Aspen模擬物性數(shù)據(jù)分析ppt課件

1、 第1頁1利用利用ASPEN PLUS進(jìn)展進(jìn)展物性分析物性分析 第2頁可經(jīng)過以下方法運(yùn)用可經(jīng)過以下方法運(yùn)用property analysis單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)在在flowsheet(流程圖流程圖) 中運(yùn)轉(zhuǎn)中運(yùn)轉(zhuǎn)在在data regression(數(shù)據(jù)回歸數(shù)據(jù)回歸) 中運(yùn)轉(zhuǎn)中運(yùn)轉(zhuǎn)物性分析物性分析 Property analysis 第3頁物性分析物性分析 Property analysisProperty analysis可生成與以下變量有關(guān)的物性可生成與以下變量有關(guān)的物性窗口窗口溫度溫度壓力壓力氣相分率氣相分率熱負(fù)荷熱負(fù)荷組成組成 第4頁進(jìn)入進(jìn)入property analysis的方法的方法法法

2、1 經(jīng)過訪問工具菜單的交互方法可以快經(jīng)過訪問工具菜單的交互方法可以快速容易的生成許多圖表速容易的生成許多圖表法法2 從從data Browser(數(shù)據(jù)閱讀數(shù)據(jù)閱讀)菜單中的菜單中的Property Analysis (物性分析物性分析)文件夾文件夾Property Analysis,這種方法最靈敏這種方法最靈敏.物性分析物性分析 Property analysis 第5頁Tool/analysis/ property/pure,binary,residue.純組分物性純組分物性二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性三元系統(tǒng)的三元共沸曲線圖三元系統(tǒng)的三元共沸曲線圖物流物性物流物性,為生成物流物性為生成物流物性

3、,必需定義至少一必需定義至少一個(gè)物流個(gè)物流交互生成物性分析交互生成物性分析 第6頁交互生成物性分析交互生成物性分析純組分純組分 確認(rèn)確認(rèn)set up(set up(設(shè)定設(shè)定), component(), component(組分組分), ), properties(properties(性質(zhì)性質(zhì)) )規(guī)定曾經(jīng)完成規(guī)定曾經(jīng)完成 在在tools(tools(工具工具) )菜單中選擇菜單中選擇analysis(analysis(分析分析),),后后選擇選擇property,property,再選擇再選擇pure.pure. 第7頁蒸氣壓是純化學(xué)組分的一種物理屬性。即某特定溫度下，當(dāng)氣液兩相均存在時(shí)該

4、純化學(xué)組分所具有的壓力。蒸氣壓僅與溫度有關(guān)，與組成無關(guān)，這種相關(guān)性很強(qiáng)，當(dāng)溫度增長時(shí)，蒸氣壓呈指數(shù)式增長。圖1.1 苯、甲苯的蒸氣壓曲線溫度升高提示： 利用物性分析工具Tools/analysis/property/pure 交互生成物性分析交互生成物性分析純組分純組分-蒸汽壓蒸汽壓 第8頁交互生成物性分析交互生成物性分析純組分純組分 確認(rèn)確認(rèn)set up(設(shè)定設(shè)定), component(組分組分), properties(性質(zhì)性質(zhì))規(guī)定曾經(jīng)完成規(guī)定曾經(jīng)完成 在在tools(工具工具)菜單中選擇菜單中選擇analysis(分析分析),后選擇后選擇property,再選擇再選擇pure. 第9

5、頁交互生成物性分析交互生成物性分析- -純組分純組分 第10頁交互生成物性分析交互生成物性分析- -純組分純組分 第11頁交互生成物性分析交互生成物性分析-純組分純組分 第12頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性可以生成二元系統(tǒng)的常用相圖可以生成二元系統(tǒng)的常用相圖, ,用于用于檢測數(shù)據(jù)和參數(shù)值的有效性檢測數(shù)據(jù)和參數(shù)值的有效性估計(jì)非理想程度估計(jì)非理想程度檢測共沸物存在檢測共沸物存在檢測兩相存在檢測兩相存在檢測模型外推質(zhì)量檢測模型外推質(zhì)量 第13頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性在在Tools(工具工具)菜單中選擇菜單中選擇analysis(分析分

