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化工流程模拟软件大全


化工流程模拟软件大全
2007-08-08 17:46
概要 目前,国内主要的化工流程模拟软件美国 SimSci-Esscor 公司的 PRO/II,美 国 AspenTech 公司的 Aspen Plus,Hysys,英国 PSE 公司的 gPROMS,美国 Chemstations 公司 ChemCAD 和美国 WinSim Inc. 公司的 Design

II,加拿大 Virtual Materials Group 的 VMGSim。现将这几种软件 简介归纳如下,供参考学习之用。 2. CHEMCAD, PROII, ASPEN 的比较 1.一般认为,PROII 在炼油工业应用更为准确些,因其数据库中有不少经验 数据;而 ASPEN 在化工领域表现更好,Aspen Plus 与之比较有其它软件不可比 拟的优点它基本上覆盖了以上各软件的所有优点。有人比喻:PROII 是经验派, ASPEN 是学院派。 2. 学习 aspen plus 必备 1 化工原理;讲化工过程得单元操作 2 热力学方法;讲述物性计算方法; 3 化工系统工程;讲述如何对化工系统进行建模,分析、求解 如果简单掌握,1、2 就可以了,如果想进一步深入,还需看看 3,另外有一个有 经验得老师辅导也是很重要的。 3. HYSYS 主要用于炼油。动态模拟是它的优势。 ASPEN 是智能型的,用于化工领域流程模拟,比较大或长的流程,而且数据库 比较全,开方式的。它和 HYSYS 现在是一家。 PRO/II 可以用于设备核算,流程短,或精馏核算。 chemcad 由于物性较少,使用不方面,相对较差,网上到处都可以下载,设计院 不太使用,高校中有一定市场。 4. 我觉得 aspen plus 的计算是最精确的,数据库的建设也是最完善的。不过 我对它的操作不太适 由于它考虑的方面非常全面,所以让我感觉学起来比较费劲。chemcad 的界面操 作让人感觉非常简单,使用起来比较顺手。但是数据库不是太大,我用的 5.0 版 本,就只有 2000 种常用物质的物性数据。PRO/II 在这两方面都在中间。 5. 简单总结以下七点:

从易收敛性上看,chemcad>hysys>proii。 6. 从贴近工业实际看,proii>hysys>chemcad 四个都是工程模拟仿真软件,其中 Aspen、PRO/II, HYSYS 为国内绝大多数设计院所使用。感觉 HYSYS 则在油 气工程领域就有着极高的精度和准确性。 7.版本介绍: aspen 好用的版本是 10.2 和 11.1,其中 10.2 在 winXP 上使用 会有一些小问题,但通过变通方法可以使用,11.1 使用中有一个小问题,很容易 解决的。至于其它版本,目前看来还不能正常地使用。 Pro/II 好用的版本是 5.6、6.0、7.1,前两个版本没得说,追新的可能会喜欢 7.1,但该版本在 winXP 以上版本安装时有的会装不上。 Hysys 好用的是 2.4、3.0、3.2,其中 3.0 版本必须从光盘安装,3.2 版本有 些问题,每次使用半个小时后有时会无缘无故退出。 化工流程模拟软件大全(续 1) 2007-08-08 17:47 3.1AspenOne 美国 AspenTech 公司在 2004 年底推出,EO(联立方程)方面有较大改进。官方网 站:http://www.AspenTech.com,下面 Hysys,HTFS,Aspen Plus 是其主要产品: 3.1.1Hysys Hysys 原是加拿大 Hyprotech 公司产品,Hyprotech 公司创建于 1976 年,是世 界上最早开拓石油、化工方面的工业模拟、仿真技术的跨国公司。其技术广泛应 用于石油开采、储运、天然气加工、石油化工、精细化工、制药、炼制等领域。 它在世界范围内石油化工模拟、仿真技术领域占主导地位。 2002 年美国 AspenTech 公司将 Hyprotech 公司收购,Hysys 就该是 AspenTech 公司旗下产品 了,2004 年美国 Honeywell 公司从 AspenTech 公司买下 Hysys 软件的产权。 Hysys2004 为 AspenOne 的一部分,是 Aspen 买了 Hysys 后推出的第一个版本。 Aspen One 目录里就有 Aspen Hysys Hysys 的开发背景 化工模拟软件基本是沿两个方面发展和提高, 一是在化工模拟理论和技术方面发 展,从而使软件应用范围更加广泛,另一方面是在软件及计算机辅助工具发展, 也就是研究更好的办法,使工程师更易掌握、使用这种软件,在研究方案中更灵 活地运用这种软件。 近年来,前一方面发展很快,后一方面则进展很慢。由于前一方面各家公司 的水平都较高,所以后一方面显得尤为重要,将两者结合起来,利用新一代编程 工具开发新一代的模拟软件,必将给化工模拟行业带来一场变革。 Hyprotech 公司在软件发展过程中始终坚持一个宗旨: “使软件操作简单、方 便,工程师易学、易懂” 。达到这个目的方法之一就是工程师在使用过程中能随

心所欲地更改变量。软件运行中的任何时刻都可以暂停以观察数据的变化。这就 是所说的“完全交互式软件” ,他就是 Hyprotech 公司的第一代产品 HYSIM。它 也是世界上第一个完全交互式的化工模拟软件。该公司的成功源于两个方面,其 一是该公司不断发展的技术能力, 其二是该公司对计算机技术发展带来的潜在的 新技术的认识,以及对这种变化作出的快速反应。从交互模拟到微机上的交互模 拟技术,该公司一直以提供创新的软件而领先于世界。 HYSYS 以具有十几年世界各地石油化工领域的应用历史的 HYSIM 为其坚 实的基础。HYSYS 包含更多、更复杂的物性计算包及单元操作,为了能更快速、 准确得到计算结果,增加了强大的初始化及快速迭代计算工具。同时还增加了系 统优化、反应蒸馏、先进的变量计算表、用于控制研究的控制器和传递函数发生 器。 Hysys 的应用厂商 Hyprotech 公司国外用户:BP 、 Chevron 、 Dow 、 DuPont 、 Exxon Mobil 、 Fluor Daniel 、 Monsanto 、 Glaxo SmithKline 、 Rohm Hass 、 Bayer 、 Shell 、 PraxAir 、 UOP 等 HYSYS 在国内应用非常广泛,国内用户总数已超过 50 。所有的油田设计 系统全部采用该软 件进行工艺设计。下面是部分国内油田用户名单: 大庆油田设计院、辽河油田设计院、华北油田设计院、大港油田设计院、四川油 田设计院、长庆油田设计院、青海油田设计院、中原油田设计院、江汉油田设计 院、克拉玛依油田设计院、克拉玛依油田研究院、独山子炼油厂、独山子石化设 计院、廊坊管道勘察设计研究院、中国海洋总公司生产研究中心、中国海洋总公 司石油工程公司(天津塘沽) 。中国海洋总公司南海分公司、壳牌中国分公司 ( Shell ) 、辽阳化纤公司、辽阳石化设计院、大庆石化设计院、岳阳石化公司、 九江石化公司、南京石化公司、扬子石化公司、扬子石化设计院、抚顺石化设计 院、抚顺石化公司、金陵石化公司、茂名石化设计院、 镇江炼化工程公司 等。 HYSYS 的特点 1 最先进的集成式工程环境。 由于使用了面向目标的新一代编程工具,使集成式的工程模拟软件成为现实。在 这种集成系统中,流程、单元操作是互相独立的。流程只是各种单元操作这种目 标的集合,单元操作之间靠流程中的物流发生联系。在工程设计中稳态和动态使 用的是同一个目标,然后共享目标的数据,不须进行数据传递。因此在这种先进 且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益, 对复杂的工艺流程往往要分成几

个部分模拟。这主要基于:①小流程分析方便,速度快;②对不同体系采用不同 的热力学方法以取得更精确的结果, 以往的软件基本采用的方法是先单独对小流 程模拟,然后人工或软件通过文件将数据从一个流程传递到另一个流程。这种数 据的强制性传递必然引起流程内部数据的矛盾,其结果是流程必须重新计算。集 成式的工程环境则不同,它使人们能在一个模拟环境中将流程分为若干个子流 程,可大可小。这种集成环境的独到之处是子流程、主流程之间的数据是相互共 享的,不须传递。它们之间还可以采用不同的物性计算包。从一个流程到另一个 流程就象翻书一样容易。 2 强大的动态模拟功能。 动态模拟的方法及过程是流程稳态模拟收敛后,首先定义单元操作的动态数据 (如分离器的几何尺寸、液位高度等),安装控制仪表,然后就可以进入动态,开 始动态模拟。动态模拟过程中,可以随时调整温度、压力等各种工艺变量(这就 是 Windows 的多任务),观察它们对产品的影响以及变化规律。还可以随时停下 来,转回静态。由于动态和静态是相同对象的共享,所以动静之间的转换非常容 易。HYSYS 提供了 PID 控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进 行动态模拟的控制单元。PID 控制器可完成对任何变量的控制。②传递函数发生 器可产生任何形式的过程传递函数,如一阶环节、二阶环节、微分和积分环节。 用它们可以模拟任何被控制对象及干扰源。③数控开关在动态过程中,可通过检 查某操作条件而控制另一变量的开或关,进而达到对整体装置的控制。○4 每个 变量计算表存储 26 * 50,即 130 个变量。这个表象一台在线挂在实际装置上的 控制机,可以引入流程中的任何变量,然后在表中处理(该表可以进行各种函数 及逻辑运算),将其结果再送回流程,指定给某些变量,从而达到控制某些变量 的目的。 3 .DCS 接口。HYSYS 通过动态链接库 DLL 与 DCS 控制系统链接。装置的 DCS 数据可以进入 HYSYS,而 HYSYS 的工艺参数也可以传回装置。通过这种技术 可以实现;①在线优化控制;②生产指导;③生产培训;④仪表设计系统的离线调 试。 4 .工艺参数优化器。软件中增加了功能强大的优化器,它有五种算法供您选 择,可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是 比较先进的一种方法, 可进行多变量的线性、 非线性优化, 配合使用变量计算表, 可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中, 以得到可获最大经济效益的操作条 件。 除了上述的特点外,HYSYS 中还包括了事件驱动加物性计算包、干板开车、内 置人工智能、数据回归包、物性计算包、物性预测系统、事件驱动、窄点分析工 具、 方案分析工具、 各种塔板的水力学计算、 任意塔的计算、 非序贯模拟技术等。

Hysys 的应用 HYSYS 软件是世界著名油气加工模拟软件工程公司开发的大型专家系统 软件。该软件分动态和稳态两大部分。其动态和稳态主要用于油田地面工程建设 设计和石油石化炼油工程设计计算分析。 其动态部分可用于指挥原油生产和储运 系统的运行。对于油田地面建设该软件可以解决以下问题: (一) 、在油田地面工程建设中的应用 ? 各种集输流程的设计、评估及方案优化 ? 站内管网、长输管线及泵站 ? 管道停输的温降 ? 收发清管球及段塞流的预测 ? 油气分离 ? 油、气、水三相分离 ? 油气分离器的设计计算 ? 天然气水化物的预测 ? 油气的相图绘制及预测油气的反析点 ? 原油脱水 ? 原油稳定装置设计、优化 ? 天然气脱水(甘醇或分子筛) 、脱硫装置设计、优化 ? 天然气轻烃回收装置设计、优化 ? 泵、压缩机的选型和计算 (二) 、在石油石化炼油方面的应用 1 . 常减压系统设计、优化; 2 . 3 . FCC 主分馏塔设计、优化; 气体装置设计与优化;

4 . 汽油稳定、石脑油分离和气提、反应精馏、变换和甲烷化反应器、酸水分 离器、硫和 HF 酸烷基化、脱异丁烷塔等设计与优化; 5 . 在气体处理方面:可完成:胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱 甲烷 塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成 / 抑制、多级、平台操作、冷冻回路、 透平膨胀机优化。 HYSYS 软件功能 ? 数据回归包: 数据回归整理包提供了强有力的回归工具。 用实验数据或库中的标准数据通过该 工具用户可得到焓、 气液平衡常数 K 的数学回归方程 ( 方程的形式可自定 ) 。 用回归公式可以提高运算速度,在特定的条件下还可使计算精度提高。

? 严格物性计算包: HYSYS 提供了一组功能强大的物性计算包,它的基础数 据也是来源于世界富有盛名的物性数据系统,并经过本公司的严格校验。这些数 据包括 16,000 个交互作用参数和 1,800 多个纯物质数据。 ? 功能强大的物性预测系统:对于 HYSYS 标准库没有包括的组分,可通过定 义假组分,然后选择 HYSYS 的物性计算包来自动计算基础数据。 ? 事件驱动:将模拟技术和完全交互的操作方法结合,使 HYSIM 获得成功。 而利用面向目标的技术使 HYSYS 这一交互方式提高到一个更高的层次,即事 件驱动。当你在研究方案时,需要将许多工艺参数放在一张表中,当变化一种或 几种变量时,另一些也要随之而变,算出的结果也要在表中自动刷新。这种几处 显示数据随计算结果同时自动变化的技术就叫事件驱动。 通过这种途径能使工程 师对所研究的流程有更彻底的了解。 ? 工艺参数优化器:软件中增加了功能强大的优化器,它有五种算法供您选择, 可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是比较 先进的一种方法,可进行多变量的线性、非线性优化,配合使用变量计算表,你 可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中,以得到最大经济效益的操作条件。 ? 窄点分析工具:利用 HYSYS 的窄点分析技术可对流程中的热网进行分析计 算,合理设计热网,使能量的损失最小。 ? 方案分析工具:某些变量按一定趋势变化时,其它变量的变化趋势如何呢?了 解这些对方案分析非常重要。比如,当研究塔的回流比和产品质量的变化对热负 荷、产量、温度的影响时,在 HYSYS 的方案分析中选回流比和产品质量作为 自变量,给出它们的变化范围和步长, HYSYS 就开始计算,最后会给出一个 汇总表。 ? 各种塔板的水力学计算: HYSYS 增加了浮阀、填料、筛板等各种塔板的计 算,使塔的热力学和水力学同时解决。 ? 任意塔的计算: 我们以前接触的软件中所有分馏塔都是软件商提供了一个最全 的塔,然后让用户自己选择保留部分。试问,若用户有一个塔,其上部分为吸收 - 解析塔,下部分为提馏塔,这种塔该如何计算呢? HYSYS 就可以。由于采 用了面向目标的编程工具, 塔板、 重沸器、 泵、 回流罐等等都是相互独立的目标。 人们可以任意组合这种目标,而完成各种各样的任意塔,十分方便。 热力学方法 ? 1800 多个纯组分 ? 物性计算方法 Peng Robinson BK10 Chien Null Virial Soave Redlich Kwong Esso Tabular NTRL Redlich Kwong Kabadi Danner Chao Seader UNIQUAC Ideal Gas Zudkevitch Joffee Grayson Streed Margules Steam PRSV Sour PR Van Laar Wilson Modified Antoine Sour SRK

