1 纯组分物性常数的估算1.1、乙基2-乙氧基乙醇物性的输入由于Aspen Plus 软件自带的物性数据库中很难查乙基2-乙氧基乙醇的物性参数, 使模拟分离、确定工艺条件的过程中遇到困难, 所以采用物性估算的功能对乙基2-乙氧基乙醇计算。
已知:最简式:(C6H14O3)分子式:(CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)沸点:195℃1.2、具体模拟计算过程乙基2-乙氧基乙醇为非库组分,其临界温度、临界压力、临界体积和临界压缩因子及理想状态的标准吉布斯自由能、标准吉生成热、蒸汽压、偏心因子等一些参数都很难查询到,根据的已知标准沸点TB,可以使用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分物性的这些参数进行估计。
为估计纯组分物性参数,则需1. 在 Data (数据)菜单中选择Properties(性质)2. 在 Data Browser Menu(数据浏览菜单)左屏选择Estimation(估计)然后选Input(输入)3. 在 Setup(设置)表中选择Estimation(估计)选项,Identifying Parameters to be Estimated(识别估计参数)4. 单击 Pure Component(纯组分)页5. 在 Pure Component 页中选择要用Parameter(参数)列表框估计的参数6. 在 Component(组分)列表框中选择要估计所选物性的组分如果要为多组分估计选择物性可单独选择附加组分或选择All(所有)估计所有组分的物性7. 在每个组分的 Method(方法)列表框中选择要使用的估计方法可以规定一个以上的方法。
具体操作过程如下:1、打开一个新的运行,点击Date/Setup2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Estimation3、在Components-specifications Selection页上输入乙基2-乙氧基乙醇组分,将其Component ID为DIMER4、在Properties/Molecular Structure -Object Manager上,选择DIMER,然后点Edit5、在Gageneral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构6、转到Properties/Parameters/Pure Component Object Manager上,点击“NEW”然后创建一个标量(Scalar)参数TB7、输入DIMER的标准沸点(TB)195℃8、然后转到Properties/Estimation/Set up页上,选择Estimation all missing Parameters9、运行该估算,并检查其结果。
估算结果自动写入到窗体文件中其模拟结果如下:Propertyname Parameter Estimatedvalue Units MethodMV 134、1756 FORMULA MOLECULAR WEIGHT分子量TC627.594188K JOBACK CRITICAL TEMPERATURE临界温度PC3318184.71N/SQM JOBACK CRITICAL PRESSURE临界压力VC0.4265CUM/KMOL JOBACK CRITICAL VOLUME临界体积ZC0.27121482DEFINITI CRITICAL COMPRES.FAC临界压缩因子177504.906J/KMOL-K BENSON IDEAL GAS CP AT 300 K理想气体CPAT 500 K264294.092J/KMOL-K BENSONAT 1000 K386292.527J/KMOL-K BENSONDHFORM-564698000J/KMOL BENSON STD. HT.OF FORMATION标准吉布斯自由能STD.FREE ENERGY FORMDGFORM -347180000J/KMOL JOBACK标准吉生成热101318.723N/SQM RIEDELV APOR PRESSURE A T TB蒸汽压AT 0.9*TC1080313.99N/SQM RIEDELAT TC3318184.71N/SQM RIEDELOMEGA0.92834051DEFINITI ACENTRIC FACTOR偏心因子DHVLB53706714.1J/KMOL DEFINITI HEAT OF VAP AT TB汽化焓LIQUID MOL VOL AT TBVB0.10949498CUM/KMOL GUNN-YAM 液体mol体积DELTA25451.023(J/CUM)**.5DEFINITI SOLUBILITY PARAMETER溶解度参数UNIQUAC R PARAMETERGMUQR 5.29070534BONDI UNIQUAC R参数GMUQQ 4.612BONDI UNIQUAC Q PARAMETERUNIQUAC Q参数PARC325.3PARACHOR PARACHOR等张比容LIQUID CP A T 298.15 K291996.108J/KMOL-K RUZICKA 液体AT TB443532.586J/KMOL-K RUZICKA2与温度相关的纯组分物性参数的估算利用aspen plus 对乙基2-乙氧基乙醇与温度相关的纯组分物性参数的估算,过程与纯组分物性参数的估算过程一样,只是在过程中选择Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数),计算受温度影响的物性的参数。
