先后兼并了20多个在各 行业中技术领先的公司（如B-JAC International, Inc. 、 Dynamic Matrix Control Corporation、ICARUS Corporation 、PIMS business group from Bechtel Corp. 、Hyprotech Ltd. 等），成为为过程工业提供从集 散控制系统（DCS）到企业资源计划(ERP)全方位服务的 公司。
模拟计算以交互方式分析计算结果，按模拟要求修 改数据，调整流程。
提供了包括拷贝、粘贴等目标管理功能，能方便地 处理复杂的流程图。
DXF格式接口可以将Model Manager中的流程图按 DXF标准格式输出，再转换成其他CAD系统如 AUTOCAD所能调用的图形文件。
丰富的物性数据库和单元模型库，强大的流程分析 与优化功能等。
概述
ASPEN PLUS入门
汤吉海 2006年8月
-1-
主要内容
概述 操作基础 分离过程模型 反应器模型 换热器模型 模型分析功能 热力学性质计算
-2-
Aspen Plus 孙兰义老师培训讲义(完整版)
Hetran/Aerotran
在线应用
RTO Option/Aspen OnLine
聚合物
Polymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom Modeler
医药/精细化工 石油精制/管道
BaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM
Aspen Plus可以进行过程优化计算
应用Aspen Plus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值，以达到任何 目标函数的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制，可以将任意工程 或技术经济变量作为目标函数，如利润和生产率。用户在选取操作参数限制范 围时，具有很大的灵活性。 Aspen Plus的一大特点是能将流程模拟和优化同时 收敛，这样使得收敛更加迅速而可靠。
❖ 电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质的各种 离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组分性质；一些 特殊的电解质系统和应用于酸性气体交互过程的数据包是由本公司应用 部门和用户一起开发的。
❖ 模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以用数据 回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元 操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪蒸和分馏模型可 以处理有化学反应过程的电解质系统。
❖ Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在 麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该 项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其 商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
Aspen-Plus-物性方法的选择PPT优秀课件
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化QUAC 及变化形式（在醋酸部分 用能模拟二聚反应的方法）
8
行业
（5）化工过程 Chemicals
用途
方法
共沸分离、醇分离 羧酸、醋酸装置 苯酚装置
液体反应、酯化反应 合成氨装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
SRK-ML UNIQ-2 WILS-HOG
SRKKD
UNIQ-HOC WILS-LR
SOLIDS UNIQ-NTH WILS-NTH
SR-POLAR UNIQ-RK WILS-RK
STEAM-TA UNIQUAC WILS-VOL
STEAMNBS VANL-2 WILSON
2
理想模型 — —2种；
物性模型活 状度 态系 方数 程模 模型 型
— —
—13种； —35种；
特殊模型 — —8种；
3
① 理想模型——2 种
理想物性方法代码
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
BK10，CHAO-SEA, GRAYS0N
CHAO-SEA, GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE
GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE PENG-ROB,RK-SOAVE
6
行业
用途
方法
（3）气体加工 Gas Processing
烃分离、脱甲烷塔、 C3分离
空气分离
PR-BM,RKSBM,PENGROB,RK-SOAVE
