Flexível e Predictive Equação do estado Métodos de propriedade

A tabela rotulado flexível e Predictive Equação do estado Métodos Propriedade ( abaixo ) lista métodos de propriedade para misturas de componentes polares e não- polares e gases leves. Os métodos de propriedade pode lidar com pressões e temperaturas elevadas , misturas próximo do seu ponto crítico , e separação líquido - líquido a alta pressão . Exemplos de aplicações são de secagem do gás com glicóis , edulcorante gás com metanol , e de extracção supercrítica .Comportamento termodinâmico componente Pure é modelado usando as equações de estado de Peng- Robinson ou Redlich - Kwong - Soave . Eles são estendidos com alfa- funções flexíveis com até três parâmetros, para a montagem muito precisa de pressões de vapor. Isso é importante na separação de sistemas muito perto de ebulição e de compostos polares. Em alguns casos, eles são estendidos com um termo de tradução de volume para ajuste preciso da densidade de líquidos (ver tabela rotulada flexível e Predictive Equação do estado Métodos Propriedade abaixo).Parâmetros para as funções alfa Schwartzentruber - Renon e Mathias - Copeman estão disponíveis para muitos componentes do banco de dados PURECOMP .Regras de mistura para estes modelos variam . Regras de mistura clássicas ampliadas são usados para sistemas ricos em hidrogênio montagem ou sistemas com tamanho e forma forte assimetria ( Redlich - Kwong - Aspen ) . Composição e regras de mistura dependente da temperatura caber fortemente sistemas de alta pressão não ideais ( SR- polar) . Regras de mistura de Huron - Vidal modificado pode prever não- idealidade a alta pressão de baixa pressão (grupo de contribuição ) modelos coeffient atividade ( Wong- Sandler , MHV2 , PSRK ) . As capacidades de previsão de regras de mistura de Huron - Vidal modificados são superiores às capacidades preditivas de SR- POLAR . As diferenças entre as capacidades das regras de mistura de Huron - Vidal modificados são pequenos ( ver Modelos propriedade física).As regras Wong- Sandler, MHV2 e Holderbaum - Gmehling mistura usam modelos de coeficiente de atividade para calcular o excesso de Gibbs ou de Helmholtz energia para as regras de mistura . Os métodos de propriedade com estas regras de mistura utilizar os modelos de contribuição UNIFAC ou Lyngby modificados UNIFAC grupo. Portanto , eles são preditivos . Você pode usar qualquer modelo de coeficiente de atividade física Aspen sistema de propriedade com estas regras de mistura , incluindo os modelos de usuários. Use a folha de propriedades Modelos métodos para modificar o método de propriedade . Consulte Modificando e Criando Métodos de Propriedade para obter detalhes sobre como modificar um método de propriedade .Os modelos de Chung- Lee- Starling para viscosidade e condutividade térmica pode descrever a continuidade do gás e líquido para além do ponto crítico. Isto é comparável a uma equação de estado . Estes modelos podem se ajustar ao comportamento dos componentes polares e associando . Detalhes sobre os modelos de componentes puros e regras de mistura são encontrados em Modelos de Propriedade Física.Para as misturas de compostos polares e não polares a baixas pressões , são preferidos os modelos de coeficiente de actividade . Para misturas não- polares de fluidos de petróleo e gases leves de baixo para pressões médias , são

recomendados os métodos de propriedade para as misturas de petróleo . As equações flexíveis e preditivos de estado não são adequados para soluções de eletrólitos.A tabela a seguir , flexíveis e preventivas Métodos Propriedade Equação do estado , lista de métodos flexíveis e preventivas equação do estado- propriedade, os modelos de equação de outros estados distintos em que se baseiam , e algumas de suas características . A tabela também apresenta os modelos que os métodos de propriedade têm em comum. Requisitos de parâmetros dos modelos comuns são dadas na tabela de parâmetros obrigatórios marcados para Flexible Comum e modelos preditivos . Requisitos de parâmetros para os modelos distintos estão nas tabelas parâmetros necessários para o Método de Propriedade PRMHV2 rotulados ( ver PRMHV2 ), os parâmetros necessários para o método de propriedade PRWS ( ver PRWS ), os parâmetros necessários para o método de propriedade PSRK (ver PSRK ) , os parâmetros necessários para o método RK- ASPEN propriedade ( RK- ASPEN ), os parâmetros necessários para o método de propriedade RKSMHV2 ( ver RKSMHV2 ), os parâmetros necessários para o método de propriedade RKSWS ( ver RKSWS ) , e os parâmetros necessários para o Método de propriedade SR- POLAR ( ver SR- POLAR ) .

