【软件Aspen plus 】第一讲:先导篇--站在经验之上纵观Aspen plus

广大7友提出了如何学好Aspen的plus，为解决7友们的难题，小7准备整理了部分学习资料，将为大家分期发布。首先小7没有从入门篇写起，而是从成功学成者们的经验谈起，希望我们能站在前人的学习经验之上走的更容易。为7友们略尽绵薄之力，不足之处请多多指正！！！

“工欲善其事，必先利其器”，作为一个化工设计人员，必修会使用化工模拟软件进行化工设计，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最有效和最廉价的化工过程研究方法。

化工过程模拟系统的组成

目前，广泛应用的化工流程模拟系统软件之一是ASPEN PLUS。

入门是初学aspen plus软件最重要也是最难的一关，读过手册的人都知道，Aspen plus的手册和资料有很多，初学者面对如此之多的资料可能不知如何开始，可选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，如果有一定的英文基础，最好是读英文的，这些在帮助文件中都有。

一旦入了门，流程模拟软件学习起来就很简单了，很多功能触类旁通很容易就懂了，大体来说，初学aspen plus 需要掌握如下三个方面：

Aspen plus能做什么？

Aspen plus需要什么？

Aspen plus的界面及功能。

aspen plus能做什么？

aspen plus是一个功能十分强大的过程模拟软件，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，也就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，比如改变输入会怎样影响输出? aspen plus已经自带了此类工具，可以直接使用。正因为如此, aspen plus可以很方便的计算出大的复杂的流程;

4.aspen plus是平衡态体系的软件。它不是仿真机，所以不是动态模拟软件，并且所计算的体系都是假设已经达到平衡态，即不考虑时间的作用。比如相平衡计算，只能计算达到平衡时体系是什么组成，温度压力等是多少，不能处理非平衡的问题。

5.aspen plus能根据实验数据回归出一些常数供其它地方使用。aspen plus的数据库功能十分强大，包括：

aspen plus由于已经自带了大量的数据库，并且你可以得到这些数据，那么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，压力等等常数你都可以得到。

aspen plus可以计算得到任意计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心的数据。

但当需要的数据在aspen plus的数据库中没有时可以根据实验数据回归出得到。

例如，实验室中，测量了水-乙醇体系在不同压力温度下，汽液平衡时的汽液平衡组成，现在想根据该实验结果得到wilson方程的水-乙醇参数（虽然这组参数aspen数据库中已经有），那么就可以使用aspen plus的数据回归功能(data regress)。该功能的用处在于，如果有的工艺是比较特殊的，aspen plus的数据库内没有内置你所研究的体系，那么就可以先用数据回归功能得到相应的参数，再做模拟。

Aspen 的功能小结：

aspen plus需要什么？

aspen plus是一个根据方程计算的软件，那么很明显，是方程必然需要已知条件才能解出未知数，所以aspen plus需要的是方程的已知数（或已知条件），已知数可以多，却不能少，否则方程无解。

Aspen plus的构成

首先来了解一下aspen plus的方程，aspen plus的方程可以分为三大类：

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计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计算，涉及到三传一反，这部分主要是和化工原理有关。

3.数学方程，这部分主要是用来解方程时涉及到的一些数学计算方法，与我们工程技术人员关系不大。

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。也就是说aspen plus的计算模型是“黑箱”的，这就使很多应用aspen plus求解问题的人可以得到问题的解，有时计算解和实际有很好的吻合，但却不知道其机理，这有利也有弊。好处是我们可以不必关心过程的机理模型，便可以求解问题；缺点是想有更深研究的人，无从知道过程的机理。这也许正是aspen plus的商业秘密所在。

对于aspen plus的流程计算模式，这些方程计算需要输入以下数据：

• 流程图

• 组分

• 物性方法

• 起始物流数据：组分、温度、压力（其他物流数据aspen plus可以计算出来）。

• 所有单元操作模型数据（操作条件）

• 其他非必要数据，这主要是指如果你使用其他的功能，如设计规定，灵敏度分析等。

aspen plus的界面及功能

和学习所有软件一样，首先需要了解软件的环境，也就是界面。个人认为界面基本上可以分为：

一是流程图窗口(process flowsheet window)；

二是数据浏览窗口（data browser window)；

三是一个控制面板（control panel)窗口，这个窗口也很重要，但这个窗口只是在流程调试使用，并且涉及的内容初级入门者也不必花太多时间去看，可先忽略。

流程图窗口很简单，只要看过PFD流程图并且是windows的用户，就没有什么难得地方，读一下《user guide》知道各菜单及快捷键的功能，很快就能搞定。

主要图标功能

状态指示符号

数据浏览窗口是aspen plus最重要的部分。这也是aspen plus区别于画图软件的地方。需要在这个窗口中输入所有的已知条件，并且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：

• 组分（components)

• 属性(properties)

• 物流(streams)

• 单元操作(blocks)

  
  

属性是一个难点，高难点，此内容与化工热力学关系十分紧密，如果忘了，赶紧去研究化工热力学吧，怎么研究？快捷的方法是去读《aspen plus的物性模型和方法〉手册。

学好aspen Plus应具备的先导知识：

首先要学好《化工热力学》、《化工原理》、《分离过程》、《过程系统工程》这几课，这些基础知识学好后再看Aspen的学习资料会比较轻松。

另外，学习一点数学方面的知识，在《过程系统工程》这样的书里是有详细介绍的。不管学什么，先把基础打好，这是最重要的。

关于Aspen帮助文档，有三个是必看的<《user guide》，《physical="" property="" methods="" and="" models》，《unit="" operation="">

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本文信息来源（孙兰义、毕欣欣老师讲解内容分和部分网友的总结） 

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