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1、物性计算及组分数据库物性计算及组分数据库 Tianjin University主要内容主要内容相平衡K值的计算焓的计算传递性质的计算热力学数据库 Tianjin University相平衡相平衡K值的计算值的计算溶液分类相平衡K值的计算 Tianjin University溶液分类溶液分类CHEMCAD 的热力学系统将溶液分成的热力学系统将溶液分成5 类：类：理想溶液理想溶液正规溶液正规溶液极性或高度非理想性溶液极性或高度非理想性溶液特殊类型溶液特殊类型溶液气相缔合溶液。气相缔合溶液。理想溶液理想溶液定定义义：如如果果某某种种溶溶液液中中各各组组分分的的偏偏摩摩尔尔体体积积与与相相同同温温度度
2、、压压力力下下的的纯纯组组分分体体积积相相同同，那那么么，这这种种溶液就称为理想溶液。溶液就称为理想溶液。低低压压或或常常压压下下的的气气体体混混合合物物大大多多为为理理想想溶溶液液，某某些气体混合物即使在高压下也可看作理想溶液。些气体混合物即使在高压下也可看作理想溶液。理想溶液理想溶液.ppt.ppt正规溶液正规溶液原因：原因：Raoult Raoult 定律的不足之处在于忽略组分分子大小定律的不足之处在于忽略组分分子大小与组分分子间作用力的差异，这个差异只有当分子相同与组分分子间作用力的差异，这个差异只有当分子相同时才消失。时才消失。非理想性是由于物理或化学的分子间作用力所产生的。非理想性
3、是由于物理或化学的分子间作用力所产生的。物理作用力物理作用力来自分子间的简单碰撞，与分子大小和形状来自分子间的简单碰撞，与分子大小和形状有关；有关；化学作用力化学作用力属于分子级的电磁性作用力，它使分属于分子级的电磁性作用力，它使分子走向结团或缔合。子走向结团或缔合。定义：定义：物理作用力为主而且非理想性不太大的溶液，称物理作用力为主而且非理想性不太大的溶液，称为正规溶液。为正规溶液。正规溶液的正规溶液的严格定义严格定义是混合余熵为零，通常见于组分属是混合余熵为零，通常见于组分属非极性、分子的大小、形状及化学性质相近的系统。非极性、分子的大小、形状及化学性质相近的系统。正规溶液特征正规溶液特征
4、 由由中等程度的物理相互作用中等程度的物理相互作用引起的非理想性，即来源于引起的非理想性，即来源于分子的大小和形状不同，分子间的缔合被假定为最小分子的大小和形状不同，分子间的缔合被假定为最小；用用状态方程状态方程（如（如PR、SRK、APIS、BWRS、CS/GS 及及 MSRK）模拟最好。除建议某些宽沸点范围的系统用）模拟最好。除建议某些宽沸点范围的系统用CS/GS 外，推荐所有烃类系统用外，推荐所有烃类系统用PR 和和SRK；选择的状态方程适用于直链烃和环烷烃，其准确度随侧选择的状态方程适用于直链烃和环烷烃，其准确度随侧链烃及其他分子（如含氮、硫、氧，特别是极性分子）链烃及其他分子（如含氮
5、、硫、氧，特别是极性分子）的加入而降低，的加入而降低，MSRK改进改进；状态方程的状态方程的混合规律混合规律对所处理的混合物的准确性有显著对所处理的混合物的准确性有显著影响。目前所用的状态方程混合规律没有考虑到不同分影响。目前所用的状态方程混合规律没有考虑到不同分子间的交互作用与相同分子间的交互作用有很大差异。子间的交互作用与相同分子间的交互作用有很大差异。为克服这个局限，这些方程的混合规律中增加了二元为克服这个局限，这些方程的混合规律中增加了二元交交互作用参数互作用参数Kij。极性或高度非理想性溶液极性或高度非理想性溶液由由化化学学力力或或分分子子间间的的相相互互作作用用力力所所形形成成的的
6、非非理理想想系系统统用用前前述述的的预预测测方方法法是是很很不不适适宜宜的的。对对于于这这些些溶溶液液，需需要要使使用用过过量量GibbS 自由能方法，即自由能方法，即活度系数法活度系数法；这这种种类类型型的的方方程程是是 NRTL、UNIFAC、UNIQUAC、Wilson、T.K.Wilson、Hiranuma、Van Laar、Margules 及及 GMAC。推推荐荐使使用用Wilson、NRTL、UNIQUAC 方方法。当缺少数据时，可用法。当缺少数据时，可用UNIFAC 法。法。标准状态逸度标准状态逸度二元交互作用参数（二元交互作用参数（BIP）优先并最经常优先并最经常由实验数据关
