马后炮科技化工技术交流论坛ASPEN学习经验

马后炮科技化工技术交流论坛ASPEN学习经验概述入门是初学aspen plus软件最重要也是最难的一关。

读过手册的人都明白，Aspen plus的手册和资料有专门多，初学者面对如此之多的资料可能不知如何开始，我认为其中比较重要而且必读的是《用户指南》（《user guide》）、《单元操作模型》（《Unit Operation Models》）、《物性方法和模型》（《Physical Property Methods and Models》）、《物性数据》等，假如有一定的英文基础，最好是读英文的，这些在关心文件中都有。

事实上一旦入了门，流程模拟软件学习起来就专门简单了，专门多功能触类旁通专门容易就明白了，比如说，假如明白了sensitivity, 那么optimizaiton、desian spec就专门容易了。

大体来说，初学aspen plus 需要把握如下三个方面：1）aspen plus能做什么？2）Aspen plus需要什么？3）aspen plus的界面及功能。

2. aspen plus的界面及功能和学习所有软件一样，第一需要了解软件的环境，也确实是界面。

我个人认为界面差不多上能够分为两种：一是流程图窗口(process flowsheet window),另外是数据扫瞄窗口（data browser window)。

实际上还应该再加一个操纵面板（control panel)窗口，那个窗口也专门重要，但那个窗口只是在流程调试使用，同时涉及的内容初级入门者也不必花太多时刻去看，先忽略。

流程图窗口专门简单，只要你在工厂干过，看过PFD流程图同时是windows 的用户，就没有什么难得地点，读一下《user guide》明白各菜单及快捷键的功能，专门快就能搞定。

数据扫瞄窗口是aspen plus最重要的部分。

这也是aspen plus区别于画图软件的地点。

你需要在那个窗口中输入所有的已知条件，同时运行后观看运行结果。

其中如下信息是所有的模拟都需要有输入的：1）组分（components)2）属性(properties)3）物流(streams)4）单元操作(blocks)组分没什么好说的，流程用到什么成分你就输什么成份，aspen plus内置的数据库包括了1600多种常用物质（假如需要的组分aspen plus中没有用户能够自己扩充，这部份内容不适合在初级，再后面介绍）。

属性是一个难点，高难点，我认为这是考察技术人员模拟水平高低的一个重要点。

此内容与化工热力学关系十分紧密，假如你忘了，那么赶忙去研究化工热力学吧，如何研究？快捷的方法是去读《aspen plus的物性模型和方法〉手册。

3. aspen plus能做什么？Aspen plus能做什么？（以下是个人观点而非aspentech公司官方的说明，也许有误，欢迎指正）aspen plus是用来运算平稳态体系数据的软件，这句话的意思有以下几点：（1）aspen plus第一是运算软件。

这一点上和其他运算软件（包括我们自己开发的运算程序）没有区别。

比如我们自己搞一个srk方程的运算程序，其核心与aspen plus没有什么不同，都只是依照化工热力学，化工原理等公式，输入一些已知条件，然后运行得到结果而已。

这么说看起来aspen plus也只是如此而已，事实上aspen plus是一个功能十分强大的过程模拟软件。

aspen plus的强大之处在于：1）它几乎内建了所有化工过程所涉及的原理公式，也确实是说化工专业的课程他全部都包括了；2)它附带了完善的数据库，囊括了所有你需要去化工手册上查找的数据；3)强大的分析工具，比如改变输入会如何样阻碍输出? aspen plus差不多自带了此类工具，你能够直截了当使用。

正因为如此, aspen plus能够专门方便的运算出大的复杂的流程，这也是它称之为模拟软件的缘故。

（2）其次aspen plus是平稳态体系的软件。

它不是仿真机，因此不是动态模拟软件，同时所运算的体系差不多上假设差不多达到平稳态，即不考虑时刻的作用。

比如相平稳运算，只能运算达到平稳时体系是什么组成，温度压力等是多少，不能处理非平稳的问题。

（3）aspen plus还有一个十分有用的功能，确实是依照实验数据回来出一些常数供其它地点使用。

aspen plus的数据库功能十分强大，1）aspen plus 由于差不多自带了大量的数据库，同时你能够得到这些数据，那么你就不需要再去查化工手册了。

比如，纯物质的比热，临界点温度，压力等等常数你都能够得到。

2)aspen plus能够运算得到任意运算物流的几乎所有的物理性质，比如：密度，比热，湿度等等工艺工程师所关怀的数据。

但当你的需要的数据在aspen plus的数据库中没有时能够依照实验数据回来出得到。

举个常见的例子，假如你在实验室中，测量了水-乙醇体系在不同压力温度下，汽液平稳时的汽液平稳组成，现在想依照该实验结果得到wilson方程的水-乙醇参数（尽管这组参数aspen数据库中差不多有），那么就能够使用aspen plus的数据回来功能(data regress)。

该功能的用处在于，假如你的工艺是比较专门的，aspen plus的数据库内没有内置你所研究的体系，那么你就能够先用数据回来功能得到相应的参数，再做模拟。

该功能的具体用法以后再说。

4. aspen plus需要什么？前面说过，aspen plus是一个依照方程运算的软件，那么专门明显，是方程必定需要已知条件才能解出未知数，因此aspen plus需要的是方程的已知数（或已知条件），已知数能够多，却不能少，否则方程无解。

