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小七在之前的文章中介绍了Aspen基本操作方法,当我们链接物流并输入组分信息之后,就需要进行第一个关键操作选择物性方法。对于同一流程选用,不同的物性方法结果可能千差万别,当然真实值只有一个。可见,选着恰当的物性方法,是模拟结果准确的前提。
我们称选着物性方法是第一个关键操作,那么物性方法对于模拟结果的影响有多大呢?举个例子,模拟一个精馏塔,用理想方程得到理论板是11块,状态方程是7块,活度系数法得到的是42块。很明显,如果物性方法不合理,这个模型根本没有意义。那么就让我们来看一下Aspen中如何设置物性方法?物性方法怎么选择和常用的物性方法有哪些?
设置物性方法
具体的操作很简单,只需要双击装置,进入设置界面,从左侧菜单来中选择properties>Specifications>Global页面进行设置,或从菜单栏中选着Data后续操作一样。
进行局部物性设置时,选着Flowsheet section页面进项选着具体流程。如上图所示,操作都很简单,但是我们必须要知道如何去选择合适的物性方法。
物性方法的选择
首先要考虑的就是物系的极性与否,一般而言对于电解质物系真实值相对比较符合理想情况,误差也较小。
我们根据物系的特点,以及操作压力,进行物性方法的选择,必须要考虑到物系的极性、化学势、温度压力等因素,涉及到化工热力学方面的原理,上图只列举一些常见情况。
Aspen中提供物性选择的帮助系统,会根据物系组成及工艺特点为用户推荐物性方法。
常用的物性方法
我们可以大致将物性方法分为四类,及理想方程、状态方程、活度系数、特殊模型。其中理想物系较少应用不多,高非理想物系需要小试实验数据进行修正。这里我们只介绍状态方程,与活度系数法两种方法常用的物性方法。
状态方程是在一定压力温度区间内对理想方程进行修正,所需的二元参数较少,但是不适用于高非理想物系。
活度系数法,能够预测高度液相非理想物系,可以表示出物系的正负偏差,但是在临界区域内模拟有困难,而且需要二元参数较多。
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