6、析),后選擇后選擇property, 再選擇再選擇Binary對(duì)于對(duì)于Binary Analysis的三種分析類型的三種分析類型. Txy 給定壓力下給定壓力下,溫度對(duì)液相溫度對(duì)液相(x)和氣相和氣相(y)組成列表組成列表Pxy 給定溫度下給定溫度下,壓力對(duì)液相壓力對(duì)液相(x)和氣相和氣相(y)組成列表組成列表混合吉布斯能混合吉布斯能 在給定溫度和壓力下在給定溫度和壓力下,吉布斯能對(duì)液吉布斯能對(duì)液相的列表相的列表 第14頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性 第15頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性 第16頁二元二元VLEVLE相圖相圖T-x-y

7、圖圖x-y曲線圖曲線圖 第17頁二元二元VLEVLE相圖解讀相圖解讀圖1.2 苯、甲苯T-xy圖飽和液體飽和氣體0.3750.586353.0K384.7K 第18頁相圖的讀解相圖的讀解圖1.8 丙烯/丙烷的xy圖二元二元VLEVLE相圖解讀相圖解讀 第19頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性圖形智能圖形智能系統(tǒng)系統(tǒng) 第20頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性 第21頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性 第22頁交互生成物性分析交互生成物性分析-二元系統(tǒng)物性二元系統(tǒng)物性 第23頁氣液平衡根底氣液平衡根底 - -物性方法物性

8、方法 第24頁氣液平衡根底氣液平衡根底-物性方法物性方法對(duì)于精餾計(jì)算而言最重要的問題是選擇一種適宜的物性方法以準(zhǔn)確的描畫所選化學(xué)組分的相平衡。 其中，最常用的物性方法為：Aspen中，物性方法可分為：理想物性方法理想物性方法形狀方程物性方法形狀方程物性方法逸度系數(shù)物性方法逸度系數(shù)物性方法公用系統(tǒng)物性方法公用系統(tǒng)物性方法Chao-Seader法法van Laar法法SRK法法Peng-Rob 法法Wilson 法法Unifac 法法NRTL法法 第25頁氣液平衡根底氣液平衡根底-物性方法物性方法 第26頁練習(xí)練習(xí)選擇不同的物性方法選擇不同的物性方法,畫出乙醇畫出乙醇-水的水的Txy圖圖NRTL,

9、 WILSON , PENG-R, RSK,等方法等方法氣液平衡根底氣液平衡根底-物性方法物性方法 第27頁氣液平衡氣液平衡VLEVLE中的非理想性中的非理想性甲醇-水物系的非理想行為課堂練習(xí)：完成圖1.13的繪制 第28頁1.1.氣液平衡根底氣液平衡根底 1.7 VLE 1.7 VLE中的非理想性中的非理想性乙醇-水物系的非理想行為課堂練習(xí)：完成圖1.14的繪制6.75 第29頁氣液平衡根底氣液平衡根底-泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ /露點(diǎn)露點(diǎn)泡點(diǎn)：液體混合物處于某壓力下開場沸騰的溫度，泡點(diǎn)：液體混合物處于某壓力下開場沸騰的溫度，稱為混合物在這壓力下的泡點(diǎn)溫度稱為混合物在這壓力下的泡點(diǎn)溫度 露點(diǎn)：氣體混合物處

