Aspen

Plus是一款功能强大的化工设计、动态模拟以及各类计算的大型通用流程模拟软件，它由美国AspenTech公司研发，这一软件经过15年不断改进、扩充、.提高，已经历了九个版本，成为全世界公认的标准大型流程模拟软件。

一、概述

“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。”

----Aspen World 1997

Aspen

Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院(MIT)组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”(Advanced

System for Process

Engineering，简称ASPEN)，并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen

Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen

Plus的用户。

二、产品特点

1)产品具有完备的物性数据库

物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为AspenPlus

具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus

的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。

Aspen Plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据

1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。

2. 电解质水溶液数据库，包括约900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。

3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。

4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。

5. 二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler

Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000

多个，涉及5,000 种双元混合物。

6. PURE10 数据库，包括1727 种纯化物的物性数据，这是基于美国化工学会开发的DIPPR

物性数据库的比较完整的数据库。

7. 无机物数据库，包括2450 种组分(大部分是无机化合物)的热化学参数。

8. 燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的59 种组分和自由基的参数。

9. 固体数据库，包括3314 种组分，主要用于固体和电解质的应用。

10. 水溶液数据库，包括900 种离子，主要用于电解质的应用。

Aspen Plus 是唯一获准与DECHEMA

数据库接口的软件。该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen

Plus 系统连接。

2)产品线比较长，集成能力很强。

Aspen Plus 是Aspen 工程套件(AES)的一个组份。AES 是集成的工程产品套件，有几十种产品。以Aspen

Plus 的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的AspenTech

家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。

如：

Polymers Plus：

在Aspen Plus 基础上专门为模拟高分子聚合过程而开发的层次产品，已成功地用于聚烯烃、聚酯等过程。

Aspen Dynamics：

在使用Aspen Plus 计算稳态过程的基础上，转入此软件可接着计算动态过程。

Petro Frac：

专门用于炼油厂的模拟软件。

Aspen HX-NET：

Aspen Plus 可以为夹点技术软件直接提供其所需要的各流段的热焓、温度和压力等参数。

B-JAC/ HTFS：

换热器详细设计(包括机械计算)的软件包，Aspen Plus

可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成，转入设备设计计算。

Aspen Zyqad：

这是一个工程设计工作流集成平台，可以供多种用户环境下将概念设计、初步设计、工程设计直到设备采购、工厂操作全过程生命周期的各项工作数据、报表及知识集成共享。Aspen

