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CHEMCAD 简介 Tianjin University 主要内容 CHEMCAD 的功能 CHEMCAD 的单元操作模块 CHEMCAD 的热力学方法 CHEMCAD 的其它特点 流程模拟步骤及示例 作业 Tianjin University CHEMCAD 的功能 CHEMCAD 是美国Chemstation 公司推出的一个可用 于稳态和非稳态过程的化工过程模拟软件包。 利用CHEMCAD，化学工程师可以进行： 工程设计 操作优化 技术改造和新工艺的开发 还可通过过程模拟与分析，消除工艺和设 备中的瓶颈，降低成本。 工程设计 通过一系列的工况模拟，可以优化工艺设 计、避免错误、估计工艺条件变化对整个装 置性能的影响，以确保工厂能在较大范围的 操作条件内良好运行。 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。 操作优化 改进工厂操作、提高产品产率以及减少 能量消耗的有力工具 确定在原料、产品要求和环境条件发生 变化时操作条件应该发生的变化 技术改造 ChemCAD 也可模拟研究工厂合理化 方案，以消除“瓶颈”问题； 模拟研究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 的单元操作模块 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、 干燥机、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、计录器模块(选项)。 CHEMCAD 的热力学方法 标准、共享、用户三种组分数据库。 l约2000 多种纯物质 l允许用户添加多达2000 个组分到数据库中， l可以定义烃类虚拟组分用于炼油计算， l也可以通过中立文件嵌入物性数据。 8000 多对二元交互作用参数；并 提供回归功能 回归二元交互作用参数。 提供了热力学和传递性质计算软件包 CHEMCAD 的热力学方法 大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法，包含 近50 种K 值计算方法、10 余种焓计算方法。 可以处理多相系统，也可考虑汽相缔合的影响。 l有处理固体功能。 l对含氢系统，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。 提供了热力学专家系统，可以帮助用户选择合适 的K 值和焓值计算方法。 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 的其它特点 支持各种输出设备：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：通过Window 交互操作功能，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。 CHEMCAD 的其它特点 详尽的帮助系统 完成问题的每一步时，ChemCAD 都会查对那一 步完成的情况。 “One line help”也是ChemCAD 的一个特点。 “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。 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， 访问CHEMCAD 网站，即 ，可以了解CHEMCAD 最新进展，获得技术支持。 CHEMCAD 的其它特点 作业和工况管理方便 l用户可以方便地恢复、拷贝或删除流程； l对每个项目，可输入帐号和一些描述性语言； l可以记录每个项目所花费的时间； l每一个作业只对应于一个文件。 使用灵活： l可以定义新增组分、图标和符号， l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。 l多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。 CHEMCAD 的其它特点 强大的计算和分析功能 l 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； l 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； l 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； l 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 个自变量的函数最值。 CHEMCAD 的其它特点 即时生成PFD 图：对指定流程，可以建立多个PFD。 l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。 l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：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。 CHEMCAD 的其它特点 集成了设备标定模块及工具模块： l 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 ， l 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。 支持动态模拟：动态蒸馏模拟CC-DCOLM，动态 反应器模拟CC-ReACS，间歇蒸馏模拟CC-Batch等 。 动态模拟 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。 利用动态模拟，用户可以： 确定开停工方案 计算特殊的非稳态过程（如系统紧急放空） 生产指导和调优 CHEMCAD 的其它特点 经济评价功能： l 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； l 用户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：此系统可使用实验数据求取物性 参数，通过输入易测性质（例如沸点）来估算短缺 的物性参数。 网络版：可提供多人使用模式，价格低廉，最适 合于学校教学及大型公司使用。 流程模拟步骤及示例 1. 开启新任务（CHEMCAD 将用户所要进行的流程模拟计算称为“任务” ） 2. 选择工程单位（缺省为英制） 3. 建立模拟流程图 4. 选择组分 5. 选取热力学性质计算模型 6.