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为什么是精馏系统 精馏系统设计不仅仅是塔设备，包括物性数据、气液平衡数据、回流量vs理论塔板数、热力学方法、节能优化、塔板/填料效率、塔径选择、水力学确定、塔板和填料等内构件的设计等等。 精馏设计导致精馏塔异常的占比（经验值）仅为7%左右，虽然在设计过程中找问题的成功率不高，但是问题的解决还是需要对原始设计有足够的理解和认识。 基础物性数据CAS 号是组分的唯一标识符 沸点在不同的物性数据库中存在差异 在精细化工模拟中存在的问题：反应产物杂质多、组分无法确定、关键组分有同分异构、存在共沸、均相或非均相等 物性分析 的重点有这么几项：熔点、密度、发泡、颗粒物、粘度、表面张力、热敏、临界参数，其对应的影响因素如下：
物性 影响因素
熔点凝固点，操作温度考虑
密度精馏压降
发泡性影响气液传质，发泡因子（经验数据）
颗粒物堵塞塔内件
粘度流动性差，带来液泛，影响传质效率
表面张力填料塔的润湿和传质
热敏性热稳定性、操作温度、停留时间、传热等考虑
临界参数操作温度和压力
基础物性数据来源：
数据来源 举例
模拟软件Aspen、PRO/II、COMSOThermo等
网络百度百科、化工百科、ChemicalBook等
化工手册化学工程手册、Perry化学手册等
文献知网、维普、万方、SCI HUB等
专业数据库NIST、DDB、STN、DIPPR、THERMODEX、CASFinder等
企业内部数据库实验、小试、中试、生产数据等
Aspen- 纯组分数据库（Aspen Properties Database）
- 数据量：覆盖超过5,000种纯物质，包含气体、液体、固体（如CO₂、H₂O、NaCl等）。
- 关键参数：临界性质（Tc, Pc）、蒸汽压、热容、粘度、导热系数等，支持多种状态方程（PR、SRK）和活度系数模型（NRTL、UNIQUAC）。
- 特殊功能：支持虚拟组分（如石油馏分）和自定义物性估算方法（UNIFAC基团贡献法）。
- 电解质数据库（Aspen Electrolytes）
- 覆盖范围：包括离子（H⁺、OH⁻、Na⁺、Cl⁻等）、离子对（如NaCl(aq)）和反应平衡（如酸碱解离）。
- 应用场景：脱硫、废水处理、电化学过程（如电解水制氢）。
- 特点：内置Pitzer模型等复杂电解质热力学方法，支持高浓度离子体系的活度系数计算。
- 固体数据库（Aspen Solid）
- 数据类型：颗粒密度、粒径分布、孔隙率、热导率等。
- 单元操作支持：流化床、结晶器、固体分离设备（如离心机）。
- 行业应用：催化剂设计（如FCC催化剂）、矿物加工（如碳酸钙煅烧）。
- 专用行业数据库
- 聚合物数据库：包含单体（乙烯、丙烯）、共聚物（如PET）、链段增长动力学参数。
- 制药数据库：溶剂的Hansen溶解度参数、API（活性药物成分）的结晶动力学数据。
- 特点：与行业标准工具（如聚合物分子量分布分析）深度集成。
- 用户自定义数据库
- 实现方式：通过 User Properties 或 Databank Manager 导入实验数据（如自定义活度系数、反应速率）。
- 灵活性：支持文本文件、Excel表格或直接输入，但需注意单位一致性和模型兼容性。
以上数据来自模型 Deepseek-R1，回答时间：2025 03-06 10:33
还有另一种分类方法：系统数据库（system databanks）、内置数据库（inhouse databanks）以及用户收据库（user databanks）。 PRO/II- 标准组分库
- 数据量：约3,000种常见物质，侧重石油化工（烃类、硫化物）和无机物（H₂、N₂、CO₂）。
- 热力学模型：内置SRK、PR、Chao-Seader等模型，优化了气液平衡（VLE）计算速度。
- 电解质数据库
- 简化模型：基于扩展的Debye-Hückel方程，适用于低浓度电解质（如锅炉水处理）。
- 局限性：对高浓度或复杂离子相互作用的模拟精度弱于Aspen。
- 石油馏分数据库
- 原油表征：支持通过ASTM D86/D2887蒸馏曲线生成虚拟组分，自动计算分子量和密度。