7、联或回归；由实验数据关联或回归；从其他渠道（如文献）获得，利用从其他渠道（如文献）获得，利用BIP 命令直接输入；命令直接输入；利利用用UNIFAC 方方程程估估算算数数据据，并并回回归归出出所所需需要要的的BIP 数数据据，该法对不重要的二元对产生该法对不重要的二元对产生BIP 是有用的。是有用的。由由CHEMCAD 数数据据库库获获得得BIP。如如果果系系统统组组分分在在数数据据库库中中，BIP 会会被被自自动动检检索索和和使使用用，除除非非被被上上述述方方法法之之一一所所取取代代。用用户户要要注注意意，数数据据库库中中的的BIP 全全部部是是取取自自一一个个大大气气压压下数据，当系统压力
8、与此值显著不同时要小心使用。下数据，当系统压力与此值显著不同时要小心使用。除除UNIFAC 和和REGULAR 方方程程外外，为为了了得得到到可可靠靠结结果果，必必须须提提供供基基于于二二元元系系统统的的交交互互作作用用参参数数，CHEMCAD 从以下四种来源获得从以下四种来源获得REGULAR 方法方法是是仅仅用用于于正正规规溶溶液液的的旧旧技技术术。近近来来由由于于有有更更好好的的状状态态方方程程，故故REGULAR 方程现在一般不被使用。方程现在一般不被使用。UNIFAC 方程方程是是基基于于估估算算活活度度系系数数的的基基团团分分布布法法，它它有有如如下下的的优优点和缺点：点和缺点：P
9、SRK 方程方程是是一一个个预预测测性性模模型型，它它试试图图把把UNIFAC 和和SRK 方方法法的的最最好好性性能能相相结结合合，故故而而PSRK 方方程程能能处处理理像像包包括括两个液相的正规溶液两个液相的正规溶液那样的非理想系统。那样的非理想系统。准准确确性性对对非非理理想想溶溶液液在在低低压压下下与与UNIFAC 相相当当，而而在高压下则明显地更好。在高压下则明显地更好。WILSON 方程方程对对强强极极性性二二元元混混合合物物（如如含含烃烃的的醇醇类类溶溶液液），WILSON 方方程程是是合合适适的的，因因为为它它不不像像NRTL 方方程程，只只有有两两个个可可调调参参数数，而且又
10、比而且又比 UNIQUAC 方程简单。方程简单。在在有醇存在的稀浓度有醇存在的稀浓度区，区，WILSON 方程特别适宜。方程特别适宜。WILSON 方方程程不不适适用用于于有有互互溶溶范范围围的的混混合合物物体体系系，它它甚甚至至不能定性地计算相分离。不能定性地计算相分离。WILSON 方方程程对对那那些些甚甚至至不不完完全全互互溶溶的的混混合合物物仍仍然然可可能能是是有有用用的的，注注意意限限制制在在一一个个液液相相范范围围内内。有有些些修修正正工工作作试试图图把把WILSON 方方程程扩扩展展到到液液一一液液范范围围，其其中中两两个个已已包包括括在在程程序序中，即：中，即：TKWILSON
11、 和和HIRANUMA（HRNM）法。）法。UNIQUAC 和和NRTL不不像像WILSON 方方程程，NRTL 和和UNIQUAC 方方程程是是应应用用于于汽汽一一液液和和液液一一液液两两种种相相平平衡衡的的，所所以以相相互互溶溶解解度度数数据据能能用用于于确定确定NRTL 或或UNIQUAC 参数。参数。而而UNIQUAC 比比NRTL 更具数学复杂性。它有三个优点：更具数学复杂性。它有三个优点：（1）只有两个（而不是三个）可调参数；）只有两个（而不是三个）可调参数；（2）UNIQUAC 参数往往与温度关系不大；参数往往与温度关系不大；（3）主要的浓度变量是表面分数（而不是分子分数）主要的
12、浓度变量是表面分数（而不是分子分数）UNIQUAC 适合含有小分子或包括聚合物大分子的溶液。适合含有小分子或包括聚合物大分子的溶液。特殊类型溶液特殊类型溶液电电解解质质：一一个个或或多多个个分分子子被被解解体体为为组组成成它它的的原原子子或或离离子子团团，一一般般发发生生在在非非烃烃分分子子溶溶解解于于水水中中的的情情况况下下。它它们们被被称称为为电电解质，是因为这种溶液有传送电流的能力。解质，是因为这种溶液有传送电流的能力。CHEMCAD 有有两两个个一一般般化化的的模模型型来来处处理理这这类类溶溶液液：触触及及强电解质的强电解质的PITZER 法和法和MNRTL 法。法。PPAQ 模模型型
