利用aspenplus进行物性参数的估算
Aspen模拟不常见物质的物性估算
Aspen模拟不常见物质的物性估算
杨晓东
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2022()20
【摘要】利用Aspen Plus软件提供的物性估算功能,计算丙烯酸叔丁酯的物性,从而模拟分离、提纯过程,确定工艺条件,得到理想的产物结果。
【总页数】3页(P51-53)
【作者】杨晓东
【作者单位】道恩特种弹性体材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ334
【相关文献】
1.物性估算在ASPEN PLUS软件中的应用
2.应用ASPEN模拟氨合成回路的物性方法分析
3.Aspen Plus模拟计算传统水溶液全循环法低压分解塔物性方法的选择
4.Aspen Plus模拟研究双流化床生物质气化及二氧化碳捕获
5.不常见的宠物性传染病
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Aspen+物性估教程材料
物性估计
物性输入
选择物性估计选项
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1）输入新建组分名称。
（2）点击User Defined。
（3）输入分子式。 需要输入分子量，沸 点，分子结构，蒸汽压 和理想气体热容。
（4）点击next。
输入分子量，注意在反应过 程中会影响Mass balance!
温度相关参数
输入
用户定义参数
输入临界温度和汽化焓数据
输入粘度数据
（1）将文件保存为TBMX.bkp文件 （2）新建一个流程模拟文件 （3）Import （导入）TBMX.bkp文件
点击性质选项 替代 合并
忽略
所有性质估算 均已设定 完成
END
选择物性方法
设置参数估计
TB 沸点；TC 临界温度； PC 临界压力； VC 临界体积； ZC 临界压缩因子 DHFORM生成热； DGFORM生成自由能；OMEGA 偏心因子；DELTA 溶解度 参数； UNIQUAC 方程参数；PARC 等张比容； DHSFRM 固体生成热。。。
Unifac参数 两元体系参数
沸点，可参考 Chemdraw的结果，也 可以从文献上来。
在Chemdraw中作图，另存为后缀为mol文件。
另存为后缀为mol文件。
用Chemical offcie中的 ChemDraw计算化学性质。
导入分子结构式
点击键计算
确定
计算结果检查 及更改
其他可添加数 据
计算完成
新建一个物性估算方法
AspenPlusV84查混合物质的物性使用范例
AspenPlusV84查混合物质的物性使用范例
1、Setup–UnitSet–选择SI（国际单位制）或者“New”新建一个
2、Setup–Specification–Global–Globalunitet选择某个单位–Globaletting–Validphae选择状态
6、Method–Specification–Global–Methodname–选择合适的物性
计算方法，可以在Plu的帮助F1里找到这方面的指导
7、PropertySet–New–EnterID输入参数包的名字–OK–Search
8、上面点击Search之后会打开下面的SearchPhyicalPropertie，
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、有时候Qualifier会显示红色，提示选择合适的物质状态
10、Analyi–选择界面右上方Analyi中的Pure/Binary/Mi某ture，本。
Aspen_Plus推荐使用的物性计算方法
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
(Substituted) hydrocarbon stripping
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
Acid gas stripping from
Terephthalic acid
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
(with dimerization in acetic acid section)
Application
Recommended Property Methods
Azeotropic separations
Application
Recommended Property Me
Oil
PR-BM, RKS-BM (combustion databank)
Steam cycles
Compressors
Turbines
STEAMNBS, STEAM-TA
Application
Recommended Property Methods
Synthesis gas
PR-BM, RKS-BM
Coal gasification
PR-BM, RKS-BM
Coal liquefaction
PR-BM, RKS-BM, BWR-LS
Application
Recommended Property Methods
Alcohol separation
WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
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。
利用aspen-plus进行物性参数的估算
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。