- 炼油优化：内置典型原油（如Brent、Arab Light）的馏分数据，快速搭建常减压蒸馏模型。
- 热力学模型参数库
- 预置参数：包含数千种二元交互参数（如CH₄-H₂O的交互系数），减少用户调试工作量。
- 收敛性：针对炼油和天然气液化的常见体系（如LNG低温分离）优化了模型稳定性。
- 用户自定义数据库
- 操作便捷性：通过 User Component 向导逐步输入物性（如沸点、密度），支持Excel批量导入。
- 局限性：自定义固体物性或复杂反应动力学时功能较Aspen弱。
以上数据来自模型 Deepseek-R1，回答时间：2025 03-06 10:33
补充说明另一种分类方式：PROII库（SIMSCI）、Process program库（PROCESS）、AIChE DIPPR库（DIPPR）和电解质库（OLILIB）。 关键差异与使用建议- 行业侧重
- Aspen Plus：适合跨行业复杂体系（如制药反应器、聚合物合成、CO₂捕集）。
- PRO/II：在炼油分馏、天然气脱硫、LNG液化等场景中更高效。
- 电解质与固体处理
- Aspen：可处理高浓度离子体系（如浓硫酸稀释热计算）和复杂固体颗粒（如流化床催化剂磨损）。
- PRO/II：电解质功能较基础，固体处理通常需依赖插件或简化假设。
- 用户自定义体验
- Aspen：功能强大但学习曲线陡峭（需熟悉物性方法选择规则）。
- PRO/II：界面友好，适合快速添加石油馏分或自定义轻组分。
- 热力学模型灵活性
- Aspen：支持混合模型（如气相用PR方程，液相用NRTL活度系数）。
- PRO/II：模型组合灵活性较低，但预置参数更贴合石油行业需求。
维度 Aspen Plus PROii
覆盖行业化工、制药、高分子、能源（综合性强）石油炼制、天然气处理（行业纵深突出）
电解质处理模型复杂，适合高精度离子体系模拟简化模型，适合基础应用
固体处理支持结晶、颗粒物性等深度功能功能较基础，侧重流体模拟
用户自定义功能强大但操作复杂界面友好，Excel集成便捷
典型应用精细化工流程、反应器设计、聚合物生产炼油分馏、天然气液化、管线输送模拟
以上数据来自模型 Deepseek-R1，回答时间：2025 03-06 10:33
数据准确性- 准确性：模拟“再现”实际生产的能力
- 精度：软件解方程的能力
准确性≠精度，原因在于 物性数据是否准确。 二元交互参数在研究混合物的时候，如果分子间的相互作用不是理想状态，就要用二元交互参数来矫正它们之间的相互作用。 二元参数来自于估算方法 UNIFAC，也可以来自于实验数据 VLE、LLE、γoo等； VLE决定精馏塔的性能，对于理想混合物，VLE只与组分的分压有关； 非理想混合物：应假定现实世界的分离是非理想的，否则要求使用修正因子，称为 活度系数，它与温度和压力有关。 对于一种混合物，活度系数是确定的。 相图分为：理想体系、均相、非均相； HCL/H2O不考虑电解质Txy相图：
11637×779 32.6 KB
HCL/H2O考虑电解质Txy相图：
21637×779 38.9 KB
HCL/H2O考虑电解质&参数修正后Txy相图：
31920×998 217 KB
还有一个案例：某体系模拟结果分层，实际实验结果不分层，原因：Aspen中实验数据点太少，导致生成相图时曲线被拉伸成为了非均相体系； 修改内置物性方法在物性方法选择界面，勾选 修改，在弹出的对话框中输入自定义的物性方法名称，不要与内置的现有方法冲突即可：
41158×516 45.5 KB
5988×434 55.8 KB
高级参数修改：进入 方法 - 所选方法，点击 新建，输入名称：
61177×489 57 KB
选择 基准模型，在此基础上进行修改参数：
71072×576 56 KB
点击 模型 选项卡，可以规定新的物性模型，可以修改物性计算模型和使用的数据集：
8942×371 27.5 KB
点击 受影响的物性 可以查看该模型影响的一系列物性，点击 选项代码 查看模型选项代码。
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