10、于某壓力下開場凝結(jié)的溫度，露點(diǎn)：氣體混合物處于某壓力下開場凝結(jié)的溫度，稱為混合物在這壓力下的露點(diǎn)溫度稱為混合物在這壓力下的露點(diǎn)溫度最常見的最常見的VLE 問題就是知系統(tǒng)總壓問題就是知系統(tǒng)總壓P 和液相組成和液相組成(即即各個(gè)各個(gè)xj 的數(shù)值的數(shù)值)，計(jì)算氣液相平衡時(shí)的溫度和氣相的，計(jì)算氣液相平衡時(shí)的溫度和氣相的組成組成yj；或者知系統(tǒng)總壓；或者知系統(tǒng)總壓P 和氣相組成和氣相組成(即各個(gè)即各個(gè)yj 的的數(shù)值數(shù)值)，計(jì)算氣液相平衡時(shí)的溫度和液相的組成，計(jì)算氣液相平衡時(shí)的溫度和液相的組成xj 第30頁氣液平衡根底氣液平衡根底- - 泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ / 露點(diǎn)露點(diǎn)【例題】利用閃蒸單元操作，完成以下例題【例題

11、】利用閃蒸單元操作，完成以下例題物系：苯，甲苯，其中苯的摩爾分率為物系：苯，甲苯，其中苯的摩爾分率為0.2,P=106.7kPa下，求：下，求：1溶液的泡點(diǎn)溫度及平衡氣相組成溶液的泡點(diǎn)溫度及平衡氣相組成2溶液的露點(diǎn)溫度及平衡液相組成溶液的露點(diǎn)溫度及平衡液相組成 第31頁AspenAspen中的單元操作模型中的單元操作模型 - Separators - Separators 第32頁1.1.氣液平衡根底氣液平衡根底 1.5 1.5 泡點(diǎn)泡點(diǎn) 露點(diǎn)露點(diǎn) 1添加組分添加組分 2選擇熱力學(xué)模型選擇熱力學(xué)模型Peng-Rob 第33頁氣液平衡根底氣液平衡根底-泡點(diǎn)泡點(diǎn) 露點(diǎn)露點(diǎn) 3繪制模擬流程圖繪制模擬

12、流程圖Separators/Flash2 第34頁氣液平衡根底氣液平衡根底-泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ /露點(diǎn)露點(diǎn) 4 4定義進(jìn)料流股定義進(jìn)料流股 第35頁氣液平衡根底氣液平衡根底-泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ /露點(diǎn)露點(diǎn) 5 5定義單元操作定義單元操作 第36頁氣液平衡根底氣液平衡根底- - 泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ / 露點(diǎn)露點(diǎn) 6運(yùn)轉(zhuǎn)模擬計(jì)算，查看結(jié)果 第37頁氣液平衡根底氣液平衡根底-泡點(diǎn)泡點(diǎn)/ /露點(diǎn)露點(diǎn)【例題】利用閃蒸單元操作，完成以下例題【例題】利用閃蒸單元操作，完成以下例題物系：苯，甲苯，其中苯的摩爾分率為物系：苯，甲苯，其中苯的摩爾分率為0.2,P=106.7kPa下，求：下，求：1溶液的泡點(diǎn)溫度及平衡氣相組成溶液的泡點(diǎn)溫

13、度及平衡氣相組成2溶液的露點(diǎn)溫度及平衡液相組成溶液的露點(diǎn)溫度及平衡液相組成 第38頁共沸混合物共沸混合物 第39頁共沸混合物共沸混合物 第40頁共沸混合物共沸混合物 第41頁 三元共沸曲線可以繪制三元混合物在全回三元共沸曲線可以繪制三元混合物在全回流下的組成曲線流下的組成曲線. .經(jīng)過曲線可以察看到存在經(jīng)過曲線可以察看到存在的共沸物并限制共沸物影響分別度的共沸物并限制共沸物影響分別度. . 運(yùn)用三元共沸曲線可以預(yù)測能夠的分別運(yùn)用三元共沸曲線可以預(yù)測能夠的分別選選擇夾帶劑和分析塔的潛在操作問題擇夾帶劑和分析塔的潛在操作問題. . 三元共沸曲線可用于非理想的化學(xué)體系以三元共沸曲線可用于非理想的化學(xué)

