第三章熱力學(xué)模型及物性分析

化工軟件應(yīng)用-ASPENPLUS

劉定華化工1201-12042014-2015學(xué)年第1學(xué)期熱力學(xué)模型及物性分析

熱力學(xué)模型及物性分析內(nèi)容：3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫3.2如何建立物性模型3.3性質(zhì)集3.4物性計(jì)算與分析實(shí)例目的:介紹物性方法和物性參數(shù)的概念明確有關(guān)物性方法選擇方面的問題介紹使用物性分析和報(bào)告物性3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫ASPENPLUS物性數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)包括離子種類、二元交互參數(shù)、離子反應(yīng)所需數(shù)據(jù)等。共含6000個(gè)純組分、40000個(gè)二元交互參數(shù)、5000個(gè)二元混合物及與250000多個(gè)混合物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的DETHERM數(shù)據(jù)庫接口和與In-house（內(nèi)部）數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（物性估算系統(tǒng)）用戶數(shù)據(jù)庫（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）PUREXX數(shù)據(jù)庫：包括多于6000多個(gè)組分（大多數(shù)為有機(jī)物）的參數(shù)，這是ASPENPLUS純組分參數(shù)的主要數(shù)據(jù)源。（1）與狀態(tài)無關(guān)的固有屬性，如分子量、臨界參數(shù)、偏心因子等；（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一定相態(tài)的屬性，如25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、標(biāo)準(zhǔn)生成自由能等；（3）一定狀態(tài)下的屬性，如各溫度下的熱容、飽和蒸汽壓、粘度等，通常以一定的方程形式關(guān)聯(lián)，將方程參數(shù)作為基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)。（4）其他專用模型參數(shù)，如UNIFAC模型的官能團(tuán)信息。固有性質(zhì)物性代號(hào)物性代號(hào)分子量MW臨界壓縮因子ZC臨界溫度TC偏心因子OMEGA臨界壓力PC偶極距MUP臨界體積VC回轉(zhuǎn)半徑RGYR標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的物性物性代號(hào)物性代號(hào)生成熱DHFORMAPI重度API生成自由能DGFORM溶解度參數(shù)DELTA沸點(diǎn)TB等張比容PARC標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)下的摩爾體積VB氣體粘度MUVDIP汽化熱DHVLB液體粘度MULAND凝固點(diǎn)TEP導(dǎo)熱系數(shù)KVDIP相對(duì)密度SG表面張力SIGDIP關(guān)聯(lián)式參數(shù)物性代號(hào)參數(shù)個(gè)數(shù)ANTOIN蒸汽壓關(guān)聯(lián)式參數(shù)PLXANT9理想氣體熱容關(guān)聯(lián)式參數(shù)CPIG11WASTON關(guān)聯(lián)式參數(shù)DHVLWT5RACKETT液體容積方程關(guān)聯(lián)式RKTZRA1CAVETT綜合方程參數(shù)DHLCAT1CAVETT綜合關(guān)聯(lián)式參數(shù)PLCAVT4SEALCHASD-HILDEBRNUD方程參數(shù)VLCVT11標(biāo)準(zhǔn)液體容積方程參數(shù)VLSTD3水溶解度方程參數(shù)WATSOL5AUDRADE液體粘度關(guān)聯(lián)式參數(shù)MULAND5功能團(tuán)參數(shù)物性代號(hào)UNIFAC方程功能團(tuán)的Q參數(shù)GMUFQUNIFAC方程功能團(tuán)的P參數(shù)GMUFPUNIFAC方程功能團(tuán)的相互作用參數(shù)GMUFB3.2ASPENPLUS的物性方法和模型類別詳細(xì)內(nèi)容熱力學(xué)性質(zhì)模型狀態(tài)方程模型活度系數(shù)模型蒸汽壓和液體逸度模型汽化熱模型摩爾體積和密度模型熱容模型溶解度關(guān)聯(lián)模型其它傳遞性質(zhì)模型粘度模型導(dǎo)熱系數(shù)模型擴(kuò)散系數(shù)模型表面張力模型非常規(guī)固體性質(zhì)模型一般焓和密度模型煤和焦碳的焓和密度模型工況研究-丙酮回收

