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孙兰义教授新作《换热器工艺设计》 第2章 流体物性
Aspen EDR物性包的特点
Aspen Properties为Aspen Plus所使用的物性包,适用于化工物系,其中包括一 些极性以及非理想物系,在1 MPa以下,对于极性或非理想物系使用活度系数模型 (如NRTL或UNIQUAC);1 MPa以上使用状态方程模型(如Peng-Robinson、
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
点击进入Input|Property Data|Hot/Cold Stream Properties页面,该页面包 括Properties(物性)、Phase Compositions(相态组成)、Component Properties(组分物性)、Properties Plots(物性绘图)四部分。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition——Aspen Properties
图2-1 Aspen Properties物性包Composition页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
使用Aspen Properties物性包添加组分的流程如下:
(1)输入组分的名称 (2)点击此按钮查找
CHEMICAL(化学)
COALPROC(煤加工) COMMON(通用) ELECTROL(电解质) ENVIRON(环境) GASPROC(气体加工)
HF-ACID(氢氟酸) METAL(冶金) OIL-GAS(石油和气体加工) PETCHEM(石油化工) POLYMER(聚合物系) POWER(发电) REFINERY(炼油) SYNFUEL(合成燃料) WATER(水) Chemical systems (化工系统) Hydrocarbon systems (油气系统)
第2章 流体物性
孙兰义 2014-11-2
流体物性
2.1 换热器工艺设计所需的流体物性
2.2 Aspen EDR流体物性输入
2.1 换热器工艺设计所需的流体物性
一般情况下需输入的物性如下表所示
表2-1 换热器工艺设计所需的流体物性
液相温度 液相密度 液相比热容 液相粘度 液相导热系数 表面张力(针对两相流的选项) 气相温度 气相密度 气相比热容 气相粘度 气相导热系数 温度[T] 焓[h] 气相质量分率[x]
图2-10 热流体物性页面
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
1.Properties(物性)
流体的物性数据可以直接从此页面输入,也可以由Aspen Properties、 COMThermo或B-JAC物性包中生成或者从Aspen Plus或者Aspen HYSYS文 件中导入。
若流体的物性受压力影响较大时,需要输入不同压力条件下的物性数据。 尽管用户可以定义更多的压力值,但是一般情况下(压降小于入口绝对压 力值的30%),定义两个压力值就可以满足要求。这两个压力值可以是设 备的最高与最低压力、进出口压力等。推荐使用与换热器中流体压力相近 的压力值,所需压力下的数据可以通过内插或者外推法得到。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
此选项允许用户使用搜索 按钮添加组分,组分信息 将被存储到EDR文件中 此选项允许用户导入 APRBKP文件,一旦导入, EDR将不再依靠源文件数据
使用外部的APRPDF或者APPDF文件, 但是物性信息不会保存到EDR文件中, 所以在运行EDR文件时,必须附带这 些参考文件,此时本地物性包不可用 图2-4 Aspen Properties物性包Advanced Options页面
SRK、PSRK、RK-Soave等)。对于水的物性,可使用Aspen Properties物性包
中STEAM-TA或STEAMNBS物性模型进行计算。
COMThermo物性包源于Aspen HYSYS流程模拟软件,适用于油气加工方面。对 于烃类组分或理想物系,使用状态方程模型(如Peng-Robinson,SRK等);对于 非理想性不强的物系推荐使用PRSV。 B-JAC物性包是Aspen HTFS+中的旧版物性包,此物性包的气-液相平衡与气-液-液 相平衡数据有限,因此,B-JAC物性包适用于常用物系、纯组分以及简单混合物。
(1)从Aspen Plus中导入流体物性数据步骤 • ① 选择Aspen Plus(*.bkp)文件,在出现的对话框下选择“打开”; • ② 在Exchanger in对话框中选择用户将要导入的换热器,并点击 “Import”按钮; • ③ 在出现的Import PSF Data对话框下,点击“OK”完成流体物性的导入。 (2)从Aspen HYSYS中导入流体物性数据步骤 • ① 选择Aspen HYSYS(*.HSC)文件,在出现的对话框下选择“打开”; • ② 在Exchanger in对话框中选择用户将要导入的换热器,点击“OK”进行 下一步; • ③ 在Import PSF Data对话框下点击“OK”,将数据导入到EDR文件中。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
