化工设计概论期中论文.doc

西北大学 化工设计概论 期中论文 院 系 专业 姓名 学号 引言 多年来，静态流程模拟技术在石油化工过程的设计和已有的生产装置操作方案的有选方面发挥了非常重要的作用，已为石油化工行业广泛接受。但由于化工稳定状态过程只是相对的、暂时的，实际过程总是存在各种各样的波动、干扰及条件变化，因而化工过程的动态变化是必然且经常发生的，在这一背景下，动态模拟在近20多年来尤其进入90年代后获得了长足的发展和广泛的应用。 进入80年代以来，众多动态模拟软件纷纷推出，如美国普度大学的BOSS、英国剑桥大学的QUASLIN、美国威士康星大学的POLYRED等。然而，商品化、通用性较好的动态模拟软件还是出自专业化的化工过程模拟公司。如80年代后期，美国ASPEN TECH 公司推出了著名的动态模拟软件 SPEED Up 。90年代中期，加拿大HYPROTECH 公司在其稳定模拟软件 HYSIM 的基础上，又推出了动态模拟原软件HYSIS 。HYSIS 同时兼有稳定模拟和动态模拟的功能，用户可以方便的实现在稳定和动态之间切换。 ChemCAD是由Chemstations公司推出的一款极具应用 和推广价值的软件,它主要用于化工生产方面的工艺开发、优化设计和技术改造。由于ChemCAD内置的专家系统数据库集成了多个方面且非常详尽的数据,使得ChemCAD可以应用于化工生产的诸多领域,而且随着Chemstations公司的深入开发, ChemCAD的应用领域还将不断拓展。 软件介绍 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。ChemCAD的应用范围包含了化学工业细分出来的多个方面,如炼油、石化、气体、气电共生、工业安全、特化、制药、生化、污染防治、清洁生产等。它可 以对这些领域中的工艺过程进行计算机模拟并为实际生产提供参考和指导。 ChemCAD内置了功能强大的标准物性数据库, 它以AIChE的DIPPR数据库为基础,加上电解质共约2000多种纯物质,并允许用户添加多达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,从5.3版开始还提供了200多种原油的评价数据库,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。ChemCAD各模块共同拥有软件的基本功能（COMMON FEATURES），图形接口一致且容易使用，并且提供AIChE的DIPPR纯物质物性数据库、完整的热力学计算方法及参数、数据拟合功能、各式设备选型、在线相关工具等功能。根据单元操作的特性分为CC-STEADYSTATE-化工稳态过程仿真模块、CC-DYNAMICS-化工动态过程仿真模块、CC-THERM换热器设计及选型模块、CC-BATCH-间歇蒸馏模块、CC-RECON-现场资料拟合模块和CC-SAFETYNET-紧急排放系统及管网计算模块。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。 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。其中针对反应器和分离塔，提供了多种计算方法，通过Window交互操作功能，ChemCAD还可以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。ChemCAD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。 软件应用 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以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。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以提高产量产率、减 少能量消耗、降低生产成本的有力工具。可模拟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,也可模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题,或模拟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。 现结合工程设计实例讨论ChemCAD软件在化工课程