13、：在在石石油油化化工工厂厂中中，常常常常发发现现处处理理某某种种特特殊殊情情况很有效的技术，这些情况有如下特征：况很有效的技术，这些情况有如下特征：a单电解质组分溶解在水中；单电解质组分溶解在水中；b单电解质溶液中存在有限溶解于水的非电解质物质。单电解质溶液中存在有限溶解于水的非电解质物质。其应用的典型例子是其应用的典型例子是盐酸和氨系统的吸收塔盐酸和氨系统的吸收塔。特殊类型溶液特殊类型溶液溶解气体：溶解气体：处理溶解在某些溶质中的不凝气体有两种特殊方处理溶解在某些溶质中的不凝气体有两种特殊方法：即法：即HENRY HENRY 气体定律和气体定律和TSRK TSRK 法。法。HENRY HEN
14、RY 法用于轻气体溶于法用于轻气体溶于水，而水，而TSRK TSRK 法用于轻气体溶于甲醇。二者是经验方法。法用于轻气体溶于甲醇。二者是经验方法。反应系统：反应系统：CHEMCAD CHEMCAD 有两种方法模拟在液相发生反应的系统，有两种方法模拟在液相发生反应的系统，即胶系统和酸水系统。即胶系统和酸水系统。lAMIN AMIN 用于模拟从烃中脱除酸气（用用于模拟从烃中脱除酸气（用MEA MEA 或或DEADEA）；）；lSOUR SOUR 模拟水中溶解模拟水中溶解CO2CO2、NH3NH3、H2S H2S 及其它气体的系统。及其它气体的系统。两者皆为模拟一套特定成分在气相中发生反应的经验系统
15、。反两者皆为模拟一套特定成分在气相中发生反应的经验系统。反应数据用与温度有关的多项式的形式存放。应数据用与温度有关的多项式的形式存放。首先计算反应平首先计算反应平衡，然后计算气液相平衡常数。衡，然后计算气液相平衡常数。物理溶剂：物理溶剂：程序中有一个专用方法，处理三乙二醇的烃系统程序中有一个专用方法，处理三乙二醇的烃系统脱水。该方法是半经验的，称作脱水。该方法是半经验的，称作TEGTEG。K 和和H 值值多多项项式式K 值值：如如果果需需要要，用用户户可可以以输输入入与与温温度度有有关的组分的关的组分的K 和和H 值多项式系数。值多项式系数。列列表表K 值值：用用户户可可以以建建立立一一个个K
16、 值值和和H 值值的的表表，模拟时程序会插值计算。模拟时程序会插值计算。用用户户附附加加子子程程序序：如如有有必必要要，用用户户可可以以连连接接自自己己的程序，以计算的程序，以计算K 和或和或H 值。值。气相缔合溶液以上论述主要集中在液体溶液的性质和模拟，假定气相溶液是理想的或中等程度的正规溶液，但实际上并非总是如此。有些气相溶液，其中某些分子缔合，所以表现为非理想溶液。当某种分子二聚、三聚或多聚时，几乎总会发生这种情况。核酸是此类系统的最常见例子。气相缔合溶液（CHEMCAD 处理方法）相平衡常数相平衡常数K 的计算的计算气液气液相平衡常数相平衡常数K 的计算的计算液液液液相平衡常数相平衡常
17、数K 的计算的计算状态方程法状态方程法SRK 方方程程（Soave-Redlich-Kwong）：该该方方程程对对预预测测中中压压至至高高压压烃烃类类系统非常有效，用于脱甲烷塔、油田气处理等时均可获得很好结果。系统非常有效，用于脱甲烷塔、油田气处理等时均可获得很好结果。修修正正SRK(MSRK)与与原原方方程程的的区区别别仅仅在在于于与与温温度度有有关关的的能能量量吸吸引引力力的的函数函数(Tr)形式不同，能较好地表现极性系统。形式不同，能较好地表现极性系统。扩扩展展SRK 方方程程（TSRK）把把SRK 扩扩展展到到含含有有轻轻气气体体和和/或或水水的的甲甲醇醇系系统统中。中。预预测测SRK
18、 方方程程（PSRK）是是以以SRK 方方程程为为基基础础的的基基团团分分布布型型方方程程。它它利利用用近近代代研研究究，能能预预测测许许多多系系统统的的气气相相平平衡衡，而而不不需需要要引引入入必必须须用用VLE 实实验验数数据据拟拟合合的的新新模模型型参参数数，对对预预测测非非极极性性或或弱弱极极性性混混合合物物的的气气液相平衡会得出好的结果。液相平衡会得出好的结果。API SRK对烃类中高压系统预测对烃类中高压系统预测K 值的情况类似值的情况类似SRK。状态方程法状态方程法Grayson-Streed 修修正正Chao-Seader 模模型型主主要要用用于于非非极极性性烃烃类类系系统统。
19、用用它模拟烃类单元、脱丙烷塔、脱丁烷塔或重整系统都不错。它模拟烃类单元、脱丙烷塔、脱丁烷塔或重整系统都不错。PR 方方程程（Peng-Robinson）对对预预测测中中高高压压力力下下烃烃类类系系统统的的K 值值非非常常有有效效，该该法法用用于于脱脱甲甲烷烷塔塔、脱脱乙乙烷烷塔塔、脱脱丙丙烷烷塔塔、脱脱丁丁烷烷塔塔、油油田田气气处处理理等等，均均可可获获得得很很好好结结果果。Peng-Robinson 方方程程对对深深冷冷系系统统是是最最好好的的方法。方法。ESD(Elliott,Suresh,and Donohue)方方程程（1990），类类似似于于通通常常的的处处理理烃烃和和气气体体的的S