图2-6 COMThermo物性包Property Methods页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
图2-7 COMThermo物性包Interaction Parameters页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition——B-JAC
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition-----COMThermo
图2-5 COMThermo物性包Composition页面
COMThermo物性包Composition页面如上图所示,此页面与前面 Aspen Properties物性包下的Composition页面基本相同。
图2-12 Properties Plots页面
2.2.3 Aspen Properties中的主要物性方法
Aspen Properties提供的物性方法分为理想模型、状态方程模型、活度系 数模型和特殊模型,各物性方法的选用及适用范围如下表所示。
表2-2 对于常见的化工体系所推荐的物性方法 Process Type(工艺类型) Aspen Property Method(Aspen物性方法) WILSON 、 NRTL 、 UNIQUAC 、 WILS-LR 、 WILS-GLR 、 WILS-HOC 、 NRTL-HOC 、 UNIQ-HOC 、 WILS-RK 、 NRTLRK 、 UNIQ-RK 、 WILS-2 、 NRTL-2 、 UNIQ-2 、 PENG-ROB 、 RK-SOAVE 、 WILS-HF 、 ELECNRTL 、 ENRTL-HF 、 UNIFAC 、 UNIF-DMD、UNIF-LBY SOLIDS、PR-BM、RKS-BM BK10 、 CHAO-SEA 、 ELECNRTL 、 IDEAL 、 NRTL 、 PENGROB 、 POLYNRTL 、 PSRK 、 SOLIDS 、 SRK 、 STEAMNBS 、 UNIFAC、WILSON、WILS-GLR、UNIQUAC ELECNRTL、ENRTL-HG、ENRTL-HF、PITZ-HG、PITZER ELECNRTL 、 NRTL 、 PRMHV2 、 PRWS 、 PSRK 、 RKSMHV2 、 RKSWS、SR-POLAR、UNIQUAC、WILSON PR-BM 、 RKS-BM 、 RKSWS 、 PRMHV2 、 RKSMHV2 、 PSRK 、 SR-POLAR、ELECNRTL、PENG-ROB、RK-SOAVE
• 用户需要提供流体的热负荷而不是比焓; • 用户需要在Input|Property Data|Hot/Cold Stream Compositions| Composition 页面上输入参考质量流率; • 用户仅需要输入一个压力条件下的热负荷。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Aspen EDR导入物性数据
a. Integral(积分):适用于整个过程中气相和液相保持充分接触的情况。
b. Differential(微分):适用于整个过程中液相与气相会发生分离的情况。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
用户自定义物性
当用户选择User specified properties或者User specified properties using heat loads时,需要用户直接输入流体的物性数据。 相比于User specified properties,User specified properties using heat loads有以下特点:
括:Ideal、Soave-Redlich-Kwong、Peng-Robinson、Chao-Seader、Uniquac、 Van Laar、Wilson、NRTL等。
图2-9 B-JAC 物性包 Property Methods页面 type ② B-JAC VLE calculation (B-JAC 气液相平衡计算类型)
或者 B-JAC物性包中调用,用户不能定义这些物性数据。
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
4.Properties Plots(物性绘图)
此页面可将流体的物性数据绘制成图。用户可以选择温度或焓值为X轴,其余的
任意物性为Y轴,而且图中可同时显示不同压力条件下的物性,以便于分析压力
对物性的影响。绘图框的上方有辅助绘图工具供选用。
图2-8 B-JAC物性包Composition页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
在B-JAC物性包下,物性方法选择页面主要包括以下两部分: ① B-JAC VLE calculation method(B-JAC气液相平衡)
此处用于设定气液相平衡的计算方法,其中B-JAC物性包常用的计算方法包
spen EDR流体物性输入
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面 2.2.2 Aspen EDR流体物性页面 2.2.3 Aspen Properties中的主要物性方法