Um X na coluna Volume Deslocamento indica mudança de volume está incluído no método de propriedade.

Um X na coluna de previsão indica que o método propriedade é preditiva.

PRWSO método de propriedade PRWS é baseado no modelo de Peng- Robinson- Wong- Sandler equação de estado, que é baseado em uma extensão da equação de Peng -Robinson de Estado. O modelo UNIFAC é usado para calcular o excesso de energia de Helmholtz para as regras de mistura.Além do fator acêntrico, você pode usar até três parâmetros polares para se ajustar com mais precisão a pressão de vapor de compostos polares. As regras de mistura de Wong - Sandler prever as interações binárias a qualquer pressão. Usando o modelo UNIFAC o método propriedade PRWS é preditivo para qualquer interacção que pode ser previsto por UNIFAC a baixa pressão.Os requisitos mínimos de parâmetros do método de propriedade são dados nas tabelas de parâmetros necessários para o Método de Propriedade PRWS (abaixo) e parâmetros necessários para Flexible Comum e modelos preditivos rotulados. Para obter detalhes sobre os parâmetros opcionais, e sobre o cálculo de propriedades de componentes e mistura pura, consulte Modelos de Propriedade Material.

Tipos de mistura

Você pode usar o método de propriedade PRWS para misturas de compostos não-polares e polares , em combinação com gases leves.

Alcance

Você pode usar o método de propriedade PRWS até altas temperaturas e pressões . Pode esperar previsões precisas ( 3 % na pressão e 2 % em fracção molar a uma dada temperatura ) até cerca de 150 bar . Você pode esperar resultados razoáveis em qualquer condição , desde parâmetros de interação UNIFAC estão disponíveis. Os resultados são menos precisos perto do ponto crítico.

PSRKO método de propriedade PSRK é baseado no modelo de Predictive Soave - Redlich - Kwong equação de estado , que é uma extensão da equação de Redlich - Kwong - Soave de Estado.

Além do fator acêntrico , você pode usar até três parâmetros polares para se ajustar com mais precisão a pressão de vapor de compostos polares. As regras de mistura Holderbaum - Gmehling ou método PSRK prever as interações binárias a qualquer pressão. Usando o método UNIFAC PSRK é preditivo para

qualquer interacção que pode ser previsto por UNIFAC a baixa pressão . A tabela de parâmetros de interação UNIFAC foi prorrogada por gases , para o método PSRK .

Os requisitos mínimos de parâmetros do método de propriedade PSRK são dados nas tabelas de parâmetros necessários para o Método de Propriedade PSRK (veja abaixo) e parâmetros necessários para modelos flexíveis e preditivos rotulados. Para obter detalhes sobre os parâmetros opcionais , e sobre o cálculo de propriedades de componentes e mistura pura , consulte Modelos de Propriedade Material .

Tipos de mistura

Você pode usar o método de propriedade PSRK para misturas de compostos não-polares e polares , em combinação com gases leves.

alcance

Você pode usar o método de propriedade PSRK até altas temperaturas e pressões . Você pode esperar previsões precisas em quaisquer condições previstas parâmetros de interação UNIFAC estão disponíveis. Os resultados são menos precisos perto do ponto crítico.

