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1、第第2章章 流体物性流体物性 孙兰义孙兰义 2014-11-2 流体物性流体物性 2.1 换热器工艺设计所需的流体物性换热器工艺设计所需的流体物性 2.2 Aspen EDR流体物性输入流体物性输入 2.1 换热器工艺设计所需的流体物性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一般情况下需输入的物性如下表下表所示所示 液相液相 液相温度液相温度 液相密度液相密度 液相比热容液相比热容 液相粘度液相粘度 液相导热系数液相导热系数 表面张力（针对两相流的选项）表面张力（针对两相流的选项） 气相气相 气相温度气相温度 气相密度气相密度 气相比热容气相比热容 气相粘度气相粘度 气相导热系数
2、气相导热系数 T-h-x数据数据 温度温度T 焓焓h 气相质量分率气相质量分率x 表表2-1 换热器工艺设计所需的流体物性换热器工艺设计所需的流体物性 2.2 Aspen EDR流体物性输入流体物性输入 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 2.2.4 Aspen EDR流体物性输入示例 2.2.1 Aspen EDR流体组成页面流体组成页面 Aspen Properties为为Aspen Plus所使用的物性包，适用于化工物系，其中包括一所使用的物性包，适用于化工物系，其中包括一
3、些极性以及非理想物系，在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以下，对于极性或非理想物系使用活度系数模型 （如（如NRTL或或UNIQUAC）；）；1 MPa以上使用状态方程模型（如以上使用状态方程模型（如Peng-Robinson、 SRK、PSRK、RK-Soave等）。对于水的物性，可使用等）。对于水的物性，可使用Aspen Properties物性包物性包 中中STEAM-TA或或STEAMNBS物性模型进行计算。物性模型进行计算。 COMThermo物性包源于物性包源于Aspen HYSYS流程模拟软件，适用于油气加工方面。对流程模拟软件，适用于
4、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）；对于等）；对于 非理想性不强的物系推荐使用非理想性不强的物系推荐使用PRSV。 B-JAC物性包是物性包是Aspen HTFS+中的旧版物性包，此物性包的气中的旧版物性包，此物性包的气-液相平衡与气液相平衡与气-液液-液液 相平衡数据有限，因此，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。物性包适用于常用物系、纯组分以及简单混合物。 Aspen EDR物性包的特点 2.2.1 Aspen EDR流体组成页面流体组成页面 C
6、页面 Property Methods页面包括以下四部分：页面包括以下四部分： Aspen property method（物性方法）（物性方法） 该选项为用户提供了多种计算物性的方法，用户可以通过右侧的下拉该选项为用户提供了多种计算物性的方法，用户可以通过右侧的下拉 列表选择需要的物性方法。列表选择需要的物性方法。 Aspen free-water method（游离水相计算方法）（游离水相计算方法） 用户可以通过此选项规定游离水相的计算方法，右侧的下拉列表中包用户可以通过此选项规定游离水相的计算方法，右侧的下拉列表中包 括括IAPWS-95、IDEAL、STEAM-TA、STEAMNBS、
7、STMNBS2、SYSOP0 等六种方法。推荐用户使用水蒸气表法，即等六种方法。推荐用户使用水蒸气表法，即STEAM-TA与与STEAMNBS。 Aspen water solubility（水的溶解度）（水的溶解度） 为用户计算水在有机相中的溶解度提供合适的方法，方法不同，计算为用户计算水在有机相中的溶解度提供合适的方法，方法不同，计算 的水的相平衡常数的水的相平衡常数K不同。不同。 Aspen flash option（闪蒸选项）（闪蒸选项） 该选项用于选择闪蒸计算中流体的相态。该选项用于选择闪蒸计算中流体的相态。 2.2.1 Aspen EDR流体组成页面流体组成页面 图2-4 Aspe
11、AC VLE calculation type（B-JAC气液相平衡计算类型） 气液相平衡计算类型） 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。（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。（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流体组成页面流体组成页面 用户自定义物性用户自定义物性 当用户选择当用户选择User specified properties或者或者User specified properties usi
12、ng heat loads时，需要用户直接输入流体的物性数据。时，需要用户直接输入流体的物性数据。 相比于相比于User specified properties，User specified properties using heat loads有以下特点：有以下特点： 用户用户需要提供流体的热负荷而不是比焓；需要提供流体的热负荷而不是比焓； 用户用户需要在需要在InputProperty DataHot/Cold Stream Compositions Composition 页面上输入参考质量流率；页面上输入参考质量流率； 用户用户仅需要输入一个压力条件下的热负荷。仅需要输入一个压
13、力条件下的热负荷。 2.2.1 Aspen EDR流体组成页面流体组成页面 Aspen EDR导入物性数据 （1）从Aspen Plus中导入流体物性数据步骤 选择Aspen Plus（*.bkp）文件，在出现的对话框下选择“打开打开”； 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； 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 选择Aspen HYSYS（*.HSC）文件，在出现的对话框下选择“打开打开”； 在Exchanger in对话框中选择用户将要导入
15、2 Aspen EDR流体物性页面流体物性页面 1Properties（物性）（物性） 2Phase Compositions（相态组成）（相态组成） 该页面显示了特定压力下每一组分在各温度点下气相、液相以及第二液相的该页面显示了特定压力下每一组分在各温度点下气相、液相以及第二液相的 摩尔组成，将压力切换到相应的数值，即可查看不同压力条件下的物性数据。摩尔组成，将压力切换到相应的数值，即可查看不同压力条件下的物性数据。 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
16、 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。 2.2.2 Aspen EDR流体物性页面流体物性页面 3Component Properties（组分物性）（组分物性） 该页面包括：该页面包括：Components（组分）、（组分）、Molecular weight（分子量）、（分子量）、Critical pressure（临界压力）、（临界压力）、Critical temperature（临界温度）、（临界温度）、Liquid molar volume at BP（沸点下液相摩尔体积）、（沸点下液相摩尔体积）、A
