国际权威化工数据库DECHEMA及其应用

郑秀玉，吴志民，陆恩锡

（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州510640）

国际权威化工数据库DECHEMA及其应用

郑秀玉，吴志民，陆恩锡

（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州510640）

介绍了世界上数据量最大、应用最广泛和最权威的化工数据库DECHEMA及其主要的子数据库和工具软件。子数据库DETHERM 中已经收纳了6 590 000套各种数据，其中包括14万个系统，29 600个纯物质，110 300个混合物的相关数据。介绍了DETHERM数据库与著名化工模拟软件的连接。举例阐述DETHERM数据库的若干应用。

数据库；子数据库；DECHEMA；DETHERM

DECHEMA e.V.(DECHEMA) 是德国化学工程及生物技术协会 (Society for Chemical Engineering and Biotechnology) 的简称，该协会成立于1926年，是一个非营利性科学技术协会，其本部在德国法兰克福。全世界参加该协会的私人和单位会员迄今已经超过5 500个，包括科研人员、工程师、公司、各类机构和大学等等。DECHEMA的宗旨之一是促进和支持化工技术和生物技术的研究，并成为科学界、经济界、国家和公众之间的桥梁。

1 DECHEMA

1.1 DECHEMA的主要数据库

DECHEMA以其化工领域众多的各类数据库闻名于世，早在20世纪70年代就以出版了“化学数据丛书”{Chemistry Data Series}而扬名化学工程界，该丛书共计16卷69册，主要搜集了气液相平衡、液液相平衡、固液相平衡、临界性质、活度系数、混合物导热系数及粘度、电解质相平衡及相图、聚合物溶液数据和大分子化合物溶解度及相关性质等。其数据量之大、数据的准确性和权威性以及应用之广泛性，尚无出其右者并为世人所公认。

DECHEMA推出的数据库涵盖了化工技术、环境保护和生物技术三大方面，其主要数据库如表 1所示。

由于DECHEMA数据库的权威性和广为化工界所接受，故DECHEMA已经成为其数据库的代名词，每当提到DECHEMA时，自然而然就想到其数据库，反而较少联想到其协会。DECHEMA数据库中，数据量最大、用户最多的当推热物理性质数据库DETHERM。

1.2 DECHEMA的工具软件

DECHEMA数据库还配备了多个工具软件，以便用户更好、更方便的使用数据库中的数据。DETHERM数据库辅以相关的工具软件，能够更好地发挥数据库的作用。其主要工具软件如表2所示。

2 DETHERM数据库

DETHERM是DECHEMA数据库中最重要、应用最广泛的一个子数据库，它由DETHERM e. V.

联合在柏林的FIZ CHEMIE和在奥登堡的DDBST GmbH共同进行编制。

表1 DECHEMA的主要数据库Table 1 The main subsets of DECHEMA

表2 DECHEMA的工具软件Table 2 The engineering software packages of DECHEMA

DETHERM数据库中数据量之丰富已经达到了堪称世界第一的程度，它收集了全世界范围内公开发表的95%以上的气液相平衡数据，其数据库更新十分快速，每半年即更新1次。

DETHERM数据库由专业人员常年不断进行维护和更新，其所包括的数据量也在逐年增长，年平均增长速度达到 7.4%。目前DETHERM数据库中已经收纳了6 590 000套各种数据，其中包括14万个系统，29 600个纯物质，110 300个混合物的相关数据。单就纯组分而论，目前还未见到有任何数据库的纯物质数量能够超过它，著名的美国化学工程师协会的化工数据库DIPPR也仅有2 000个左右的纯组分。不言而喻，其数量之丰富，是令人惊叹的，也提供了最大的可能，使用户可以搜索所感兴趣的物质。确实，如果在近3万个数量的纯组分物性数据库中还找不到所需的物质，也就没有必要再去搜索其它任何文献了。DETHERM数据库又包含了一系列的子数据库，如表3所示。

3 DETHERM数据库的应用示例

3.1 与化工模拟软件的连接

AspenTech公司与DECHEMA在热物性数据领域已合作很长时间了。Aspen plus热力学模型中二元交互作用参数很多都采用DETHERM数据库提供的数据。自从Aspen plus 10版本发表以来，用户可以直接在Aspen Plus的图形界面上通过Internet接入DETHERM数据库。DETHERM数据库为Aspen Plus的过程模拟、优化、验证和过程控制提供了可靠的物性数据。