? 16000 多个交互作用参数 ? 假组分 ? 数据回归包 ? 原油的处理:原油管理 器可以对用户的任何实验数据处理、将原油转换成虚拟组分计算、原油管理器中 提 供 大 量 的 关 联 式 供 用 户 选 择 ? Assay Types — — TBP, D86, D1160, D86-D1160, D2887, EFV, Chromatographic ? Assay Options — — Barometric correction, cracking correction ? Property Curves —— Viscosity, Density, Molecular Weight 单元操作 ? 分离器: 2 相分离器, 3 相分离器、固体分离器、旋风分离器、真空过滤器、 结晶器 ? 蒸馏塔:吸收解吸、有再沸器的吸收塔、有回流的吸收塔,液 - 液萃取塔、 常减压塔、精馏塔、组分分离器、三相精馏塔(所有塔都能在板上加反应单元进 行反应精馏) ? 反应器: CSTR, PFR, Gibbs, 平衡、转化率 ? 换热器:热交换器、 LNG 多 相流冷箱、加热器、冷却器 ? 分配单元:管道、混合、分支 ? 压力变化:泵、压缩机、膨胀机、阀 ? 逻辑单元:平衡、前置、 PID 调节器、电子计算表、传递函数发生器 等等。 通过微软 OLE 扩展用户功能 ? 通过 OLE 用户可以对 HYSYS 进行以下开发 ? 建立用户自己的物性包 ? 增加用户自己的反应方程 ? 开发自己的专用单元操作 ? 可用 VB 或 C++ 开发用户自己的专用模型 3.1.2HTFS HTFS 原是英国 AEA 工程咨询公司的一个子公司, 1997 年 AEA 公司和加拿 Hyprotech 公司合并, Hyprotech 成为 AEA 的一个子公司,原 HTFS 公司由 Hyprotech 接管、合并 2002 年 7 月, Hyprotech 公司与 AspenTech 公司合并, Hyprotech 成为 AspenTech 公司的一 部分。官方网站:http://www.AspenTech.com/ HTFS2001 中共 7 个部分:ACOL 6.20 FRAN 2.01 TASC 5.00 APLE 2.10 MUSE 3.20 FIHR 2.00 PIPE 5.20 HTFS.ACOL

HTFS.ACOL 是一个功能非常强大空冷计算程序,可以模拟光管或翅片管束,管 外界质可以是空气或其他气体。可以模拟计算以下系统:空冷,烟气余热回收系 统、空调系统、空气除湿系统、制冷系统等。 ? 计算模式 设计模式 :交互式的图形设计方法是 HTFS 独家技术。这样您可以根据所需的热负荷得 到最优的空冷器管束布局。可以确定管排的组数、换热单元、每个单元内的分级 数目和空气的流量。可以给出多种方案供用户选择。 模拟模式 : 1 )给定进口状态(管程和管外气体) ( ,计算出口状态, 2 )给定管程出 ( 口和管外气体进口状态,计算管程进口状态, 3 )给定管程进口状态且管外自 ( 然对流,计算管程出口状态和管外气体流量, 4 )给定管程进口状态及管外气 ( 体进口状态, 计算管程流量。 5 ) ( 给定管程进, 出口状态及管外气体进口状态, 计算管管外气体流量。 6 )计算管内结垢参数。 ( ? 空冷器类型 抽吸式、 送风式、 自然对流式, 可以对管程进行加热或冷却。 管程数最多可达 50 。 换热器可以任何数可达 100 层。 HTFS.MUSE ? 计算模式 ? 设计:根据各流股的工艺条件,用简捷法计算出冷箱的几何尺寸及通道层数 ? 核算:给定进出口状态,核算换热器 ? 模拟:给定冷箱的几何尺寸、通道层数及进口状态,计算出口状态 ? 流道分配模拟: 计算给定冷箱每一流道的操作特性(最大流道数可达 240 ) 。可预测冷箱的横断 面翅片温度分布,从而可对各种流道分配方案进行研究。 ? 热虹吸式冷箱计算,流股分配方案分析及并流、错流分析 ? 冷箱类型 冷箱最大流股数可达 15 股。流股之间换热形式可采取逆流、并流、错流。单一 冷箱或多个单元串、并组合的复合冷箱,这些冷箱可以垂直式或水平式。热虹吸 式冷箱可以是内置式(内潜在液室中)或外置式(通过管道和塔底的液室连在一 起) 。 ? 分配器的类型 分配器可以计算进口和出口分配器的扩张压降,可以检查流量分布是否均匀,再

分配器有合并型、分支型、也可部分流股抽出。 ? 翅片特性数据 可以通过输入界面人工输入翅片的传热及压降特性数据 (平直、 多孔、 波纹 / 人 字型、锯齿、片条) ,若没有厂家数据,可根据软件内部的特性曲线求出翅片特 性。由于深入及独特的研究工作, HTFS 对处理翅片通道的沸腾和冷凝流体流 动有独特的方法。 ? 程序组成 PFIN—— 简捷计算:首次计算板翅式换热器时首先用它计算换热器的基本尺寸 MUSE—— 标准计算:按标流道分布计算换热器 MULE—— 流道分布校正及手工进行流道分布 MUSC—— 错流校正 HTFS.FIHR HTFS.FIHR 为加热炉计算程序 ? 功能 模拟模型 对于给定炉型及其结构尺寸、燃料消耗量、过剩空气系数、被加热介质等,软件 能进行以下计算: 通过燃烧室和对流室的传热计算及多相流流体计算, 可得到被加热流体和烟气的 温度分布和压力分布。 其中烟气的压力分布是沿燃烧室经对流段至烟囱的非常详 细的数据。 核算模型 对于给定炉型,指定燃烧段热负荷(通过给定被加热流体在燃烧的出口温度) , 反算出所需的燃料量(输入方式和模拟模式相同,但需指定被加热流体在燃烧段 的出口温度) 。 处理能力 被加热流体可以是: ? 单相流体(气相或液相) ? 多相流体(气液二相或气液 - 液三相) 被加热介质可分布在加热炉的不同部分。 该加热炉可用于模拟计算: 各种炼油厂、

