Aspen_模拟物性数据分析

第1页1利用ASPENPLUS进行物性分析第2页可通过以下方法使用propertyanalysis•单独运行•在flowsheet(流程图)中运行•在dataregression(数据回归)中运行物性分析Propertyanalysis第3页物性分析PropertyanalysisPropertyanalysis可生成与下列变量有关的物性窗口•温度•压力•气相分率•热负荷•组成第4页进入propertyanalysis的方法•法1通过访问工具菜单的交互方法可以快速容易的生成许多图表•法2从dataBrowser(数据浏览)菜单中的PropertyAnalysis(物性分析)文件夹PropertyAnalysis,这种方法最灵活.物性分析Propertyanalysis第5页Tool/analysis/property/pure,binary,residue….纯组分物性•二元系统物性•三元系统的三元共沸曲线图•物流物性,为生成物流物性,必须定义至少一个物流交互生成物性分析第6页交互生成物性分析—纯组分•确认setup(设定),component(组分),properties(性质)规定已经完成•在tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择property,再选择pure.第7页蒸气压是纯化学组分的一种物理属性。即某特定温度下，当气液两相均存在时该纯化学组分所具有的压力。蒸气压仅与温度有关，与组成无关，这种相关性很强，当温度增长时，蒸气压呈指数式增长。34567891011121.51.71.92.12.32.52.72.93.13.33.5lnPs(withPsinmmHg)1000/T(withTinK)lnPS(Benzene)lnPS(Toluene)图1.1苯、甲苯的蒸气压曲线温度升高提示：利用物性分析工具Tools/analysis/property/pure交互生成物性分析—纯组分-蒸汽压第8页交互生成物性分析—纯组分•确认setup(设定),component(组分),properties(性质)规定已经完成•在tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择property,再选择pure.第9页交互生成物性分析-纯组分第10页交互生成物性分析-纯组分第11页交互生成物性分析-纯组分第12页交互生成物性分析--二元系统物性可以生成二元系统的常用相图,用于检测数据和参数值的有效性估计非理想程度检测共沸物存在检测两相存在检测模型外推质量第13页交互生成物性分析--二元系统物性在Tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择property,再选择Binary对于BinaryAnalysis的三种分析类型.Txy给定压力下,温度对液相(x)和气相(y)组成列表Pxy给定温度下,压力对液相(x)和气相(y)组成列表混合吉布斯能在给定温度和压力下,吉布斯能对液相的列表第14页交互生成物性分析--二元系统物性第15页交互生成物性分析--二元系统物性第16页二元VLE相图T-x-y图x-y曲线图第17页二元VLE相图解读图1.2苯、甲苯T-xy图饱和液体饱和气体（0.375）（0.586）（353.0K）（384.7K）第18页相图的读解图1.8丙烯/丙烷的xy图二元VLE相图解读第19页交互生成物性分析--二元系统物性图形智能系统第20页交互生成物性分析--二元系统物性第21页交互生成物性分析--二元系统物性第22页交互生成物性分析--二元系统物性第23页气液平衡基础----物性方法第24页气液平衡基础---物性方法对于精馏计算而言最重要的问题是选择一种合适的物性方法以精确的描述所选化学组分的相平衡。其中，最常用的物性方法为：Aspen中，物性方法可分为：理想物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法Chao-Seader法vanLaar法SRK法Peng-Rob法Wilson法Unifac法NRTL法第25页气液平衡基础---物性方法第26页练习•选择不同的物性方法,画出乙醇-水的Txy图NRTL,WILSON,PENG-R,RSK,等方法气液平衡基础---物性方法第27页气液平衡VLE中的非理想性甲醇-水物系的非理想行为课堂练习：完成图1.13的绘制第28页1.