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将 ChemCAD 用于氨的溶解度计算 崔波 曲良 董远达 （东北制药集团股份有限公司 沈阳 110026） 摘要：本文采用 ChemCAD 对氨在水中的溶解度进行计算，并与文献上测量数据进行了对比，认为计算 结果与测量值有一定误差，但误差在工程估算可接受范围内。 关键词：ChemCAD，计算，溶解度 1.概述 在化工行业中，经常会需要用到各种溶解度数据，为了方便使用，一些物质在常用的 溶剂中的溶解度在各种化工手册中都以图表的形式给出了，但是，由于化工行业的不断发展， 尤其是新的精细化学品和新的化工工艺的不断出现，手册上的数据已经越来越难以满足要 求，很多物质在溶剂中的溶解度数据在手册上都难以查到，这促使人们开发出各种计算方法 来计算溶解度，目前主要的计算方法大致可以分成三类，即根据实验数据拟合公式[1]、基于 动力学理论计算[2]和基于热力学理论计算。拟合公式法较为准确，但局限性较大，往往只适 于特定种类的物质，而且需要大量的经验参数，动力学和热力学理论计算法的适用范围较广， 但涉及的计算较为复杂，一般的工艺人员通常难以掌握，但是如果能采用计算机软件辅助进 行计算则可以很好地解决计算困难的问题，使之方便地运用于工程领域成为可能。 近年来，化工过程计算机模拟软件的准确度日益提高，在化学工程中得到越来越广泛 的应用，ChemCAD 是一款由美国的 Chemstation 开发的化工流程模拟软件，具有界面友好， 计算速度快，易于收敛等特点，在国际上应用广泛，有 300 百多所高校和 800 多所企业购买 并使用该软件[2]，该软件能够采用热力学模型对包括溶解在内的各种化工过程进行计算，本 文将介绍一种采用 ChemCAD 计算溶解度的方法。 2. 计算过程 氨是一种常用的化工原料，因此氨在各种溶剂中的溶解度数据经常用到，氨在水中 的溶解度在化工手册中都可以查到，我们首先准备采用 ChemCAD 计算氨在水中的溶解度 情况，然后与手册中的数据对比，来验证一下本方法的准确程度。 采用 ChemCAD 进行运算，第一步需要画出流程图，本过种利用的 flash模型进行计 算，流程图很简单，如下： 1 3 1 4 第二步是选择组份和合适的热力学模型，组份只选氨和水，然后选择热力学模型， 利用 ChemCAD 的热力学向导功能，可以自动选择出合适的热力学模型。 第三步，设置输入物料情况，水 100Kg/h，氨 50Kg/h，温度为 20 度，压力 1bar， 设置 flash设备的参数，选择模型 0：use inlet T and P; calculate V/F and Heat。 第四步，建立一个新的灵敏度分析，以进料温度为变量，使进料温度在 0 到 60 度 之间变化，记录液相出料的质量百分比。运行灵敏度分析，便得到不同温度下，氨在水 中的达到平衡时质量分数，经过单位变换，我们可得到溶解度数据。 3.结果与讨论 根据以上方法，我们得到了不同温度下氨在水中达到平衡时的质量分数曲线，如图： 为了与实际氨的溶解度数据进行对比，我们查阅得到手册中由测量值绘制的不同温 度下氨在水中溶解度的曲线图，如下： 不同温度下氨在水中的溶解度 将两者单位统一后进行比较，见下表，可见计算值与文献值相比较误差在 10%-30% 之间，平均误差为 16%，对于工程估算这个精度还是可以接受的。