要獲得精確的模擬結(jié)果，選擇正確的物性方法和精確的物性參數(shù)是很重要的FEEDOVHDBTMSCOLUMN5000lbmol/hr丙酮：10mole%水：90mole%規(guī)定:丙酮回收率為99.5mole%如何建立物性選擇一個(gè)物性方法檢查參數(shù)/獲得其它參數(shù)確認(rèn)結(jié)果創(chuàng)建流程基本概念物性方法：物性模型和物性路徑的集合（以計(jì)算模擬過程所需物性）物性：計(jì)算得到的某個(gè)物理性質(zhì)，如混合物的焓值、臨界溫度、密度等。物性模型：用于計(jì)算物性的方程或一系列方程。物性參數(shù)：物性模型中的常數(shù)。物性方法與物性模型一個(gè)物性方法是用于計(jì)算物性的模型和方法的集合AspenPlus提供了含有常用的熱力學(xué)模型的物性方法。用戶可以修改現(xiàn)有的物性方法或建立新的物性方法。描述組分物性的方法----物性模型

理想狀態(tài)方程模型 活度系數(shù)模型 特殊模型 (EOS) 模型類型的選擇取決于非理想行為程度和操作條件。理想狀態(tài)與非理想狀態(tài)的對(duì)比所定義的理想行為應(yīng)該是什么樣?符合理想氣體定律和拉烏爾定律 理想系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣?大小和形狀相似的非極性組分什么決定非理想狀態(tài)程度?分子相互作用

例如，分子的大小、形狀和極性如何研究一個(gè)系統(tǒng)的非理想程度?性質(zhì)圖(例如TXY&XY)xyxyxy理想物性方法理想物性方法其他性質(zhì)-理想氣體定律（分子無大小，分子之間無交互作用）PV=RTP=RT/VZ=PV/RT=1.0相平衡fiV=fiLyiP=xiPL(T)擴(kuò)展安托尼方程計(jì)算飽和蒸汽壓理想物性方法---純組分性質(zhì)計(jì)算物性方法模型K值1.Ki=Pi*V/P1.安托尼方程2.Ki=Hi/P2.亨利定律氣相焓值HiV=Hig理想氣體熱容模型液相焓值Hil=Hig-ΔvapHi*Watson/DIPPR蒸發(fā)熱模型氣相摩爾體積ViV=Viig=RT/P理想氣體定律液相摩爾體積Vml=f(T)Rackett混合物的性質(zhì)（諸如氣相焓值、液相焓值、氣相摩爾體積）為各純組分摩爾分率與該純組分性質(zhì)乘積的加和。例外-混合物液相摩爾體積（Rackett模型）理想物性方法是其他物性方法的基礎(chǔ)，其他物性方法在計(jì)算物性時(shí)只需計(jì)算與理想物性的偏差。狀態(tài)方程法狀態(tài)方程法：對(duì)理想氣體定律的修正，更接近實(shí)際。Vanderwaals(1873)Redlich-Kwong(1949)Redlich-Kwong-Soave(1972)Peng-Robinson(1976)相平衡計(jì)算：逸度系數(shù)可由狀態(tài)方程求得。狀態(tài)方程法---純組分性質(zhì)計(jì)算物性方法模型K值Ki=yi/xi=фil/фivEOS氣相焓值HV=Hig+（HV-Hig）EOS計(jì)算焓差液相焓值Hl=Hig+（Hl-Hig）EOS計(jì)算焓差氣相摩爾體積VV=f(P,T)EOS液相摩爾體積Vml=f(T)EOS或Rackett加入一定的混合規(guī)則，可計(jì)算混合物的性質(zhì)。物性方法狀態(tài)方程模型名RK-SOAVERedlich-Kwong-soaveESRKSPENG-ROBPeng-RobinsonESPRBWR-LSBenedict-Webb-Rubin-Lee-StarlingESCSTBWRRK-ASPENRedlich-Kwong-AspenESRKASR-POLARSchwartZentruber-RenonESRKUSRKSoave-Redlich-KwongESSRK常用的狀態(tài)方程法列表物性方法修正RK-SOAVE無RKS-BMBoston-MathiasRKSMHV2改進(jìn)的Huron-Vidal混合規(guī)則RKSWSWong-Sandler混合規(guī)則基于Redlich-Kwong-soave的狀態(tài)方程法狀態(tài)方程模型應(yīng)用(1)IDEAL理想狀態(tài)性質(zhì)方法(2)用于石油混合物的性質(zhì)方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSON(3)針對(duì)石油調(diào)整的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：PENG-ROB、RK-SOAVE(4)用于高壓烴應(yīng)用的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM(5)靈活的和預(yù)測(cè)性的狀態(tài)方程性質(zhì)方法：PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR

