第2章流程模拟技术7它为用户提供了一套完整的单元操作模型，用于模拟各种操作过程，从单个操作单元到整个工艺流程的模拟。AspenPlus主要由三部分组成，简述如下。（1）物性数据库AspenPlus自身拥有两个通用的数据库：AspenCD—AspenTech公司自已开发的数据库；DIPPR美国化工协会物性数据设计院设计的数据库。另外还有多个专用的数据库，如电解质、固体、燃料产品，这些数据库结合拥有的一些专用状态方程和专用单元操作模块，使得AspenPlus软件可使用于固体加工电解质等特需的领域，极大地拓宽了AspenPlus的应用范围。AspenPlus具有工业上最适用而完备的物性系统。其包含1773种有机物、2450种无机物、3314种固体物、900种水溶电解质的基本物性参数。主要有：分子量、Piterzer偏心因子、临界因子、标准生成自由能、标准生成热、正常沸点下的汽化潜热、回转半径、凝固点、偶极矩、密度等。对UNIQUAC和UNIFAC方程的参数也收集在数据库中。计算时可自动从数据库中调用基础物性进行传递物性和热力学性质的计算。同时，AspenPlus还提供了几十种用于计算传递物性和热力学性质模型的方法，主要有：计算理想混合物汽-液平衡的拉乌尔定律、烃类混合物的Chao-Seader、非极性和弱极性混合物的Redilch-Kwong-Soave、BWR-Lee-Staring、Peng-Robinsin。对于强的非理想液态混合物的活度系数模型主要有UNIFAC、Wilson、NRTL、UNIQUAC。AsenPlus还提供灵活的数据回归系统（DRS），使用实验数据来求物性参数，可以回归实际应用中的任何类型的数据，计算任何模型参数，包括用户自编的模型。此外，AspenPlus中的物性常数估算系统（PCES）能够通过输入分子结构和易测性质来估算短缺的物性参数。当模拟流程中含有缺少的实验数据的新化学产品时，PCES特别有用。（2）单元操作模块AspenPlus中有五十多种单元操作模型，如混合、分割、换热、闪蒸、精馏、反应等，通过这些模型和模块的组合，能模拟用户所需要的流程。除此之外，AspenPlus还提供了灵敏度分析和工况分析模块。利用灵敏度分析模块，用户可以设置某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟操作结果的变化情况。采用工况分析模块，用户可以对同一流程几种操作工况进行运行分析。（3）系统实现策略（数据输入一解算一结果输出）AspenPlus提供了操作方便、灵活的用户界面—ModelManager，以交互式图形界面（GUI）来定义问题、控制计算和灵活地检查结果。用户在窗口环境中可使用MOUSE鼠标器和键盘操作，并提供多种菜单、包括一般文本菜单、下拉菜单（Pull-down）、弹出菜单（Pop-up）、对话框（Dialoguebox）等，用户可以根据屏幕提示以填充式的表格方式填入数据，产生报告，定义图表和流程。另外还提供了各种图形、文本操作和编辑功能，如放大、移动、翻页，图形和文本的删除、修改、插入等，以帮助和指导用户进行流程模拟。用户通过ModelManager完成数据输入后，即可进行模拟计算，以交互方式分析计算结果，按模拟要求修改数据，调整流程，或修改或调整输入文件中的任何语句或参数。GUI支持Windows及Motif的标准。提供了包括拷贝、粘贴等目标管理功能，能方便地处理复杂的流程图。图例符号编辑器使用户能够建立新的设备及PFD图例符号，修改已存在的图例符号。DXF格式接口可以将ModelManager中的流程图按DXF标准格式输出，再转换成其他CAD系统如AUTOCAD所能调用的图形文件
8化工过程数值模拟及软件AspenPlus解算方法为序贯模块方法，对流程的计算顺序可以由用户自己定义，也可以由程序自动产生。对于有循环回路和设计规定的流程必须迭代收敛。所谓设计规定是指用户希望规定某处的变量值达到一定的要求。AspenPlus采用先进的数值计算方法，能使循环物料和设计规定迅速而准确地收敛。这些方法包括直接选代法、正割法、拟牛顿法、Broyde法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。AspenPlus可以同时收敛多股断裂（tear）流股，多个设计规定，甚至收敛有设计规定的断裂流股。应用AspenPlus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值以达到任何目标函数的最大值。可以将任何工程和技术经济变量作为目标函数，对约束条件和可变参数的数目没有限制。AspenPlus是目前应用最为广泛的化工大型通用流程模拟系统，是世界上唯一能处理带有固体、电解质及煤、生物物质和常规物料等复杂物质的流程模拟系统，其相平衡及多塔精馏计算体现了目前工艺技术水平的重要进展。2.2.2AspenPlus安装及运行环境2.2.2.1AspenPlus 的安装AspenPlus安装过程很容易，以AspenPlus10.2的WINDOWS版本为例，先在硬盘上建立一个目录，运行CD1内的Setup.exe程序进行安装，会出现如图2.1所示画面，单击AspenEngineeringSuite选项，则开始进行安装，单击Next。PlantelligenceAspenTechThiSCD-ROMInstallDesignSimulationandAspen Engineering SuiteOptimizationsofiwaresuchasAspenPlus?AspenCustomOtherCO-ROMsModeler?PolvmersPlus?BatchPlus?AspenDynamAspenManufacturingSuite-AdvancedControlAspenBJAC?AspenAdsim?AspenChromatographyAspen Mg.Suite-Information &Production MgtOLI?ASEPEEProcessLibrarv?AspenPinch?Aspen e-Supply Chain SulteAspenProperties?AspenSplit?AsnenWaterAsnenZnAspenOnLineu,WebModelsnWebsiteContactAspenTechExit图2.1AspenPlus安装界面选项直到出现如图2.2所示画面，如果在个人PC上直接使用AspenPlus，选择AllProducts选项［如果选择Licensedproductson，则要先安装ALM（aspenlicensedmanager）]。单击Next继续会出现图2.3所示画面，选择StandardInstall单击Next，接着出现图2.4所示画面。选择要安装的模块，AspenPlus必选，第一次安装时和Online，Web（网络组件）相关的模块不要选择。单击Next会出现图2.5所示画面