20、oave(1972)或或Peng-Robinson(1976)三三次次状状态态方方程程。但但对对氢氢键键类类混混合合物物的的精精确确度度，它它具具有有对对UNIQUAC、NRTL 或或 Wilson 方方程的竞争力，对氢键类混合物在高压情况下也很准确。程的竞争力，对氢键类混合物在高压情况下也很准确。经验关联式法经验关联式法ESSO K 值值使使用用Maxwell-Bonnell 蒸蒸气气压压方方程程，它它能能有有效效地地预预测测重重烃烃类类在在压压力力低低于于100psia 下下的的K 值值。该该模模型型能能用用于模拟减压塔。于模拟减压塔。蒸蒸汽汽压压模模型型（理理想想溶溶液液）该该模模型型将
21、将气气、液液两两相相均均视视作作理理想想系统，系统，这些改变在高于临界点时会产生较好的结果。这些改变在高于临界点时会产生较好的结果。水水中中气气体体的的Henrys 常常数数：Henry 气气体体定定律律用用于于校校正正溶溶解解于于水水中中气气体体的的液液相相逸逸度度。Henry 气气体体常常数数是是在在1 大大气气压压下下气气体体溶溶于于液液体体水水系系统统的的值值。API 技技术术数数据据手手册册参参考考其其它它资资料料，把把技技术术应应用用到到气气体体溶溶解解于于汽汽油油系系统统或或高高压压下下气气体体溶溶解解于水的系统。于水的系统。活度系数法活度系数法在在UNIFAC K 模模型型中中
22、，各各物物质质的的液液相相活活度度系系数数是是由由UNIFAC 基基团团贡贡献献法法计计算算的的。UNIFAC 基基团团贡贡献献法法参参数数已已贮存在贮存在VLE 数据库中。数据库中。在在UNIQUAC K 值值模模型型中中，各各物物质质的的液液相相活活度度系系数数均均可可用用UNIQUAC 方程计算。方程计算。UNIQUAC/UNIFAC模模型型是是用用CHEMCAD UNIQUAC 方方程计算，但数据取自程计算，但数据取自UNIFAC 模型。模型。用用Wilson 方方程程计计算算活活度度系系数数；T.K.和和HRNM 修修正正Wilson 方程其主要的性能在于扩展方程其主要的性能在于扩展
23、Wilson 方程到液液平衡。方程到液液平衡。用用van Laar、NRTL、GMAC 方方程程和和Margules 计计算算液液相相活度系数。活度系数。特殊系统特殊系统CHEMCAD 特特殊殊系系统统模模型型包包括括胺胺系系统统模模型型(VLE and LLE)、酸酸水水模模型型、含含三三乙乙二二醇醇（TEG）的的烃烃系系统统脱脱水水模模型型、Flory-Huggins 聚聚合合物物模模型型，以以及及氢氢氟氟酸、氢气、惰性气体等特殊组分模型。酸、氢气、惰性气体等特殊组分模型。CHEMCAD 允允许许用用户户以以列列表表、多多项项式式等等形形式式向向模模拟拟系统输入从实验或文献中得到的相平衡数
24、据。系统输入从实验或文献中得到的相平衡数据。K 值模型选择值模型选择CHEMCAD 提提供供的的相相平平衡衡计计算算方方法法包包括括了了从从直直链链烃烃（如如天天然然气气加加工工厂厂和和炼炼油油厂厂）到到石石油油化化工工厂厂、电电解解质质、盐盐效效应应、胺胺、酸酸水水或或其其他他精精细细化化工工的的应应用用。每每一一种种方方法都是只适用于特定化合物和混合物。法都是只适用于特定化合物和混合物。本本节节给给出出这这些些方方法法的的最最优优化化模模型型选选择择，以以便便用用户户在在模模拟计算时选取合适的模型。拟计算时选取合适的模型。CHEMCAD 的的K 值设置画面值设置画面K 值专家系统K 专家系
25、统不能代替工程师的判断。专家系统是基于宽范围的判据。它不总是正确的。专家系统不能代替工程师的判断。专家系统是基于宽范围的判据。它不总是正确的。焓的计算状态方程法状态方程法（EOS 法）通过计算与理想气体焓差得法）通过计算与理想气体焓差得出真实气体与液体的焓。出真实气体与液体的焓。CHEMCAD 中用于计算中用于计算焓的状态方程有：焓的状态方程有：Redlich-Kwong、Soave-Redlich-Kwong、Peng-Robinson、API Soave-Redlich-Kwong、Lee-Kesler 和和Benedict-Webb-Rubin-Starling。潜热法潜热法是积分液体热