SR-POLAR O método de propriedade SR-POLAR é baseado em um modelo por Schwarzentruber e Renon, que é uma extensão da equação de Redlich-Kwong-Soave de Estado equação de estado. Você pode aplicar o método SR-POLAR para tanto não-polar e componentes altamente polares, e misturas altamente não ideais. Este método é recomendado para aplicações de alta temperatura e pressão SR-POLAR requer: • parâmetros polares para componentes polares. Estes parâmetros são determinados automaticamente usando dados de pressão de vapor gerado a partir do modelo Pure Geral Pressão componente líquido do vapor. • parâmetros binários para representar com precisão o equilíbrio de fases. Os parâmetros binários são dependentes da temperatura. Se você não inserir parâmetros binários, o Aspen Física Sistema de Propriedade estima-los automaticamente usando dados de ELV gerados a

partir do método de contribuição de grupos UNIFAC. Portanto, o método de propriedade SR-POLAR é preditivo para qualquer interação que UNIFAC pode prever a baixas pressões. A precisão da previsão diminui com o aumento da pressão. Você não pode usar UNIFAC para prever interações com gases leves.

SR-POLAR é um método de propriedade alternativa que você pode usar para sistemas não ideais, em vez de usar um método de propriedade coeficiente de atividade, tais como Wilson. Requisitos de parâmetro para o método de propriedade SR-POLAR estão nas tabelas de parâmetros necessários para o Método de Propriedade SR-POLAR (veja abaixo) e parâmetros necessários para Flexible Comum e modelos preditivos rotulados. Para obter detalhes sobre os parâmetros opcionais, e cálculo de propriedades de componentes e mistura pura, consulte Modelos de Propriedade Material. Tipos de Mistura Você pode usar o método de propriedade SR-POLAR para misturas de compostos não-polares e polares, em combinação com gases leves. Alcance Você pode usar o método de propriedade SR-POLAR-se a altas temperaturas e pressões. Você pode esperar previsões justas até cerca de 50 bar. Você pode esperar resultados razoáveis em qualquer condição, desde parâmetros de interação UNIFAC estão disponíveis. Mas os resultados são menos precisos perto do ponto crítico.

HYSGLYCOO método de propriedade HYSGLYCO implementa o pacote propriedade Glicol de Aspen HYSYS . Ele usa a equação TST ( Twu - Sim- Tassone ) do estado para determinar o comportamento de fase de forma mais precisa e consistente para a mistura TEG- água. O pacote propriedade contém o componente puro necessária e parâmetros de interação binária para os componentes comumente encontrados em processo de desidratação de gás natural. O pacote de propriedade é sintonizado para representar com precisão , o comportamento de fase destes componentes , em especial para que o sistema binário TEG - água .

A equação de estado TST pode prever com precisão :

coeficientes das soluções TEG- água dentro do desvio médio absoluto de 2% de

atividade

temperaturas do ponto de orvalho no interior um erro médio de ± 1 ° C.

teor de água do gás dentro do desvio médio absoluto de 1 %

O pacote de propriedade de glicol deve ser aplicável em toda a gama de temperaturas , pressões, e concentração de componentes encontrados num sistema de desidratação TEG - água típicos : entre 15 ° C a 50 ° C e entre 10 atm a 100 atm, durante o desidratador de gás , e entre 202 ° C a 206 ° C e 1,2 atmosferas para o regenerador de glicol .

A precisão de solubilidade prevista de hidrocarbonetos em fase aquosa deverá estar dentro da incerteza experimental .

A tabela abaixo mostra a previsão do teor de água de equilíbrio em lbH2O/MMSCF para um fluxo de gás em contato com 99,5 por cento em peso TEG , usando o pacote de propriedade Glicol .

O banco de dados BIP para o pacote propriedade Glicol é atualizado continuamente . Atualmente, pode haver algumas limitações ou falta BIP para determinados pares de componentes. Por exemplo, hidrocarbonetos pesados ou componentes hipotéticos que podem não ter quaisquer parâmetros de interação disponíveis .

Métodos de Cálculo Glicol

Para o pacote propriedade Glicol , três parâmetros da função alfa são usadas para correlacionar a pressão de vapor do componente de base de dados no componente HYSYS . Os parâmetros da função alfa são: parâmetros L, M e N que são únicas para cada componente.

