4. aspen plus需要什么？
前面说过，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。
4.1 aspen plus的方程
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。
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。我想这也正是aspen plus的商业秘密所在。对于aspen plus的流程计算模式（还有其他模式如数据回归模式此处不讨论）。
这些方程计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可以计算出来）。
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。
4.2 单元操作模型
关于流程图，需要特别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计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帮助。这句话需要灵活运用，我想再深入的讲一点。
aspen plus的单元操作模型虽然与生产实际的设备相对应，但是，操作模型不等具体设备，它是过程的一种抽象。你想解决的过程是怎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计算模型，基本上可以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，他想计算冷凝器的详细结构该怎么办？因为radfrac本身没有关于冷凝器的结构的计算啊。解决的办法很简单，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）就可以了。而且还有人问精馏塔怎么不能设置全回流呢？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，但如果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可以了。
4.3 物性方法的选择。
对于初学者而言，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，在这里简要讲一下物性方法。
首先要明白什么是物性方法？比如我们做一个很简单的化工过程计算：
一股100℃, 1bar的水-乙醇(50：50摩尔比，100kmol/h）的物料经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，我还可以问物料的粘度，逸度，活度，熵等等。以上的值怎么计算出来？
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，则其密度可以使用pv=nRT计算出来。并且汽相分率全为1，即该物料是完全气体。由于理想气体的焓与压力无关，则换热器的负荷可以根据水和乙醇的定压热熔计算出来。
在此例当中，描述理想气体行为的若干方程，就是一种物性方法（aspen plus中称为ideal property method)。简单的说，物性方法就是计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计算公式。对于本例而言至少包含了如下两个方程：
pv=nRT
dH=CpdT.
实际上，以上是一种最简单的计算方法，但结果误差是很大的。这是因为对于“水-乙醇”体系在此两种温度压力下，如果当作理想气体来处理，其误差是比较大的，尤其对于液相。按照理想气体处理的话，冷却后仍然为气体，不应当有液相出现。
那么应该如何计算呢？主要涉及以下过程：
1）对于汽相pvt计算，可以使用srk方程，从而可以得到密度。液相也可以使用状态方程计算密度，但此处不推荐使用，可以使用Rackett模型计算液相密度。
2）至于物流的相态，则首先需要做汽液平衡计算。
3）在进行汽液平衡计算时，液相应用活度系数方程计算组分的逸度系数，并且还需要使用拓展antoine方程计算蒸汽压力。
4）换热器负荷的计算比较复杂，可以使用进出口物流焓差来计算，那么需要计算出进出口物流的焓。
5）焓的计算有多种途径，对于液相比较常用的方法是计算理想液体混合物焓，然后再加上过剩焓计算出来。要计算非理想液体混合物过剩焓，则可通过混合物质汽相焓与蒸发焓差来计算，非理想性比较强是还要考虑混合焓差。
由此可见，实际过程至少包含如下公式方程：
1）状态方程srk,
2） 液相密度方程rackett.
3）拓展antoine方程.
4）汽，液相逸度系数方程
5）液相活度系数方程
6）汽相焓方程，通过srk方程导出，需要设计纯气体Cp=f(p,t)方程。
7）液相焓方程，相当复杂，此处不再重复。
8）其他方程，包括数学方程，比如以上计算时涉及到了微积分运算，汽液平衡的回归运算等。
以上方程，如果需要我们用户去一个个选择出来，则是一件相当麻烦的工作，并且很容易出错。好在模拟软件已经帮我做了这一步，这就是物性方法。
对于本例，我们对汽相用了状态方程，srk；液相用了活度系数方程(nrtl,wilson,等），在aspen plus中将此中方法叫做活度系数法，如果你选择nrtl方程，就称为nrtl方法，wilson方程就成为wilson物性方法(wilson property method)。这种物性方法中已经囊括了所有我上面提到的方程公式。
在aspen plus中（或者应该说在化工热力学中）有两大类十分重要的物性方法，对于初学者而言，了解到此两类物性方法，基本上就可以开始着手模拟工作了。
大体而言，根据液相混合物逸度的计算方法的不同，物性方法可以分为两大类：状态方程法和活度系数法。状态方程法使用状态方程来计算汽相及液相的逸度，而活度系数法使用状态方程计算汽相逸度，但是通过活度系数来计算液相的逸度。
・常见的状态方程有ideal、srk、pr、lk方程以及他们的一些改进方程。状态方程法就是基于此类状态方程来计算逸度，压缩因子，焓等等的物性方法。
・常见的活度系数方程有nrtl、wilson、uniquac等。活度系数法就是基于此类活度系数方程来计算液相逸度，液相焓等的物性方法。
一般而言，对于常见的烃类如烷，烯，芳香族，无机气体如O2、N2等非（弱）极性的化合物，选用状态方程法；对于极性强的化合物，如水-醇，有机酸体系选用活度系数法。另外对于汽相聚合的物质，应选用特别的活度系数法，可以计算汽相聚合效应。对于无机电解质体系，选用elecnrtl物性方法。
关于更多更详细的物性方法选择请参考物性方法与模型手册。
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