计算机在化工设计中的应用.ppt

计算机在化工设计中的应用 十、 计算机在化工设计中的应用 流程模拟软件 化工过程计算软件 化工厂三维软模型设计CAD技术 计算机在化工设计中的应用 流程模拟软件 Aspen Pro II Chemcad Hysys 计算机在化工设计中的应用 ASPEN PLUS 生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟 系统 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wiki软件/wiki。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。 计算机在化工设计中的应用 ASPEN 特性 ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造 的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究 与开发经过工程到生产。 ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力 最大。 ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力 ， 这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的 工艺过程。 ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核 心部分， 该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过 程专业知识并充分利用。 在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算 、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化 一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。 计算机在化工设计中的应用 ASPEN 功能 Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非 常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着 非常重要的促进作用。自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产 品优化和其它许多商业流程结合。 Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及 为满足其它特殊工业应用所开发的功能。比如像电解质模拟，Aspen Plus 主要的功能如下： Windows交互性界面：界面包括工艺流程图形视图，输入数据浏览 视图，独特的“NEXT“专家向导系统，来引导用户进行完整的、一致的流程 的定义。 EO模型：方程模型有着先进参数管理和整个模拟的灵敏分析或者是 模拟特定部分的分析。序贯模块法和面向方程的解决技术允许用户模拟多嵌 套流程。即使很小问题也能很快地、精确的解决，比如像塔的 divided sump simulation. 计算机在化工设计中的应用 ASPEN 功能 ActiveX (OLE Automation)控件. 可以和微软 Excel 和 Visual Basic 方便的连 接，支持 OLE （对象链接与嵌入）功能，比如像复制，粘贴或链接。 全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。 ACM Model Export选项：用户可以在 Aspen Custom Modeler （ ACM ）创 建模拟模型和编译。编译好的模型可以应用在 Aspen Plus 静态模拟中，可以是序贯 模块法模式下或面向方程的解决方案的模式下。 热力学物性： 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。 Aspen plus 使用广泛的、已经验证了的物性模型，数据和 Aspen Properties 中可用估算方法， 它涵盖了非常广泛的范围从简单的理想物性流程到非常复杂的非理想混合物和电 解质流程。内置数据库包含有8500种组分物性数据，包括有机物，无机物，水合物 ，和盐类；还有 4000 种二元混合物的 37,000 组二元交互数据，二元交互数据来自 于 Dortmund 数据库，获得 DECHEMA 授权。 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。 计算机在化工设计中的应用 ASPEN 功能 Calculator models 计算模式 ： 包含 ad-hoc 计算与 内嵌的 FORTRAN 和 Excel 模型接口。 灵敏度分析：非常方便地用表格和图形表示工艺参数随wiki设 备/wiki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模拟，比较和分析。 Design Specification 功能: 自动计算操作条件或设备参数，满足指定的性 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。 开放的环境：可以很容易地和内部产品互相整合，或者是第三方 软件。可以是实用微软的 Excel ， FORTRAN 或者 Aspen Custom Modeler来创建模型，Aspen plus 支持工业标准，比如 CAPE- OPEN 和 IK-CAPE ，Aspentech 是 CAPE-OPEN 实验室 网络的会员。 计算机在化工设计中的应用 ASPEN目标：优化流程设计 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、故障诊断和管理有效 益的生产装置。 