Para Glicol pacote propriedade , três parâmetros ajustáveis são usados para correlacionar Vapor- Líquido- Equilibrium ( VLE ) dados de mistura. Os parâmetros correspondentes ao TST ( Twu - Sim- Tassone ) AE misturando regras são Aij , Aji , e aij parâmetros de interação binária na equação NRTL . O pacote propriedade Glicol usa o modelo Cavett para cálculos de entalpia e entropia .

Os parâmetros usados pelo método de propriedade HYSGLYCO :

GLYABV : atividade EOS Glicol parâmetros binários Aij , Bij e CIJ

GLYKIJ : Glicol EOS parâmetro binário

GLYLMN : Parâmetros para a função Twu Alpha

Pressão crítica : PCGLY

Temperatura crítica: TCGLY

O modelo de condutividade térmica líquido utiliza métodos de API ao invés do modelo HYSYS para pseudocomponentes :

Equação API 12A3.2 -1 para o ponto de ebulição normal Tb acima 337 K

Equação API 12A1.2 -1 para outros componentes com peso molecular acima de 140 e reduziu a temperatura Tr = T / Tc abaixo de 0,8

Com código de opção 1 set a 1 em KL2GLY e KL0GLY , equação API 12A1.2 - 1 é usado para todos os componentes.

REFPROP ( Propriedades de Referência NIST Fluid termodinâmicas e de transporte Banco de Dados) visão global

REFPROP é um acrônimo para propriedades do fluido de referência. Este modelo, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia ( NIST) , fornece termodinâmicas e propriedades de transporte de fluidos industrialmente importantes e suas misturas com ênfase em refrigerantes e hidrocarbonetos , especialmente os sistemas de gás natural.

REFPROP baseia-se no fluido puro mais precisas e modelos de mistura disponível no momento. Ele implementa três modelos para as propriedades termodinâmicas de fluidos puros : equações de estado explícitas em energia Helmholtz , a equação de Benedict -Webb -Rubin de estado modificado , e um Extended estados correspondentes modelo (ECS) . Cálculos Mistura empregar um modelo que aplica regras de mistura com a energia de Helmholtz dos componentes da mistura , que usa uma função de partida para explicar a partida de mistura ideal. A viscosidade e a condutividade térmica podem ser modelados com qualquer correlação específica de líquido , um método de ECS , ou em alguns casos, o método teoria atrito .

REFPROP no Aspen Física Sistema de Propriedade é fornecido sob um acordo com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) Programa de Dados de Referência Padrão ( SRDP ) .

Fluidos , modelos e propriedades disponíveis

REFPROP no Aspen Física Sistema de Propriedade inclui 105 fluidos puros :

O típico metano constituintes do gás natural , etano , propano , butano , isobutano , pentano , isopentano , hexano , iso-hexano , heptano , octano , nonano , decano , dodecano , o dióxido de carbono , monóxido de carbono , hidrogénio , azoto , e água

A acetona hidrocarbonetos , benzeno , buteno , cis - buteno , ciclo-hexano , ciclopropano , etileno , isobuteno , neopentano , propino , trans - buteno , tolueno , metilciclohexano , n- propilciclo , e ciclopentano

O HFC R23 , R32 , R41 , R125 , R134a , R143a , R152a , R161 , R227ea , R236ea , R236fa , R245ca , R245fa , R365mfc , R1234yf , e R1234ze

O HCFC R21 , R22, R123 , R124 , R141b e R142b

O tradicional CFC R11 , R12 , R13 , R113 , R114 , e R115

Os fluorocarbonetos R14 , R116 , R218 , C4F10 , C5F12 , e RC318

O "natural " refrigerantes de amónia , dióxido de carbono , propano , isobutano , e propileno

O nitrogênio principais constituintes do ar , oxigênio e argônio

Os elementos nobres hélio , argônio, neônio, criptônio e xenônio

O árgon criogênios , monóxido de carbono , de deutério , cripton , néon , trifluoreto de azoto , azoto , flúor , hélio , metano , oxigénio , hidrogénio normal, parahidrogï , e orthohydrogen

Os ésteres metílicos dos ácidos gordos ( EMAG ) de linoleato de metilo , linolenato de metilo , oleato de metilo , palmitato de metilo , estearato de metilo e

O hexametildissiloxano siloxanos , octametilciclotetrassiloxano , octametiltrissiloxano , decametilciclopentassiloxano , decametiltetrassiloxano , dodecamethylcyclehexasiloxane , dodecamethylpentasiloxane , tetradecamethylhexasiloxane

Água ( como um líquido puro )

Substâncias diversas , incluindo sulfureto de carbonilo , o éter dimetílico , o etanol , água pesada , sulfureto de hidrogénio , metanol , óxido nitroso , hexafluoreto de enxofre , dióxido de enxofre , trifluoroiodomethane , e carbonato de dimetilo .