9第2章流程模拟技术Software Selection AvailabilityXWhich products should be available forCLicensed products onSpecify the nane of your license server, oruse the Browse button to point to a licenseCAll ProductsYou will not be able to run unlicensed productsntil snappropriatelicenseisinstalledSome products may require a license to beinstalled<BackHextCancel图2.2AspenPlus的安装（一）Conputer Configuration IypeXPleaseselectthetypeofinstallationthatmaatchyour computer configurationryerInstallChoose this type if you are installingproducts to be used as sn applicationStandard InstellChoose this type if you are installingproducts For workstation or standaloneLiteClient InstallChoose this type if you are installingproducts to be used as a client<BackNextCancel图2.3AspenPlus的安装（二）选择AspenLicenseManager单击Next进行安装。出现插入CD2选项框时，选择CD2内文件所在的位置或插入CD2继续安装。安装完成后重新启动计算机，指定license.dat文件的位置，完成整个软件的安装。2.2.2.2AspenPlus的启动AspenPlus安装完成以后，就可以利用它来进行流程模拟的工作了。在WINDOWS操作界面下，用鼠标左键点击“开始”，然后指向Programs中的AspenTech，指向AspenPlus然后点击AspenPlus用户界面（AspenPropertiesUser），在弹出的启动对话框中（见图2.6）选择是使用一个空白模拟（BlankSimulation）、用模板建立一个新的模拟（Template）或者打开一个已经存在的模拟（OpenanExistingSimulation）。如果选择通过模板建立一个新运
10化工过程数值模拟及软件In the Options list, select the items you vant to install to your computer.Usethe'SolectSubcomponents,-button to chanzetheselectionofsubcomponentsOptionsDeseriptionAspen Aerotran I1.170340KARigorous dynamicAspen Chromatography 11.152655Kadsorption process45155KsimulationAspen Custom Modeler 11.156155KAspen Dymamics I1.170640KAspen Hetran 11,1521442KAspenIcarusH1.1Aspen OLI11.192048KAspen OnLine/Aspen Plus OnLine 11.182630KsneanBT1Polderfor AspenADSIM Files andFoldersG:LProrranFilesLAspenTechlAspenAnSMll.1OKSpace required on G:1336360KSpace available on<BeckxCancel图2.4AspenPlus的安装（三）License lanager Iype Selection for Aspen B-JacXGAspen License llenagerlC HASP-Local, single userCHASP-Hetwork, multiple userSelect network protocol (s) to be used forHetbIoS/atBEIFIPX0TCP/IPHetHASPIP0(for example:<BackHext)Cancel图2.5AspenPlus的安装（四）行，系统将提示为新的运行定义模板和运行类型。如果要打开一个已经存在的运行，可以在开始菜单直接在Startup对话框的列表中选择文件名或者选择MoreFile找到要打开的文件，出现ConnecttoEngine（连接引擎）对话框，指定AspenPlus模拟引擎将运行的位置，程序进入AspenPlus的用户界面的主窗口（见图2.7）。2.2.2.3AspenPlus用户界面在AspenPlus的用户界面的主窗口（见图2.7）中，可以建立显示模拟流程图以及PFD-style绘图，还可以从主窗口打开其他窗口。表2.1列出了AspenPlus主窗口的主要内容。主窗口中这些工具条和按钮的使用与Windows下其他程序中下拉菜单以及工具钮的使用类似，因此不再赞述。下面对AspenPlus用户界面中较为重要的几部分做进一步详细说明
11第2章流程模拟技术Aspon Pina吉口区e41CresteatienVsinA+BlenkSianlatierTenplatelaYMoreFiles.OKExitHelporHelp,preis Y图2.6AspenPlus启动对话框NextButtonProcessFlowsheetWindowMenu BarTool BarRunIDTitleBarNEXT钮工艺流程窗口菜单栏运行文件标题条工具条ASPENPLUSptdtutbkpAD区EdVewDataTooleBunFlbwsheet WindowHepcenao1AA尔ProcestFB口-B4国10113星212DHeatEsctmineReactorsPressuteChanpersMaripiitodForHeb.preFSelect ModeModel LibraryModel Menu TabsStatus Area模式选择钮模型库模型菜单条状态区图2.7AspenPlus用户界面的主窗口