化工厂圆筒炉和方箱加热炉及热回收系统。 ?技术特点 功能强大的在线帮助系统及以图形交互的方式输入燃烧室及对流段的结构 尺寸。利用这些功能,用户可以非常容易地完成建模工作 ? 被加热介质最多可达 10 股流,它们可以任意分布于炉子的各部位。它们相对于 烟气可以采取逆流或并流 ? 被加热介质可以是单相流或多相流。它们可以采用多路及多管程方式 ? 可以采用气体燃料或液体燃料 ? 圆筒炉或方箱炉。燃烧段可以是单排或双排炉管。炉管可以是垂直或螺旋布置, 可置于炉中央或圆周排列 ? 方箱炉可以是单体或双体 ? 对流段最多可以分为 9 段。管子可以是光管或翅片管。对流管可以考虑来自燃 烧室的辐射传热 ? 烟气排放方式有两种方式,即回收烟气能量(用烟气预热燃料) ,或不回收烟气 能量。烟筒可以是同径或变径。烟筒可带档板 ? 燃烧室和对流段可分别单独建模 ? 可用各种单位,如:国际单位、公制单位及英制单位 ? 支持 .PSF 物性文件格式。用户可通过 .PSF 文件和模拟软件进行数据传递 ? 物性数据库 在模拟过程中,对于被加热介质需要用到以下物性:密度、比热、导热系数、液 体的表面张力,对于多相流还需热负荷曲线(温度 - 焓 - 汽化率) 。为了取得 这些物性, HTFS 提供了一下方法: ? 热力学物性数据包:将 HYSYS 流程模拟软件中的热力学包引入 HTFS 系统。 提供 1000 多个纯组分, 6 种状态方程及 2 个活度计算模型

? ?

NEL40 包含 40 个纯组分的物性计算方法

可以通过标准的 PSF 物性生成文件,由流程模拟系统提供物性数据 ? 模型计算方法 燃烧室可采用两种计算模型: ? 均匀混合模型(单区域法) ,将整个燃烧室视为一个完全混合的一个区域 ? 区域法,将燃烧室沿轴向分成若干段,每个段被认为是一个小的区域 对于每个区域都计算辐射传热、对流传热、及各种热平衡。 最后得出每个区域的详细数据: ? 烟气和炉壁的温度分布 ? 被加热介质及炉管壁的温度分布 火焰在每个区域的热量分布可由模型自动计算或由用户自己定义。 在对流段,烟气的温度和压力是沿其流动方向逐段炉管计算的。被加热介质的温 度、压力和管壁温度是逐管计算的。对流段也可考虑辐射传热。烟气的压力降计 算考虑了由鼓风机进口到烟囱出口的每个部分。 ? 模拟结果输出 从简洁的总结报告到非常复杂的逐管分析报告, FIHR 软件的输出方式能使您 从各个方面研究加热炉的性能。一些非常重要参数还可以用图形方式表现出来。 如:压力分布图和温度挟点图等。通过各种曲线图您可以更进一步了解炉子的性 能。 FIHR 可以输出以下报告: ? 简洁汇总报告 ? ? 炉子每部分的热平衡报告 ? 炉管的热强度报告 ? 烟气温度、压力分布报告 ? 被加热介质的温度及炉管表面温度分布报告(逐管分析) API 数据报告

? 计算炉管的最高温度 ? 被加热介质的逐管压力分布 化工流程模拟软件大全(续 3) 2007-08-08 17:49 HTFS.TASC HTFS.TASC 是世界上非常优秀的管壳式换热器软件。以计算准确性和工程实用 性而闻名。新一代的 TASC 功能更强,将所有管壳式换热器集为一体,将传热 和机械强度计算融为一体。可用于多组分,多相流冷凝器,罐式重沸器、降液膜 蒸发器,多台换热器组等。并提供管束排列图。 ? 计算模式 设计:对于给定工艺条件进行换热面积或成本优化设计。计算换热器的各种 参数 核算:指定流体的进出口条件,核算换热器是否能提供足够的负荷,并计算 换热器的实际换热面积与所需换热面积的比率 模拟:对于给定的换热器,当工艺介质进口给定后模拟其出口状态及计算换热器 的操作性能 ? 热虹吸换热器模拟:模拟热虹吸换热器的操作性能,计算循环量和管路压降 ? 换热器类型 ? 包括所有 TEMA 式的换热器, 单换热器或换热器组 (串联最多为 12 台,并联无限制)换热器可以水平或垂直放置 ? 管壳可以是光管、低翅片、径向翅片及螺旋带翅片等 ? 可以计算非 TEMA 式的换热器。如双管换热器,多管束双壳式换热器等 ? 立式和卧式热虹吸换热器 ? 振动检查 ? 对于通过壳程的汽、液或两相流体, HTFS.TASC 软件用多年研究的先进方法 检查由流体流动引起振动的可能性,该方法可预测流体弹性稳定性、共振、流体

冲击等。还可以预测热虹吸换热器的流动稳定性。 ? 排管布置优化 ? 可处理光管、低翅片管、轴向翅片管。内含低翅片管数据库 ? 折流板形式:单缺口、双缺口、缺口无管折流板、杆式折流板 ? 输出结果 输出结果包括以下部分: 优化设计的详细结果,包括总重、各种方案比较表 ? TEMA 规格的设计报告,可与微软的文字处理软件相连 换热器平面尺寸图 管、壳程各种详细数据 各种可能引起振动的原因及详细描述 ? 可以预测可能发生的不稳定流动(热虹吸式换热器) 成本核算、管束排列优化及换热器管束排列图 ======================================================= 3.1.3Aspen plus Aspen Plus 是大型通用流程模拟系统,美国 AspenTech 公司的产品。 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。 具有最完备的物性系统 1. 一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 有 20 多种状态方程模型 有 15 种活度系数模型 有 10 多种摩尔体积模型 2 种蒸发潜热模型 13 种焓,自由能,熵模型 4 种蒸汽压模型 3 种气夜平衡比模型 具有纯组分的物性数据常数模型 两种复合固体密度模型 5 种复合固体焓模型

6 种热导率模型 4 种表面张力模型 10 种粘度模型 3 种扩散系数模型 2. Aspen Plus 数据库包括 5000 多种纯组分的物性数据及下列数据库: 纯组分数据库包括 5000 种化合物参数。 电解质水溶液数据库,包括 900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。 固体数据库,包括水溶液种 61 中化合物的 henry 常数参数 二 元 交 互 作 用 数 据 库 , 包 括 Ridlch-Kwong Soave,Peng Rinson,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 4000 多个,涉及 5000 种双元混合物。 PURE10 数据库,包括 1727 种化合物的物性数据,这是基于美国化工协会开发 这比第九版的 1550 组分数据库不仅 的 DIPPR 物性数据库的比较完整的数据库。 扩大了许多,而且参数也更加准确可靠。 无机物数据库包括 2450 种组分的热化学参数。 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。 固体数据库,包括 3314 种组分主要用于固体和电解质的组分。 水溶液数据库,包括 900 种离子,主要用于电解质的应用。 3. 与 DECHEMA DETHERMA 等物性数据接口 Spen 是唯一获准与 DECHEMA 的数据库接口软件,该数据库收集了世界上最完 备的气液平衡及液液平衡数据,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。 4 高度灵活的数据回归系统 5 性质常数估算系统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。 6 Redlinch-Kwong-UNIFAC 状态方程可用于非极性,极性和缔合组分体系 Aspen Plus 混合固体系统 在煤的净化和液化,流化床燃烧,高温冶金,以及固体废物,聚合物,生物 和食品 工业中都有固体应用的问题。 一是 Soild 数据库, 它广泛收集了 3314 Aspen Plus 中固体的性质数据有两个来源:

纯无机物和有几=机物的热化学数据;二是和 CSIRO 数据库接口。 Aspen Plus 模拟电解质系统 Aspen Plus 提供 pitzer 活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系数,包括弱电 解质,盐类和含有机化合物的电解质系统。这些模型已在工业中广泛的应用,证 明是准确,可靠的。 电解质系统有三个物性参数数据库:水数据库包括物质的各种离子和分子溶 质的性质; 一些特殊的电解质系统的应用于酸性气体交互过程的数据包是由本公 司应用部门和用户一起开发的。 Aspen Plus 具有完整的单元操作模型库 Aspen plus 有一套完整的单元操作模型,可以模拟各种操作过程,由单个原油蒸 馏塔的计算到整个合成氨厂的模拟。由于采用了先进的 PLEX 数据结构,对于组 分数,进出口物流数,塔的理论摸板数以及反应数目均无限制,这是它的一项独 特优点, 非其它的模拟软件所能比拟。 此外, 所有模型都可以处理固体和电解质。 单元操作模型库约有 50 种单元操作模型构成,用户可将自身的单元用户模型以 用户模型加到 Aspen Plus 系统之中,这为用户提了极大的方便性和灵活性。 Aspen plus 的分馏和反应模型是最常用的两类单元操作模型。 分馏模型 Aspen plus 的多级严格分离模型是基于内外两层结构,结合最新的联立方程和求 解法编制而成。 反应器模型 Aspen plus 的反应器模型可用于很广的范围。简单的化学计量模型(RSTOIC),只 需要规定化学计量和反应中一个关键组分的转化率即可应用。 在已知反应动力学 的情况下,可以用更精确的模型,如连续搅拌釜式(RCSTR)反应模型或活塞 反应模型(RPLUG). Aspen plus 的单元操作模型及主要功能 混合器和分流器 分离器 加热器和热交换器 多级分离 反应器 泵和 压缩机 固体处理 流控制器 管线与阀门 用户模型

压力释放 化工流程模拟软件大全(续 4) 2007-08-08 17:50 Aspen Plus 具有快速可靠的流程模拟功能 Aspen plus 提供流程模拟所需的各种功能,可以帮助用户方便的编写各种输入文 件,快速而可靠的收敛模型,以及进行流程优化计算。这些功能包括: 可按流程模拟需要使用在线语句的子程序。 1.可以用 Aspen plus 的插入模块(Insert)功能,重复使用流程模拟的某一部分。例 如一酸性气体的净化模型,一组物性输入数据,也可以建立自己的 Insert,并存 入用户插入模块库(Librury)来应用。 2.可以利用设计规定(Design Specification)来达到对任何模块计算的参数所规定 的目标值。 Aspen Plus 具有先进的流程收敛方法 Aspen plus 具有最先进的数值计算方法,能使笔直环物流和设计规定迅速而准确 收敛。这些方法包括迭代法(Wegstein) ,正割法(Secant) ,拟牛顿法,Broyden 法等。 Aspen Plus 可以进行优化计算 应用 Aspen plus 的优化功能,可寻找工厂条件下的最优值,以达到任何目标函数 的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制,可以将任意工程和技术经济 变量作为目标函数, 如利润和生产率。 新的 Wondous 标准化用户界面 通过 Windows 交互操作功能,第十版的最大好处可使和其他程序的交互作用: 使用着可以迅速而容易的在 Aspen plus 和其它应用程序之间传送模拟数据, 它在 三个不同的层次上支 持这种交互操作: 模拟数据的拷贝/粘贴/链接 对模拟对象和数据的目标连接嵌入 OLE 自动界面 OLE 目标的嵌入 新的模拟引擎结构 第十版的模拟引擎改为共享库结构,这种结构大大改变了组态性能: 组元可选择,很容易装入或移出, 内部改进,可与 Aspen plus 系统程序隔离开 独立的模型局部可以由网上存取 层次产品可以增加上去并更新 10.2 版本增加许多新功能 对工程工作流支持的增强

1. 支持分层的流程图应用 2. 全面支持流程摸板技术 3. 流程对象的激活和失活 4. 加入新的单元操作模型 系统开放性: 1. 计算器-----允许电子表格或在线 Fortron 对流程变量进行存取 2. 支持 CAPE-OPEN 标准,允许 VB,C++,VJ++,Fortran 用定制用户模型 3. 支持热力学 CAPE-OPEN 接口 4. COM 对原油的虚拟组分和原油混合方法进行改进 5. OLE 自动接口方法和技术的增强 与工程套件中其它产品的集成: 1. Custom Modeler:支持 Custom Modeler 所建立的单元操作模型 2. Aspen pinch: 替 代 Aspen pinch 完 成 当 有 多 个 物 流 进 入 一 个 单 元 时 混 合 物 流 3. 可从 Aspen plus 直接用分馏序列的设计 4. 套件中其它产品:与等其它产品的接口也得到加强 Aspen plus 工程能力的增强: 1. Heatx 中加入了 LMTD 修正因素 2. 加入了新的气相关联模型,支持二聚,三聚和六聚物的计算 3. 物性的计算

用户界面的更改和增强 4. 物性-------对原物性进行了完善 ====================================== 3.2-gPROMS(r) gPROMS?流程模拟软件是英国 PSE 公司开发的的通用工艺过程模拟系统, 为当 今世界上先进的工艺过程建模、模拟和优化软件包。官方网站: http://www.psenterprise.com/或 http://www.gPROMS.com/ 的高科技公司。 gPROMS(r)已广泛用于化学工业、石油化工、石油和天然气加工、造纸、精细化 工、食品工业、制 药及生物制品技术等加工行业。 gPROMS(r)的核心模块是 ModelBuilder,其特点是:结构化的模型开发;具有丰 富的加工过程单 元*作模型库;具有实验参数设计功能;强大的编辑功能;丰富 的实用工具库;错误诊断和结果输出管理;增强的物性计算;有 Run Time 版本 gO:RUN;以及增强的求解程序。 gPROMS(r) 的 go:Simulink 和 go:MATLAB 模 块 可 以 把 用 gPROMS(r) 的 ModelBuilder 建立起来的 工艺模型及过程控制模型作为一个块(Block),嵌套 入 Simulink(r) 和 MATLAB(r)的流程,进行模拟计 算。 gPROMS(r)的 go:CFD 使化学反应工程师可以将 gPROMS(r) 同计算流体力学 (CFD)结合起来,将流 动性、传热传质、反应动力学等等一并考虑,以便建立 更准确的复杂反应体系的模型。 PROMS(r)的 go:CAPE-OPEN 使采用 gPROMS(r) 建立的模型也可以在任何与 CAPE-OPEN(计算机辅助 加工工程开放标准)兼容的模拟软件中运行,例如 AspenPlus, Hysys,PRO/II 等等。 **Honeywellg 公司已采用 gPROMS(r)作为 Experion Process Kno 化工流程模拟软件大全(续 5) 2007-08-08 17:51 3.4ChemCAD ChemCAD 系列软件是美国 Chemstations 公司开发的化工流程模拟软件。 使用它, 可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型, 并通过运算模拟装置的稳态或 动态运行,为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。官方网 站:http://www.chemstations.net/ ChemCAD 是一个用于对化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中的工艺过程 进行计算机模拟的应用软件, 是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平 PSE 公司(Process System Enterprise Ltd.)是立足于英国帝国大学(Empire College)