14、體系以及代表這種體系的物性方法及代表這種體系的物性方法. .例如活度系數(shù)例如活度系數(shù)基準(zhǔn)的物性方法如基準(zhǔn)的物性方法如NRTL, WILSON, NRTL, WILSON, UNIQUAC,UNIFAC.UNIQUAC,UNIFAC.不能運(yùn)用電解質(zhì)物性方法不能運(yùn)用電解質(zhì)物性方法交互生成物性分析交互生成物性分析三元共沸曲線圖三元共沸曲線圖 第42頁 三元圖三元圖C4C5C60101圖 三元體系圖Feed composition： ZC4=0.2 ZC5=0.50.20.5 第43頁 三元圖三元圖C4C5C6圖1.11 三元混合規(guī)那么D，xD,C5=0.05 xD,C60三元混合規(guī)那么： 假設(shè)兩股三

15、元物流彼此混合，那么混合物的組成坐標(biāo)為z1和z2在以x1-x2表示的三元體系圖上，必然處于兩股物流對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的連線上。B, xB,C4=0.05 xB,C6=?組成平衡線FC4C5C660 psiaC4C5C6 第44頁三元物系的剩余曲線三元物系的剩余曲線剩余曲線： 假設(shè)容器中有一初始組成為的x1(0)和x2(0)三元混合物，維持系統(tǒng)壓力恒定，將氣相物流延續(xù)自容器中移除，容器中剩余液相的組成延續(xù)標(biāo)于三元組成圖上，即得剩余曲線圖。固定相對(duì)揮發(fā)度： A=4 ；B=2 ；C=1初始組成： xA=0.5 ；xB=0.25 ；不同初始組成的軌跡圖，即體系的剩余曲線圖 第45頁三元物系的剩余曲線三元物系的

16、剩余曲線Aspen繪制三元體系剩余曲線 1調(diào)用界面 第46頁三元物系的剩余曲線三元物系的剩余曲線Aspen繪制三元體系剩余曲線 2設(shè)置面板 第47頁三元物系的剩余曲線三元物系的剩余曲線Aspen繪制三元體系剩余曲線 3計(jì)算結(jié)果 第48頁流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看經(jīng)過例題，經(jīng)過例題， 流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看經(jīng)過經(jīng)過Results Summary文件夾下的文件夾下的streams查看流股的性質(zhì)。假設(shè)所查找的物性數(shù)據(jù)查看流股的性質(zhì)。假設(shè)所查找的物性數(shù)據(jù)沒有，可經(jīng)過沒有，可經(jīng)過properties/pro-set新建物性新建物性集。集。以露點(diǎn)為例闡明，物性數(shù)據(jù)的查看。以

17、露點(diǎn)為例闡明，物性數(shù)據(jù)的查看。 第49頁經(jīng)過經(jīng)過Properties/pro-set新建物性集新建物性集選擇新建選擇新建New 流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看 第50頁經(jīng)過經(jīng)過Properties/pro-set新建物性集新建物性集在在Physical properties下查找所需求的物性稱下查找所需求的物性稱號(hào)，號(hào)， 流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看 第51頁經(jīng)過經(jīng)過Properties/pro-set新建物性集新建物性集在在Physical properties下查找所需求的物性稱下查找所需求的物性稱號(hào)，號(hào)， 流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看 第52頁經(jīng)過經(jīng)過Properties/pro-set新建物性集新建物性集在在Physical properties下查找所需求的物性稱下查找所需求的物性稱號(hào)，建立物性集后，在號(hào)，建立物性集后，在setup/report options下選下選streams 流股中物性數(shù)據(jù)的查看流股中物性數(shù)據(jù)的查看 第53頁經(jīng)過經(jīng)過Properties/pro-se