计算机在化工设计中的应用

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DesignofChemicalEngineering化工设计

化工设计

DesignofChemicalEngineering

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8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

术化工厂三维软模型设计技术

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§8-1流程模拟软件

AspenProIIChemcadHysys

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一、PRO/II?PR0/II流程模拟程序广泛地应用于化学过程的流程

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。严格的质

量和能量平衡。SIMSCI公司？美国SIMSCI公司是工业应用软件和相关

服务的主美国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、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、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。高产品质量、增强管理决策。？PR0/H适用于：

油/气加工、炼油、化工、化学、PR0/H适用于适用于：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，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、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、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、消除装置工艺瓶颈、优化和改进

装置产量和效益12:41等。化工设计（2005-2006学年）

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PR0/II功能及特征功能及特征

PR0H软件自年代进入中国后，已得到软件自80年代进入中国后软

件自年代进入中国后，广大用户的好评，发挥出良好的效益。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，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。更能说明它的独具功能和特点。这些单位北京炼油设计院BDK

石化北京工程有：北京炼油设计院、公司BPEC、寰球院、天辰院（2000

年购公司、寰球院、天辰院（年购）、吉化院吉化院（年购买）、抚

顺院、买）、吉化院（2000年购买）、抚顺院、年购买）、抚顺院乌石化

院、大庆油田院、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）。等数十家单位（近年购买）。

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一、国内应用情况

1.2001年5月新发行的.月新发行的PR0HV5.5在功能上有很

大年月新发行的.进步，可以提供在线模拟。进步，可以提供在线

模拟。2.在实用性上，PR0II要比其它同类软件更具优势，主要比其

它同类软件更具优势，.在实用性上，要比其它同类软件更具优势要

是该软件的开发思路就是针对炼油化工行业，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，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，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；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。加容易使用软件。这已被大院所认可。3.PROH有标准的有标

准的ODBC通道，可同换热器计算软件或通道，.有标准的通道其它

大型计算软件相连，另外还可与WORD、EXCEL、其它大型计算软件相连，

另外还可与、、数据库相连，计算结果可在多种方式下输出。数据库

相连，计算结果可在多种方式下输出。4.原使用软件的单位如：.原

使用ASPEN软件的单位如：BPEC、BDI、化工化软件的单位如、、

院（天辰）、环球公司等，认为PR0H更具有工程实用）、环球公司等一

院（天辰）、环球公司等，认为更具有工程实用一些化工院和石化院正

准备购买PROII软件。软件。性。一些化工院和石化院正准备购买软

件

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二、软件功能特点

适用的行业：油/气加工、炼油、化工、化气加工、适用的行业：气

加工炼油、化工、学工程、建筑、聚合物、精细化工/制药学工程、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

装置模拟应用：设计新工艺、配置、改进现有装置、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、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/H

典型的化学工艺模型：合成氨、共典型的化学工艺模型：合成氨、沸精

播和萃取精储、结晶、脱水工艺、沸精储和萃取精储、结晶、脱

水工艺、无机工艺、液抽提苯酚精播、液抽提、机工艺、液-液抽

提、苯酚精镭、固体处理

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聚合物：自由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）、低密聚合物：自

