如何利用Aspen进行物性分析-纯组分,二元相图
Aspen物性方法选用图
ij:是否是二元交互参数LL:是否是液液这张图ij？的意思是问有没有二元交互参数。
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 F i/ ~ "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.如果有，物性方法选择分子模型类NRTL\WILSON\UNIQUAC.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（P＜10atm）非理想溶液。
但是这里面WILSON不能用于模拟液液（LL)混合物。
正如前面所说的，活度系数方法适用于低压非理想溶液，如果是高压（P>10atm）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：性质方法名：WILSON，γ模型名：wilson，气体状态方程：理想气体定律! J* v3 ~+ V1 c$ X7 e/ R f1 mWilson 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。
ASPEN二元物性参数模拟
精馏工段第一个精馏塔模拟的是甲醇、碳酸二甲酯和水的共沸分离，而Aspen软件没有自带的甲醇与碳酸二甲酯的二元共沸物性参数，故我们利用Aspen进行了甲醇和碳酸二甲酯的二元物性参数的模拟。
首先查阅《化学化工物性数据手册》，我们发现甲苯与甲醇的共沸温度及组成和碳酸二甲酯与甲醇的共沸温度及组成十分相似，恰好Aspen有甲苯与甲醇的二元共沸物性参数。
我们利用甲苯与甲醇的二元共沸物性参数对碳酸二甲酯与甲醇的二元物性参数进行模拟。
Aspen模拟流程如下：
选择的物性方法为NRTL，经不断微调后，终于得到预想的结果，如图：
其中2的甲醇和DMC得质量分数与文献所给的共沸组成相同，即达到了模拟的要求。
此时，甲醇与DMC得二元交互参数如下：
从上图可以看到交互参数模拟的结果。
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS物性数 据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用 3.1 基础组分数据库 3.2 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
第 2 页
3.1 基础组分数据库
ASPEN PLUS物性数据库的数据包括：
AUDRADE液体年度关联式参数
MULAND
5
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功能团参数
物性 UNIFAC方程功能团的Q参数 UNIFAC方程功能团的P参数 UNIFAC方程功能团的相互作用参数 代号 GMUFQ GMUFP GMUFB
第 8 页
其他组分数据库
第 9 页
第 10 页
工况研究- 丙酮回收
OVHD FEED
第 12 页
物性
术语的定义
物性:计算出的物质的物性值，例如混合物焓
物性集 (Prop-Set):访问物性的一个方法，以便能 够使用或在别处列表 物性参数:物性模型中用到的常数 物性模型:用于计算一个物性的方程式或方程组 物性方法:用于计算一个模拟中所需性质的物性模 型的集合
第 13 页
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）
第 15 页
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 18 页
常用选项集
状态方程物性方法
第三章ASPENPLUS的物性数据库及其应用
AUDRADE液体年度关联式参数
MULAND
5
第 7 页
功能团参数
物性 UNIFAC方程功能团的Q参数 UNIFAC方程功能团的P参数 UNIFAC方程功能团的相互作用参数 代号 GMUFQ GMUFP GMUFB
第 8 页
3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型
类别 详细内容 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 粘度模型 导热系数模型 扩散系数模型 表面张力模型 一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
附ห้องสมุดไป่ตู้查看纯组分性质
例3-2：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 0~100%范围内变化）的密度，热力学计算方法选 择NRTL模型。
第 39 页
3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
TEMPERATURE X(wt%)
Ethanol 0 0.0071 0.0297 0.0361 0.0549 0.0738 0.1229 0.1456 0.1645 0.2685 0.3985 0.4664 0.5473 0.6589 0.8339 0.8763 0.9129 1 0.9658
（1）性质名 （2）方法 （3）每个主要或次要性质的子级路线， （4）计算每个中间性质的模型名称有时带有一个 模型选项代码。
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路线
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模型