O modelo REFPROP usa as equações mais precisas de Estado e de modelos disponíveis atualmente:

Alta precisão equações de energia de Helmholtz de Estado , incluindo equações de

padrão internacional para a água [1], R134a [2] , R32 [3] , e R143a [4] e as equações da literatura para etano [5] , propano [6] , R125 [ 7 ] , amoníaco [ 8 ] , dióxido de carbono [ 9 ] , e outros

Equações de alta precisão MBWR de Estado , incluindo a EOS padrão internacional para R123 [10 ]

A equação Bender de estado para vários dos refrigerantes "mais velhos" , incluindo R14 [11] , R114 [11] , e RC318 [11 ]

Um modelo de estados correspondentes estendida para fluidos com dados limitados

Um excesso modelo energético Helmholtz para as propriedades de mistura

Valores com base experimentalmente dos parâmetros de mistura estão disponíveis para centenas de misturas

Viscosidade e condutividade térmica são baseados em correlações específicas de fluidos ( quando disponível) , uma modificação do modelo de estados correspondentes estendida , ou o modelo de teoria de fricção

Propriedades disponíveis:

Propriedades termodinâmicas : Densidade (volume molar) , fugacidade , entalpia , entropia, energia livre de Gibbs

Propriedades de transporte : A condutividade térmica, viscosidade , tensão superficial

Importante: Para os componentes que não estão incluídos na lista de componentes REFPROP válido, o Aspen Física Sistema de Propriedade irá ignorar esses componentes e calcular as propriedades físicas dos componentes restantes que estão na lista . Propriedades de componentes puros dos componentes não- REFPROP vai faltar . Para as propriedades de mistura , as fracções molares utilizadas nos cálculos será re - normalizados .

Precauções

A equação AGA8 de modelo de estado não está disponível no modelo REFPROP no Aspen Física Sistema de Propriedade . O modelo GERG -2004 , com suas extensões de 2008 , está disponível como o método de propriedade GERG2008 separado.

Valores de energia livre entalpia , entropia e Gibbs obtidos a partir de Aspen Além disso , utilizando modelo REFPROP são diferentes dos calculados pelo programa REFPROP autônomo distribuído pelo NIST . Isto é devido à diferença nos estados de referência utilizados nos dois programas . Em Aspen Além disso, o estado de referência é o gás ideal a 298,15 K e 1 atm , enquanto que no programa REFPROP independente [12 ], [ 13] , os estados de referência são criados de forma diferente. Por favor, consulte as informações sobre o estado de referência dado abaixo. No entanto ,

o cálculo da função de saída destas propriedades é a mesma .

O modelo REFPROP é projetado para fornecer as propriedades termofísicas mais precisos disponíveis atualmente para fluidos puros e suas misturas . A presente versão é limitada ao equilíbrio líquido-vapor ( ELV ) e só não aborda o equilíbrio líquido-líquido ( LLE ), vapor - líquido-líquido de equilíbrio ( ELLV ) ou outras formas complexas de equilíbrio de fases . O modelo não sabe a localização da linha de congelamento de misturas . Certas misturas potencialmente pode entrar nessas áreas , sem dar avisos para o usuário.

Algumas misturas possuem componentes com uma vasta gama de volatilidade , tal como indicado por uma relação temperatura crítica superior a 2. Alguns cálculos , especialmente os cálculos de saturação, pode falhar sem gerar avisos.

