本文最后更新于 2024-10-16,文章内容距离上一次更新已经过去了很久啦,可能已经过时了,请谨慎参考喵。

title: Aspen电解质向导使用以及表观或真实组分选择
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  - Aspen
  - 电解质
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  - 化工
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date: 2023-03-31 14:13:29
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前言

在流程模拟的过程中,有一类物质,是较为特殊的,那就是电解质。电解质过程在酸气洗涤、无机盐结晶等方面较为常见。气液相接触或者液固相接触时不仅仅发生相平衡过程,同时伴随着溶解、电离或者电离平衡的过程,也可以说是反应平衡过程。

使用Aspen进行电解质过程的模拟时,首先遇到的第一个困难就是电解质或者说离子的输入。

当然Aspen数据库中会有一些离子的数据,比如最常见的 Na+Cl- ,直接输入ID的话Aspen是可以识别到的

但是我们输入电解质的目的是为了生成电离(电离平衡)或者溶解平衡的方程式

手动输入组成的ID是没有办法从数据库中自动提取相关的方程式的(如果数据库当中有的话)

因此需要用到一个工具:电解质向导

电解质向导

Aspen版本:V11

以氯化钠结晶为案例,我们需要氯化钠的溶解平衡和电离方程式相关数据

首先输入常规组分氯化钠和水:

选择氯化钠,点击电解质向导,数据源选择默认数据库

点击下一步,选择电解质组分,水会默认为电解质

将氯化钠选择到电解质一列,选择氢离子的表现形式,规定反应的类型,选择好之后点击下一步

如果需要就勾选,不需要就不勾选,这里我们不需要考虑水的解离和冰的生成,因此不勾选

Aspen会自动在数据库中检索涉及规定组分的方程式以及生成的物质,包括固体氯化钠的生成(氯化钠的溶解平衡)和氯化钠的电离,对于生成的反应,如果我们不需要就可以选中然后点击移除

其次还需要选择物性方法,电解质组成常规的模拟方法为ELECNRTL,选择好之后点击下一步

最后一步,选择电解质模拟方法,包括真实组分方法和表观组分方法

这两个方法其实并不会影响模拟过程和结果,只会影响模拟结果的报告形式

如果选择真实组分,那么结果报告就会以例如Na+、Cl-、NaCl(S)等组分的真实存在形式输出结果,而如果选择表观组分方法,则只会按照电离之前的形式,例如NaCl进行结果的报告,不会显示离子

所以,一般而言我们会选择真实组分进行模拟

在这个时候也可以输入亨利组分,也可以检查反应方程和平衡常数,当然这都不是必须的,可以点击完成输入

这个时候我们需要的离子、固体就已经自动输入完成了

同时,点击化学反应,我们可以看到体系的电离和溶解反应,以及溶解平衡的数据(因为氯化钠在水中完全电离,所以没有电离平衡)

电解质向导的重要之处就在于拿到电离或者溶解平衡的数据

不管是酸气洗涤、净化,还是结晶,我们都需要用到平衡数据,如果没有这个数据,那么软件就不认为模拟的体系存在上述平衡,那么模拟是无法成功的