其操作过程与纯组分物性参数一样,在组分物性结果点击T-Dependent ,可以看到温度相关的物性参数:其模拟结果如下:PropertyNameIDEALGASHEATCAPACITY 理想气体热容ParameterCPIGEstimated value -19911.799 819.051095 -0.5897105 0.00017686 0 0UnitsK,J/KMOL-KMethodBENSONV APOR PRESSURE饱和蒸汽压HEAT OF V APORIZATION 汽化焓MOLAR VOLUME气体mol体积V APOR VISCOSITY气相粘度LIQUID VISCOSITY液相粘度LIQTHERMCONDUCTIVITY 液体热传导率LIQUIDSURFACETENSION 表面张力PLXANTDHVLWTRKTZRAMUVDIPMULANDKLDIPSIGDIP280110036029.227.96888681.5118.489262-12614.567-13.029219.1373e-186468.15627.59418853706714.1468.150.40716453-0.5807282468.150.203967542.9389e-080.941960542801100-13.5219952749468.15470.695641-5.32698790.04237204-0.00012281.5744e-07-7.585e-11468.15621.3182460.093397831.222222225.3646e-10-6.037e-10K,N/SQMK,J/KMOLK,N-SEC/SQMK,N-SEC/SQMK,WATT/M-KK,N/MRIEDELDEFINITIGUNN-YAMREICHENBORRICK-ESATO-RIEBROCK-BILIQUID HEAT CAPACITY 液体热容CPLDIP2.3707e-10468.15615.042305284003.707-523.819951.84681065258.88695468.15J/KMOL-K RUZICKA以上为乙基2-乙氧基乙醇的纯组分参数及与温度相关的纯组分参数的计算过程,由于这些参数在物性数据库中都没有包含,而且都很难查询到。
此时可以通过输入标准沸点TB,利用aspen plus软件的Estimation Input Pure Component(估计输入纯组分) 对纯组分常量进行估计,得到临界温度、临界压力、临界体积和临界压缩因子、及理想状态的标准吉布斯自由能、标准吉生成热、蒸汽压等纯组分参数;用Estimation Input T-Dependent (估计输入受温度影响参数)对纯组分常量进行估计,就可以得到乙基2-乙氧基乙醇的理想气体热容、饱和蒸汽压、汽化焓、气体摩尔体积、气相粘度、等纯组分与温度相关的纯组分物性参数。
3 二元交互作用参数物性常数的估算在气液平衡计算过程中,物质间的二元交互作用参数手算过程计算量很大,通常用的方法有:二元Van Laar方程、Wilson方程、NTRL方程以及预测液体混合物的活度系数所用的集团贡献法等,而且有些过程的计算量特别大,甚至很难得到。
此时,利用aspen plus 的二元交互作用参数物性常数的估算功能显得尤为方便。
本章以乙基2-乙氧基乙醇的水溶液为例来说明aspen plus 的二元交互作用参数物性常数的估算功能, 使用Estimation Binary Input(估计二元输入)进行二元参数估计,在properties中选用UNIFCA为计算方法,然后输人分子结构。
自定义新物质乙基2-乙氧基乙醇后,再引入第二组分—水,在Gageneral标签或Formula标签中输入分子结构和已知的物性常数,进行模拟估算。
具体过程如下:1、打开一个新的运行,点击Date/Setup2、在Setup/Specifications-Global页上改变Run Type位property Estimation3、在Components、specifications 、Selection页上输入乙基2-乙氧基基乙醇组分,将其Component ID为DIMER4、引入第二组分H2O5、在Properties/Molecular Structure -Object Manager上,选择DIMER6、在Gageneral页上输入乙基2-乙氧基乙醇的分子结构7、转到Properties/Parameters/Pure Component Object Manager上,点击“NEW”点击“NEW”,然后创建一个标量(Scalar)参数TB-18、Properties/Pure Component,选定TB-1输入DIMER和H2O的标准沸点(TB)195℃、100℃9、在properties页选择估计选项。