利用aspenplus进行物性参数的估算.docx

1、利用aspenplus进行物性参数的估算1 纯组分物性常数的估算、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：195C、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

2、的已知标准沸点 TB,可以使用aspen plus软件的Estimation In put 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 Co

3、mponent（ 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-

4、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Gage neral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勺标准沸点（TB） 195C8 、然后转至U Properties/

5、Estimation/Set up 页上，选择 Estimation all missingParameters9、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:Propert yn ameParameterEstimatedvalueUnitsMethodMOLECULAR WEIGHT分子量MV134、1756FORMULACRITICAL TEMPERATURE临界温度TCKJOBACKCRITICAL PRESSURE临界压力PCN/SQMJOBACKCRITICAL VOLUME临界体积VCCUM/KMOLJOBACKCRITICALZC0.DEFINITI临

6、界压缩因子IDEAL GAS CP AT 300 K理想气体CPJ/KMOL-KBENSONAT 500 KJ/KMOL-KBENSONAT 1000 KJ/KMOL-KBENSONSTD. FORMATIONDHFORM-0J/KMOLBENSON标准吉布斯自由能ENERGY FORMDGFORM-0J/KMOLJOBACK标准吉生成热VAPOR PRESSURE AT TBN/SQMRIEDEL蒸汽压AT *TCN/SQMRIEDELAT TCN/SQMRIEDELACENTRIC FACTOROMEGA0.DEFINITI偏心因子HEAT OF VAP AT TBDHVLB.1J/KMO

7、LDEFINITI汽化焓LIQUID MOL VOL AT TBVB0.CUM/KMOLGUNN-YAM液体mol体积SOLUBILITY PARAMETERDELTA(J/CUM)*.5DEFINITI溶解度参数UNIQUAC R PARAMETERGMUQR5.BONDIUNIQUAC R参数UNIQUAC Q PARAMETERGMUQQBONDIUNIQUAC Q参数PARACHORPARCPARACHOR等张比容LIQUID CP AT K液体J/KMOL-KRUZICKAAT TBJ/KMOL-KRUZICKA2与温度相关的纯组分物性参数的估算利用aspen plus对乙基2-乙氧

8、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 In put T-Depe ndent （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:汽化焓PropertyNameParameterEstimatedUnitsMethodvalueIDEALGASHEATCAPACITYCPIGK,J/KMOL-KBENSON理想气体热容MOLAR VOLUME6K,N-SEC/SQMREICHENB气体mol体积

9、VAPOR VISCOSITYMUVDIP气相粘度.1MULAND0.K,N-SEC/SQMORRICK-ELIQUID VISCOSITY液相粘度KLDIP0.K,WATT/M-KSATO-RIELIQTHERMCONDUCTIVITY0.液体热传导率0SIGDIP0K,N/MBROCK-BI0280LIQUIDSURFACETENSION1100表面张力CPLDIP2749J/KMOL-KRUZICKALIQUID HEAT CAPACITY液体热容1.1.00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。

10、此时可以通过输入标准沸点 TB,利用aspen plus 软件的Estimation In put PureComponent（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 In put T-Depe ndent （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。3 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

11、数手算过程计算量很大，通常用的方法有：二元Van Laar方程、Wils on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 Estimation Binary Input（ 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

12、 ,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/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，

13、选择 DIMER6在Gage neral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构7、 转至U Properties/Parameters/Pure ComponentObject 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）195C、 100C9、 在 properties 页选择估计选项。点击 estimationinput, 选择 Estimation onlythe selected parameters ，子菜单选择 bin

14、ary in teract ion parameters10、 单击Binary（二元）页，单击New新建）然后规定要用Property（性质）列表框估 计的参数，并且输入二元组，在 Method列表框中选择要使用的估计方法运行该估算，并检查其结果。点击 Binary页，查看估算结果。MethodDIMER WATER UNIFAC在上面例子可以看出：在乙基 2-乙氧基乙醇水溶液中，利用 aspen plus软件的Estimation Binary Input（估计二元输入）可以完成指定方程二元参数的估算，而且计算 过程也显得比较容易。4、结论对于 Aspen 软件数据库中没有物性的物质，物性

15、估算不失为一种可行的方法在无 法简便计算物性数据的情况下利用 Aspen plus 软件本身的物性估算功能与已知物性参 数或者结合实验数据进行物性参数估算，是一种很好的方法，其可靠性有一定的保证， 计算精度可以满足工程设计的需要。致谢本论文是在导师张伟军副教授的悉心指导和帮助下完成的。他广博的学识、丰富的 阅历、对于学术问题独到的见解以及严谨的治学态度，使本人受益良多。他朴实谦恭的 品格以及无私真诚的人生态度，将无疑会在未来的旅途中给予本人深远的影响。对于他 半年来对本人学业的帮助与关心，在此谨致以衷心的感谢 !最后要感谢这次中给予我学习和生活上帮助的所有的老师和同学们，有了他们的帮 助使我能

16、够顺利的完成毕业论文 。参考文献1谭天恩 , 李伟.过程工程原理(化工原理) . 北京: 化学工业出版社 ,2Aspen plus 化工过程模拟讲义 . 荆楚理工学院 , 化学与药学院3Aspen plus 用户指南 , 电子版4谢扬.沈庆扬.ASPEWLUS化工模拟系统在精馏过程中的应用 J.化工生产与技术，1999,16(3):17 22， 28戚一文，方云进.物性估算在 ASPENPLUS软件中的应用【JJ .浙江化工，2007, 38(1) : 9 1 1】6朱自强, 徐汛. 化工热力学 M . 2 版. 北京: 化学工业出版社 ,1991: 186- 230.7ASPENTechnologyInc . ASPENPLUSUSERGU.IDE1994.