衡和能量平衡核算的有力工具。使用它,可以在计算机上建立与现场装置吻合的 数据模型,并通过运算模拟装置的稳态或动态运行, 为工艺开发、工程设计以 及优化操作提供理论指导。 工程设计 在工程设计中,无论是建立一个新厂或是对老厂进行改造,ChemCAD 都可以用 来选择方案,研究非设计工况的操作及工厂处理原料范围的灵活性。工艺设计模 拟研究不仅可以避免工厂设备交付前的费用估算错误, 还可用模拟模型来优化工 艺设计, 同时通过进行一系列的工况研究,来确保工厂能在较大范围的操作条 件内良好运行。即使是在工程设计的最初阶段,也可用这个模型来估计工艺条件 变化对整个装置性能的影响。 优化操作 对于老厂,由 ChemCAD 建立的模型可作为工程技术人员用来改进工厂操作、提 高产量的产率以及减少能量消耗的有力工具。 可用模拟的方法来确定操作条件的 变化以适应原料、产品要求 和环境条件的变化。 该模型可指导工厂的操作以降低费用、提高产率。这样的 例子在一些流程模 拟软件应用较好的化工装置可以举出很多。 技术改造 ChemCAD 也可用模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题,或采用先 进技术改善工厂状况的可行性, 如采用改进的催化剂、新溶剂或新的工艺过程 操作单元。 ChemCAD 单元操作 ChemCAD 提供了大量的操作单元供用户选择,使用这些操作单元,基本能够满 足一般化工厂的需要。 对反应器和分离塔,提供了多种计算方法。ChemCAD 可以模拟以下单元操作: 单元操作 蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、 反应蒸馏 反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机 结晶罐、离心机、旋风分离器、湿式旋风分离器、文氏洗气器、袋式过滤机、真 空过滤机、压碎机、研磨机、静电收集器、洗涤机、沉淀分离器 间歇蒸馏、间歇反应器、PID 控制模块、流量控制阀、记录器模块(选项) 以上共 50 多个单元操作,当然 ChemCAD 可将每个单元操作组织起来,形成整 个车间或全厂的流程图,进而完成整个模拟计算。 ChemCAD 热力学 ChemCAD 的热力学和传递性质包对过程系统提供了计算 K 值、焓、熵、密度、

粘度、导热系数和表面张力的多种选择。 热力学选项 ChemCAD 提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含 39 种 K 值计 算方法、 13 种焓计算方法。这些计算方法可以应用于天然气加工厂、炼油厂以 及石油化工厂, 可以处理直链烃以及电解质、 盐、胺、酸水等特殊系统。 ChemCAD 热 力 学 数 据 库 收 录 有 8000 多 对 二 元 交 互 作 用 参 数 供 NRTL、 UNIQUAC、MARGULES、WILSON 和 VAN LAAR 活度系数方法来使用。也可 以采用 ChemCAD 提供的回归功能回归二元交互作用参数。 ChemCAD 提供了热力学专家系统帮助用户选择合适的 K 值和焓值计算方 法。 ChemCAD 可以处理多相系统,也可以考虑汽相缔合的影响。ChemCAD 有 处理固体功能。对含氢系统, ChemCAD 采用一种特殊方法进行处理,可以可 靠预测含氢混合物的反常泡点现象。 ChemCAD 对于不同单元或不同塔板可以应用不同的热力学方法或不同的 二元交互作用参数。 ChemCAD 物性库 ChemCAD 提供了标准、共享、用户三种组分数据库。 标准物性数据库 标准数据库以 AIChE 的 DIPPR 数据库为基础,加上电解质共约 2000 多种 纯物质。 用户数据库 ChemCAD 允许用户添加多达 2000 个组分到数据库中,可以定义烃类虚拟 组分用于炼油计算,也可以通过中立文件嵌入物性数据。 原油评价数据库 从 5.3 版开始,ChemCAD 提供了 200 多种原油的评价数据库。 ChemCAD 设备设计 ChemCAD 提供了对多种设备进行设计和核算的功能模块。 设备设计和核算 ChemCAD 可以对板式塔(包含筛板、泡罩、浮阀) 、填料塔、管线、换热 器、压力容器、孔板、调节阀和安全阀(DIERS)进行设计和核算。 这些模块共享 流程模拟中的数据,使得用户完成工艺计算后,可以方便地进行各种主要设备的 核算和设计。 ChemCAD 还提供了设备价格估算功能,用户可以对设备的价格进行初步估算。 ChemCAD 其他特点

ChemCAD 还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。ChemCAD 拥有 最短的学习曲线。 安装简单 ChemCAD 支持各种输出设备,用以生成流程、单元操作图表、符号、工艺 流程图和绘图的硬拷贝。可以输出到点阵打印机、激光打印机、支持 Adobe Postscript 语言的任何设备以及绘图机等,也可以直接输出到文件,还可以将输 出转换为 AutoCAD 的 DXF 格式。如果 AutoCAD 和 ChemCAD 都安装在同一个 计算机上,用户可以规定包含 AutoCAD 的位置,所有由 ChemCAD 产生的 DXF 文件都会自动存到 AutoCAD 目录中。 界面友好 ChemCAD 一直以操作简单、界面友好而著称,目前的 ChemCAD5.3 版运行 于 Window 95 / NT、Windows2000 环境。根据 Microsoft Window 设计标准采用 了 Microsoft 工具包及 Window Help 系统,使得 ChemCAD 对用户来说,外观及 感觉和用户熟悉的其它 Window 程序十分相似。 ChemCAD 把屏幕分成 4 个区,顶行是状态区,显示作业目录、版本号等;第二 行显示顶层菜单,这些菜单项经过精心安排,从左至右正是使用 ChemCAD 进行 模拟计算的逐个主要步骤。每个顶层菜单下是一套弹出式菜单,这些菜单包括了 ChemCAD 内嵌的各个功能,使用这些菜单可以完成模拟计算中所需进行的绝大 部分工作。主屏幕由流程窗口占据;屏幕最下面一行被称为 One Line Help,为 当前操作提供简单描述。屏幕布置简洁,以菜单系统为基础,输入简明扼要,如 此友好的图形人机对话界面使初学者很容易上手。 通过 Window 交互操作功能, 5 版最大的好处是可使 ChemCAD 和其它应用程 第 序交互作用: 使用者可以迅速而容易地在 ChemCAD 和其它应用程序之间传送模 拟数据。第 5 版在三个不同层次上支持这种交互操作性,这些新的功能可以把过 程模拟的效益大大扩展到工程工作的其它阶段中去。 ①模拟数据的拷贝/粘贴/联接 例如,通过拷贝 / 粘贴 / 联接功能可以把一个塔的剖面和进出口流股模拟结果 粘贴到一个 Excel 报表中去,以便进一步分析。这就免去了手工抄写产生错误。 ②对模拟对象和数据的目标联接嵌入 OLE 自动界面 例如, 通过 OLE 自动界面可以用 Visual Basic 程序去控制你的模拟。 可以用 Visual Basic 或 Visual Basic for Applications ( VBA)程序编一个文档化的界面来存取和控 制过程模型。 ③OLE 目标的嵌入 例如,用 Visual Basic for Applications ( VBA)宏语言编一个工厂操作工用的界面 使模型的某些计算结果直接显示在屏幕界面上来指导 来联接 ChemCAD 的模型,