由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）度聚合（乙烯）聚合（甲基丙烯

酸甲脂）聚合（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-尼龙尼龙6,尼龙6/6,基乙酸

脂）、链增长聚合、聚酯、酰胺尼龙，尼龙，尼龙6/12、共聚、聚合

（苯乙烯甲基丙烯酸甲脂）、聚共聚、聚合（苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂甲

基丙烯酸甲脂）尼龙乙烯-乙烯基乙酸脂乙烯基乙酸脂）合（乙烯乙

烯基乙酸脂）？炼油：原油预热、常压蒸储、减压塔、FCC主分储塔、

常压蒸懦、减压塔、主分储塔、炼油：焦碳塔、气体装置、汽油稳定、

石脑油分离和气提、焦碳塔、气体装置、汽油稳定、石脑油分离和气提、

反应精偏、变换和甲烷化反应器、酸水分离器、硫和HF酸烷精偏、

变换和甲烷化反应器、酸水分离器、硫和HF酸烷基化、基化、脱

异丁烷塔等分离塔、芳煌分离塔、？化工：乙烯分离塔、C3分离塔、

芳烽分离塔、环己烷装化工：乙烯分离塔、分离制造厂、蔡转化、烯

煌生产、氧化生产、置、MTBE分离制造厂、蔡转化、烯煌生产、

氧化生产、丙烯氯化？气体加工：胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱

乙烷塔和脱气体加工：胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、甲烷塔、膨胀

装置、气体脱氢、水合物生成/抑制、多级、甲烷塔、膨胀装置、气

体脱氢、水合物生成抑制、多级、抑制平台操作、冷冻回路、平

台操作、冷冻回路、透平膨胀机优化？制药：间歇精镭、间歇反应制药:

间歇精播、

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一般化的闪蒸模型：闪蒸、阀、压缩机膨胀机、泵、管压

缩机/膨胀机膨胀机、一般化的闪蒸模型：闪蒸、混合器/分离器方

面分离器方面Mixer/splitter线、混合器分离器方面？精偏模型：

Inside/out,SURE,CHEMDIST算法、两/三相算法、三相精保模型：精

保、四个初值估算器、电解质、反应精镭和间歇精镯、精镯、四个初值

估算器、电解质、反应精播和间歇精储、简单模型、液抽提填料塔的

设计和核算、液抽提、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、计和核算、热虹吸再沸器？换热器模型：管

壳式、简单式和换热器、换热器模型：管壳式、简单式和LNG换

热器、严格空冷换热器器模型、区域分析、加热/冷却曲线器模型、

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、连续搅拌反应器模型：转化和平衡反应、活塞流反应器、罐式反应

器、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、间歇反应器重整和加氢器模型界面、？聚合物模型：连续搅拌釜

反应器、活塞流反应器、擦膜蒸聚合物模型：连续搅拌釜反应器、活塞

流反应器、发器？固体模型：结晶器溶解器、逆流倾析器、离心

分离器、溶解器、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、旋转过滤器、干燥器、固体

分离器、旋风分离器

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组分数据库：2000多纯组分库、以DIPPR组分数据库：多纯组

分库、多纯组分库为基础的库、固体性质、多组分/种类为基础的库、

固体性质、1900多组分种类多组分电解质库、非库组分、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、

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VanKrevelen个化验混合、用于聚合物的方法

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混合物数据：用于混合物数据：用于3000多VLE二元作用在多

二元作用在线二元参数、线二元参数、2200在线共沸混合物用于参在

线共沸混合物用于参数估算、专用数据包、酒精脱水、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、的酸水包、的

酸水包气体和液体氨处理、硫醇等

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热力学计算方法60多种：热力学计算方法60多种60

操作单元：操作单元：？闪蒸罐，缩略图，间歇精镭器，蒸懦器，

液一液闪蒸罐，缩略图，间歇精微器，蒸偏器，抽提精镭器，侧线塔，

压缩机，结晶器，旋流器，抽提精镯器，侧线塔，压缩机，结晶器，旋

流器，减压设备，溶解器，膨胀机，闪蒸，减压设备，溶解器，膨胀机,

闪蒸，带有固体的闪蒸，多股流换热器，闪蒸，LNG多股流换热器，精

确核算型换热器，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，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，混合器，相包络,

管道，聚合物反应器，泵，回流泵，刮膜式蒸发器平衡反应器，刮膜

式蒸发器，流泵，阀，刮膜式蒸发器，平衡反应器，转换反应吉布斯反

应器，塞流反应器，平推流反应器，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，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，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，用户自定义操计算器，流程优化器，过程

数据，作单元，（电解质模块电解质模块,SIMSCI外接的模块等.外接的

模块）作单元电解质模块外接的模块

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用户扩展功能

用户自定义物流属性包;增加用户组份数据；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；增加热力学计算方法;增加自