狀態(tài)方程法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)所需的二元作用參數(shù)比活度系數(shù)法減少；能表征一定程度的非理想型而無需二元參數(shù)；無需對(duì)臨界組分進(jìn)行特殊處理；在臨界區(qū)域具有一致性；依據(jù)溫度和壓力進(jìn)行外延比較合理；缺點(diǎn)不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高度非理想液體混合物的性質(zhì)?；疃认禂?shù)法活度系數(shù)法——用于模擬液相的高度非理想物系。活度系數(shù)法對(duì)液相逸度的定義：活度系數(shù)法對(duì)氣相逸度的定義（與EOS相同）活度系數(shù)小于1，組分之間的交互作用為吸引力；活度系數(shù)大于1，組分之間的交互作用為排斥力，如果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，會(huì)形成兩個(gè)液相。相平衡計(jì)算：汽液平衡

fiV=fiL活度系數(shù)法計(jì)算液相活度系數(shù)，EOS法計(jì)算氣相逸度系數(shù)。液液平衡活度系數(shù)法分別計(jì)算兩液相的活度系數(shù)。活度系數(shù)法---純組分性質(zhì)計(jì)算（加入一定的混合規(guī)則，可計(jì)算混合物性質(zhì)）常用的活度系數(shù)法NRTL系列UNIQUAC系列WILSON系列不能模擬液液平衡UNIFAC系列不需兩元交互作用參數(shù)，通過組分基團(tuán)估計(jì)組分之間的交互作用，準(zhǔn)確度受限。常用的活度系數(shù)法NRTL系列物性方法液相活度系數(shù)模型氣相逸度系數(shù)模型NRTLNRTLIdealNRTL-2NRTLIdeal，采用第二組二元參數(shù)NRTL-HOCNRTLHayden-O'ConnellNRTL-NTHNRTLNothnagelNRTL-RKNRTLRedlich-Kwong活度系數(shù)法WILSON系列物性方法液相活度系數(shù)模型氣相逸度系數(shù)模型WILSONWILSONIdealWILS-2WILSONIdeal，采用第二組二元參數(shù)WILS-GLRWILSONIdeal，可指定理想氣體或理想液體焓計(jì)算的參考態(tài)WILS-HFWILSONHFVANL-HOCWILSONHayden-O'ConnellWILS-LRWILSONIdeal，可指定液體焓計(jì)算的參考態(tài)VAN-NTHWILSONNothnagelVAN-RKWILSONRedlich-KwongWILS-VOLWILSON包含液體摩爾體積項(xiàng)，不使用Henry定律活度系數(shù)法物性方法液相活度系數(shù)模型氣相逸度系數(shù)模型UNIFACUNIFACRedlich-KwongUNIF-LLUNIFAC(用于液-液體系)Redlich-KwongUNIF-LBYUNIFAC(基于Lyngby修正)Redlich-KwongUNIF-HOCUNIFACHayden-O'ConnellUNIF-DMDUNIFAC（基于Dortmund修正）Redlich-KwongUNIFAC系列活度系數(shù)法物性方法液相活度系數(shù)模型氣相逸度系數(shù)模型UNIQUACUNIQUACIdealUNIQ-2UNIQUACIdeal，采用第二組二元參數(shù)UNIQ-HOCUNIQUACHayden-O'ConnellUNIQ-NTHUNIQUACNothnagelUNIQ-RKUNIQUACRedlich-KwongUNIQUAC系列相關(guān)活度系數(shù)模型MargulesmodelvanLaarmodelRedlich-Kistermodel例:Margules兩參數(shù)模型:隨機(jī)混合假設(shè)(Wohl’sexpansion):參數(shù):A12,A21相關(guān)活度系數(shù)模型非隨機(jī)混合假設(shè)(Wilson’slocalcomposition)Wilsonmodel(Wilson,1964)Forbinarysystems:Inputvariables:V1L,V2LParameters:(l12–l11),(l21–l22)Note:GoodforavarietyofmisciblemixturescontainingpolarorassociationcomponentsOnlyrequirebinaryparametersforponentsystemsInvalidtoLLEsystems相關(guān)活度系數(shù)模型NRTLmodel(Non-RandomTwo-Liquid;RenonandPrausnitz,1968)Forbinarysystems:Parameters:(g12-g22),(g21-g11),a12Note:GoodforbothmiscibleandpartiallymisciblesystemsOnlyrequirebinaryparametersforponentsystems相關(guān)活度系數(shù)模型UNIQUAC(AbramsandPrausnitz,1975)Forbinarysystems:Inputvariables:molecularstructure(constituentgroups)Parameters:(Du12),(Du21)Note:GoodforbothmiscibleandpartiallymisciblesystemsOnlyrequirebinaryparametersforponentsystems液體活度系數(shù)性質(zhì)方法NRTLUNIFACUNIQUACVANLAARWILSON理想氣體定律Redlich-KwongRedlich-Kwong-SoaveNothnagelHayden-OConnellHF狀態(tài)方程液體活度系數(shù)模型汽相狀態(tài)方程活度系數(shù)法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能很好的模擬高度非理想性的系統(tǒng)；即可表達(dá)對(duì)理想系統(tǒng)的正偏差（Inr>0），也可表達(dá)對(duì)理想系統(tǒng)的負(fù)偏差（Inr<0）；可模擬兩液相的分層現(xiàn)象（Wilson系列方法除外）。缺點(diǎn)因汽液兩相使用不同的模型進(jìn)行計(jì)算，故在模擬超臨界組分時(shí)有困難；在臨界區(qū)域具有不一致性；需要較多的二元交互作用參數(shù)，并且這些參數(shù)與溫度相關(guān)。狀態(tài)方程和活度模型比較