气液平衡基础1.7VLE中的非理想性乙醇-水物系的非理想行为课堂练习：完成图1.14的绘制6.75第29页气液平衡基础--泡点/露点泡点：液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度，称为混合物在这压力下的泡点温度露点：气体混合物处于某压力下开始凝结的温度，称为混合物在这压力下的露点温度最常见的VLE问题就是已知系统总压P和液相组成(即各个xj的数值)，计算气液相平衡时的温度和气相的组成yj；或者已知系统总压P和气相组成(即各个yj的数值)，计算气液相平衡时的温度和液相的组成xj第30页气液平衡基础--泡点/露点【例题】利用闪蒸单元操作，完成以下例题•物系：苯，甲苯，其中苯的摩尔分率为0.2,P=106.7kPa下，求：1）溶液的泡点温度及平衡气相组成2）溶液的露点温度及平衡液相组成第31页Aspen中的单元操作模型--Separators模型说明目的用途Flash2两股出料闪蒸确定热和相态条件闪蒸器,蒸发器,分离罐,单级分离罐Flash3三股出料闪蒸确定热和相态条件倾析器,带有两个液相的单级分离罐Decanter液-液倾析器确定热和相态条件倾析器,带有两个液相无汽相的单级分离罐Sep组分分离器把入口物流组分分离到出口物流组分分离操作，例如，当分离的详细资料不知道或不重要时的蒸馏和吸收Sep2两股出料组分分离器把入口物流组分分离到两个出口物流组分分离操作，例如，当分离的详细资料不知道或不重要时的蒸馏和吸收第32页1.气液平衡基础1.5泡点露点•1）添加组分•2）选择热力学模型（Peng-Rob）第33页气液平衡基础--泡点露点•3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）第34页气液平衡基础--泡点/露点•4）定义进料流股第35页气液平衡基础--泡点/露点•5）定义单元操作第36页气液平衡基础--泡点/露点•6）运行模拟计算，查看结果第37页气液平衡基础--泡点/露点【例题】利用闪蒸单元操作，完成以下例题•物系：苯，甲苯，其中苯的摩尔分率为0.2,P=106.7kPa下，求：1）溶液的泡点温度及平衡气相组成2）溶液的露点温度及平衡液相组成第38页共沸混合物第39页共沸混合物第40页共沸混合物第41页•三元共沸曲线可以绘制三元混合物在全回流下的组成曲线.通过曲线可以观察到存在的共沸物并限制共沸物影响分离度.•使用三元共沸曲线可以预测可能的分离’选择夹带剂和分析塔的潜在操作问题.•三元共沸曲线可用于非理想的化学体系以及代表这种体系的物性方法.例如活度系数基准的物性方法如NRTL,WILSON,UNIQUAC,UNIFAC.不能使用电解质物性方法交互生成物性分析—三元共沸曲线图第42页三元图C4C5C60101图三元体系图Feedcomposition：ZC4=0.2ZC5=0.50.20.5第43页三元图C4C5C6图1.11三元混合规则D，xD,C5=0.05xD,C6≈0三元混合规则：若两股三元物流彼此混合，则混合物的组成（坐标为z1和z2）在以x1-x2表示的三元体系图上，必然处于两股物流对应坐标点的连线上。B,xB,C4=0.05xB,C6=?组成平衡线FC4C5C660psiaC4C5C6第44页三元物系的残余曲线残余曲线：假设容器中有一初始组成为的x1(0)和x2(0)三元混合物，维持系统压力恒定，将气相物流连续自容器中移除，容器中残余液相的组成连续标于三元组成图上，即得残余曲线图。固定相对挥发度：αA=4；αB=2；αC=1初始组成：xA=0.5；xB=0.25；不同初始组成的轨迹图，即体系的残余曲线图第45页三元物系的残余曲线Aspen绘制三元体系残余曲线–1）调用界面第46页三元物系的残余曲线Aspen绘制三元体系残余曲线–2）设置面板第47页三元物系的残余曲线Aspen绘制三元体系残余曲线–3）计算结果第48页流股中物性数据的查看通过例题，流股中物性数据的查看通过ResultsSummary文件夹下的streams查看流股的性质。如果所查找的物性数据没有，可通过properties/pro-set新建物性集。以露点为例说明，物性数据的查看。第49页通过Properties/pro-set新建物性集选择新建New流股中物性数据的查看第50页通过Properties/pro-set新建物性集在Physicalproperties下查找所需要的物性名称，流股中物性数据的查看第51页通过Properties/pro-set新建物性集在Physicalproperties下查找所需要的物性名称，流股中物性数据的查看第52页通过Properties/pro-set新建物性集在Physicalproperties下查找所需要的物性名称，建立物性集后，在setup/reportoptions下选streams流股中物性数据的查看第53页通过Properties/pro-set新建物性集在Physicalproperties下查找所需要的物性名称，建立物性集后，在setup/reportoptions下选streams选择propertysets流股中物性数据的查看第54页setup/reportoptions下选streams，选择propertysets选择需要的物性集，运行，查看ResultsSummary文件夹下的streams流股中物性数据的查看