Plus 有接口可与之自动集成。

Aspen Online

在线工具，将Aspen Plus 离线模型与DCS

或装置数据库管理系统联结，用实际装置的数据，自动校核模型，并利用模型的计算结果指导生产。

3)唯一将序贯(SM)模块和联立方程(EO)两种算法同时包含在一个模拟工具中。

序贯算法提供了流程收敛计算的初值，采用联立方程算法，大大提高了大型流程计算的收敛速度，同时，让以往收敛困难的流程计算成为可能。节省了工程师计算的时间。

4)结构完整，除组分、物性、状态方程之外，还包含以下单元操作模块：

对于气/液系统， Aspen Plus包含：

通用混合、物流分流、子物流分流和组分分割模块。l

闪蒸模块：两相、三相和四l　　相

通用加热器、单一的换热器、严格的管壳式换热器、多股物流的热交换器l

液液单级倾析器l

基于收率的、化学计量系数和平衡反应器。l

连续搅拌釜、柱塞流、间歇及排放间歇反应器。l

单级和多级压缩和透平l

物流放大、拷贝、选择和传递模块l

压力释放计算l

l

精馏模型l

简捷精馏

严格多级精馏

多塔模型

石油炼制分馏塔

板式塔、散堆和规整填料塔的设计和校核。

对于固体系统， Aspen Plus包含：

文丘里涤气器、静电除尘器、纤维过滤器、筛选器、旋风分离器、水力旋风分离器、离心过滤器、转鼓过滤器、固体洗涤器、逆流倾析器、连续结晶器等。

5)模型/流程分析功能：

Aspen Plus提供一套功能强大的模型分析工具，最大化工艺模型的效益：

收敛分析：自动分析和建议优化的撕裂物流、流程收敛方法和计算顺序，即使是巨大的具有多个物流和信息循环的流程，收敛分析非常方便。

calculator models计算模式： 包含在线FORTRAN 和Excel 模型界面。

灵敏度分析：非常方便地用表格和图形表示工艺参数随设备规定和操作条件的变化而变化。

案例研究： 用不同的输入进行多个计算，比较和分析。

设计规定能力:自动计算操作条件或设备参数，满足规定的性能目标。

数据拟合：将工艺模型与真实的装置数据进行拟合，确保精确的和有效的真实装置模型。

优化功能：确定装置操作条件，最大化任何规定的目标，如收率、能耗、物流纯度和工艺经济条件。

三、产品功能

工程工作流

Aspen Plus 在整个工艺生命周期，优化工程工作流:

回归实验数据l

用简单的设备模型，初步设计流程l

用详细的设备模型，严格地计算物料和能量平衡；l

确定主要设备的大小l

在线优化完整的工艺装置l

“Aspen Plus offline and Aspen RT-Opt

Aspen

Plus根据模型的复杂程度，支持规模工作流。可以从简单的、单一的装置流程到巨大的、多个工程师开发和维护的整厂流程。分级模块和模板功能是模型的开发和维护非常简单。

工程能力

Aspen Plus

提供了单元操作模型到装置流程模拟。这些模型的可靠性和增强功能已经经过20多年经验的验证和数以百万计例子的证实。

Aspen Plus

在整个工艺装置的从研发、工程到生产生命周期中，提供了经过验证的巨大的经济效益。它将稳态模型的功能带到工程桌面，传递着无与伦比的模型功能和方便使用的组合。利用Aspen

Plus，公司可以设计、模拟、瓶颈诊断和管理有效益的生产装置。

四、组成部分

Aspen

Plus是基于稳态化工模拟、优化、灵敏度分析和经济评价的大型化工流程软件。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。Aspen

Plus主要由三部分组成：

(1)物性数据库

Aspen Plus自身拥有两个通用的数据库Aspen CD(Aspen

Tech公司自己开发的数据库)和DIPPR(美国化工协会物性数据设计院设计的数据库)，以及多个专用的数据库，这些专用数据库结合一些专用状态方程和专用单元操作模块，使得Aspen

Plus软件可使用于固体加工电解质等特殊的领域，拓宽了软件的适用范围。

Aspen

Plus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。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。此外Aspen

Plus还提供了几十种用于计算传递性质和热力学性质的模型方法。Aspen

Plus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。

(2)单元操作模块

Aspen Plus中有五十多种单元操作模型，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，Aspen

Plus还提供了多种模型分析工具，如灵敏度分析和工况分析模块。

(3)系统实现策略

对任一模拟系统软件，有了数据库和单元模块之后，还应有以下几项。

——数据输入。Aspen

Plus的输入是由命令方式进行的，即通过三级命令关键字书写的语段、语句及输入数据对各种流程数据进行输入。输入文件中还可包括注解和插入的FORTRAN语句，输入文件命令解释程序可转化成用于模拟计算的各种信息。

——解算策略。Aspen

Plus所用的解算方法为序贯模块法，对流程的计算顺序可由用户自己定义，也可由程序自动产生。对于有循环回路或设计规定的流程必须迭代收敛。关于循环物流的收敛方法有：Wegstein法、直接迭代法、布罗伊顿法、虚位法和牛顿法等，其中虚位法和牛顿法主要用于收敛设计规定。

——结果输出。可把各种输入数据及模拟结果存放在报告文件中，可通过命令控制输出报告文件的形式及报告文件的内容，并可在某些情况下对输出结果作图。

全世界各大化工、石化生产厂家及著名工程公司都是Aspen

Plus的用户。它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖。