如何利用Aspen進(jìn)行物性分析-純組分-二元相圖

物性分析方法〔PropertyAnalysis〕在進(jìn)行一個流程模擬之前，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，對所選體系偏離理想體系的程度有個初步的了解，對所選體系熱力計算方法有個初步的認(rèn)識。只有這樣才能夠選擇適宜的物性計算方法，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CO2/Ar體系物性分析的例子，旨在拋磚引玉，有錯誤的地方還請讀者批評指正。1.開始設(shè)置選擇模擬類型〔Simulations〕為：GeneralwithMetricUnits，單位制可以根據(jù)自身選擇的單位體系來定。選擇運行類型〔RunType〕為：PropertyAnalysis，當(dāng)然在其它運行類型中也能夠進(jìn)行物性，不過這個運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你的模擬進(jìn)行了解，增加其互通性〕Unit，RunType，其中Unit，RunType中的設(shè)置相當(dāng)于第一步中的Simulation，RunType設(shè)置，對于前面已經(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，改變單位制及運行類型。在Description中可以填寫對模擬的一些簡單描述，可以在報告〔.rep〕中輸出，可以增加其可讀性。其它的一些選項這里就不做介紹了。圖23.在Component中定義組分在ComponentID中輸入CO2，AR即可，對于其它一些常用的物質(zhì)直接輸入其名字或分子式就行。而對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)可以運用Find來查找。輸入后結(jié)果如圖3。圖3注：ElecWizard：電解質(zhì)向?qū)В梢詭椭脩糨斎腚娊赓|(zhì)。UserDefined：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)定計算物性的物性方法。本文選擇的Basemethod和Propertymethod是PENG-ROB，結(jié)果如圖4。物性方法的選擇還值得商榷。由于對CO2/Ar體系的了解還不夠，對已經(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。對于使用到的物性方法并不能保證其準(zhǔn)確性。圖4AspenPlus可以提供4種類型的物性分析：pure,binary,residue,andstream。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，選擇Analysis，Property，Pure，得到如圖5的界面。溫度范圍設(shè)定在：。具體的參數(shù)設(shè)置如圖6。圖5圖6參數(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。所以說對其物性方法的選擇也就比擬困難。對于圖形的修飾問題還請讀者自行研究〔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選擇K，在Listofvalues輸入218.15K，輸入數(shù)據(jù)后的結(jié)果如圖9。圖9然后點擊Go得到圖10。圖10圖10下面來分析一下，在圖9中，輸入數(shù)據(jù)Lower為0.39，Upper為1，這個數(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，是因為在CO2組成為0.39時飽和蒸氣壓為最大值，這是因為體系為非理想體系的原因，詳細(xì)的解釋請參考化工熱力學(xué)。如果輸入Lower為1那么會出現(xiàn)圖12的情況。圖11圖127．在一張圖上作出多個溫度下的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)然也可以在一張圖上作出不同溫度下的T-x-y圖。區(qū)別就在于Temperature的設(shè)定，當(dāng)Listofvalues為一個值就是一個溫度的P-x-y圖，當(dāng)為多個溫度時就為多個溫度下的P-x-y圖。對于Overallrange選項，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為在溫度上下限內(nèi)所選擇的溫度的點數(shù)，Increments:為溫度的步長。Points和Increments二都只能選其一。具體值的設(shè)定如圖13。圖13點擊Go得出結(jié)果如圖14.圖形分析：這張圖看起來非常的混亂，在高壓局部肯定存在問題，原因在于CO2的組成上限設(shè)定的問題，聯(lián)系到物系是因為物系的非理想性所致。對于這種方法的介紹已經(jīng)結(jié)束了，已經(jīng)到達(dá)了在一張圖上畫出多個溫度下的P-x-y圖的目的，至于存在