定义操作单元模块12120增加自定义计算模型7模块120个;增

加自定义计算模型7个;增加自定义电解质模型2020个等加自定义

电解质模型20个等

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分析工具？工况研究，优化器，单相变量控制器，多工况研究，优

化器，单相变量控制器，相变量控制器，加热/相变量控制器，加热/冷

却曲线等

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PR0H软件除基本包以外，PR0H软件除基本包以外，还提供给用户

有如下模软件除基本包以外块：界面模块

•HTFS、PRO/II-HTFSInterface自动从自动从PR0/II数据、自

动从数据库检索物流物性数据，并用该数据创建一个HTFS输入文库检

索物流物性数据，并用该数据创建一个然后能输出该文件，以访问各种

物流物性数据。件。HTFS然后能输出该文件，以访问各种物流物性数

据。？•HTRI、HTRI、PRO/II-HTRIInterface从PRO/II数据库检

PR0/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

索数据，并创建一个用于各种HTRI程序的HTRI输入文来自PR0/II热

物理性质计算的物流性质分配表提供件。来自热物理性质计算的物流

性质分配表提供的严格换热器设计程序。给HTRI的严格换热器设计程

序。这减少在两个程序之间的严格换热器设计程序输入数据的重复。

输入数据的重复。？•LinnhoffMarch,来自，来自PRO/II的严格质

量和能量平的严格质量和能量平塔模块，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。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。

运行中求出值来。运行中求出值来

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应用模块

•Batch,搅拌釜反应器和间歇蒸储模型能够独立运,流程的一部

分运行。行或作为常规PR0/II流程的一部分运行。操作可通过一流程

的一部分运行系列的操作方案来说明，具有无比的灵活性。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，该模块严密结合了由OLISystems,Inc开发的严格电解质热力学

算法。开发的严格电解质热力学算法。TheElectrolyteUtility

Package（电解质应用包），作为该模块的一部分，进一（电解质

应用包）作为该模块的一部分，步扩展了一些功能，如生成用户电解质

模型和创建、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。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。分离和后处

理范围内的工业聚合工艺。对于PR0/II的独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，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播。可以准

确模拟聚合物的混合和分馀。

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???

常用版本：常用版本：ProIIv6.01最新版本：最新版本：Pro

IIV7.1

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二、CHEMCAD

CHEMCAD是一个用于对化学和石油工业、是一个用于对化学和石油工

业、是一个用于对化学和石油工业炼油、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，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，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，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，并通过运算模拟装置的稳态或

动态运行，为工艺开发、为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理

论指导。理论指导。

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应用：应用：？工程设计？在工程设计中，无论是建立一个新厂

或是对老在工程设计中，厂进行改造,ChemCAD都可以用来选择方案，研

厂进行改造，ChemCAD都可以用来选择方案，都可以用来选择方案究非

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，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，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。即保工厂能在较大范围的操作条件内良好运行。使是

在工程设计的最初阶段，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。估计工艺条件变化对整个

装置性能的影响。

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优化操作？对于老厂，由ChemCAD建立的模型可作为工程对于老厂,

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

的产率以技术人员用来改进工厂操作、及减少能量消耗的有力工具。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、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。

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。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。件应用较好的化工装置可以举出很多。

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技术改造？ChemCAD也可用模拟研究工厂合理化方案以消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

改善工厂状况瓶颈”问题，的可行性，如采用改进的催化剂、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。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ChemCAD

提供了大量的操作单元供用户选择提供了大量的操作单元供用户选择，

这些操作单元，基本能够满足一般化工厂的需要。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可以模拟以下单元操作：ChemCAD

可以模拟以下单元操作：

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单元操作？蒸镭、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、

共蒸馀、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、沸蒸播、三相蒸播、电

解质蒸镭、沸蒸储、三相蒸储、电解质蒸播、反应蒸馀？反应器、热交

换器、压缩机、泵、加热炉、控制反应器、热交换器、压缩机、加

热炉、透平、器、透平、膨胀机？结晶罐、离心机、旋风分离器、

湿式旋风分离器、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、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、研