aspen 求解物性参数
求混合物的比容：v=m 3/mol在Aspen 中求比容，可以考虑利用v=体积流量/摩尔流量。
选择压缩机作为模拟的模块。
选择等熵压缩，设置出口压力只要稍高于进口压力就可以了。
例如：求取630kmol/h 的CO ，1130kmol/h 的H2O ，189Kmol/h 的CO2和63Kmol/h 的H2组成的混合物在1atm 和500K 下的比容。
用RK 方程。
根据上面的结果就可知进料的体积流率是82443.568m 3/h,摩尔流率是2012Kmol/h 。
那么计算比容=382443.56840.976/2012m kmol 。
求进料物流中气相分率：选择flash 作为模拟的模块，在设置flash 参数时，要求温度与压力都与进料物流的一致，这样在flash 中的就只进行单纯的气相与液相的分离，而不会发生气相进入液相或液相进入气相的情况，这样就可以根据flash 出口物流中的气液组分得到进料的气相分率等情况。
例如：在180F 及70psia 时，进料物流中丙烷、正丁烷、正戊烷、正辛烷的摩尔分率是0.1、 0.3、0.4 、0.2。
例如：下列物流离开精馏塔，其状态是138psia和197.5F。
如果压力被降低（绝热）到51psia，气相分率和温度是多少。
（提示在flash2前放一个阀，由阀的阻。
求解化学反应平衡时的各组分的多少：选择RGibbs反应器，只要将出口的温度与压力设置好就可以知道该条件下达到化学平衡时的各组分的量。
只要利用该方法计算的结果求出平衡常数K，与实际的常数作比较就可以了。
例如：水煤气变换制氢的化工过程222CO H O CO H+⇔+，在平衡时222co Hco H Oy yKy y=，由热力学数据给出500k时，K=148.4，按照化学计量比进料，求化学反应达到平衡时的平衡组分。
根据最后的反应结果计算K=0.9210.921135.91430.0790.079⨯=⨯，与给定的结果有些差别。
ASPEN PLUS的物性数据库及其应用
包括多于5000多个组分（大多数为有机物）的参数， 这是ASPEN PLUS纯组分参数的主要数据源。
（1）与状态无关的固有属性，如分子量、临界参数、偏 心因子等；
（2）标准状态下一定相态的属性，如25℃时的标准生成 热、标准燃烧热、标准生成自由能等；
（3）一定状态下的属性，如各温度下的热容、饱和蒸汽 压、粘度等，通常以一定的方程形式关联，将方程参数作 为基础物性数据。
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利用ａsｐen－pluｓ进行物性参数的估算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ1 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AｓｐｅｎＰlus 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ａｓｐｅｎｐlus软件的Eｓtimation Input PｕrｅＣｏmponｅnｔ(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ＤatａBroｗseｒ 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 Esｔｉmat ｉoｎ３、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－ＯbjeｃｔManager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Eｓｔimatioｎalｌmiｓsing Pａrametｅrs9、运行该估算,并检查其结果。
估算结果自动写入到窗体文件中其模拟结果如下：PropeｒtynａmeＰaｒaｍeteｒEｓｔimatｅdｖaｌuｅUnｉts MeｔhｏdMＯLECULＡRＷEＩGH Ｔ分子量MＶ１３4、1756 FＯRMＵＬＡCRITICAL TEMＰERATURE临界温度ＴC627．59４188ＫJOBAＣKCＲITICAL PRESSURE临界压力PC3３18１８4．71N/SQM JOBACKＣRＩTICAL VＯLUＭE临界体积VＣ0.426５CUM/KＭOＬJＯＢＡCKＣRITICAL ＣOMPＲES.ＦAC临界压缩因子ZC0．2712１48２DEFINITIIDEAL GAＳCP ＡＴ300 K理想气体CＰ177５04.９06J/KMOL-K BENSOＮAＴ500 K 264294.０92Ｊ／KMOＬ-KＢENＳOＮAT１０0０K3８６292.527J/KMOL-K BENＳＯNSＴ D.ＨT.Ｏ F FORMATION标准吉布斯自由能DＨFORＭ-５６４６98００0J/KMOL BENＳONSTD．FＲEＥEＮＥＲＧYFORM标准吉生成热DＧFORM -34７180０0０J/KＭOL JOBＡＣKVＡPOＲPRESSURE ATＴB蒸汽压101318.72３N/SQMＲIEDELAT 0.９*TC 108０３１３．99Ｎ/SＱM RIEDEＬA T TC33１８184.71Ｎ/SQM RIEDELＡCＥＮTRIC FAＣTOR 偏心因子ＯMＥＧA0.9２８34051DEＦINIＴＩＨEAT OＦＶAP AT TＢ汽化焓DHVLＢ5３706714.1Ｊ/KMOL DEFINITILIQUID MＯL VOL AT TＢ液体mol体积VB0.10９４９498ＣUM/KMOＬGＵNＮ-YAMSＯLUBILIＴY PARＡMEＴEＲ溶解度参数DELＴＡ25４51.023(J/CUＭ）**.5DEFIＮITＩUNＩQUAC ＲPARＡＭＥTERUNＩQＵＡC R参数GMUQR 5.2907053４BONDＩUNIQＵＡC Q PＡRAＭEＴEＲＵNIＱUAC Q参数GＭUQQ 4.612BONDIPAＲACHOR等张比容PARC3２5.3PARACHORＬIQＵIＤＣP AＴ2９8.15 K液体2９1996．108J/ＫＭOL-KＲUZICKAＡT TB443532.５8６J/ＫMOＬ－KＲUＺＩＣＫA2与温度相关的纯组分物性参数的估算利用aspeｎｐlus对乙基2－乙氧基乙醇与温度相关的纯组分物性参数的估算,过程与纯组分物性参数的估算过程一样，只是在过程中选择Estimaｔion Input T-Depeｎden ｔ(估计输入受温度影响参数）,计算受温度影响的物性的参数。