亨利定律亨利定律只和理想與活度系數(shù)模型一起使用。它用于確定液相中的輕氣體和超臨界組分的量。任何超臨界組分和輕氣體(CO2、N2、等。)都應(yīng)該說明為亨利組分(ComponentsHenryCompsSelection頁面)。亨利組分列表ID應(yīng)該在PropertiesSpecificationsGlobal頁中的HenryComponents域中輸入。Henry組分的定義及使用henry組分即輕氣體（NH3、H2S、CO2等）定義：dataponents/henrycomps

使用：全局databrower/properties/specifications

局部block/blockoptionHenry數(shù)據(jù)庫enry數(shù)據(jù)庫Binary:只適用于溶劑為水的系統(tǒng)。Henry：可適用于多種溶劑。亨利參數(shù)通過Dortmund數(shù)據(jù)里的汽液平衡數(shù)據(jù)回歸得到。ENRTL-RK：當(dāng)物性方法為ELECNRTL時(shí)可選擇此數(shù)據(jù)庫。特殊物性方法其他特殊物性方法列物性方法K-值計(jì)算方法適用體系A(chǔ)MINESK-ent-Eisenberg模型胺（如-乙醇胺、二甘醇胺等）APISOURAPI酸水模型溶解有H2S、CO2的酸水B-PITZERBromley-Pitzer模型水溶液電解質(zhì)BK-10BraunK-10法煉油CHAO-SEAChao-seader關(guān)聯(lián)式煉油GRAYSONGrayson-streed關(guān)聯(lián)式煉油STEAM-TAASME蒸汽表關(guān)聯(lián)式水/蒸汽/冰STEAMNBSNBS/NRC蒸汽表狀態(tài)方程水/蒸汽/冰ELECNRTL某些組分在容積中會(huì)電離成離子，同時(shí)可能形成鹽沉淀。此時(shí)需將化學(xué)反應(yīng)包含到過程模擬中。液相中離子的存在會(huì)改變混合物的熱力學(xué)性質(zhì)。選擇ELECNRTL活度系數(shù)法：與Redlich-Kwong狀態(tài)方程聯(lián)用的電解質(zhì)NRTL模型，用于水和混合溶液。電解質(zhì)向?qū)Фx離子及化學(xué)反應(yīng)-ElecWizard過程涉及的平衡：化學(xué)平衡(ChemistryReaction)離子平衡(Electrolytepair)溶劑平衡(henrybinaryinteraction)汽液平衡（NRTLbinaryinteraction）熱力學(xué)方法選取熱力學(xué)的選用是模擬成功第一因素在選取熱力學(xué)方法之前應(yīng)確定以下因素體系性質(zhì)：模擬計(jì)算之前，必需知道系統(tǒng)所有組分，及形成什么樣的體系，強(qiáng)極性還是弱極性？體系所處的溫度、壓力范圍；可得的交互作用參數(shù)。水的考慮:體系內(nèi)是否有水?水是作嚴(yán)格第二相,還是作為近似處理?作為近似處理可用一般的熱力學(xué)方法,作為嚴(yán)格第二相必需使用適于兩液相熱力學(xué)方法。熱力學(xué)方法選取原則與實(shí)際吻合的熱力學(xué)方法最簡單、最適用的熱力學(xué)方法考慮體系主體，而不應(yīng)重點(diǎn)考慮微量組分選擇物性方法-步驟你的系統(tǒng)中有無極性組分?