计算机在化工设计中的应用 AspenTech：创新理念 AspenTech公司的工程软件产品已被用于 设计和改进工厂和工艺流程，以使装置全 生命操作周期的回报得以最大化；制造与 供应链软件产品则让企业提高工厂与供应 链的利润。把此两大产品系列结合在一起 则创造出了企业运营管理（Enterprise Operations Management，简称EOM） 解决方案，它是一个能让过程工业制造商 显著改进操作性能的集成化的企业级系统 。 计算机在化工设计中的应用 化工原理：讲化工过程的单元操作 热力学方法：讲述物性计算方法 化工系统工程：讲述如何对化工系统进 行建模，分析、求解 如果简单掌握前两点就可以了，如果想进 一步深入，还需看看第三点。 学习aspen plus必备 知识 计算机在化工设计中的应用 PRO/II PRO/II 流程模拟程序,广泛地应用于化学过程的严格 的质量和能量平衡。 美国SIMSCI公司是工业应用软件和相关服务的主要提 供商。这些软件被广泛的应用在石油、石化、工业化工 以及工程和制造相关专业。SIMSCI设计的软件产品可以 降低用户的成本、提高效益、提高产品质量、增强管理 决策。 PRO/II适用于：油/气加工、炼油、化工、化学、工程 和建筑、聚合物、精细化工/制药等行业，主要用来模拟 设计新工艺、评估改变的装置配置、改进现有装置、依 据环境规则进行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化 和改进装置产量和效益等。 计算机在化工设计中的应用 qPRO/II功能及特征 PROII软件自80年代进入中国后，已得 到广大用户的好评，发挥出良好的效益。 特别是一些大的石化和化工设计院的应用 ，更能说明它的独具功能和特点。这些单 位有：北京炼油设计院BDI、石化北京工 程公司BPEC、寰球院、天辰院（2000年 购买）、吉化院（2000年购买）、抚顺院 、乌石化院、大庆油田院、大庆天然气公 司等数十家单位（近年购买）。 计算机在化工设计中的应用 一、国内应用情况 1 在实用性上，PROII要比其它同类软件更具优势，主 要是该软件的开发思路就是针对炼油化工行业，SIMSCI 的计算模型已成为国际标准，公司拥有一批技术专家从事 售后支持，可以解答用户所遇到的疑难问题，这方面要优 于其它软件公司；说明书中有大量的实用例子；使用户更 加容易使用软件。这已被大院所认可。 2 PROII有标准的ODBC通道，可同换热器计算软件或 其它大型计算软件相连，另外还可与WORD、EXCEL、 数据库相连，计算结果可在多种方式下输出。 3 原使用ASPEN软件的单位如：BPEC、BDI、化工化 一院（天辰）、环球公司等，认为PROII更具有工程实用 性。一些化工院和石化院正准备购买PROII软件。 计算机在化工设计中的应用 二、二、软件功能特点软件功能特点 适用的行业：油/气加工、炼油、化工、 化学工程、建筑、聚合物、精细化工/制药 模拟应用：设计新工艺、评估改变的装 置配置、改进现有装置、依据环境规则进 行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化 和改进装置产量和效益 PRO/II 典型的化学工艺模型：合成氨、 共沸精馏和萃取精馏、结晶、脱水工艺、 无机工艺、液-液抽提、苯酚精馏、固体处 理 计算机在化工设计中的应用 聚合物：自由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）、低密 度聚合（乙烯）、聚合（甲基丙烯酸甲脂）、聚合（乙烯基 乙酸脂）、链增长聚合、聚酯、酰胺-尼龙6，尼龙6/6，尼龙 6/12 、共聚、聚合（苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂）、聚合（乙烯 -乙烯基乙酸脂） 炼油：原油预热 、常压蒸馏、减压塔、FCC 主分馏塔、 焦碳塔、气体装置、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 化工：乙烯分离塔、C3 分离塔、芳烃分离塔、环己烷装 置、MTBE 分离制造厂、萘转化、烯烃生产、氧化生产、丙 烯氯化 气体加工：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 制药：间歇精馏、间歇反应 计算机在化工设计中的应用 一般化的闪蒸模型：闪蒸、阀、压缩机/膨胀机、泵、管 线、混合器/分离器方面Mixer/splitter 精馏模型：Inside/out, SURE, CHEMDIST 算法、两/三相 精馏、四个初值估算器、电解质、反应精馏和间歇精馏、简 单模型、液-液抽提、填料塔的设计和核算、塔板的设计和核 算、热虹吸再沸器 换热器模型：管壳式、简单式和LNG换热器、严格空冷器 模型、区域分析、加热/冷却曲线 反应器模型：转化和平衡反应、活塞流反应器、连续搅拌 罐式反应器、在线 FORTRAN 反应动力学 、吉布斯自由能 最小、变换和甲烷化反应器、沸腾釜式反应器、Profimatics 重整和加氢器模型界面、间歇反应器 聚合物模型：连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、擦膜蒸 发器 固体模型：结晶器/溶解器、逆流倾析器、离心分离器、 旋转过滤器、干燥器、固体分离器、 旋风分离器 计算机在化工设计中的应用 组分数据库：2000多纯组分库、以 DIPPR为基础的库、固体性质、1900多 组分/种类电解质库、非库组分、虚拟组分 和性质化验描述、用户库、根据结构确定 性质、多个化验混合、用于聚合物的Van Krevelen 方法 计算机在化工设计中的应用 混合物数据：用于3000多VLE二元作用 在线二元参数、2200在线共沸混合物用于 参数估算、专用数据包、酒精脱水、天然 气脱水、带有三乙烯乙二醇、来自GPA (GPSWAT)的酸水包、气体和液体氨处理 、硫醇等 计算机在化工设计中的应用 热力学计算方法多种: 操作单元： 闪蒸罐，缩略图，间歇精馏器，蒸馏器，液液 抽提精馏器，侧线塔，压缩机，结晶器，旋流器， 减压设备，溶解器，膨胀机，闪蒸，带有固体的闪 蒸，LNG多股流换热器，精确核算型换热器，简单 换热器，严格空冷器模型，加热冷却曲线，混合 器，相包络，管道，聚合物反应器，泵，回流泵， 阀,刮膜式蒸发器，平衡反应器，转换反应器，吉布 斯反应器，塞流反应器，平推流反应器，全混流反 应器， 间歇式反应器，固态颗粒分离器，分裂器， 单变量控制器，多变量的控制器，物流计算器，流 程优化器，过程数据，用户自定义操作单元,(电解质 模块,SIMSCI外接的模块) 等. 