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3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用
1、ASPEN PLUS的物性分析功能
例3-1：采用ASPEN PLUS的理想气体方法（Ideal Gas Method）查找水在1 atm和100~500℃范围内 的摩尔体积和压缩因子。
Aspen plus分析混合物露点、热容、平均分子量的方法
Aspen分析混合物露点、热容、平均分子量的方法首先，打开软件，进入物性分析
（1）点“next”图标，进入下一步
（2）此界面继续点“next”
(3)输入各组分物质，后点下一步。
（4）选择计算方法。
选择“PENG-ROB”，点下一步；
（5）出现一个界面，再点下一步
（6）出现如下界面，点确定
（7）出现如下界面，先别急，等下再回来完成此步。
（8）点下面的prop-sets，（因为要分析哪些物性，需要我们自己来设定）
（9）选择new，点OK
（10）选择cpmx等相关物性
CPMX：混合物恒压热容
TDEW：混合物某压力下的露点
MWMX：混合物的平均分子量
（11）选好后，点next，点“new”。
出现如下界面，这是刚才第7步出现的界面。
（12）输入各组分的含量。
（虽然单位是kmol/h，我们所模拟的这些参数只需要知道各组分的比例就可以得出了。
不管怎么输，只要比例正确就可以了）
Next
从180度开始，到250度结束，每隔5度计一个点（13）把刚才选择的物性，添加到结果列表中。
（14）运行后，点results，查看结果
（15）结果
注：CPMX：混合物热容。
只要压力、温度、组分含量任意一个改变，此数据就要重算。
TDEW：某压力下的露点。
压力、组分含量任意一个改变，此数据就要重算。
MWMX：混合物平均分子量。
只和组分含量相关。
ASPEN中NIST数据库的使用即物性数据查寻。
ASPEN中NIST数据库的使用ASPEN中的NIST数据库可以查询二元物性参数，也可以查询纯物质参数，二院物性参数的查询论Step1 输入组分Step2 选择物性方法Step3 执行物性估算Step4 点击NISTStep5 选择pure，二元估算选择Binary mixtureStep6 点击evaluate NOWStep7 查看结果，图中TPT即为苯的三相点所查寻的数据英文可以一起全部复制和百度翻译。
数据库step1step2step4Step5Step7Name Description OMEGA Pitzer acentric factorZC Critical compressibility factor VC Critical volumeTC Critical temperatureDNLEXSAT TDE expansion for liquid molar densityMUP Dipole momentHFUS Heat of fusionDHVLTDEW TDE Watson equation for heat of vaporization DGFORM Gibbs energy of formation (ideal gas)CPSTMLPO ThermoML polynomials for solid CpCPIALEE TDE Aly-Lee ideal gas CpCPLTMLPO ThermoML polynomials for liquid CpDHFORM Heat of formation (ideal gas)MW Molecular weightTB Normal boiling pointFREEZEPT Freeze point temperatureDELTA Solubility parameter @ 25 CSG Specific gravityVLSTD API standard liquid molar volumeSIGTDEW TDE Watson equation for liquid-gas surface tension KVTMLPO ThermoML polynomials for vapor thermal conductivity KLTMLPO ThermoML polynomials for liquid thermal conductivity TPT Triple point temperaturePSTDEPOL TDE polynomials for solid vapor pressureWAGNER25 TDE Wagner 25 liquid vapor pressureMUVTMLPO ThermoML polynomials for vapor viscosityMULNVE TDE equation for liquid viscosityFAMILY Compound family nameSUB FAMILY Compound sub family nameOMEGA Pitzer acentric factor欧米茄Pitzer偏心因子ZC Critical compressibility factorZC临界压缩因子VC Critical volumeVC临界体积TC Critical temperature超导临界温度DNLEXSAT TDE expansion for liquid molar density液体的摩尔密度dnlexsat TDE膨胀MUP Dipole momentMUP的偶极矩HFUS Heat of fusion超声热融合DHVLTDEW TDE Watson equation for heat of vaporization dhvltdew TDE沃森方程的汽化热DGFORM Gibbs energy of formation (ideal gas)dgform生成吉布斯能（理想气体）CPSTMLPO ThermoML