WILSON-HOC,NRTLHOC,UNIQ-HOC
8
行业
（5）化工过程 Chemicals
用途
方法
共沸分离、醇分离 羧酸、醋酸装置 苯酚装置
液体反应、酯化反应 合成氨装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
SRK-ML UNIQ-2 WILS-HOG
SRKKD
UNIQ-HOC WILS-LR
SOLIDS UNIQ-NTH WILS-NTH
SR-POLAR UNIQ-RK WILS-RK
STEAM-TA UNIQUAC WILS-VOL
STEAMNBS VANL-2 WILSON
2
理想模型 — —2种；
物性模型活 状度 态系 方数 程模 模型 型
— —
—13种； —35种；
特殊模型 — —8种；
3
① 理想模型——2 种
理想物性方法代码
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
BK10，CHAO-SEA, GRAYS0N
CHAO-SEA, GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE
GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE PENG-ROB,RK-SOAVE
6
行业
用途
方法
（3）气体加工 Gas Processing
烃分离、脱甲烷塔、 C3分离
空气分离
PR-BM,RKSBM,PENGROB,RK-SOAVE
WILSON-HOC,NRTLHOC,UNIQ-HOC
ASPEN PLUS的物性方法和模型(ppt 15页)
第 12 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
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培训教程 第二讲 组分、物性及物性计算模型
物性计算方法和模型 (2)
亨利组分 (1)
在操作条件下表现为不凝性气体的 组分被称为亨利组分(Henry Components), 其在液相中的溶解度用亨利定律描述。 亨 利 组 分 在 Components 大 类 下 的 Henry Comp子类目录里创建一个对象来定 义 ， 同 时 还 需 在 Properties 大 类 下 的 Parameters 子类下的 Binary Interaction 目录 下的 Henry-1 对象中输入亨利系数的温度 关联系数（从数据库里调用）。
henrycomponentscomponents大类下的大类下的interaction目录目录亨利组分亨利组分22亨利组分亨利组分33电解质组分电解质组分11如果系统包含水和在水中会发生如果系统包含水和在水中会发生电离的电解质电离的电解质electrolytes电离的电解质电离的电解质electrolyteselectrolyteselectrolytes我们则需我们则需我们则需我们则需利用电解质向导利用电解质向导elecelecwizardwizard来帮助我来帮助我们生成可能发生的各种电离反应和生成们生成可能发生的各种电离反应和生成的各种电解质组分的各种电解质组分
物性集合
(2)
物性集合
(3)
物性集合
(4)
物性集合
(5)
报告选项 (1)
如果希望在输出结果中包含所需 的物性数据，则可在全局设置大类下的
报告选项子类下(Report Options)予以
定义。
报告选项 (2)
报告选项 (3)
报告选项 (4)
Example 2
电离平衡和酸碱中和
将1000 m3/hr的氢氧化钙水溶液 (氢 氧化钙 5.2 kmol/m3 ， 30 C，1 bar) 与 4750 m3/hr 的氯化钠盐酸溶液(氯化钠 5.1 kmol/m3，氯化氢 2.2 kmol/m3，20 C， 1.5 bar)混合。 求混合后的流股温度、组成和pH 值。
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用途
方法
共沸分离、醇分离
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
羧酸、醋酸装置
WILSON-HOC,NRTLHOC,UNIQ-HOC
苯酚装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
液体反应、酯化反应
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
合成氨装置
PENG-ROB,RKSOAVE,SR-POLAR
Peng-Robinson with Boston-Masias alpha function Peng-Robinson with Wong-Sandler mixing rules Peng-Robinson with modified Huron-Vidal mixing rules
表（2-3） 基于 RK 方程的物性方法
Redlich-Kwong-ASPEN Redlich-Kwong-Soave
Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias alpha function