26、容、加上潜热、再加上理想气是积分液体热容、加上潜热、再加上理想气体热容方程的积分焓，此即体热容方程的积分焓，此即“液体方程基础液体方程基础”。化。化学系统主要使用潜热模型计算焓。对电解质，在热学系统主要使用潜热模型计算焓。对电解质，在热平衡中，应包括电解质化学的反应热（分解热）。平衡中，应包括电解质化学的反应热（分解热）。焓的计算特殊情况水蒸汽表格用于确定水的焓：对只含水水蒸汽表格用于确定水的焓：对只含水/水蒸汽的流，可水蒸汽的流，可用用ASME ASME 水水/水蒸汽表直接查取焓和熵；水蒸汽表直接查取焓和熵；用于用于DEA DEA 和和MEA MEA 吸收酸性气体系统：气体焓由吸收酸性气体系
27、统：气体焓由Soave-Soave-Redlich-Kwong Redlich-Kwong 方程计算：液体焓由方程计算：液体焓由H2S H2S 和和CO2 CO2 在胺溶液在胺溶液的吸收热，采用的吸收热，采用Crynes Crynes 和和Maddox Maddox 法计算。法计算。用户可以用表格或多项式提供自己的焓；用户可以用表格或多项式提供自己的焓；溶解热焓值法即使用溶解热焓值法即使用PPAQ K PPAQ K 值方法，并且需要一个用户值方法，并且需要一个用户创建的外部的创建的外部的ASCII ASCII 文件，该文件包含作为溶质浓度函数文件，该文件包含作为溶质浓度函数的溶解热数据的溶解热
28、数据;当把一个组分看作固体时，只需从闪蒸平衡计算中祛除它，当把一个组分看作固体时，只需从闪蒸平衡计算中祛除它，而包含在焓平衡计算中而包含在焓平衡计算中,当一个组分被认为是固体，程序当一个组分被认为是固体，程序使用潜热方法并通过热容方程积分计算它的焓值使用潜热方法并通过热容方程积分计算它的焓值;只需计算物料平衡时，焓计算可省略。只需计算物料平衡时，焓计算可省略。传递性质的计算液相密度液相密度计算：计算：Cavett 法、法、API 法、库方程法）、法、库方程法）、Rackett 法。法。气气相相密密度度计计算算：SRK 方方程程、PR方方程程、API SRK方方程程、LK方方程程及及BWRS方程
29、。方程。蒸汽压蒸汽压计算：计算：Antoine 方程、扩展方程、扩展 Antoine 库方程方法、库方程方法、API 法法;熵熵的的计计算算：SRK 方方程程、PR方方程程、API SRK方方程程、LK方方程程及及水水蒸蒸汽汽表表;粘粘度度计计算算：库库方方程程方方法法、Chapman and Enskog 方方程程、Neufeld 方方程程、Brokaw 方方程程、Thodos 方方程程、Wilkes 方方程程、Dean and Steil 方方程程、Letsou-Steil 方程及用于烃类的方程及用于烃类的ASME 方程方程;导热系数导热系数计算：库方程方法、计算：库方程方法、API 数据
30、手册、烃关联式数据手册、烃关联式;表面张力表面张力：库方程方法、：库方程方法、Hakim 方程、方程、Miller 方程、烃关联式。方程、烃关联式。数据库ChemCAD 中中使使用用的的数数据据库库包包括括Standard Databank、Distillation Databank、Pool Databank和和 User Databank，它它们们都都有有自自己己的的相相应应文文件件名名，各各数数据据库库组分组分ID 也都有自己的范围规定，如下所示：也都有自己的范围规定，如下所示：标准数据库标标准准数数据据库库中中内内置置有有1999 种种纯纯物物质质的的物物性性，为为保保证证数数据据的的
31、权权威威性性，这这些些数数据据仅仅可可由由系系统统管管理理员员修修正，用户只能用只读方式查询。正，用户只能用只读方式查询。一一些些物物性性与与温温度度、压压力力有有关关，如如饱饱和和蒸蒸汽汽压压，ChemCAD 通通常常使使用用关关联联方方程程描描述述它它们们，这这些些关关联方程被称为库方程（联方程被称为库方程（Library Equation）。）。标标准准物物性性数数据据库库中中保保存存约约6000 对对二二元元交交互互作作用用参参数数，供供NRTL、UNIQUAC、Margules、Wilson 和和Van Laar 活活度度系系数数方方程程使使用用。用用户户可可以以查查询询、修修改改这