polynomials for solid Cpcpstmlpo ThermoML的多项式的固态CPCPIALEE TDE Aly-Lee ideal gas Cpcpialee TDE阿里李理想气体的CPCPLTMLPO ThermoML polynomials for liquid Cpcpltmlpo ThermoML液体CP多项式DHFORM Heat of formation (ideal gas)形成DhForm热（理想气体）MW Molecular weightMW分子量TB Normal boiling point结核病的正常沸点FREEZEPT Freeze point temperaturefreezept冻结点温度DELTA Solubility parameter @ 25 C三角洲“25 C的溶解度参数SG Specific gravity比重VLSTD API standard liquid molar volumevlstd API标准液的摩尔体积SIGTDEW TDE Watson equation for liquid-gas surface tension sigtdew TDE沃森方程的液-气表面张力KVTMLPO ThermoML polynomials for vapor thermal conductivity kvtmlpo ThermoML的多项式的蒸气导热系数KLTMLPO ThermoML polynomials for liquid thermal conductivitykltmlpo ThermoML的多项式液体导热系数TPT Triple point temperatureTPT三相点温度PSTDEPOL TDE polynomials for solid vapor pressure pstdepol TDE多项式的固体的蒸气压WAGNER25 TDE Wagner 25 liquid vapor pressure wagner25 TDE瓦格纳25液体的蒸气压MUVTMLPO ThermoML polynomials for vapor viscosity muvtmlpo ThermoML的多项式的气相粘度MULNVE TDE equation for liquid viscosity液体的粘度mulnve TDE方程FAMILY Compound family name族化合物的姓SUB FAMILY Compound sub family name亚族化合物亚家族的名字。
Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用(Ⅰ)基础物性数据
Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用(Ⅰ)基础物性数据王红蕊;沙作良;王彦飞【摘要】准确而可靠的基础物性数据对化工工艺的开发和设计是非常重要的.Aspen Plus具有丰富的物性数据和一套比较完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型,可以利用它获取所需的基础物性数据.因此介绍了利用Aspen Plus 软件获取无机盐重要物性数据的方法.无机盐重要物性数据包括热力学性质数据、传递性质数据、相平衡数据等.经软件查询数据与文献数据比较,使用Aspen Plus 获取的基础物性数据准确可靠,可以快速地为无机盐工艺开发与设计提供服务.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)013【总页数】3页(P11-12,24)【关键词】Aspen Plus;基础物性数据;无机盐;工艺开发与设计【作者】王红蕊;沙作良;王彦飞【作者单位】天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457;天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457;天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457【正文语种】中文【中图分类】O061在化工过程的开发、研究与工程设计工作中，准确而可靠的物性数据是非常重要的。
化工物性数据绝大部分是各种纯物质或混合物的物理和化学性质，主要由以下几部分组成:①基础物性常数，如 pH、沸点、熔点、凝固点、临界性质等;②热力学性质，如pVT性质、比热容、各种焓和熵等;③微观参数，如偶极矩等;④传递性质，如粘度、导热系数、表面张力、扩散系数等;⑤相平衡数据，如汽液平衡、液液平衡、固液平衡等［1］。
对于无机电解质来说，pH、泡点、溶解度、密度、粘度、比热容、导热系数、热焓及活度系数等数据是电解质溶液理论的基础也是无机盐工艺开发与设计的重要基础。
获取物性数据最直接的方法是通过实验和查阅文献，此方法较麻烦，耗时且工作量大［2］。
ASPENPLUS10.0物性方法和模型
例子有 l 甲烷和己烷或庚烷二元系统 van der Kooi， １９８１；Davenport and Rowlinson， １９６３；
１５
l 吉布斯能的偏差
( ) ∫ Gm − Gmig
=
−
v ∞
p
−
RT V
dV
−
RT
ln
V V ig
+
RT (Zm
− 1)
１６
l 摩尔体积 求解p T Vm 得到Vm 对于一个给定的状态方程 逸度根据方程１３计算 混合物其它的热力学性质能由偏差函 数计算 l 汽相焓
H
v m
=
H
ig m
+
(H
v m
−
H
ig m
)
f i v = ϕiv yi P （８）
校正因子ϕiv是逸度系数 对于在中压下一个汽相 ϕiv接近于１ 相同的方程可应用到液 相
f i l = ϕil xi P ９