操作工操作。 详尽的帮助系统 ChemCAD 的 Hand-Holding 可以象一个真正的老师一样, “手把手地”指导用户 如何开始和完成一个模拟计算的过程,指导用户完成流程生成步骤,提示组分输 入,调用热力学专家系统,一直到运算开始。完成问题的每一步时,ChemCAD 都会查对那一步完成的情况。上文提到的“One line help”也是 ChemCAD 的一 个特点。另外,随时随地的“F1”帮助可以解答用户的大部分疑问。 输入系统采用了专家检测系统,使用户不必费心检查输入是否有遗漏或语句错 误。专家系统会自动指引你下一步应当输入什么数据,并显示每一步骤是否已正 确地完成。 热力学方法的选择是模拟计算的一个难点, 不正确的热力学方法将使得计算结果 毫无意义,ChemCAD 提供了一套热力学专家系统,输入温度和压力范围, ChemCAD 根据组分及输入数据推荐一个合适的热力学方法,极大地方便了用 户。 作业和工况管理方便 作业和工况管理功能使用户可以方便地恢复、拷贝或删除流程;对每个项目,可 以输入帐号和一些描述性语言, 使得用户在开始项目时可以明确选择所需要的流 程;ChemCAD 甚至还可以记录每个项目所花费的时间。 在 ChemCAD 系统中,每一个作业只对应于一个文件,不象其他流程模拟软件系 统一个作业一大堆文件。 使用灵活 使用 ChemCAD 用户可以定义新增组分、图标和符号,用户也可以利用简单的计 算机语言建立自己的设备模型和计算程序。ChemCAD 还考虑到多个用户使用同 一台计算机时的情况,不同的用户可以在不同的目录中定义自己的组分、图标和 符号,互不干扰。 强大的计算和分析功能 ChemCAD 可以求解几乎所有的单元操作,对非常复杂的循环回路也可以轻松处 理。在 ChemCAD 中,用户可以指定断裂流股,可以通过 RUN 指令方便地控制 计算顺序,这对全流程模拟的收敛非常有利,可以加速循环的收敛。ChemCAD 的自动计算功能具备先进的交互特性, 允许用户不定义物流的流率来确定物流的 组成。ChemCAD 还具有先进的优化和分析功能。灵敏度分析模块可以定义 2 个 自变量和多至 12 个因变量, 优化模块可以求解有 10 个自变量的函数的最大最小 值。 即时生成 PFD 图 ChemCAD 为用户形成工艺流程图(PFD)提供了集成工具。使用它,可以迅速

有效地建立 PFD。对指定流程,可以建立多个 PFD。如果以某种方式改变了流 程,此改变情况会自动影响到所有相关的 PFD,如果重新进行了计算,新结果也 会自动传送到所有相关的 PFD。在 PFD 中,可以方便地加入数据框(热量和物 料平衡数据) 、单元数据框(单元操作规定和结果) 、标题、文字注释、公司代号 等等。 报告格式可选 ChemCAD 允许用户按照要求输出报告。在报告中,可以选择输出的流股、单元 操作,对流股中包含的数据也可以进行定义。对蒸馏塔,可以输出包括回流比、 温度、 压力、 每块板上的汽液相流率等详细数据; 对换热器, 可以输出加热曲线。 报告的格式也可以进行定义,可以由用户决定小数点后的位数等。 集成了设备标定模块及工具模块 ChemCAD 集成了对蒸馏塔、管线、换热器、压力容器、孔板和调节阀进行设计 和核算的功能模块,包括专门进行空气冷却器和管壳式换热器设计和核算的 CC-Therm 模块。这些模块共享流程模拟中的数据,使得用户完成工艺计算后, 可以方便地进行各种主要设备的核算和设计。ChemCAD 还提供了设备价格估算 功能,用户可以对设备的价格进行初步估算。 ChemCAD 在工具菜单中含有 CO2 固体预测、水合预测、减压阀和数据回归多 个功能模块。其中 CO2 固体预测模块计算 CO2 固体形成的逸度和初始温度;水 合预测模块估算有关烃和气体形成水合物的条件, 同时也计算以游离水为基准的 水合相组成;减压阀模块计算紧急和正常情况下泄压阀的性能,包括燃烧模型和 泄压模型; 支持动态模拟 Chemstations 公 司 开 发 了 大 量 的 动 态 操 作 单 元 , 包 括 动 态 蒸 馏 模 拟 CC-DCOLUMN,动态反应器模拟 CC-ReACS,间歇蒸馏模拟 CC-Batch,聚合反 应器动态模拟 CC-Polymer, 这些模块都完全集成到 ChemCAD 中, 共享 ChemCAD 的数据库、热力学模型、公用工程和设备核算模块。 在动态模拟过程中,用户可以随时调整温度、压力等各种工艺变量,观察它们对 产品的影响和变化规律。还可以随时停下来,转回静态。ChemCAD 提供了 PID 控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行动态模拟的控制单元, 利用它们可以完成对流程中任何指定变量的控制。利用动态模拟,用户可以: ①确定开停工方案 使装置安全、平稳地开车启动或停工是生产中的关键技术。用 ChemCAD 可以模 拟开停工过程,看到开停工过程中的各种工艺参数的变化,从而研究各种开停工 方案。 ②计算特殊的非稳态过程

