06-­‐321  ChemE  Thermodynamics  

Ge8ng  Started  with  Aspen  v8  Physical  Property  PredicCon  

Bruno  A.  Calfa    

Last  Update:  August  27th,  2014  

1  

Aspen  Products  •  Aspen  Technology,  or  AspenTech,  is  a  provider  of  soNware  

and  services  for  the  process  industries.  •  The  AspenTech  soNware  suite  includes  

–  Aspen  Plus:  steady-­‐state  simulator  –  Aspen  Plus  Dynamics:  unsteady-­‐state  simulator  –  Aspen  PIMS:  producCon  planning  and  opCmizaCon  –  Aspen  Energy  Analyzer:  heat  exchanger  network  design  opCmizaCon  –  Aspen  Economic  Evalua9on:  evaluaCon  of  capital  investment  –  …  

•  Informally,  engineers  simply  say  “Aspen”.  •  Extensive  databases  and  predicCon  models  of  thermodynamic  

and  transport  properCes  è  essenCal  informaCon  for  rigorous  simulaCon  and  opCmizaCon.  

2  

Help  with  Aspen  v8  •  Web  searches  (Google  it!).  •  Videos  on  YouTube  

–  h^ps://www.youtube.com/user/Lafaye^eChBE/playlists?shelf_id=7&sort=dd&view=50  

–  h^ps://www.youtube.com/user/evom1973/  

   Note:  The  graphical  user  interface  (GUI)  of  Aspen  products  dramaCcally  changed  in  version  8.  It  resembles  MicrosoN  Office  products  with  the  “ribbon  style”.  

3  

Opening  Aspen  Plus  •  Windows  Start  bu^on/menu  -­‐>  Aspen  Plus.  

4  

IniCal  Screen  

5  

CreaCng  a  Simple  Project  •  New  -­‐>  Chemical  Processes  -­‐>  Chemicals  with  Metric  (or  English)  Units.  

6  

New  Empty  Project  Screen  

7  

Help   Help  

Ribbon  

NavigaCon  Pane  

Environment  Bu^ons  

See  video  for  details:  h^ps://www.youtube.com/watch?v=en6ZQxnDtI4  

Property  PredicCon  Task  •  Predict  the  molar  volume  of  ethane  at  two  condiCons:  

–  CondiCon  1:  P  =  1  atm,  T  =  573.15  K  –  CondiCon  2:  P  =  20  atm,  T  =  298.15  K  

•  Is  the  Ideal  Gas  Law  a  reasonable  assumpCon?  

 CondiCon  1:  V  =  47,031.23  mL/mol  CondiCon  2:  V  =      1,223.27  mL/mol  

•  More  rigorous  EquaCon  of  State  (EoS)  models  may  be  more  appropriate  depending  on  the  system  condiCons.  

•  Use  Aspen  to  predict  the  volume  for  the  two  condiCons  above  using  an  appropriate  EoS  model.  

8  

Specifying  Component(s)  •  “Find”  ethane  and  add  it  to  the  list  of  components.  

9  

Component  Specified  •  Note  change  in  status  (no  red  symbols)  aNer  component  is  added.  

10  

Specify  Method  •  Click  on  Methods  folder.  Use  Method  Assistant.  

11  

Method  Assistant  •  Follow  steps:  Specify  component  type  -­‐>  Hydrocarbon  system  -­‐>  No.  

12  

Select  Appropriate  Method  •  Let  us  use  Peng-­‐Robinson  EoS  model  (PENG-­‐ROB).  

13  

Pure  Component  Property  •  In  the  Home  tab,  Analysis  task,  click  on  Pure.  

14  

Enter  InformaCon  for  CondiCon  1  •  Property  V,  unit  ml/mol,  vapor,  T,  and  P.  •  Click  on  Run  Analysis  (green  bu^on).  

15  

Results  for  CondiCon  1  •  By  default,  plot  is  shown  (useful  if  range  of  T  is  given).  •  Click  on  item  Results  under  PURE-­‐1  subfolder  under  Analysis  folder.  

16  

Enter  InformaCon  for  CondiCon  2  •  Click  on  Pure  bu^on  again  and  enter  the  informaCon  for  CondiCon  2.  •  Click  on  Run  Analysis  (green  bu^on).  

17  

Results  for  CondiCon  2  •  By  default,  plot  is  shown  (useful  if  range  of  T  is  given).  •  Click  on  item  Results  under  PURE-­‐2  subfolder  under  Analysis  folder.  

18  

Summary  of  PredicCons  

19  

•  Molar  volumes  [mL/mol]  

•  Similar  results  for  CondiCon  1.  •  For  CondiCon  2,  Ideal  Gas  Law  overesCmates  V  by  23%  when  

compared  to  PENG-­‐ROB.  Why?  –  High  pressure,  “low”  temperature  è  intermolecular  interacCons  are  

not  negligible  anymore.  Need  more  rigorous  model  for  more  accurate  predicCons.  

•  See  file  VolumePredicCon.apwz.  

Ideal  Gas  Law   PENG-­‐ROB  

CondiCon  1   47,031.23   46,988.73  

CondiCon  2   1,223.27     994.07