Kohn， １９６１） l 乙烷和C数为１８－２６的正构烷烃二元系统（Peters et al．， １９８６） l 二氧化碳和C数为７－２０的正构烷烃二元系统（Fall et al．， １９８５） 不互溶的化合物分子大小差别越大 液－液和液－液－汽平衡越可能涉及重组分的固化 例如 乙烷和五环或六环烷烃则显示这个特性 碳原子数差别的增大将引起液－液分离消失 例如 在乙烷和碳原子数大于２６的正构烷烃混合物中 相对固体－流体 汽或液 平衡来说 液－液分离变成了亚稳平衡（Peters et al．， １９８６） 状态方程方法不能处理固体
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在进行一个流程模拟之前，最好先了解一下你所选物系，以及物系中物质的物性和相平衡关系，对所选体系偏离理想体系的程度有个初步的了解，对所选体系热力计算方法有个初步的认识。只有这样才能够选择合适的物性计算方法，在得出模拟结果之后，才能保证模拟结果的可信度。下面做一个CO2/Ar体系物性分析的例子，旨在抛砖引玉，有错误的地方还请读者批评指正。
图5
图6
参数设定完成后，单击Go就得到图7，PL/温度曲线。可以看出在这种温度下Ar的饱和气压大的惊人。所以说对其物性方法的选择也就比较困难。对于图形的修饰问题还请读者自行研究（如显示Marker，改变标题、坐标轴等等），在这里就不作赘述了。
图7
6．Binary物性分析
打开的方式和Pure物性分析相近，Tool-Analysis-Property-Binary，打开后如图8。
特别提示：本方法采用的Aspen Plus为V7.1。
图23.Biblioteka Component中定义组分在Component ID中输入CO2，AR即可，对于其它一些常用的物质直接输入其名字或分子式就行。而对于一些结构复杂的物质可以运用Find来查找。输入后结果如图3。
图3
注：
Elec Wizard：电解质向导，可以帮助用户输入电解质。
User Defined：输入用户自定义的组分。
1.开始设置
选择模拟类型（Simulations）为：General with Metric Units，单位制可以根据自身选择的单位体系来定。
选择运行类型（Run Type）为：Property Analysis，当然在其它运行类型中也能够进行物性，不过这个运行类型没有流程图及其它一些要素，是专门为物性分析而设立的运行类型。
图1
2.Setup参数设置
设置Setup中的一些参数，如Title，（这里可以不填写，但是最好还是设置一下，可以方便其它用户对你的模拟进行了解，增加其互通性）Unit，Run Type，其中Unit，Run Type中的设置相当于第一步中的Simulation，Run Type设置，对于前面已经选择的类型在这里可以看到设置的结果如图2。当然也可以重新设置。它好处就是，可以很方便的使用户可以在不建立新模拟的情况下，改变单位制及运行类型。在Description中可以填写对模拟的一些简单描述，可以在报告（.rep）中输出，可以增加其可读性。其它的一些选项这里就不做介绍了。
图8
本文以P-x-y图为例进行物性分析，在Analysis中选择P-x-y，在Temperature中Unit选择K，在List of values输入218.15K，输入数据后的结果如图9。
图9
然后点击Go得到图10。
下面来分析一下，在图9中，输入数据Lower为0.39，Upper为1，这个数据是CO2的组成，理想物系应该是0 - 1。在这里为什么这样输入呢，是因为在CO2组成为0.39时饱和蒸气压为最大值，这是因为体系为非理想体系的原因，详细的解释请参考化工热力学。如果输入Lower为1那么会出现图12的情况。
图11
图12
7．在一张图上作出多个温度下的P-x-y图。
第6部分是讲的如何画出一定温度下的P-x-y图，当然也可以在一张图上作出不同温度下的T-x-y图。区别就在于Temperature的设定，当List of values为一个值就是一个温度的P-x-y图，当为多个温度时就为多个温度下的P-x-y图。对于Overall range选项，是为了作出等差温度下的P-x-y，Lower为温度的下限，Upper为温度的上限，Points为在温度上下限内所选择的温度的点数，Increments:为温度的步长。Points和Increments二都只能选其一。具体值的设定如图13。
图13
点击Go得出结果如图14.
图形分析：这张图看起来非常的混乱，在高压部分肯定存在问题，原因在于CO2的组成上限设定的问题，联系到物系是因为物系的非理想性所致。
对于这种方法的介绍已经结束了，已经达到了在一张图上画出多个温度下的P-x-y图的目的，至于存在的问题，就需要需要此种物系P-x-y图的朋友进行更深入的研究，了解CO2/Ar物系的性质，选择合适的物性方法，然后再进行画图。由于时间仓促难免出现错误，请批评指正。
Reorder：重新调整输入物质的顺序。
Review：查看输入组分的纯组分标量参数。
4.在Property中设定计算物性的物性方法。
本文选择的Base method和Property method是PENG-ROB，结果如图4。
物性方法的选择还值得商榷。由于对CO2/Ar体系的了解还不够，对已经选择的物性方法是否能准确描述该体系还不甚了解，本文主是为了提供一种分析物性的方法。对于使用到的物性方法并不能保证其准确性。
图4
Aspen Plus可以提供4种类型的物性分析：pure,binary, residue, and stream。本文中数据只能进行pure和binary两种物性分析。下面就进行这两种物性分析。
5. Pure物性分析
本文以Ar的饱和蒸汽压为例进行分析。单击标题栏上的Tools，选择Analysis，Property，Pure，得到如图5的界面。温度范围设定在：218.15K-248.15K。具体的参数设置如图6。