磨机、静电收集器、洗涤机、沉淀分离器？间歇蒸馀、间歇反应器、PID

控制模块、流量控制间歇蒸储、间歇反应器、PID控制模块控制模块、记

录器模块（选项）阀、记录器模块（选项）？以上共50多个单元操作，当

然ChemCAD可将每个单以上共50多个单元操作，当然ChemCAD50多个

单元操作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，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。进而完成整个模拟计算。

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ChemCAD的热力学和传递性质包对过程系的热力学和传递性质包对

过程系统提供了计算K值密度、粘度、统提供了计算值、始、炳、密

度、粘度、导热系数和表面张力的多种选择。导热系数和表面张力的多

种选择。

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热力学选项

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?

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ChemCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方ChemCAD提供

了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方包含3939种值计算方法、13

种焙计算方法种焙计算方法。法，包含39种K值计算方法、13种焰

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，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

处理直链烽以及电解质、酸水等特殊系统。可以处理直链煌以及电解质、

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VANLAAR活度数供NRTL、

UNIQUAC、MARGULES、WILSON和LAAR活度NRTL系数方法来使用。也可

以采用ChemCADChemCAD提供的回归功能回系数方法来使用。也可以

采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。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提供了热

力学专家系统帮助用户选择合适的KChemCAD提供了热力学专家系统帮助

用户选择合适的K值和焰值计算方法。和焰值计算方法。ChemCAD可以

处理多相系统，也可以考虑汽相缔合的影ChemCAD可以处理多相系统，

可以处理多相系统ChemCAD有处理固体功能对含氢系统，ChemCAD采用

有处理固体功能。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，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。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。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。提供了标

准、提供了标准共享、用户三种组分数据库。

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标准物性数据库？标准数据库以AIChE的DIPPR数据库为基础，

加上数据库为基础，标准数据库以AIChE的DIPPR数据库为基础AIChE

电解质共约2000多种纯物质。电解质共约2000多种纯物质。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，ChemCAD允许用户添加多达2000个组分到数据库中允许用户添加多

达2000个组分到数据库中，可以定义烽类虚拟组分用于炼油计算，也可

以通可以定义烽类虚拟组分用于炼油计算，过中立文件嵌入物性数据。

过中立文件嵌入物性数据。？原油评价数据库？从5.3版开始，2611£人。

提供了200多种原油的评价版开始，ChemCAD提供了200多种原油的评价

提供了200数据库。数据库。？ChemCAD提供了对多种设备进行设计和

核算的功能ChemCAD提供了对多种设备进行设计和核算的功能模块。模

块。

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设备设计和核算

ChemCAD可以对板式塔（包含筛板、泡罩、ChemCAD可以对板式塔（包

含筛板、泡罩、可以对板式塔浮阀）、填料塔、管线、换热器、）、填

料塔浮阀）、填料塔、管线、换热器、压力容孔板、调节阀和安全阀（DIERS）

进行设器、孔板、调节阀和安全阀（DIERS）进行设计和核算。计和核算。

这些模块共享流程模拟中的数使得用户完成工艺计算后，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。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ChemCAD还提供了设备价格估算功能还提供了设备价格估算功能，可

以对设备的价格进行初步估算。可以对设备的价格进行初步估算。

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ChemCAD还具有容易使用、高度集成、ChemCAD还具有容易使用、高

度集成、界面友好等特还具有容易使用ChemCAD拥有最短的学习曲线拥

有最短的学习曲线。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,下运

行，ChemCAD可以在Windows95、98和NT下运行可以在Windows95安

装时不需要进行特别的配置，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）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。个系统

的安装。

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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ChemCAD支持各种输出设备，用以生成流程、支持各种输出设备操作

图表、符号、工艺流程图和绘图的硬拷贝。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

可以输出到点阵打印机、激光打印机、支持AdobePostscript语言的任

何设备以及绘图机等语言的任何设备以及绘图机等，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以直接输出到文件，还可以将输出转换为AutoCADDXF格式