操作條件是否在混合物臨界區(qū)域附近?你的系統(tǒng)中是否有輕氣體或超臨界組分?用帶有亨利定律的活度系數(shù)模型用活度系數(shù)模型用狀態(tài)方程模型否否否是是是物性方法選擇物性選擇框圖（藍(lán)色為是，紅色為否）極性組分？實(shí)組分？CHAO-SEAGRAYSONBK-10PENG-ROBRK-SOAVEPR-BMRKS-BM電解質(zhì)？ELECNRTLP>10bar?二元參數(shù)？SR-POLARPRWSRKSWSPSRKRKSMHV2LL？WILSONUNIQUACNRTLLL？NRTLUNIQUACUNIF-LLUNIFAC二元參數(shù)？煉油和氣體工藝的應(yīng)用水的考慮：用簡單的烴熱力學(xué)方法的缺省水傾析項(xiàng)完全可滿足要求。例：SRK、PR、GS、BK10低壓原油系統(tǒng)（常減壓塔）：BK10，GS/IGS，SRK/PR高壓原油系統(tǒng)（FCCU主分鎦塔、COKER主鎦塔）：GS、SRK/PR重整和加氫系統(tǒng)：SRK/PR用API計(jì)算液相密度煉油和氣體工藝的應(yīng)用（續(xù)）潤滑油和溶劑油瀝青系統(tǒng)：SRK/P、SRKM。天然氣系統(tǒng)SRK/PR/BWRS對(duì)于大部分烴和水烴系。SRKKD對(duì)于水烴高壓系統(tǒng)，不包含極性組分。SRKM/PRM包含水和其它極性組分，嚴(yán)格兩相。SRKP/PRP包含水和其它極性組分，嚴(yán)格兩相。乙二醇干燥系統(tǒng)：GLYCOL。酸水系統(tǒng)：SOUR、GPSWAT。胺系統(tǒng)：AMINE。26五月202343石油化工的應(yīng)用輕烴系統(tǒng)SRKKD水為嚴(yán)格第二相，用COSTALD計(jì)算液相密度。SRK/PR/BWRS水為純水相，用COSTALD計(jì)算液相密度。芳烴系統(tǒng)：LIBRARY低壓下適用。GS/SRK/PR高壓下適用。芳烴/非芳系統(tǒng)：SRKM/PRM/SRKH/PRHNRTL/UNIFAC抽提系統(tǒng)，用Henry選項(xiàng)模擬少量超臨界氣體，用UNIFACFILL選項(xiàng)計(jì)算缺少的二元參數(shù)。石油化工的應(yīng)用（續(xù)）非烴系統(tǒng)（烴的氧、鹵素或氮的衍生物）WILSON用HENRY和UNIFACFILL選項(xiàng)，不能用于兩液相系統(tǒng)。NRTL/UNIQUAC用HENRY和UNIFACFILL選項(xiàng)，可用于兩液相系統(tǒng)。SRKH/PRH/SRKM/PRM對(duì)高壓或大量非重要?dú)怏w系統(tǒng)，單液相和兩液相均可用。SRKP/PRP對(duì)高壓或大量非重要?dú)怏w系統(tǒng)，單液相和兩液相均可用，結(jié)果不如上條。乙醇脫水系統(tǒng)ALCOHOLNRTL/UNIQUAC必需用戶提供有效的二元交互作用參數(shù)?；瘜W(xué)方面的應(yīng)用非離子系統(tǒng)WILSON輕度非理想系統(tǒng)，用HENRY選項(xiàng)，不能用于兩液相系統(tǒng)。NRTL/UNIQUAC非理想系統(tǒng)用HENRY和UNIFACFILL選項(xiàng)，可用于兩液相系統(tǒng)。SRKH/PRH/SRKM/PRM對(duì)高壓或大量非重要?dú)怏w系統(tǒng)，單液相和兩液相均可用。