32、这些些参参数数，也也可可利利用用ChemCAD 提提供供的的回回归归工具由实验数据回归出新的参数。工具由实验数据回归出新的参数。数据库组分查询浏览/编辑数据库组分性质按钮功能说明标准数据库储存在标准数据库储存在CHEMCAD 系统目录，即系统目录，即cc5 目录中。目录中。例2-1 查询浏览ChemCAD 数据库中数据库方程ChemCAD 使用一系列经验方程描述物性数据，这使用一系列经验方程描述物性数据，这些经验方程被称为库方程。些经验方程被称为库方程。例2-3 查看甲烷蒸气压和气化热库方程类型及其系数库方程全部采用国际单位制。库方程全部采用国际单位制。T 总是用总是用K 表示。所表示。所用系
33、数必须与方程的单位一致。下表是可以利用库用系数必须与方程的单位一致。下表是可以利用库方程建模的物理性质和采用的单位：方程建模的物理性质和采用的单位：二元交互作用参数CHEMCAD 内内置置了了大大量量K 值值模模型型，允允许许用用户户查查询询、修修改改这这些些K 值值模模型型的的参参数数。从从主主菜菜单单的的ThermoPhysical 命命令令中中选选择择Databank/Bips，可可 以以 查查 看看、修修 改改 NRTL、Wilson、UNIQUAC、SRK、Peng-Robinson、BWRS 等等方方程程中中组组分分的二元交互作用参数。的二元交互作用参数。绘制相平衡曲线利用利用CH
34、EMCAD CHEMCAD 提供的绘图功能及内置数据库、热提供的绘图功能及内置数据库、热力学模型，可以绘制相平衡曲线。力学模型，可以绘制相平衡曲线。下面以正戊烷下面以正戊烷/正己烷系统气液平衡曲线绘制为例正己烷系统气液平衡曲线绘制为例说明绘图方法与步骤。说明绘图方法与步骤。用户自定义组分用户自定义组分CHEMCAD 允许用户在数据库中添加多达允许用户在数据库中添加多达2000 个组分。它个组分。它允许保存数据库中没有的化合物的数据，或者希望改变的一允许保存数据库中没有的化合物的数据，或者希望改变的一些标准组分的单项性质。些标准组分的单项性质。新组分输入及其物性估算新组分输入及其物性估算l虚拟组
35、分法（虚拟组分法（Pseudo-component）、）、lJoback基团贡献法（基团贡献法（Group contribution-Joback）lUnifac 基团贡献法（基团贡献法（Group contribution-Unifac）复制一个组分并定义其物性复制一个组分并定义其物性用户组分数据文件的存储位置用户组分数据文件的存储位置利用中间文件导入新组分物性数据利用中间文件导入新组分物性数据实验数据回归纯组分的性质值实验数据回归纯组分的性质值新组分输入及其物性估算新组分输入及其物性估算在模拟状态下，从主菜单的在模拟状态下，从主菜单的ThermoPhysical 命令中选择命令中选择Dat
36、abank/New Component，可以向数据库中添加自定义组，可以向数据库中添加自定义组分，分，ChemCAD 会给添加的自定义组分自动编号。会给添加的自定义组分自动编号。虚拟组分法（Pseudo-component）适合估算烃，尤其是直链烃，虚拟组分的性质，这些虚拟组适合估算烃，尤其是直链烃，虚拟组分的性质，这些虚拟组分可能是由纯烃的混合物所组成。这个方法此方法是经验的，分可能是由纯烃的混合物所组成。这个方法此方法是经验的，只须输入组分名称、正常沸点、比重或只须输入组分名称、正常沸点、比重或API 重度。重度。基团贡献法（Group contribution）基基团团贡贡献献法法对对单
37、单一一组组分分物物性性的的估估计计是是通通过过它它们们的的分分子子量量和和分分子子结结构构进进行行的的。可可用用它它来来估估计计各各种种化化合合物物的的性性质质，如如烃烃、化化学学物物质质、极极性性和和非非极极性性物物质质。分分子中的官能团必须在子中的官能团必须在CHEMCAD 数据库中。数据库中。选选用用基基团团贡贡献献法法时时需需要要输输入入分分子子量量和和化化合合物物的的分分子子结结构构。建建议议用用户户输输入入正正常常沸沸点点和和比比重重。此此方方法法可可以以估估 计计 这这 二二 种种 性性 质质，但但 如如 果果 能能 提提 供供 它它 们们，CHEMCAD 估算的其它性质将更准确
