计算机在化工领域的运用

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1、化工计算机运用计算机在化工领域的运用随着计算机技术的发展，实验手段也发生了巨大的变化，人们将计算机技术引入化工领域以达到缩短开发时间、节省开发费用、方便控制与管理、加快问题解决步伐、确保工程可行性等目的，这使得计算机技术与化工领域的关系日益密切、相辅相成、共同发展。从宏观的数据处理、过程模拟到微观层次的结构计算，从仪器的实时控制到信息检索，计算机都发挥着极其重要的作用。但就目前看，我国的化学工业水平与发达国家相比仍存在较大的差距。究其原因，除了化工基础、起步时间和开发资金等客观因素外，制约化学工业发展的一个瓶颈主要在于化工过程计算、模型、控制和优化的技术水平。尤其在近几十年

2、来，计算机在化学化工领域中的应用、发展突飞猛进，其效率、成果取得了令人瞩目的成绩。本文主要从以下几个方面进行了阐述：化工流程模拟、过程规划与控制、工艺绘图、独立式换热器设计、数据处理等。简单介绍在该化学领域中，一些计算机软件的运用情况，为初学者提供一些参考。1.计算机在化工流程模拟方面的运用化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门

3、新技术。本节主要介绍AspenPlus、PRO/II、HYSYS和ChemCAD在化工模拟方面的运用。1.1AspenPlusAspenPlus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”（AdvancedSystemforProcessEngineering，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AspenPlus。AspenPlus拥有严格和最新的计算方法、最完备的物性系统、完整的单元操作模型库、电解质模

4、拟系统、快速可靠的流程模拟功能、先进的流程收敛方法，可以进行优化计算等。AspenPlus进行单元和全过程的计算，为企业提供准确的单元操作模型，还可以评估已有装置的优化操作或新建，改建装置的优化设计应18化工计算机运用用于化工、炼油、石油化工、气体加工、煤炭、医药、冶金、环境保护、动力、节能、食品等许多工业领域。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AspenPlus的用户。1.1PRO/IIPRO/II是美国SimSci-Es

5、scor公司开发的化工流程模拟软件，已广泛应用于油/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。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）。PRO/II软件功能特点：适用的行业：油/气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化工/制药；模拟应用：设计新工艺、评

6、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。PROII软件除基本包以外，还提供给用户有如下模块：界面模块(1)HTFS、PRO/II-HTFSInterface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。(2)HTRI、PRO/II-HTRIInterface从PRO/II数据库检索数据，并创建一个用于各种HTRI程

7、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。(3)LinnhoffMarch，来自PRO/II的严格质量和能量平衡结果能传送给SuperTarget(tm)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。应用模块(1)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。(2)Elec