Duas equações de estado estão disponíveis para o hidrogênio para dar conta dos diferentes estados quânticos da molécula. Estes são implementados como dois componentes diferentes :

Hidrogénio normal deve ser utilizado em aplicações em que foi criado e armazenado a 250 K ou superior , ou , quando foi arrefecida até abaixo de 250 K e armazenada sem um catalisador de menos do que um dia .

Pará hidrogénio deve ser usado em que o hidrogénio foi catalisada ou armazenados durante vários dias no ponto de ebulição normal ( NBP ) e utilizado a qualquer temperatura dentro de 1 dia de armazenamento a NBP .

Uma vez que a taxa de conversão entre os estados quânticos é dependente da temperatura , pressão , e o recipiente de armazenamento , estes valores são apenas estimativas . Para mais informações, consulte o Jacobsen et al. [14 ] A referência a literatura para o hidrogênio . Orthohydrogen também está disponível como um componente para utilização na modelação de hidrogénio como uma mistura dos dois estados quânticos diferentes .

Viscosidade e modelos de condutividade térmica não estão disponíveis para alguns fluidos . Portanto , REFPROP não será capaz de retornar valores significativos para as propriedades puros ou de misturas de sistemas que contêm um ou mais desses fluidos . Estes fluidos são : SO2 ( dióxido de enxofre ) , SF6 ( hexafluoreto de enxofre ) , propino , NF3 ( trifluoreto de azoto ) , flúor , deutério , ciclopropano , sulfureto de carbonilo , C5F12 ( dodecafluoropentano ) , C4F10 ( decafluorobutano ) , benzeno , tolueno , acetona , R21 ( diclorofluorometano ) , R236ea ( 1,1,1,2,3,3 - hexafluoropropano ) .

O limite de temperatura mais baixa para Hélio puro é 2,1768 K. Abaixo desta temperatura, Hélio é um super- fluido; suas propriedades mudam drasticamente e não podem ser adequadamente representadas pelo modelo atual.

estado de referência

Os valores absolutos de entalpia , entropia e energia livre de Gibbs em um único ponto de estado são sem sentido. É apenas a diferença entre dois pontos diferentes do estado esse assunto. Assim , o valor de um único ponto de estado pode ser ajustada para qualquer valor arbitrário . Muitos manuais definir o ponto de estado arbitrária de modo a que os valores destas propriedades são positivos para a maior parte dos estados líquidos ou gases .

No Aspen Física Sistema de Propriedade , o estado de referência em que se baseiam os valores da entalpia e energia livre de Gibbs é :

Definindo entalpia para a entalpia dos gases ideais de formação do componente a 298,15 K e 1 atm ( 101325 Pa ) .

Definir energia livre de Gibbs para o gás ideal energia livre de Gibbs de formação do componente em 298,15 K e 1 atm ( 101325 Pa).

No programa autônomo REFPROP , há três opções para o estado de referência em que se baseiam os valores de entalpia e entropia :

Definindo entalpia e entropia de zero para que o líquido saturado no ponto de ebulição normal ( designado como NBP ) .

Definindo entalpia e entropia de zero para que o líquido saturado , a -40 ° C ( designado como ASHRAE ) .

Definindo entalpia para 200 kJ / kg e de entropia para 1,0 kJ / ( kg - K ) para o líquido saturado , a 0 ° C ( designado como IIR ) .

Para obter informações detalhadas sobre os estados de referência no programa autônomo REFPROP Aspen Plus e , por favor, consulte os tópicos de ajuda para o respectivo software.

Componentes diversos em REFPROP e os intervalos de temperatura e pressão válidos

Hidrocarbonetos

Ácidos graxos ésteres metílicos

Siloxanos

Refrigerantes

* Componente disponível apenas no banco de dados do NIST.

** Embora o limite inferior de aplicabilidade para o modelo de hélio é 2,1768 K, a temperatura do flash mundial limite inferior é, por padrão, 10 K. Para fazer cálculos com hélio abaixo de 10 K, alterar o limite inferior para a temperatura da configuração | Opções de Cálculo | folha do Flash Convergência. Se estiver usando Propriedades Aspen dentro de outro programa, esse padrão deve ser definido nas propriedades Aspen ao configurar as propriedades para esse programa.