计算机在化工设计中的应用 用户扩展功能 用户自定义物流属性包;增加用户组份数 据;增加热力学计算方法;增加自定义操作 单元模块0个;增加自定义计算模型 个;增加自定义电解质模型个等 计算机在化工设计中的应用 分析工具 工况研究，优化器，单相变量控制器， 多相变量控制器，加热/冷却曲线等 计算机在化工设计中的应用 PROIIPROII软件除基本包以外，还提供给用户有软件除基本包以外，还提供给用户有 如下模块：如下模块： 界面模块界面模块 HTFS、PRO/II-HTFS Interface自动从PRO/II数据库 检索物流物性数据，并用该数据创建一个HTFS 输入文件 。 HTFS 然后能输出该文件，以访问各种物流物性数据 。 HTRI、PRO/II-HTRI Interface 从 PRO/II数据库检索 数据，并创建一个用于各种HTRI程序的 HTRI输入文件 。来自PRO/II热物理性质计算的物流性质分配表提供给 HTRI的严格换热器设计程序。这减少在两个程序之间输 入数据的重复。 Linnhoff March，来自PRO/II的严格质量和能量平衡 结果能传送给 SuperTarget 塔模块，以分析整个分离 过程的能量效率。所建议的改进方案然后就能在随后的 PRO/II运行中求出值来。 计算机在化工设计中的应用 应用模块应用模块 Batch，搅拌釜反应器和间歇蒸馏模型能够独立运行或 作为常规 PRO/II流程的一部分运行。操作可通过一系列 的操作方案来说明，具有无比的灵活性。 Electrolytes，该模块严密结合了由OLI Systems, Inc开 发的严格电解质热力学算法。The Electrolyte Utility Package（电解质应用包），作为该模块的一部分，进一 步扩展了一些功能，如生成用户电解质模型和创建、维 护私有类数据库。 Polymers，能模拟和分析从单体提纯和聚合反应到分 离和后处理范围内的工业聚合工艺。对于 PRO/II的独到 之处是通过一系列平均分子重量分率来描述聚合物组成 ，可以准确模拟聚合物的混合和分馏。 计算机在化工设计中的应用 常用版本： Pro II v6.01 最新版本： Pro II V8.1 计算机在化工设计中的应用 CHEMCAD 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。 计算机在化工设计中的应用 应用： 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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： 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。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。 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提供了标准、共享、用户三种组分数据库。 计算机在化工设计中的应用 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提供了对多种设备进行设计和核算的功 能模块。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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可以在Windows95、98和NT 下运行，安装时不需要进行特别的配置， 只要正确安置了加密锁(或密钥)，一般都能 正常运行。一个计算机的初学者也可独立 完成整个系统的安装。 计算机在化工设计中的应用 支持各种输出设备 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 通过Window交互操作功能，第5版最大的 好处是可使ChemCAD和其它应用程序交互作 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 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。 OLE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来联接ChemCAD的模型，使模 型的某些计算结果直接显示在屏幕界面上来指导操作工操 作。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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； 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 利用动态模拟，用户可以： 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。 计算特殊的非稳态过程 计算机在化工设计中的应用 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。 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。 计算机在化工设计中的应用 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。 计算机在化工设计中的应用 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