4.1 aspen plus的方程第一来了解一下aspen plus的方程，aspen plus的方程能够分为三大类： 1）热力学方程，这是与具体的工艺流程无关的方程，如理想气体方程、nrtl方程、非理想溶液焓模型方程等等。

该类方程为单元操作过程运算提供必要的数据基础。

2）单元操作方程，如换热器，精馏塔等单元操作过程的运算，涉及到三传一反，这部分要紧是和化工原理有关。

3）数学方程，这部分要紧是用来解方程时涉及到的一些数学运算方法，与我们工程技术人员关系不大。

我认为第一类方程即热力学方程是aspen plus的基础，建议在aspen plus入门以后要好好的重点的学习一下，精读一遍《aspen plus物性方法和模型手册》。

第二类方程相对而言不是太难，而且我个人认为初学者没有必要去精读，只要熟悉其原理即可。

实际上aspen plus在其单元操作手册上也并没有写明单元操作模型的方程。

也确实是说aspen plus的运算模型是“黑箱”的，这就使专门多应用aspen plus求解问题的人能够得到问题的解，有时运算解和实际有专门好的吻合，但却不明白其机理，这有利也有弊。

好处是我们能够不必关怀过程的机理模型，便能够求解问题；缺点是想有更深研究的人，无从明白过程的机理。

我想这也正是aspen plus的商业隐秘所在。

关于aspen plus的流程运算模式（还有其他模式如数据回来模式此处不讨论）。

这些方程运算你需要输入以下数据：1）流程图2）组分3）物性方法4）起始物流数据：组分、温度、压力（其他物流数据aspen plus能够运算出来）。

5）所有单元操作模型数据（操作条件）6）其他非必要数据，这要紧是指假如你使用其他的功能，如设计规定，灵敏度分析等。

4.2 单元操作模型关于流程图，需要专门指出的是单元操作模型。

单元操作模型是一种抽象的过程，选择哪一个模型，取决于你有的条件和你所想要求的结果。

单元操作的模型由两个因素决定：1）你有什么已知条件（操作条件）；2）你想得到什么结果。

不同的单元操作模型所能运算的和所需要的条件是不同的，具体请参考单元操作模型手册或者联机关心。

这句话需要灵活运用，我想再深入的讲一点。

aspen plus的单元操作模型尽管与生产实际的设备相对应，然而，操作模型不等具体设备，它是过程的一种抽象。

你想解决的过程是如何样的才能决定你所选择的模型，而不是由具体的设备决定的。

举个比较典型的例子：aspen plus中有radfrac模型是个典型的精馏塔详细运算模型，差不多上能够等同于现实操作的精馏塔设备，模型有冷凝器和再沸器。

曾有人问我，他想运算冷凝器的详细结构该如何办？因为radfrac本身没有关于冷凝器的结构的运算啊。

解决的方法专门简单，你将radfrac的冷凝器设为无，然后在塔顶汽相添加一个heatx或者hetran（换热器）就能够了。

而且还有人问精馏塔如何不能设置全回流呢？说实话，我并不明白有什么精馏塔在正常状态下是全回流操作的，但假如你非要设成全回流也不是没有可能，用我前面讲的方法，将换热器的出口再返回精馏塔就能够了。

4.3 物性方法的选择。

关于初学者而言，除非他十分熟悉热力学的内容，否则物性方法的选择确实是个难点，在你还没有学习过热力学或者精读过《aspen plus物性方法和模型》手册之前，在那个地点简要讲一下物性方法。

第一要明白什么是物性方法？比如我们做一个专门简单的化工过程运算：一股100℃, 1bar的水-乙醇(50：50摩尔比，100kmol/h）的物料通过一个换热器后冷却到了80℃, 0.9bar, 问下面值分别是多少？·入口物料的密度，汽相分率。

·换热器的负荷。

·出口物料的汽相分率，汽相密度，液相密度。

复杂一点，我还能够问物料的粘度，逸度，活度，熵等等。

以上的值如何运算出来？好，我们来假设进出口物料全是理想气体，完全符合理想气体的行为，则其密度能够使用pv=nRT运算出来。

同时汽相分率全为1，即该物料是完全气体。

由于理想气体的焓与压力无关，则换热器的负荷能够依照水和乙醇的定压热熔运算出来。

在此例当中，描述理想气体行为的若干方程，确实是一种物性方法（aspen plus中称为ideal property method)。

简单的说，物性方法确实是运算物流物理性质的一套方程，一种物性方法包含了若干的物理化学运算公式。

关于本例而言至少包含了如下两个方程：pv=nRTdH=CpdT.实际上，以上是一种最简单的运算方法，但结果误差是专门大的。

这是因为关于“水-乙醇”体系在此两种温度压力下，假如当作理想气体来处理，其误差是比较大的，专门关于液相。

按照理想气体处理的话，冷却后仍旧为气体，不应当有液相显现。

那么应该如何运算呢？要紧涉及以下过程：1）关于汽相pvt运算，能够使用srk方程，从而能够得到密度。

液相也能够使用状态方程运算密度，但此处不举荐使用，能够使用Rackett模型运算液相密度。

2）至于物流的相态，则第一需要做汽液平稳运算。