38、。估算的其它性质将更准确。复制一个组分并定义其物性复制一个组分并定义其物性CHEMCAD 允允许许用用户户利利用用已已有有组组分分（可可以以是是标标准准数数据据库库中中的的组组分分，也也可可是是用用户户前前期添加的组分）进行组分复制，再修改组分中的数据。期添加的组分）进行组分复制，再修改组分中的数据。对对自自定定义义组组分分列列表表：从从主主菜菜单单的的ThermoPhysical 命命令令中中选选择择Databank/List User Component，即可对用户自定义组分列表，显示在写字板（，即可对用户自定义组分列表，显示在写字板（WordPad）文档中。）文档中。用户组分数据文件的存
39、储位置用用户户添添加加的的组组分分储储存存于于用用户户工工作作文文件件子子目目录录中中。纯纯组组分分文文件件扩扩展展名名为为.UF，蒸蒸馏馏曲曲线线虚虚拟拟组组分分文文件件扩展名为扩展名为.PCF；不不能能移移动动标标准准或或共共享享数数据据库库。然然而而，可可以以重重新新将将用用户户添添加加的的数数据据库库定定位位到到另另一一工工作作目目录录下下再再使使用用它们，或和几个工作目录同时共享这些数据。它们，或和几个工作目录同时共享这些数据。CHEMCAD 总总是是在在cc5 目目录录中中寻寻找找标标准准和和共共享享数数据库组分。据库组分。利用中间文件导入新组分物性数据利用中间文件导入新组分物性数
40、据CHEMCAD 可可以以利利用用中中间间文文件件（neutral file）将将新新组组分分物物性性数数据据按按一一定定格格式式存存储储，需需要要时时导导入入。这这是是一一种种批批量量导导入入数数据据的的方方法法，也也是是用用户户积积累累物物性性数数据据的的方法。方法。中中间间文文件件的的文文件件名名后后缀缀为为.NF，CHEMCAD 提提供供了了一一个个名名为为example.nf 的的示示例，用户可以在例，用户可以在C:CC5 或或C:CC5Import 目录下找到这个文件。目录下找到这个文件。中中间间文文件件可可以以存存放放在在计计算算机机的的任任何何位位置置上上，或或者者存存放放在在
41、远远程程局局域域网网驱驱动动器器上上。只能读访问。只能读访问。导导入入时时，屏屏幕幕底底部部出出现现一一条条进进程程信信息息。警警告告信信息息和和错错误误信信息息也也出出现现在在这这里里。出现警告信息和错误信息后，按任意键继续。出现警告信息和错误信息后，按任意键继续。如如果果中中间间文文件件中中有有错错误误，应应退退出出CHEMCAD，修修改改错错误误后后返返回回。如如有有必必要要，可以多次导入同一个中间文件。可以多次导入同一个中间文件。中间文件的格式中间文件的格式是至关重要的，中间文件的格式是至关重要的，存储在存储在CHEMCAD 系统目录系统目录（CC5）下的下的NEUTRAL.KWF 是
42、一个是一个ASCII 码文件，它包码文件，它包含一个所有的有效关键词的列表及其简要描述。含一个所有的有效关键词的列表及其简要描述。“不能不能”修修改这个文件。改这个文件。CHEMCAD 在导入过程中要用到该文件。在导入过程中要用到该文件。NEUTRAL.KWF 文件内容如下，每行前面大写部分为关键词，文件内容如下，每行前面大写部分为关键词，后面小写部分为其解释。后面小写部分为其解释。EXAMPLE.NF 文件中间文件格式中使用的关键词描述性关键词描述性关键词，这组中的关键词是可选的。，这组中的关键词是可选的。无无量量纲纲数数据据：这这组组里里的的关关键键词词是是关关于于物物理理性性质质数数据据
43、的的。输输入入时时可可以以无无量量纲纲，或或者者采采用用CHEMCAD兼兼容容的的单单位位表表示示。包包含这些关键词的行后面要有数值。含这些关键词的行后面要有数值。有有量量纲纲数数据据：这这组组中中的的关关键键词词与与下下列列单单位位表表格格中中的的某某一一个个有有关。一个数值可以用相应表格里列出的任何一种单位表示。关。一个数值可以用相应表格里列出的任何一种单位表示。库方程库方程，用于计算与温度有关的性质。，用于计算与温度有关的性质。要要回回归归的的数数值值：对对于于CHEMCAD 使使用用的的方方程程，只只要要在在中中间间文件中包含了数据表，就可以生成与温度有关的系数。文件中包含了数据表，就
44、可以生成与温度有关的系数。描述性关键词NID 例例NID 8001NAME 例例NAME Glycerol（一个名称至多有（一个名称至多有16 个字符，可个字符，可以使用包括空格在内的所有字符）以使用包括空格在内的所有字符）CLS 例例CLS Alcohol（用户可以把组分划分）（用户可以把组分划分）FRM 例例 FRM C3H6COOH（分子式可以用字母的大小写（分子式可以用字母的大小写和和0-9 十个数字，不能使用其它字符）十个数字，不能使用其它字符）SYN 例例SYN 1,2,3-Propanetriol（别名可以由（别名可以由48 个字符组成，个字符组成，可以使用包括空格在内的任何字符
