Aspen Plus中的NIST数据库的应用

AspenPlus作为目前最大的通用稳态过程模拟软件,集成的各类数据库在行业中发挥着极为关键的作用。在使用不同版本的Aspen Plus时,我们经常会发现同代版本的小更新中,也时常会有各种物性数据的修正,这也让很多工程人士认为AspenTech的数据库其实是他们最宝贵的一环。今天给大家带来的是Aspen Plus中NIST数据库的介绍与应用。NIST不同于其他Databanks中的数据物性包,它是直接放置在工具栏的Data Source中的,这也暗暗显示着它不一样的地位。

NIST位置界面

首先我们了解一下NIST。美国国家标准技术研究院(NIST, National Institute ofStandards and Technology)是属于美国商业部的技术管理部门,前身是1901年建立的联邦政府的第一个物理科学实验室,位于马里兰州的Gaithersburg,是目前NIST总部所在地,占地234公顷,另一分部,位于科罗拉多州的Boulder,占地84公顷,还有两个设在大学的联合研究所,JILA在Colorado大学,CARB在Maryland大学。

其数据库资源包括:分析化学、原子和分子物理学、生物工艺、生物测定、化学与晶体结构、化学动力学、环境数据库、化学工程、材料性质、光学性质识别、物理学、表面数据、产品设计、热物理性质等。百余个数据库中,绝大部分有关物性的数据库可免费检索,并能得到数据信息及图表。NIST提供标准、标准参考数据及有关服务,在国际化学化工行业都享有很高的声誉。

NIST官网主页关于NIST

AspenPlus内置的NIST具体是指NIST化学数据库(NIST Chemistry WebBook)。NIST目前是提供官方网址进行查询的,用户可以直接连接下面的网址进行各类物性数据的查询:

https://www.nist.gov/

https://webbook.nist.gov/

目前NIST数据库主要包含的物性数据如下:

序号 类别 数量
1 有机和小无机物的热化学数据 >7000
2 反应热化学数据 >8000
3 化合物的红外光谱 >16000
4 化合物的质谱 >33000
5 化合物的紫外/可见光谱 >1600
6 化合物的气相色谱 >27000
7 化合物的电子和振动光谱 >5000
8 化合物的双原子分子常数 >600
9 化合物的离子能量学数据 >16000
10 流体的热物理性质数据 74

那么在Aspen Plus中,我们主要通过以下步骤查询NIST中的物性数据:

1 输入物质组分

这里以常见的乙醇-水为例进行说明,在Components中输入好两个组分。

2 进入NIST界面进行选择

这里的NIST界面支持纯组分与双组份的物性查询,首先看一下纯组分的结果,如图进行计算调用。

组分输入与NIST界面

3 软件调用计算

输入结束后,点击Evaluate now,这里的查询速度很慢,需要等待一定时间。软件数据库调用完毕后,可以看见所有乙醇的基础物性数据,热容、焓值、临界性质、分子量、粘度、密度等等都可以直接取用。

NIST物性数据汇总

同时,针对不同状态的性质数据,NIST中也提供了估算功能,点击相应性质后的估算按键,NIST可以根据现有研究数据进行拟合计算,为用户模拟不同条件下的物性数据,这对需要取用数据的计算人员来说是十分便利的。

NIST物性模拟计算

接下来看一下双组分的数据调用。和之前步骤一样,进入NIST后选择组分,并切入Binary mixture中,点击Retrieve data。

NIST双组份物性计算

软件调用出的库包含了双组分的边界数据、热值数据、气液平衡、物理性质等等。

NIST双组份物性结果

同时值得一提的是,对于每个不同条件下的研究数据,Aspen Plus都是提供了参考文献的来源。这意味着在找到我们想要的数据时,可以直接进行原文献的查看,这对于要写论文的同学们来说是减少一些基础物性实验的好方法,论文基础物性数据可以在NIST中确定后进行原文献的引用。NIST中的文献跨越年代非常之久,从上世纪2、30年代,到近年的文献都囊括其中,这也减少了我们在学术引擎上寻找同类文献的时间。

由NIST文献来源进行原文检索

写在最后

小编之前用过一些物性查询的小软件,像物性计算器、纯物质化学性质查询、Component Plus等等,但AspenTech的数据库类型之全、跨度之大、数据之准,确实是其他软件难以企及的。有趣的是,小编有个同事是从未从事模拟这一块的任务的,但他很早就使用了Aspen Plus,没错,AspenTech的数据库真的很香~

注:文章转自公众号“化工研学社”

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