常用流程模拟软件简介.ppt

第七章 常用流程模拟软件简介 前言 由于在石油化工实际生产过程中，利用传统的技术很难实现描述单元装置操作的静、动态特征，如工艺过程中反应、流体力学、传热、传质的特征及工程技术问题，装置的系统故障诊断，新产品研制开发中的问题等。 前言 过程模拟技术越来越广泛地应用于石油、化工、制药、冶金等重要行业中，无论是在项目工程设计中，还是在生产中实施先进过程控制，抑或是更高层次的企业优化生产管理（当今比较流行的ERP企业资源计划体系）。 而所有的应用都必须是建立对企业的生产过程有一个全面准确了解的基础上，通过运用流程模拟软件对生产过程进行流程模拟来达到目的。 什么是化工流程模拟？ 化工流程模拟是一种高科技手段，它根据化工单元过程和热力学的基本方程，应用现代数学方法，通过计算机模拟实际的化工生产过程。即在计算机上准确地“再现”实际生产过程，得到详细、完整的物料平衡和热量平衡数据。 什么是化工流程模拟？ 石油化工生产过程的流程模拟软件一般是通过对生产过程中严格的质量和能量平衡，寻求实际生产过程的模拟结果，以便来指导实际生产。 由于过程流程模拟技术能够反映传统技术难以实现的单元装置的静、动态特征，因此越来越受到石化领域设计与开发人员的重视。 化工过程模拟技术的应用 流程模拟技术一般都采用序贯模块法，通过严格的质量和能量平衡，相态和化学平衡，去预测一个工艺过程的表观现象。 主要可以解决以下工程问题： (1) 可为工程设计提供基础数据。通过工艺过程严格的物流和能流的平衡计算，预测物流的流率，组成和性质，预测操作条件，设备尺寸，从而减少装置的设计时间，也可进行各种装置的设计方案比较。 化工过程模拟技术的应用 （2）可以对生产过程中的故障进行模拟诊断，当生产过程现有装置系统发生故障时，主要是设备问题和工艺问题，可以通过流程模拟进行工况模拟诊断，帮助尽快找出故障发生的原因和位置。 （3）在新产品开发过程中，通过流程模拟可以为新产品开发研制提供极大的便利，可模拟新产品开发中的工艺参数，协助新工艺的开发，减少大量不必要的实验投资。 化工过程模拟技术的应用 （4）在生产过程中，流程模拟可以对现有装置进行生产能力的标定，来帮助寻找系统的“瓶颈”部位。使我们能充分利用原有的设备，制定合理的改造方案，清除装置的瓶颈，使整个装置能力匹配，最大限度地发挥效益。 （5）石油化工生产过程中，优化操作是石油化工研究开发和应用的热点领域，应用流程模拟可以优化工艺操作条件，使生产装置的运行处于最优操作，以节能降耗，较少的投入取得较大的经济效益和提高生产技术水平。 化工过程模拟技术的应用 （6）可进行生产过程的经济评价，进行多种工艺方案的经济比较，进行最优评估。 （7）能够支持实现研究和开发阶段的数学模拟放大，概念设计，工艺设计及工程设计，工厂开工指导及操作工仿真培训，工艺流程改进及优化，工厂消除瓶颈及技术改造等。 （8）可在生产中实施先进过程控制和企业的优化生产管理。 化工流程模拟软件介绍与比较 一、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。 二、CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较 1. 一般认为，PRO/II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。 二、CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较 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，开放式的。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，使用不方便，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. aspen plus的计算是最精确的，数据