其操作过程与纯组分物性参数一样,在组分物性结果点击T－Ｄepｅndenｔ,可以看到温度相关的物性参数:其模拟结果如下：PropertｙNameIDＥAＬＧAＳHEAＴCAPACＩＴＹ理想气体热容ParａmｅterCPIGEstiｍated valｕe－1９911．7998１9.0510９5-０.58971050.000176８6UｎitsＫ,J/KMＯL-KMethodＢＥNSＯNV APOＲPRＥSSURＥ饱和蒸汽压ＨEＡＴOFＶAPOＲＩＺATＩON汽化焓MOLＡＲVOLＵＭＥ气体mol体积V APOR VIＳCOＳＩＴY 气相粘度LＩQUＩD ＶISCOＳＩTＹ液相粘度LIQTHERMCＯＮDUCTIVＩTＹ液体热传导率PＬXANTDHVＬWＴRKＴZRAＭＵVDIＰMUＬＡNDＫLDＩＰ０2８0１10036029.2２7.9６888681.５1１8.4892６2-１2614.5６7０－1３．029２19.13７3e－1８6468.15627．594１８85370６7１４．1４６８.150.407164５３-0.5807２82468．150.２０396７5４2.938９e－080.9４1９60５428０1100-13.5２１９9５２74９468．１５470.695641-5.3２698７90.0423720４-0.000１2281.５744e－０７-7.５85e-11468.15K，N/SQMK,J／KMOLＫ,N-SEＣ／SＱMK，N-SＥC/SQMK,ＷATT/M-KK,N/MRIEDELDEFINITIGUNＮ-YAMREIＣＨENＢORRICK-ESＡTO-ＲIＥLIＱUIDSURＦACＥTENＳION表面张力LIＱUID ＨEAT CAPAＣITY 液体热容SIGＤIPCPLDIＰ６21.3１8２460.0933９7８３1.222222２2５．3646e-10-6.037e-１02．37０7e－１４68．15６1５.042３0５284003.７０７－523.81995１．８4６８1065２５８.88６９5468.１5J/ＫMOL-KBＲOＣK－BIRＵZＩCKA以上为乙基２-乙氧基乙醇的纯组分参数及与温度相关的纯组分参数的计算过程，由于这些参数在物性数据库中都没有包含,而且都很难查询到。
此时可以通过输入标准沸点ＴB,利用aspｅｎ plus软件的EｓtimaｔiｏｎInput Pure Comｐoｎeｎt(估计输入纯组分) 对纯组分常量进行估计，得到临界温度、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、蒸汽压等纯组分参数;用Ｅstimａtｉon InｐuｔＴ-Dependeｎt (估计输入受温度影响参数）对纯组分常量进行估计,就可以得到乙基２-乙氧基乙醇的理想气体热容、饱和蒸汽压、汽化焓、气体摩尔体积、气相粘度、等纯组分与温度相关的纯组分物性参数。
ﻬ3 二元交互作用参数物性常数的估算在气液平衡计算过程中,物质间的二元交互作用参数手算过程计算量很大，通常用的方法有:二元Van Laａｒ方程、Ｗilson方程、ＮTRL方程以及预测液体混合物的活度系数所用的集团贡献法等，而且有些过程的计算量特别大，甚至很难得到。
此时,利用ａsｐｅn pｌus 的二元交互作用参数物性常数的估算功能显得尤为方便。
本章以乙基2－乙氧基乙醇的水溶液为例来说明ａspen plｕs的二元交互作用参数物性常数的估算功能，使用EstiｍatioｎBiｎaｒｙInｐuｔ(估计二元输入)进行二元参数估计,在ｐropｅrtieｓ中选用ＵNIＦCA为计算方法,然后输人分子结构。
自定义新物质乙基2-乙氧基乙醇后,再引入第二组分—水,在Gagｅnerａl标签或Ｆormula标签中输入分子结构和已知的物性常数，进行模拟估算。
具体过程如下：1、打开一个新的运行，点击Daｔe/Setupﻬ2、在Sｅtup/Specｉｆicａtiｏns-Gｌobal页上改变Run Type位pｒoperｔy Ｅsti ｍaｔion3、在Ｃomponenｔs、specificatｉｏns 、Selecｔioｎ页上输入乙基2-乙氧基基乙醇组分,将其Comｐｏnｅnt ID为ＤIMER４、引入第二组分H2O5、在Prｏpertｉes／Molecular Struｃtuｒe -Ｏbjeｃt Ｍanageｒ上,选择DIMＥＲ6、在Gageｎerａl页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构7、转到Pｒopertｉes/Pａｒameｔerｓ/Puｒe Ｃomponent Objeｃt Manager上,点击“NEW”点击“ＮＥＷ”，然后创建一个标量(Scaｌaｒ）参数TB-18、Propeｒtiｅs／Pure Component，选定TＢ-1输入DIＭＥR和Ｈ2Ｏ的标准沸点(TB)1９５℃、１0０℃9、在properties页选择估计选项。