如何利用Aspen进行物性分析纯组分二元相图.docx

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如何利用Aspen进行物性分析纯组分二元相图

物性分析方法（PropertyAnalysis）

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。

卞面做一个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。

1•开始设置

选择模拟类型（Simulations）为:

GeneralwithMetricUnits,单位制可以根据自身选择的单位体系来定。

选择运行类型（RunType）为：

PropertyAnalysis,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。

Kew

RefjnefvSimulations

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,RunType,其中Unit,RunType中的设置相当于第一步中的Simulation,RunType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卞，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。

SiBulation1-AspenPlus¥7.1-aspenOlTE-[SetupSpe...□回阳

□FileEditVigwDataToolsRunPlotLibraryCostingWindowKelp■BX

滋y龛斗奄砧■n»m卜卜《

SetupSpecif...

I

C：

\.・・AspenTech\AspenPlusV7.1

imi

RequiredInputI

3.在Component中定义组分

ComponentID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。

SiBulation1-AspenPlusVT.1-aspenOHE-[Cowponents.

FileEditViewDat^ToolsRunPlotLibraryCastingWindowHelp

Flowshe*

Results

<1J

[inputC^fhplete

Components...

RequiredInputId.-

C:

\・・・A.spenTech\AspenPlusV7.1HUM

图3注：

ElecWizard：

电解质向导，可以帮助用户输入电解质。

UserDefined：

输入用户自定义的组分。

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Basemethod和Propertymethod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。

SiAulation1-Aspen.PlusV7.1一aspenONE-[PropertiesSped...（■”口]|^|

FileEditViewDataToolsRunPlotLibraryCostingWindowHelp-BX

oQ如亀汽升鲤

«All5»（□鑫節2

HenT7"CompsisnotalloxTedforthespecified,propertzmethod.

|InputComplete

PropertiesS・・・

I

C：

.AspenTech.\AspenPlusV7.1

Oil

Req-uiredInputIncomplete

图4

AspenPlus可以提供4种类型的物性分析：

pure,binary,residue,andstream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。

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的饱和气压人的惊人。

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。

□回因

二PLvsTeBperature-Plot

PLvsTemperature

216.0220.0225.0230.0235.0240.0245.0250.IJ

TemperatureK

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。

1*Birvar-yAnsMlys?

is?

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Listofvalues输入218.15K,输入数据后的结果如图9。

然后点击Go得到图10。

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C02的组成，理想物系应该是0-lo在这里为什么这样输入呢，是因为在C02组成为0.39时饱和蒸气

压为最人值，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。

SaveAsForm

图11

□P-xyforCO2/AR一Plot

000.20.40.60.81.0

Liquid/VaporMolefracCO2

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卞的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Listofvalues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0verallrange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都只能选其一。

具体值的设定如图13。

Validphases

IVapor-Liquid

二BinaryAnalysis

Analysistype:

Components

Component1:

Component2:

厂Listofvalues

Aivalysisisperformedatthe-temperatureswithiniheraneespecified.

图13

点击Go得出结果如图14.

二P-xyforCO2/AR一PLo^

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C02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。

特别提示：

本方法采用的AspenPlus为V7.1。