如果AutoCADChemCAD都安装在同一格式。AutoCAD和的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，个计算机上，用户可以规定包含AutoCAD的位置，

AutoCAD的位置所有由ChemCAD产生的DXF文件都会自动

存到AutoCAD目录中目录中。AutoCAD目录中。

12:41化工设计（2005-2006学年）28

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界面友好

ChemCAD一直以操作简单、界面友好而著称，目前

的ChemCAD5版运行于WindowNT、Windows2000环境。2000环境

ChemCAD5.3版运行于Window95/NT、Windows2000环境。根据

MicrosoftWindow设计标准采用了Microsoft工具包设计标准采用了

Microsoft根据MicrosoftWindow设计标准采用了Microsoft工具包

Help系统使得ChemCAD对用户来说，系统，ChemCAD对用户来说及

WindowHelp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。Window程序十分相似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、ChemCAD把屏幕分成个区，顶行是状态区，显示作业目

录、把屏幕分成4版本号等；第二行显示顶层菜单，这些菜单项经过精

心安版本号等；第二行显示顶层菜单，从左至右正是使用ChemCAD

ChemCAD进行模拟计算的逐个主要排，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，步骤。

每个顶层菜单下是一套弹出式菜单，这些菜单包括ChemCAD内嵌的各个功

能内嵌的各个功能，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。计算中所需进行的绝大部

分工作。主屏幕由流程窗口占屏幕最下面一行被称为OneHelp,据；

屏幕最下面一行被称为OneLineHelp,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，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，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。上手。

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通过Window交互操作功能，第5版最大的好通过Window交互操作

功能Window交互操作功能，处是可使ChemCAD和其它应用程序交互作用：

ChemCAD和其它应用程序交互作用处是可使ChemCAD和其它应用程序交互

作用：使用者可以迅速而容易地在ChemCADChemCAD和其它使用者可以

迅速而容易地在ChemCAD和其它应用程序之间传送模拟数据。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，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。工程工作的其它阶段中去。

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①模拟数据的拷贝/粘贴/联接模拟数据的拷贝/粘贴/?例如，通过

拷贝/粘贴/联接功能可以把一个塔的剖面例如，和进出口流股模拟

结果粘贴到一个Excel报表中去，Excel报表中去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。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自动界面对模拟对象和数据的目标联接

嵌入OLEOLE自动界面？例如，通过OLE自动界面可以用VisualBasic

程序去控制例如，通过OLE自动界面可以用VisualBasic程序去控制

OLE自动界面可以用你的模拟。可以用VisualBasic或Visual

BasicforVBA）程序编一个文档化的界面来存取和Applications（VBA）

程序编一个文档化的界面来存取和控制过程模型。控制过程模型。？③

OLE目标的嵌入OLE目标的嵌入？例如，用VisualBasicfor

Applications（VBA）宏语言例如，VBA）宏语言编一个工厂操作工用的

界面来联接ChemCAD的模型，ChemCAD的模型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。

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详尽的帮助系统

ChemCAD的Hand-Holding可以象一个真正的老师一

样，Hand手把手地”“手把手地”指导用户如何开始和完成一个模拟

计算的过指导用户完成流程生成步骤，提示组分输入，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，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“都会查

对那一步完成的情况。ChemCAD都会查对那一步完成的情况。上文提

到的“Onehelp”也是ChemCAD的一个特点另外，也是ChemCAD的一

个特点。linehelp也是ChemCAD的一个特点。另外，随时随地的

帮助可以解答用户的大部分疑问。“F1”帮助可以解答用户的大部分疑

问。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输入系统采用了专家检测系统，是否有遗漏或

语句错误。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。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，不正确的热力热力学方法的选择是模拟计算的一个难点，学

方法将使得计算结果毫无意义，ChemCAD提供了一套热学方法将使得计算

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，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。

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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拷贝或删除流程；对每个

