如何利用Aspen進(jìn)行物性分析_純組分,二元相圖

1、物性分析方法(Property Analysis )在進(jìn)行一個(gè)流程模擬之前,最好先了解一下你所選物系,以及物系中物質(zhì)的物性和相平衡關(guān) 系,對(duì)所選體系偏離理想體系的程度有個(gè)初步的了解,對(duì)所選體系熱力計(jì)算方法有個(gè)初步的熟悉.只有這樣才能夠選擇適宜的物性計(jì)算方法,在得出模擬結(jié)果之后,才能保證模擬結(jié)果的可信度.下面做一個(gè) CO2Ar體系物性分析的例子,旨在拋磚引玉,有錯(cuò)誤的地方還請(qǐng)讀 者批評(píng)指正.1 .開始設(shè)置選擇模擬類型(Simulations)為：General with Metric Units ,單位制可以根據(jù)自身選擇的單 位體系來(lái)定.選擇運(yùn)行類型(Run Type)為：Property An

2、alysis ,當(dāng)然在其它運(yùn)行類型中也能夠進(jìn)行物性, 不過這個(gè)運(yùn)行類型沒有流程圖及其它一些要素,是專門為物性分析而設(shè)立的運(yùn)行類型.圖12 . Setup參數(shù)設(shè)置設(shè)置Setup中的一些參數(shù),如 Title ,這里可以不填寫,但是最好還是設(shè)置一下,可以方便 其它用戶對(duì)你的模擬進(jìn)行了解,增加其互通性Unit, Run Type,其中Unit, Run Type中的設(shè)置相當(dāng)于第一步中的Simulation , Run Type設(shè)置,對(duì)于前面已經(jīng)選擇的類型在這里可以看到設(shè)置的結(jié)果如圖 2.當(dāng)然也可以重新設(shè)置.它好處就是,可以很方便的使用戶可以在不建 立新模擬的情況下,改變單位制及運(yùn)行類型.在 Descr

3、iption中可以填寫對(duì)模擬的一些簡(jiǎn)單 描述,可以在報(bào)告.rep中輸出,可以增加其可讀性.其它的一些選項(xiàng)這里就不做介紹了.Si>vlation I - Aspen Plus VT. 1 - aspenOME - Setup Spe 二叵.E門e Edit VieTf Qata Tools &皿 Plot LiijTary Eostinf 也ind* Help口 KB與小凄1竄博 口 /愈有y直史I METCBAFi令,O 5 petificatkns國(guó)?口注國(guó) 曾蕓4-十 中 十 十Comp orientTrop erti 0Reac tionsFlow sheetResults

4、 S,Globnal Descfiption | Accounting | DiagnosticsUnits of measurementGlobal settingsInput data;0 utput re&lits：MET蟀Run type：Input mode.Stream cFass;Flow b 口淞 Ambient pressurei Hibient temp.: Valid pTiasas:Propefty AnalysisMETC 的2Stea 的 StateCONVENMote1 01325|cwTitle:| Property Analysis of CD2 an

5、d AiSetup Specrf.C" , - AspenTechjA.spert Plus V7. 1 NUM3 .在Component中te義組分在Component ID中輸入CO2, AR即可,對(duì)于其它一些常用的物質(zhì)直接輸入其名字或分子式,Z回就行.而對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)可以運(yùn)用Find來(lái)查找.輸入后結(jié)果如圖 3.Simulation 1 - A3pen Plus V7.L - a?penONE - CBponcnt?,Eile 期讓 View Qata 工口q】e fiun Elot Library posting Window glp esq 音跑矗 w 口Y篇h sS

6、pecificationsJSb加Nlonconventionjal Enterprise DatabasePetroleumlEIJtl/tlnJ1plitlp S >1 Cl s i t ON o tSALFFAHMlnFA©OOOOOQOOGOCcmporent IDTypeCornponent nameFormulaC02DonveriticnalCARBON-DIOXIDEC02LAR rConventionalftRGONAR誄Define componentsS國(guó)益 iroperti +actiom® 口 Flowshee i+i 1 Ee iijI i

7、sElec Wi5rdUier DefinedReorder±5 Se tup隹CoBponenIripnit CompleteComporients.C： - . 5penTechAspen Plus ITT. ITOIRejui red Input Ir/圖3注：Elec Wizard:電解質(zhì)向?qū)?可以幫助用戶輸入電解質(zhì).User Defined:輸入用戶自定義的組分.Reorder：重新調(diào)整輸入物質(zhì)的順序.Review:查看輸入組分的純組分標(biāo)量參數(shù).4 .在Property中設(shè)定計(jì)算物性的物性方法.本文選擇的 Base method 和 Property method 是 PE