SRKP/PRP對(duì)高壓或大量非重要?dú)怏w系統(tǒng)，單液相和兩液相均可用，結(jié)果不如上條。羧酸系統(tǒng)用液相活度系數(shù)方法，氣相性質(zhì)用HOCV方法計(jì)算。如何建立物性1. 選擇物性方法-根據(jù)下列條件選擇一個(gè)物性方法：模擬中存在的組分模擬的操作條件對(duì)于組分可得到的數(shù)據(jù)和參數(shù)2. 檢查參數(shù)-確定在AspenPlus數(shù)據(jù)庫中可用的參數(shù)3. 獲得附加參數(shù)(必要時(shí))-所需的參數(shù)可以通過下列途徑獲得查找文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸(數(shù)據(jù)回歸)物性常數(shù)估算(物性估算)4.確認(rèn)結(jié)果-通過下列方法來檢驗(yàn)對(duì)物性方法和所用物性數(shù)據(jù)的選擇是否正確物性分析5.建立流程純組分參數(shù)描述一單個(gè)組分的屬性在PropertiesParametersPureComponent文件夾中輸入保存在數(shù)據(jù)庫中，例如，PURE10、ASPENPCD、SOLIDS等。(所選擇的數(shù)據(jù)庫在ComponentsSpecificationsDatabanks頁上列出。)通過從工具菜單上選擇RetrieveParameterResults（檢索參數(shù)結(jié)果）將參數(shù)檢索到圖形用戶界面中。舉例標(biāo)量參數(shù)：分子量MW溫度相關(guān)參數(shù)：擴(kuò)展的Antoine蒸汽壓模型參數(shù)PLXANT二元參數(shù)用來描述兩個(gè)組分之間的相互作用在PropertiesParametersBinaryInteraction文件夾中輸入保存在二元數(shù)據(jù)庫中，例如VLE-IG,LLE-ASPEN來自數(shù)據(jù)庫的參數(shù)值能夠在圖形用戶界面中的輸入表中查看。在完成流程之前必須要查看含有來自數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的參數(shù)表。舉例標(biāo)量參數(shù)：Rackett模型的RKTKIJ溫度相關(guān)參數(shù)：NRTL模型的參數(shù)NRTL其他物性數(shù)據(jù)來源DETHERMInterface二元交互作用參數(shù)的獲得文獻(xiàn)查找參數(shù)估計(jì)（默認(rèn)估計(jì)、規(guī)定溫度范圍估計(jì)）數(shù)據(jù)回歸（VLE數(shù)據(jù)、LLE數(shù)據(jù)）HowtoEstablishPhysicalProperties物性分析用來生成簡單的物性圖表，驗(yàn)證物性模型和數(shù)據(jù)。圖表類型:純組分,例如蒸汽力相對(duì)溫度二元,例如TXY,PXY三元相圖。在含有原始數(shù)據(jù)的結(jié)果表上，按PlotWizard按鈕可得到其它二元曲線圖。當(dāng)用二元分析來檢查液-液相分離時(shí)，記住選擇汽-液-液作為有效相。為便于以后參考和使用，物性分析輸入和結(jié)果可以另存成一個(gè)表。物性分析-PropertyAnalysisPlot理想XY圖: 恒沸物XY圖:

