3.4. Задание для самостоятельного моделирования по оценке физических свойств

Задание: необходимо оценить свойства этилцеллозольва (моноэтилового эфира этиленгликоля)

Этилцеллозольв (Ethylcellosolve) отсутствует в банках данных Aspen Plus

Оцените свойства нового компонента в режиме расчета Run Type = Property Estimation и на форме Properties>Estimation> Input>Setup выберите Estimate all missing parameters.

Формула компонента и нормальная температура кипения, полученные из литературы, приведены ниже

 Формула: CH3 – CH2 - O – CH2 - CH2 - O - CH2 - CH2 - OH

 TB = 195°C

По завершении работы сохраните файл под именем PCES.BKP

3.5. Электролиты

Характеристика электролитов

Молекулы электролитов частично или полностью распадаются на ионы в жидких растворителях

Реакции в жидкой фазе всегда протекают в условиях химического равновесия

Растворы электролитов являются неидеальными системами

Возможно выпадение соли в виде осадка

Некоторые примеры:

 Растворы кислот, солей или щелочей

 Кислые водные растворы

 Водные растворы аминов

Типы компонентов

Растворители: стандартные молекулы

 Вода

 Метанол

 Уксусная кислота

Растворимые газы: компоненты закона Генри

 Азот

 Кислород

 Диоксид углерода

Ионы: частицы с зарядом

 H₃O⁺

 OH^-

 Na⁺

 Cl^-

 Fe(CN)₆^3-

Соли: каждая выпавшая в осадок соль является новым библиотечным компонентом

 NaCl

 CaCO₃

 CaSO₄•2H₂O (гипс – gypsum)

 Na₂CO₃•NaHCO₃ •2H₂O (трона – trona)

Видимые и действительные компоненты

Подход, основанный на действительных компонентах

 учитываются молекулы, ионы, осадки, присутствующие в системе после диссоциации компонента

Подход, основанный на видимых компонентах

 учитываются только базовые компоненты, присутствовавшие в системе до их диссоциации

 ионы и соли, выпавшие в осадок, не могут быть видимыми компонентами

 спецификации должны указываться для видимых компонентов, а не для ионов или твердых солей

Результаты эквиваленты

Пример: NaCl в воде

 Уравнение диссоциации

NaCl®Na⁺+Cl^-

Na⁺+ Cl^-«NaCl (раствор)

 Видимые компоненты

H2O, NaCl

 Действительные компоненты

H2O, Na⁺, Cl^-, NaCl (раствор)

Мастер электролитов

Создает новые компоненты (ионы и твердые соли)

Изменяет порядок поиска в банках данных чистых компонентов, первым просматриваемым банком становится ASPENPCD

Описывает реакции между компонентами

Устанавливает пакет свойств ELECNRTL

Создает список компонентов Генри

Извлекает параметры для:

 Постоянных величин уравнения равновесия реакции

 Параметров растворимости солей

 Бинарных коэффициентов ELECNRTL

 Постоянных параметров уравнения Генри

Созданная модель процесса может быть изменена. Упрощенное описание процесса ускоряет расчет, но делает его более грубым

Примечание: Пользователю необходимо проверить соответствие модели реальной химической системе

Упрощенное представление химической системы

В число типовых модификаций входят:

Добавление компонента к списку компонентов Генри

Исключение реакций с выпадением соли в осадок

Исключение незначимых частиц

Добавление частиц и (или) реакций, отсутствующих в базе данных экспертной системы по электролитам

Исключение незначимых реакций равновесия

Пошаговая инструкция по использованию электролитов

Укажите возможные видимые компоненты на форме Components>Specifications> Selection

Нажмите на кнопку Elec Wizard для создания компонентов и реакций в системах электролитов. Это можно сделать в четыре этапа:

1. Определите основные компоненты и укажите параметры реакции

2. Исключите из созданного списка все нежелательные элементы модели

3. Выберите тип расчета для расчета электролитов

4. Рассмотрите параметры физических свойств и измените созданный список компонентов Генри и реакций

Ограничения на использование электролитов

Ограничения на использование подхода, основанного на действительных компонентах:

 Не может быть рассчитано равновесие двух жидких фаз

 Не могут быть использованы следующие модели:

- Реакторы на основе равновесия: RGibbs и REquil

- Кинетические реакторы: RPlug, RCSTR и RBatch

- Посекционный расчет колонны: Distl, DSTWU и SCFrac

- Потарельчатый расчет колонны: MultiFracиPetroFrac

Ограничения на использование подхода, основанного на видимых компонентах:

 В правой стороне уравнений реакции не может содержаться летучих веществ

 В описании равновесием двух жидких фаз не может быть уравнений диссоциации

 Входные данные не могут указываться в виде ионов или твердых солей