项目，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，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；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ChemCAD甚至还可以记录每个

项目所花费的时间。时间。？在ChemCAD系统中，每一个作业只对应

于一ChemCAD系统中系统中，个文件，不象其他流程模拟软件系统一

个个文件，作业一大堆文件。作业一大堆文件。

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使用灵活

使用ChemCAD用户可以定义新增组分、图标使用ChemCAD用户可以

定义新增组分ChemCAD用户可以定义新增组分、和符号，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ChemCAD还考虑到多个用户使

用同一台计算机时的情况，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，录中定义自己的组分、图标和符

号，互不干扰。干扰。

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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ChemCAD可以求解几乎所有的单元操作，可以求解几乎所有的单

元操作杂的循环回路也可以轻松处理。ChemCAD中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RUNRUN

指令方便地控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，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

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，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1012

个因变量10个自变多至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。量的函数的最大最小值。

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即时生成PFD图即时生成PFD图PFD

ChemCAD为用户形成工艺流程图（PFD）提ChemCAD为用户形成工

艺流程图（PFD）为用户形成工艺流程图供了集成工具。使用它，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PFDPFD。PFDo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，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PFDPFD,会自动影响到所有相关的PFD,

如果重新进行了计算，行了计算，新结果也会自动传送到所有相关

的PFDPFDoPFD中关的PFDo在PFD中，可以方便地加入数据热

量和物料平衡数据）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、（单元操作规定和结果）、标题、文

字注公司代号等等。释、公司代号等等。

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报告格式可选

ChemCAD允许用户按照要求输出报告。在报ChemCAD允许用户按照要

求输出报告。允许用户按照要求输出报告告中，可以选择输出的流股、

单元操作，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。对流股中包含的数据也可以进行定义。对

蒸锵塔，可以输出包括回流比、温度、蒸馀塔，可以输出包括回流

比、温度、压每块板上的汽液相流率等详细数据；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。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

数式也可以进行定义，点后的位数等。点后的位数等。

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集成了设备标定模块及工具模块

ChemCAD集成了对蒸储塔、管线、换热器、压力容ChemCAD集成了对

蒸储塔、管线、换热器、集成了对蒸微塔器、孔板和调节阀进行设计

和核算的功能模块，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CCTherm模块CC模块。

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，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

了设备价格估算功能，行初步估算。行初步估算。

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ChemCAD在工具菜单中含有C02固体预测、水ChemCAD在工具菜单中

含有co固体预测、在工具菜单中含有合预测、减压阀和数据回归多个

功能模块。合预测、减压阀和数据回归多个功能模块。其中co固体

预测模块计算CO其中C02固体预测模块计算C02固体形成的逸度和初始

温度；度和初始温度；水合预测模块估算有关烽和气体形成水合物的

条件，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；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，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；括燃烧模型和泄压模型；

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支持动态模拟？Chemstations公司开发了大量的动态操作单元，公

司开发了大量的动态操作单元，包括动态蒸播模拟CCDCOLUMN,CC包

括动态蒸播模拟CC-DCOLUMN,动态反应器模拟CC-ReACS,间歇蒸馀模

拟CCBatch,聚合反应器动CCCC-ReACS,间歇蒸播模拟CC-Batch,聚合反

应器动CC-Polymer,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、ChemCAD的数

据库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。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、压在动态模拟过程中，用户可以随时调整温度、

力等各种工艺变量，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。化规律。还可以随时停下来，转

回静态。ChemCAD提供了提供了PID控制器、传递函数发生器、控制器、

传递函数发生器、提供了控制器数控开关、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。控制。

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利用动态模拟，用户可以：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使装置安

全、关键技术。用ChemCAD可以模拟开停工过程，看到关键技术。

ChemCAD可以模拟开停工过程，可以模拟开停工过程开停工过程中的各

种工艺参数的变化，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。各种开停工方案。？②计算特殊的非稳态过程

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化工设计（2005-2006学年）

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DesignofChemicalEngineering化工设计当系统内部压力、温度