2液相XY圖:y-xdiagramforMETHANOL/PROPANOLLIQUIDMOLEFRACMETHANOL00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACMETHANOL(PRES=14.69595PSI)y-xdiagramforETHANOL/TOLUENELIQUIDMOLEFRACETHANOL00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACETHANOL(PRES=14.69595PSI)y-xdiagramforTOLUENE/WATERLIQUIDMOLEFRACTOLUENE00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACTOLUENE(PRES=14.69595PSI)HowtoEstablishPhysicalProperties—Review報(bào)告物性參數(shù)按照下列過程可以得到一個(gè)含有模擬中用到的所有組分的所有純組分參數(shù)和二元參數(shù)的報(bào)告文件:1. 在SetupReportOptionsProperty頁上,選擇Allphysicalpropertyparameters(inSIunits)，或選擇Propertyparameters’descriptions,equations,andsourcesofdata2. 運(yùn)行模擬后,轉(zhuǎn)出一個(gè)報(bào)告文件(*.rep)(從File菜單下選擇Export)。3. 用任意文本編輯器編輯*.rep文件。(從圖形用戶界面中,你可從View菜單下選擇Report.)參數(shù)在報(bào)告文件物性部分PARAMETERVALUES標(biāo)題下列出。PARAMS報(bào)告和PARAM-PLUS報(bào)告PARAM-PLUS報(bào)告不象PARAMS報(bào)告那樣緊湊;然而它有許多優(yōu)點(diǎn):術(shù)語的定義-復(fù)習(xí)物性方法-用于計(jì)算一個(gè)模擬中所需性質(zhì)的性質(zhì)模型和物性方法的集合物性-計(jì)算出的物性值，例如混合物焓物性模型-用于計(jì)算一個(gè)物性的方程式或方程組物性參數(shù)-物性模型中用到的常數(shù)物性集(Prop-Set)-訪問物性的一個(gè)方法，以便能夠使用或在別處列表3.3性質(zhì)集（PropertySets）在ASPENPLUS中用于計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)和傳遞性質(zhì)的方法和模型被組裝在性質(zhì)方法中，每種性質(zhì)方法中包括了一個(gè)模擬所需的所有方法和模型（Model)。用于計(jì)算一個(gè)性質(zhì)的模型和方法的每個(gè)不同組合形式叫作路線（Route）。（1）性質(zhì)名（2）方法（3）每個(gè)主要或次要性質(zhì)的子級(jí)路線（4）計(jì)算每個(gè)中間性質(zhì)的模型名稱有時(shí)帶有一個(gè)模型選項(xiàng)代碼。物性集物性集(Prop-Set)是一個(gè)把物性集或集合作為一個(gè)用戶給定名的對(duì)象來訪問的一種方法。當(dāng)在一個(gè)應(yīng)用中使用物性時(shí)只引用物性集名。用物性集可以報(bào)告熱力學(xué)性質(zhì)、傳遞性質(zhì)和其它性質(zhì)值。目前的物性集應(yīng)用包括:設(shè)計(jì)規(guī)定、Fortran模塊、靈敏度物流報(bào)告物性表(PropertyAnalysis)塔盤性質(zhì)(RadFrac,MultiFrac,等.)加熱/冷卻曲線(Flash2,MHeatX,等.)Prop-Sets中包括的物性物性集中通常包括的物性有:VFRAC - 物流氣體摩爾分率BETA - 在第二液相中的液體分率CPMX - 混合物恒壓熱容MUMX - 混合物粘度可用的性質(zhì)包括:混合物中組分的熱力學(xué)性質(zhì)純組分熱力學(xué)性質(zhì)傳遞性質(zhì)電解質(zhì)性質(zhì)與石油有關(guān)的性質(zhì)定義物性集用PropertiesProp-Sets表來指定一個(gè)物性集中的物性用Search按鈕可以查找一個(gè)物性將所有所指定的限定符都應(yīng)用于每一個(gè)所指定的物性。用戶可以在PropertiesAdvancedUser-Properties表中通過提供Fortran子程序定義新的物性預(yù)先定義的物性集一些模擬模板包括預(yù)先定義的物性集下表列出了General模板中包括的預(yù)先定義的物性集和物性類型:物流結(jié)果選項(xiàng)在SetupReportOptionsStream頁上，用:FlowBasis和FractionBasis復(fù)選框定義如何報(bào)告物流組成PropertySets按鈕指定物性集名，該物性集含有對(duì)每一個(gè)物流都要報(bào)告的附加性質(zhì)3.4ASPENPLUS物性數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用(1)

