9利用ASPEN PLUS进行物性分析 － 天津大学aspen plus教程.ppt

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1、1,利用ASPEN PLUS进行物性分析,可通过以下方法使用property analysis单独运行在flowsheet(流程图)中运行在data regression(数据回归)中运行,物性分析 Property analysis,物性分析 Property analysis,Property analysis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,进入property analysis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data Browser(数据浏览)菜单中的Property Analysis(物性分析)文件夹Property A

2、nalysis,这种方法最灵活.,物性分析 Property analysis,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,交互生成物性分析纯组分,确认set up(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.,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

3、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。,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,交互生成物性分析纯组分,确认set up(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.,交互生成物性分析-纯组分,交互生成物性分析-纯组分,交互生成物性分析-纯组分,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

4、相存在检测模型外推质量,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Binary Analysis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,交互生成物性分析-二元系统物性,交互生成物性分析-二元系统物性,二元VLE相图,T-x-y图,x-y曲线图,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）,

5、（384.7K）,相图的读解,图1.8 丙烯/丙烷的xy图,二元VLE相图解读,交互生成物性分析-二元系统物性,图形智能系统,交互生成物性分析-二元系统物性,交互生成物性分析-二元系统物性,交互生成物性分析-二元系统物性,气液平衡基础-物性方法,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,van Laar法,SRK法,Peng-Rob 法,Wilson 法,Unifac 法,

6、NRTL法,气液平衡基础-物性方法,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,气液平衡VLE中的非理想性,甲醇-水物系的非理想行为,1.气液平衡基础 1.7 VLE中的非理想性,乙醇-水物系的非理想行为,6.75,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

7、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,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,Aspen中的单元操作模型-Separators,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）,气液平衡基础-泡点 露点,3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）,气液平衡基础-泡点/露点,4）定义进料流股,气液平衡基础-泡点/露点,5）定义单元操作,气液

8、平衡基础-泡点/露点,6）运行模拟计算，查看结果,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,共沸混合物,共沸混合物,共沸混合物,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,UNIFA

9、C.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,三元图,图 三元体系图,Feed composition：ZC4=0.2 ZC5=0.5,0.2,0.5,三元图,D，xD,C5=0.05 xD,C60,三元混合规则：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=0.05 xB,C6=?,组成平衡线,F,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

10、余曲线图。,固定相对挥发度：A=4；B=2；C=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,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,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,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,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Results Summary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。,通过Properties/p

11、ro-set新建物性集选择新建New,流股中物性数据的查看,通过Properties/pro-set新建物性集在Physical properties下查找所需要的物性名称，,流股中物性数据的查看,通过Properties/pro-set新建物性集在Physical properties下查找所需要的物性名称，,流股中物性数据的查看,通过Properties/pro-set新建物性集在Physical properties下查找所需要的物性名称，建立物性集后，在setup/report options下选streams,流股中物性数据的查看,通过Properties/pro-set新建物性集在Physical properties下查找所需要的物性名称，建立物性集后，在setup/report options下选streams选择property sets,流股中物性数据的查看,setup/report options下选streams，选择property sets选择需要的物性集，运行，查看Results Summary文件夹下的streams,流股中物性数据的查看,