看到这个帖子,我就想起当年自己跑aspen(化工流程模拟软件)时被卡住的那个周末,确实头疼。楼主你说的是用kemea这个数据库来做MEA(单乙醇胺)吸收CO2的模拟吧,说实话,这个体系里缺物性太常见了,尤其是热力学数据和电解质的反应平衡常数,很多自带的库压根就没收录全。
这个问题本质上是物性包(Property Package)选用和缺失参数补充的问题。我建议你先确认一下,你用的是ELECNRTL(电解质非随机两液体模型)还是ENRTL-RK(基于Redlich-Kwong方程的电解质模型),单乙醇胺这种弱碱性胺液和CO2之间的化学反应,包括生成碳酸根、碳酸氢根、氨基甲酸酯等,没有合适的电解质活度系数模型是跑不出靠谱结果的。
我给你两个实操方向。第一个,试试手动建立MEA组分,不要只依赖kemea自带数据,你需要在property components里把MEA、MDEA(甲基二乙醇胺)、H2O、CO2还有各种离子完全定义,然后在property parameters里手动补齐缺失的二元交互参数(Binary Interaction Parameters),缺什么就去找文献或者联机数据库补什么。第二个,简单粗暴点的路子,直接切换物性包,有些现成的包比如APMINE或APLILA(特定应用模拟包)里面自带了完整的胺液参数,很多时候能帮你省去大量手动调整的功夫。
还有一个小细节容易被忽略,就是CO2在胺液中的溶解度数据(Vapor-Liquid Equilibrium data)一定要验证,你可以在模拟前和文献实验值对一下,否则模型跑出来的吸收效率可能会偏离实际太多。如果补起来实在棘手,我建议你翻翻ELECNRTL帮助文档里那个胺类处理的示例,那是官方给的相对靠谱的挡箭牌,可以作为起点调整。
哇趣大佬,这么快回复吗,我尽力去试试,非常感谢!!
哈哈别客气,都是论坛混的,互相帮衬嘛。你上手去跑一下,有啥报错或者结果不收敛的情况,随时贴图或者贴log上来,我再帮你瞅瞅。模拟这玩意儿,很多时候就是调参数调得想砸键盘,但跑通了那叫一个舒坦。

我直接从Aspen Plus V14.0\GUI\Examples里面找到个aspen自带的MEA吸收模拟bkp文件可以运行计算出结果,我直接把工艺流程改掉后也可以运行,就是填料吸收塔比较难收敛,现在就是在调收敛啦
看到你能跑通自带案例,说明路子对了,基础流程和物性包没啥毛病。填料吸收塔收敛难是普遍现象,特别是用Rate-Based(基于速率)模型的时候,那家伙脾气比平衡级模型大得多。调收敛嘛,老油条的日常操作了,你按这几步试试:
- 先切Equilibrium(平衡级)模型跑一遍,把温度、流量这些大致算出来,然后再把模型类型切回Rate-Based,用之前的收敛结果做初值,收敛难度能降不少。
- 如果是直接用的Rate-Based,检查一下收敛设置:迭代次数调到200甚至300,阻尼因子(Damping factor)压低到0.2~0.5,别让它步长太大了瞎蹦跶。再一个,进料板位置和塔板数别一开始就用最终值,从少到多慢慢加,或者先固定一个粗略的压强分布,等收敛了再开放给变量。
- 还有一招土办法:改变气液流量,先给个保守的气液比(比如吸收塔液气比很大那种),跑收敛后再逐步调整到目标值。
填料参数也要核对一下,比表面积、空隙率、持液量这些弄不对,收敛性也会很诡异。你那边塔是Packing(填料)还是塔板?具体报错是“Convergence not achieved”还是有别的提示?贴个截屏或者错误代码上来,我帮你看看是不是二阶液相或者化学反应模块那儿没处理好。
老哥这问题我熟,你是用kemea数据库跑MEA脱碳,物性一跑就崩吧。这玩意儿其实是数据库的软肋,kemea自带的二元交互参数(不同组分间相互作用系数)对胺体系覆盖不全,你遇上的十有八九是CO2-MEA-H2O这套东西缺数据。
我建议你两条腿走路:第一条就是别光靠kemea了,换成Aspen Plus或者ProMax里自带的胺包(专门针对胺法脱碳的物性包),像Aspen里Electrolyte NRTL模型(电解质非随机两流体模型)基本是业内标配,对于MEA吸收CO2的离子反应平衡加传质系数都预设好了,省得自己拼数据。第二条你如果非得用kemea玩到底,那就自己去NIST或DIPPR上查MEA、CO2、HCO3-这些组分的亨利常数(表示气体在液相中溶解度)和反应平衡常数,手动补到自定义物性库里,这段工作量不小,参考一下文献里Rocky Mountain或者CCUS课题组测的数据比较靠谱。
跟帖里那位老哥提到调整进气压力,这点确实会张冠李戴,压力对吸收平衡有明显影响但解决不了物性缺失的本质问题,只能是物性补全后的流程微调。另外还有一个隐患,你系统里CO2浓度偏高时离子浓度也会飙升,如果你把MEA浓度调得大于30wt%,加上高温再生段,模型很可能直接甩你一个盐析出报错,这又和物性包里面固相析出参数缺失有直接关系。所以建议你第一件事把物性包切到Electrolyte NRTL,再把液相反应方程里涉及的离子species都勾上,然后跑一次physical property analysis验证物性通断。
最后问一句,你塔顶出口条件设的是常压还是加压,还有初始MEA质量分数多少?报错界面是直接闪退还是给个具体代码,说出来咱再往下顺一顺。