45、）可以使用包括空格在内的任何字符）无量纲数据有量纲数据每一行都要有一个关键词，其后是一个选择的单位，每一行都要有一个关键词，其后是一个选择的单位，然后是数值。例如，要将临界温度定义为然后是数值。例如，要将临界温度定义为723K，临，临界压力定义为界压力定义为40 巴，在中间文件中应有下列两行：巴，在中间文件中应有下列两行：单位表格举例单位表格举例库方程系数库方程系数DEN#和和 HV#关键词确定了计算与温度有关的性质时要用到的库方程。每关键词确定了计算与温度有关的性质时要用到的库方程。每组用四个关键词定义方程的高低限，这组用四个关键词定义方程的高低限，这4 个数值是可选的，确定后可用它们个数值
46、是可选的，确定后可用它们检查中间文件的输入。检查中间文件的输入。l计算密度的计算密度的105 号方程要用到号方程要用到4 个系数，它们是：个系数，它们是：DENA、DENB、DENC 和和DEND。l计算汽化热的计算汽化热的106 号方程要用到号方程要用到 HVA 和和 HVB。库方程中的系数关键词列表二元交互参数(BIP)通通过过中中间间文文件件，用用户户可可以以把把 BIP 数数据据装装入入用用户户数数据库。每行据库。每行BIP 的格式是：的格式是：BIP type sec-ID BIP-A,BIP-B,BIP-C,BIP-D,etcBIP 的的 sec-ID 是是该该数数据据的的副副标标
47、识识，同同时时也也是是副副组组分分在在CHEMCAD 中中的的标标识识号号。可可以以选选择择任任意意一一个个小于标识号的数字作为副标识。小于标识号的数字作为副标识。BIP WILSON 62-52.605 620.63BIP WILSON 8005-52.605 620.63 invalid dataBIP 参数参数系系统统目目录录下下的的BIPNAMES.SF 文文件件中中包包含含每每个个 BIP 类类型型可可以以定义的参数的最多个数。定义定义的参数的最多个数。定义BIP 参数的顺序十分重要。参数的顺序十分重要。下面给出了定义每种下面给出了定义每种BIP 类型的正确顺序：类型的正确顺序：UN
48、IFAC/UNIQUAC 亚基团分布IDG1,NGI1,IDG2,NGI2,IDG3,NGI3,IDG4,NGI4,etc.这这些些关关键键词词用用于于定定义义UNIFAC/UNIQUAC 亚亚基基团团标标识识和和它它们们出出现现的的次次数数。一一个个组组分分最最多多可可以以有有8 个个亚亚基基团团，定定义义是是必必须须包包括括两两行行，一一行行是是亚亚基基团团标标识识关关键键词词（IDG?），另另一一行行是是次次数数关关键键词（词（NGI?）比比如如，下下面面这这几几行行表表示示一一个个组组分分由由三三个个UNIFAC 亚亚基基团团组组成成：有有2 个个2 类类亚亚基基团团(CH2)，1 个
49、个 3 类类亚亚基基团团(CH)，3 个个15 类类亚亚基团基团(OH)：要回归的数值对于对于CHEMCAD 使用的方程，只要在中间文件中包使用的方程，只要在中间文件中包含了数据表，就可以生成与温度有关的系数。含了数据表，就可以生成与温度有关的系数。table-size 是表格中条目的个数，即标题行下的行数是表格中条目的个数，即标题行下的行数实验数据回归纯组分对对于于用用户户组组分分，ChemCAD 提提供供了了一一个个数数据据回回归归软软件件包包，允允许许用用户户从从实实验验数数据据中中回回归归纯纯组分的性质值。组分的性质值。下下文文演演示示从从实实验验数数据据回回归归纯纯组组分分的的性性质
50、质值值。首首先先导导入入example.nf 中中的的用用户户组组分分，或或者者复复制一个组分作为用户组分，以备后用。制一个组分作为用户组分，以备后用。蒸馏曲线数据输入有有时时可可用用的的原原始始数数据据是是以以蒸蒸馏馏曲曲线线的的形形式式存存在在的的。在在这这种种情情况况下下，ChemCAD 允允许许用用户户输输入入整整条条曲曲线线，并并把把它它变变成成一一套套虚虚拟拟组组分分，这这套套虚虚拟拟组组分分可可覆覆盖盖整整个馏程范围。个馏程范围。从从主主菜菜单单的的ThermoPhysical 命命令令中中选选择择Distillation Curves 命命令令即即可可输输入入蒸蒸馏馏曲曲线线。