相似比较分析估算物性在工程设计中的应用.pdf

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1、第43卷第9期研究与开发化工设计通讯2017年9月ResearchandDevelopmentChemicalEngineeringDesignCommunications相似比较分析估算物性在工程设计中的应用姚琦敏,江华东*(中国能源工程集团有限公司,上海200061)摘要:用ASPENPLUS调出已知物质物性数据,通过与相似的未知物性物质的物性进行比较分析,用MATLAB拟合未知物物性间变化曲线方程。根据现有文献中的数据资料或实测数据资料,结合物性间变化曲线方程,推算出未知物的物性数据,然后应用于流程模拟及工程设

2、计中。关键词:比较分析;物性估算;工程设计;ASPENPLUS中图分类号:TV122文献标志码:A文章编号:1003–6490(2017)09–0134–03SimilarityAnalysisoftheApplicationofPhysicalPropertiesinEngineeringDesignYaoQi-min,JiangHua-dongAbstract:ThephysicalpropertiesofknownphysicalpropertieswereretrievedwithASPENPLUS.Thec

3、urvesofthephysicalpropertiesoftheunknownphysicalpropertieswerefittedbyMATLABwiththephysicalpropertiesofsimilarunknownphysicalproperties.Accordingtothedataintheexistingliteratureorthemeasureddata,combinedwiththecurvebetweenthepropertiesofthecurve,tocalculatethep

4、hysicalpropertiesofunknownsubstances,andthenappliedtoprocesssimulationandengineeringdesign.Keywords:comparativeanalysis;physicalpropertyestimation;engineeringdesign;ASPENPLUS1前言2.2已知物性物质甘油三油酸酯化工物性估算是工程设计和科学研究的一个重要组成部甘油三油酸酯分子式为C57H104O6,分子量为855.43,该物分,由于化学工业的快速发

5、展,现有的化工物性数据库远远质物性数据可以从模拟软件ASPENPLUS数据库中调用,并不能满足发展的需求。在工程设计上,要求提供的数据在更估算出任意给定的温度、压力状态下的各种物性值。蓖麻酸多的情况下是在任意给定的温度、压力状态下的各种物性值,三甘油酯比甘油三油酸酯只多了三个羟基,它们的分子式结这些值不能在化工物性数据库中得到,所以通过半理论半经构如图1所示。验的模型方程估算物性,对整个工程设计和科学研究具有十0H分重要的意义。0目前国内外物性估算主要手段是采用基团贡献法来估算00物性数据,基团贡献法是建立在分子性质

6、具有加和性的基础000H0上的,其优点是通用性比较大,由于基团贡献法中的官能团H00参数是用不完备的实验数据(实际也不可能得到完备的实验H0H00HH数据)拟合出来的,拟合过程中又会丢失部分信息,另外在HH00分子结构拆解中,不同的基团匹配顺序可能造成拆解失败,图1左图为蓖麻酸三甘油酯分子结构图,因而基团贡献法的计算结果与实际情况往往有较大偏差甚至右图为甘油三油酸酯分子结构图无法计算。甘油三油酸酯常用的工程设计物性数据通过调用ASPEN相似物质具有相似的微观性质及结构数据,根据粒子遵PLUS的物性数据库,并估算出在一

7、定的压力、温度下的物性循的力学定律理论基础,物质的宏观性质也具有相似性。本数据值。文将根据已知物性的物质来估算相似未知物质的物性,以应表2甘油三油酸酯在不同温度的密度和黏度值用于工程设计和科学研究的实践上。温度℃密度kg/m3黏度mPa·s2相似物质物性估算35904.543.702.1未知物性物质蓖麻酸三甘油酯70893.313.92蓖麻油是一类脂肪酸的三甘油酯的混合物,其脂肪酸部105882.06.99分主要为蓖麻酸,含量约90%,其余为油酸、亚油酸、棕榈酸等。140870.74.55各种组分大致含量见下表1。表

8、1蓖麻油组成(以脂肪酸基团计)175859.23.43210847.72.80组分蓖麻酸亚油酸油酸棕榈酸硬脂酸亚麻酸其他245836.12.40含量,%88~923~42~30.5~10.50.51280824.42.10由于蓖麻油中脂肪酸基团90%左右为蓖麻酸,故可近似315812.51.86以蓖麻酸三甘油酯表示蓖麻油物性,蓖麻酸三甘油酯分子

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