Schwarzentruber-Renon
3. 按行业和用途选择
◆ 物性方法选择一览表
行业
用途
方法
（1）油气生产 Oil and Gas Production
醚生产、MTBE、 ETBE、TAME
乙苯和苯乙烯装置
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
PENG-ROB,RK-SOAVE， WILSON,NRTL,UNIQU
AC及变化形式
对苯二甲酸
WILSON,NRTL,UNIQUAC 及变化形式（在醋酸部分 用能模拟二聚反应的方法）
行业
（5）化工过程 Chemicals
含氟化合物（包括HF）
ENRTL-HF
无机化学、酸、碱（硫 酸、磷酸、硝酸、盐酸
）
ELECNRTL
行业
（6）煤加工 Coal Processing
用途
方法
减小颗粒大小：粉碎， 研磨
分离和清洁：过滤，旋 风分离，沉降，洗涤
燃烧
SOLIDS
SOLIDS PR-BM,RKS-BM(应用
燃烧数据库）
用以下溶剂吸收酸性气 体：甲醇、NMP
物性方法代码
PSRK RKSWS RKSMHV2
RK-ASPEN RK-SOAVE RKS-BM 其它方法：SR-POLAR
状态方程
Predictive Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave with Wong-Sandler mixing rules
Redlich-Kwong-Soave with Modified Huron-Vidal mixing rules
C
CO
C
ELECNR HYSPR OIL TL
POLYUF SRKKD V
STMNBS VANL-
2
HOC
SYSOP0 VANLNTH
UNIFDMD
VANL-RK
UNIFHOC
ห้องสมุดไป่ตู้
VANLAAR
UNIF-LBY WILS-2
UNIF-LL UNIFAC
WILSGLR
WILS-HF
UNIQ-2
UNIQHOC
（2）炼油过程 Refinery
储运系统 平台分离系统 油气 管道运输
减压塔，原油常压塔 焦化、PCC主分馏塔
重整、加氢装置 润滑油、脱沥青装置
PR-BM，RKS-BM
BK10，CHAO-SEA, GRAYS0N
CHAO-SEA, GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE
GRAYS0N PENG-ROB,RK-SOAVE PENG-ROB,RK-SOAVE
煤气化和液化
PRWS,RKSWS,PRMHV 2，RKSMHV2， PSRK,SR-POLAR
煤气化，合成气体： PR-BM,RKS-BM; 煤液化：PR-BM,RKSBM，BWR-LS
行业
用途
方法
（7）发电过程 Power generation
燃烧：煤、石油 蒸汽循环：压缩、透平
酸性气体吸收
PR-BM,RKS-BM(应用燃 烧数据库）
行业
用途
方法
烃分离、脱甲烷塔 、C3分离
空气分离
PR-BM,RKSBM,PENGROB,RK-SOAVE
（3）气体加工 Gas Processing
用乙二醇进行气体 脱水
用甲醇或NMP进行 酸性气吸收
克劳斯过程
PRWS，RKSWS， PRMHV2，
RKSMHV2，PSRK ，SR-POLAR
用水、氨水、胺、 胺+甲醇、碱、石灰、 热碳酸盐吸收酸性
气体
ELECNRTL
行业
用途
方法
乙烯装置、初馏塔 CHAO-SEA, GRAYSON
轻烃分离塔、急冷塔 PENG-ROB,RK-SOAVE
芳烃、BTX抽提
WILSON,NRTL,UNIQU AC及变化形式
（4）石油化工过程
取代烃、VCM装置、丙 烯腈装置
PENG-ROB,RK-SOAVE
Petrochemicals
HOC
POLYPC RKS-BM SF
BWR-LS GRAYSO NRTL-
N
NTH
POLYSAF RKSMHV
T
2
BWRS
GRAYSO NRTL-RK POLYSL RKSWS N2
CHAOSEA
HANSEN NRTLSAC
POLYSR SRK K
COSMOSA HYSGLY NRTLSA POLYUF SRK-ML
②状态方程模型——13 种
表（2-1） 基于Lee方程的物性方法
物性方法代码 BWR-LS LK-PLOCK
状态方程 BWR-Starling Lee-Kesler-PlÖck
表（2-2） 基于 PR 方程的物性方法
物性方法代码
PENG-ROB PR-BM PRWS PRMHV2
状态方程
Peng-Robinson
WILSHOG
WILS-LR
2. 四种类型
理想模型——2种； 物性模型活 状度 态系 方数 程模 模型 型 — —— —3153种 种； ；
特殊模型——8种；
◆ 意义
① 理想模型——2 种
理想物性方法代码
IDEAL SYSOP0
K值计算方法
理想气体/道尔顿定律/亨利定律 理想气体/道尔顿定律（发布版本8）
1. Aspen Plus 91 种性质方法
AMINES ENRTLSA MXBONNE PNRTL- REFPRO
C
L
IG
P
APISOUR EPNRTL NRTL
POLYFH RKASPEN
B-PITZER FACT
NRTL-2 POLYNR RK-
TL
SOAVE
BK10
GERG20 NRTL-
08