3.2 用于模拟软件中未包含的组分

当模拟软件的组分数据库中缺少所感兴趣的组分时，方法之一是按照虚拟组分来进行计算。虚拟组分需要用户提供一系列的物性，如采用状态方程进行相平衡计算就要求提供组分的临界温度、临界压力和偏心因子3个参数。只要DETHERM数据库中有这一组分，则这些基本物性，便可取得。其它如气相饱和压力、密度、粘度等物性也可从DETHERM中选取。有了DETHERM数据库就为软件中的缺少组分的模拟提供了极大的方便。

3.3 搜索满足特定条件的物质

如需要搜索满足沸点高于150 ℃，并且和某个已知组分不会形成共沸物的一类溶剂时，只要输入这两个条件，DETHERM就会将所有符合条件的溶剂全部列出。节省了用户大量的时间和工作量。

3.4 改进已有热力学方法的不足

当模拟软件中，某些热力学性质的计算准确性较差时，可以通过DETHERM数据库中的实验数据来改善计算的准确性。应用最多的就是极性物质的相平衡计算，由于极性物质的相平衡计算强烈的依赖于有无准确的二元交互作用参数。当缺乏这些参数，或这些参数欠准确时，相平衡常数的计算结果往往会和实际相差很远，造成模拟结果无法应用。此时可以从DETHERM数据库中选择相关组分的相平衡实验数据，并采用 DECHEMA的工具软件DPP(或者应用化工模拟软件)回归出所需要的二元交互作用参数，并用这些回归出来的参数替代原模拟软件中的参数，即可得到准确的相平衡常数。

表3 DETHERM包括的子数据库Table 3 The subsets of DETHERM

如对于丙酮和水体系的模拟，由于该体系是极性系统，需要采用NRTL方程进行计算。Aspen plus软件中，对该体系的相平衡计算和实验数据十分符合。如图1的相平衡数据曲线所示，方块和三角形代表实验数据，而实线代表NRTL方程的计算结果。可以看出两者符合十分良好。故对于相平衡计算无需作任何修正。

图1 丙酮-水体系气液相平衡实验及模拟数据比较Fig. 1 Comparison of the experiment data and the simulation data of the VLE of Acetone/Water

然而当Aspen plus 软件计算该体系的焓值时，模拟结果和实验数据相差极大。如图2的焓曲线所示，该图上方一组曲线是温度从5 ℃到50 ℃的6个温度下的实验数据；编号从1-6的下方曲线是在实验温度下采用NRTL方程计算的结果。两组曲线不仅无任何重合之处，相距还十分大。实验数据和模拟数据的焓值相差达到80 kJ/kg，即模拟计算所得的焓值和实际情况相差很大，这样模拟得到的能量平衡结果误差就较大。此时若采用DETHERM中的实验数据来对模拟软件进行修正，则可以得到准确的焓平衡计算结果。根据修正前后数据的比较，修正后丙酮塔冷凝器和再沸器的热负荷均有所降低。使得冷却水消耗降低 0.85%，蒸汽消耗降低3.6%。

图2 丙酮-水体系液相焓实验数据与模拟数据比较Fig. 2 Comparison of the experiment data and the simulation data of the HE of Acetone/Water

4 结束语

本文介绍了世界上数据量最大、应用最广泛和最权威的化工数据库 DECHEMA及其子数据库DETHERM。目前华南理工大学是国内唯一购买了DETHERM数据库的单位，该数据库在科研和教学方面已经发挥了重要的作用。

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The Most Authoritative Chemical Engineering Database in the World－DECHEMA and Its Applications

ZHENG Xiu-yu，WU Zhi-min，LU En-xi
( The School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640，China）

The most authoritative chemical engineering database in the world－ DECHEMA was introduced as well as its main subsets and the engineering software packages. The subset DETHERM can provide 6 590 000 data sets for about 140 000 systems, 29 600 pure compounds and 110 300 mixtures. The links with other chemical simulators were also presented. Some examples were given to illustrate applications of the DETHERM.

Database；subset；DECHEMA；DETHERM

TP 311.13

A

1671-0460（2011）01-0094-04

2010-09-06

郑秀玉（1974-），女，工程师，硕士，福建福州人，1999年毕业于华南理工大学化学工程专业，研究方向：从事各种化工软件及高级分析仪器的使用与管理。E-mail：cezheng@scut.edu.cn，电话：020-87111884。