当系统内部压力、温度不稳时,用稳态软件不能计算系统紧急放空,只能靠 ChemCAD Dynamical 的过程传递函数,利用微分逼近的原理来完成。利用这一 新型工具,工程师可以解决许多前人无法解决的工程难题。 ③生产指导和调优 由于 ChemCAD 的动态计算完全采用严格的热力学模型, 所以能准确完全地模拟 装置的动态操作过程,还可将装置的工艺参数调到各种极限状态,以确定装置的 优化状态或分析装置出现生产问题的原因。 经济评价功能 运用 CHEMCAD 可以在作工艺计算的同时进行经济评价,用户能够估算基建费 用和操作费用,并进行过程的技术经济评价。ChemCAD 的技术经济评价方法与 工业界应用的方法密切结合。经济评价可以使用于工作的任何阶段,从工艺过程 的研究开发、设计、工厂建设以至工厂操作等过程。 在使用全部经济评价系统功能时,CHEMCAD 自模拟结果取出计算设备尺寸所 需数据,然后进行全面的经济核算。用户还可将自身的价格指标和计算关系式存 入系统,作为计算的依据。 数据回归系统 ChemCAD 拥有高度灵活的数据回归系统,此系统可使用实验数据求取物性 参数,可以用于纯组分性质回归、二元交换作用参数回归、电解质回归、反应速 率常数回归等。数据回归系统能够通过输入易测性质(例如沸点)来估算缺少的 物性参数,可估算活度系数模型中的二元参数。当模拟流程中含有缺少实验数据 的新化学品时,这种特性特别有用。 热力学物性计算方法: CHEMCAD 提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法, 包含 39 种 K 值计 算方法,和 13 种焓计算方法。K 值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四 类, 其中活度系数法包含有 UNIFAC 、 UPLM (UNIFAC for Polymers)、 Wilson 、 T. K. Wilson 、HRNM Modified Wilson 、Van Laar 、Non-Random Two Liquid (NRTL) 、 Margules 、 GMAC (Chien-Null) 、 Scatchard-Hildebrand (Regular Solution) 等。焓计算方法包括 Redlich-Kwong 、Soave-Redlich-Kwong 、Peng化工流程模拟软件大全(续 6) 2007-08-08 17:52 .5Design II 美国 WinSim Inc. 公司开发的流程模拟软件。 经过二十九年的开发和改进, Design II 已经成为流程模拟变革的先驱;许多 Design II 的革新,如在线 Fortran 和严格 塔计算,均已确立了流程模拟的标准。官方网站:http://www.WinSim.com/ WinSim Inc.过程模拟软件是在 windows 环境下开发的第一款过程模拟软件。可

以为碳化

氢及学石化产品及天然气制程。天然气的管道注入,氨水.甲醇.氢气

设备提供了严格的制程模拟! DESIGN II 工艺流程模拟软件 经过二十九年的开发和改进,DESIGN II 已经成为流程模拟变革的先驱。许 多 DESIGN II 的革新,如在线 FORTRAN 和严格塔计算,均已确立了流程模拟 的标准。由此,DESIGN II 就成了 DESIGN II for windows 的基础。DESIGN II 是强大的流程模拟计算工程, 它可以为大量的管线和单元操作做热量平衡和物料 平衡。DESIGN II 的简便而精确的模块,使工艺工程师把注意力集中在工程上而 不是计算机操作上。DESIGN II for windows 提供自由格式文字窗口,只需要很 少量的输入数据和 DESIGN II 命令。DESIGN II 提供了一些先进的特性如:热交 换器和分离器的核算及设计计算。 DESIGN II for windows 包括了 879 种纯组分 的数据库以及直到 C20 的绝大部分碳氢化。也包括了 38 种已知特性的世界原油 数据。 应 用 物性 乙二醇装置 严格油品塔模型 两相管线模型 胺吸收装置 热交换器的设计与核算 膨胀机和解吸油装置 采油和运输 分离器的设计与核算

气液相和液液相的数据回归 不论是对一个简单的压力降问题能做出很快的回答,还是完成一个大型装置 的流程模拟,DESIGN II for Windows 都是最好的。流程中的单元操作,物流以 及组分的规模和复杂性,都是由计算机构成流程的能力所限制的。流程的建立可 根据用户的需要,通过 Windows 的 窗口输入,通过关键词输入,或两者结合输入来完成。 DESIGN II for Windows 主要提供了一流的基于流率的胺吸收气体加工模型。 ChemTran 可以提供所有流程模拟所需的物性并与 DESIGN II for Windows 进行整和。对于 非理想性的化工系统和轻烃系统中一些必须计算的不常用的性质来说, 这是最好的方法。 纯 组 分 ChemTran 包含一个最大的工业用的纯组分数据库。包括 879 种纯组分的 全部的热力学性 混 合 物 支持大部分的回归方法。ChemTran 回归方法包括二元,三元,四元系统的 回归。回归方法可由常用的各种平衡数据估算出热力学性质。这些方法可以处理 气-液平衡,液-液平衡,气-液-液平衡,气-液-液-液平衡。 质。分 子结构的输入简化了官能团技术对物性的估算。

适 用 性 ChemTran 的特征很容易理解,关键词输入,容易读,很好的输出格式。数 据是用十一种通用的公式回归的,因此确保了您的要求总能得到满足。每种性能 的资料都在很容易找到的标题下进行了很好的编排。 每种特性的特殊指导都很完 全和容易理解。 CHEMTRAN 纯组分物性 输入数据 正常沸点,临界温度,偶极矩,缔和参数,等张比容,分子量,偏心因子,临界 温度,临界体积,溶解度参数,分子结构 回 归 理想气体热容,气相压力,密度,导热系数,K 值,潜热,表面张力,粘度,气 液相焓估算正常沸点,临界压力,溶解度参数,理想气体热容,气相压力,密度, 导热系数,临界温度,偏心因子,表面张力,粘度,焓 混合物数据方法 回归经验数据,二元交互作用参数,UNIFAC 官能团方法,正规溶液理论 关 联 式 Peng-Robinson, Modified Peng-Robinson, Soave, API Soave, Renon(NRTL), Wilson, UNIQUAC, Edwards(Electrolytes), BWR/BWRS, Soave Kabadi Danner, Vapor Phase Association 先进的特性 在线 FORTRAN--在线 FORTRAN 能够将 FORTRAN 66 的命令直接连到 DESIGN II 的输入文件中。 通常一些有精细需求的特定的流程模拟则需要这种技 术。 流程优化—流程优化是 DESIGNII 的一项强大的功能, 它可以化简繁重的设计工 作及节省时间。 只需几个简单的关键词就可以规定设计变量从最小到最大的变化 区间,以使目标达到流程的限定值。 工况研究--工况研究模块可使工程师同时运行几种相近的工况,从而进行流程的 灵敏度分析。工况研究允许您生成结果数据表以及将影响因素打成图。这一功能 也提高了设计效率。每个流程中只允许有一个工况研究模块,每个工况研究模块 最多只允许有 25 个工况。所有的参数均被改变,然后将新的参数送入流程,对 流程进行重新模拟。 管线模型 DESIGN II for Windows 提供了完善的管线模型和设计应用。 不仅是简单地计 算压降。例如单相流,双相流及管网 均可以计算以下内容:压降 流速 流速与声速比 公称直径

DESIGN II for Windows 也能严格计算所有的传热及与管网相连的标高。材 质可选用从铝到不锈钢的所有材质。 您也能得到管线系统中有关凝液移动的活塞 流分析。这在轻烃系统中是非常重要的,如油田中的天然气


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