ASPENPLUS的物性分析功能例3-1：采用ASPENPLUS的理想氣體方法（IdealGasMethod）查找水在1atm和100~500℃范圍內(nèi)的摩爾體積和壓縮因子。附：查看純組分性質(zhì)

例3-2：采用ASPENPLUS分別計(jì)算在25℃、35℃和45℃下不同質(zhì)量濃度甲醇水溶液（甲醇含量從0~100%范圍內(nèi)變化）的密度，熱力學(xué)計(jì)算方法選擇NRTL模型。設(shè)置運(yùn)行類型(2)ASPENPLUS的參數(shù)估值與數(shù)據(jù)回歸例3-3：使用Gillespie釜測(cè)定了1atm下乙醇-水混合物的T-x-y數(shù)據(jù)如表所示，現(xiàn)采用ASPENPLUS回歸UNIQUAC模型參數(shù)。TEMPERATUREX(wt%)X(wt%)Y(wt%)Y(wt%)CEthanolWaterEthanolWater100010199.30.00710.99290.07720.922896.90.02970.97030.24640.7536960.03610.96390.28560.714494.80.05490.94510.36920.630893.50.07380.92620.43460.565490.50.12290.87710.54420.455889.40.14560.85440.56750.432588.60.16450.83550.59160.408485.40.26850.73150.69190.308183.40.39850.60150.74230.257782.30.46640.53360.75930.240781.40.54730.45270.78310.216980.50.65890.34110.81070.189378.80.83390.16610.87550.124578.50.87630.12370.89840.101678.40.91290.08710.91840.081678.3101078.30.96580.03420.9610.039物性數(shù)據(jù)回歸數(shù)據(jù)回歸——使用數(shù)據(jù)獲得模型需要的參數(shù)的過程。過程模擬與數(shù)據(jù)回歸正好相反，它通過模型機(jī)參數(shù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。物性模型需要參數(shù)，例如，計(jì)算液相蒸汽壓的擴(kuò)展安托尼模型為一依賴于溫度的方程，其表達(dá)式如下：上述方程中C1即為Aspen如見中的物性常數(shù)PLXANT/1，依次類推。要準(zhǔn)確計(jì)算飽和蒸汽壓，必需通過數(shù)據(jù)回歸擬合出這些PLXANT常數(shù)。數(shù)據(jù)

模型參數(shù)參數(shù)

模型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)回歸應(yīng)用步驟與一致性測(cè)試指定運(yùn)算類型定義組分選擇物性方法輸入試驗(yàn)數(shù)據(jù)（純組分?jǐn)?shù)據(jù)、混合物數(shù)據(jù)）定義回歸案例指定要回歸的物性常數(shù)ConsistencyTest：熱力學(xué)一致性測(cè)試的結(jié)果，如果輸入的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有通過該測(cè)試，需做如下檢查：

1.輸入的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的單位是否有誤？

2.使用的狀態(tài)方程是否合適？能否表達(dá)該氣相的非理想特性？

3.繪制數(shù)據(jù)圖表，剔除偏差較大的點(diǎn)。如果提供的數(shù)據(jù)組成范圍較窄，可忽略一致性測(cè)試。(3)ASPENPLUS的物性估算例3-4：噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是ASPENPLUS組分?jǐn)?shù)據(jù)庫中化合物組分，現(xiàn)已知該化合物的分子結(jié)構(gòu)式為：，分子量為85，正常沸點(diǎn)為116.8℃，氣相壓力關(guān)聯(lián)式為：，

的單位是mmHg，T的單位為℃，適用范圍是69℃<T<118℃。計(jì)算噻唑的焓和密度需要下表所示的數(shù)據(jù)，采用ASPENPLUS的“PropertyEstimation”功能估算這些性質(zhì)。什么是物性估算？物性估算是估算物性模型所需參數(shù)的一個(gè)系統(tǒng)。它可以用來估算：純組分的物性常數(shù)與溫度相關(guān)的模型參數(shù)Wilson、NRTL和UNIQUAC方法的二元交互作用參數(shù)UNIFAC方法的基團(tuán)參數(shù)估算是以基團(tuán)貢獻(xiàn)法和對(duì)比狀態(tài)相關(guān)性為基礎(chǔ)的?？梢园褜?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)引入估算中。物性估算的使用物性估算可以按兩種方式使用:獨(dú)立應(yīng)用:PropertyEstimationRunType(物性估算運(yùn)行類型)在另一種RunType(運(yùn)行類型)中使用:Flowsheet(流程),PropertyAnalysis(物性分析),DataRegression(數(shù)據(jù)回歸),P