8、NG-ROB 結(jié)果如圖 4.物性方法的選擇還值得商榷.由于對(duì) CO2Ar體系的了解還不夠,對(duì)已經(jīng)選擇的物性方法是 否能準(zhǔn)確描述該體系還不甚了解,本文主是為了提供一種分析物性的方法.對(duì)于使用到的物性方法并不能保證其準(zhǔn)確性.圖4Aspen Plus可以提供4種類型的物性分析：pure, binary, residue, and stream o本文中數(shù)據(jù)只能進(jìn)行pure和binary兩種物性分析.下面就進(jìn)行這兩種物性分析.5 . Pure物性分析本文以Ar的飽和蒸汽壓為例進(jìn)行分析.單擊標(biāo)題欄上的 Tools,選才A Analysis, Property , Pure,得到如圖5的界面.溫度圍設(shè)定在

9、：218.15K-248.15K.具體的參數(shù)設(shè)置如圖 6.圖5參數(shù)設(shè)定完成后,單擊 Go就得到圖7, PL/溫度曲線.可以看出在這種溫度下Ar的飽和氣壓大的驚人.所以說(shuō)對(duì)其物性方法的選擇也就比擬困難.對(duì)于圖形的修飾問題還請(qǐng)讀者自行研究如顯示 Marker ,改變標(biāo)題、坐標(biāo)軸等等,在這里就不作贅述了.圖76 . Binary物性分析翻開的方式和Pure物性分析相近,Tool-Analysis-Property-Binary ,翻開后如圖8.圖8本文以P-x-y圖為例進(jìn)行物性分析,在 Analysis中選擇P-x-y,在Temperature中Unit選才? K, 在List of values輸

10、入218.15K,輸入數(shù)據(jù)后的結(jié)果如圖9.Binary AnalysisAnalpsifi lyp 白 | FyCoTiponentiComponent 1.Component 2;心lid phasesI Vapor-LiqiidTemperatureUrii 扇 R* LM of川黑多CompositiomsBasis:Mole fractionCwftpoftertt!CC2List of values210.15Overall rangeLoer:二二 Upper .一 一Points E m IncrennentsPENG-R0GTrue speciesPr口purty optior

11、?Properly method.HeiT3J conriponents:Chemistry ID'Jimulal.ian approh;恒 §自_ IS U.2 U. Jt. U. J U.JS U.d LI. Jt. LI.5 u.y u.t u.tt> u. / u./t. u.u U.bS u y u.yb 1 .uP-sey for CO2ZARH 尸 T - - jPh H = L1rP-k lb KP-/ 21E 15 KLicjuidAapor Molefrac CO?然后點(diǎn)擊Go得到圖10.F-xy for COAH - Plot圖io下面來(lái)分析一下,

12、在圖9中,輸入數(shù)據(jù)Lower為0.39, Upper為1,這個(gè)數(shù)據(jù)是CO2的組成, 理想物系應(yīng)該是 0 - 1.在這里為什么這樣輸入呢, 是由于在CO2組成為0.39時(shí)飽和蒸氣 壓為最大值,這是由于體系為非理想體系的原因, 詳細(xì)的解釋請(qǐng)參考化工熱力學(xué). 如果輸入 Lower為1那么會(huì)出現(xiàn)圖12的情況. List of valuesSave M Form圖11F-xy for CO2/AR - Plot圖12ogN CTRL Q呂 I- 009 o Bq 色 ngtnOJJrL7.在一圖上作出多個(gè)溫度下的P-x-y圖第6局部是講的如何畫出一定溫度下的P-x-y圖,當(dāng)然也可以在一圖上作出不同溫度下

13、的T-x-y圖.區(qū)別就在于 Temperature的設(shè)定,當(dāng)List of values為一個(gè)值就是一個(gè)溫度的P-x-y圖,當(dāng)為多個(gè)溫度時(shí)就為多個(gè)溫度下的P-x-y圖.對(duì)于Overall range選項(xiàng),是為了作出等差溫度下的P-x-y, Lower為溫度的下限,Upper為溫度的上限,Points為在溫度上下限所選擇的溫度 的點(diǎn)數(shù),Increments:為溫度的步長(zhǎng).Points和Increments二都只能選其一.具體值的設(shè)定如 圖13.圖13點(diǎn)擊Go得出結(jié)果如圖14.一P叮 for COZ/XR - PlcrtP-jy far.I U 15 J, 2 Q2& O.J U.S LLW 托 Q 市 Q.S6 Ub U.E5 U7 U.75 口 8 U35 D.9 0.95 I.U I cuic/Japor M ilt-frac C020 S八221H5KP-x 223.15 KP-i 2311S kP-,233 15 KPe243.15 k-Pj: 243.1b KT 223,H5 KP-y 22S,I5 KP- y 23J.15 KP-y 233.15 Kp-y24弓1巧 k H x 243.15 K圖形分析