第1章 CHEMCAD简介

第1章 CHEMCAD简介
第1章 CHEMCAD简介

目录

第1章 CHEMCAD简介 (1)

1.1 CHEMCAD的功能 (1)

1.2 CHEMCAD的单元操作模块 (1)

1.3 CHEMCAD的热力学方法 (2)

1.4 CHEMCAD的其它特点 (2)

1.5 使用CHEMCAD进行流程模拟步骤及示例 (6)

本章作业 (41)

第1章 CHEMCAD简介

本章简要介绍CHEMCAD的功能、所包含的模拟单元模块、热力学数据库及物性估算模块以及CHEMCAD的其它特点,通过一个实例,展示了CHEMCAD的使用方法和部分功能。

本章既可作为CHEMCAD的入门章,同时,本章提供的实例涉及到了CHEMCAD的多种功能,故其也可作为后面学习时的参考。

1.1 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

在工程设计中,无论是建设新厂还是对老厂进行改造,ChemCAD都可以用来选择方案,研究非设计工况的操作及工厂原料处理的灵活性。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。

ChemCAD可以对板式塔(包含筛板、泡罩、浮阀)、填料塔、管线、换热器、压力容器、孔板、调节阀和安全阀(DIERS)进行设计和核算。这些模块共享流程模拟中的数据,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。

优化操作

对于老厂,由ChemCAD建立的模型可作为工程技术人员改进工厂操作、提高产品产率以及减少能量消耗的有力工具,可以用来确定在原料、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;或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。

1.2 CHEMCAD的单元操作模块

ChemCAD提供了大量的单元操作模块供用户选择,对反应器和分离塔,提供了多种计算方法。这些单元操作模块基本能够满足一般化工厂的需要。

ChemCAD可以模拟以下单元操作:

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 也可将每个单元操作串接起来,完成某一工段、车间或全工厂流程模拟。随着版本更新,ChemCAD不断扩充模块功能,或改进算法,或更新热力学数据库。

1.3 CHEMCAD的热力学方法

ChemCAD提供了标准、共享、用户三种组分数据库。标准数据库以AIChE的DIPPR 数据库为基础,加上电解质共约2000多种纯物质。ChemCAD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。

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VAN LAAR活度系数方法来使用。也可以采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。

ChemCAD提供了热力学和传递性质计算软件包,可以计算K值、焓、熵、密度、粘度、导热系数和表面张力等物性。

ChemCAD提供了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。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,可以处理直链烃以及电解质、盐、胺、酸水等特殊系统。

ChemCAD可以处理多相系统,也可以考虑汽相缔合的影响。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,可以可靠预测含氢混合物的反常泡点现象。

ChemCAD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。

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。

1.4 CHEMCAD的其它特点

ChemCAD还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。

安装简单

ChemCAD可以在Windows95、98、XP、NT、2000下运行,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),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。

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 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,所有由ChemCAD产生的DXF文件都会自动存到AutoCAD目录中。

界面友好

ChemCAD一直以操作简单、界面友好而著称,目前的ChemCAD版本运行于Windows95、98、XP、NT、2000环境。根据Microsoft Window设计标准采用了Microsoft 工具包及Window Help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。

ChemCAD把屏幕分成4个区,顶行是状态区,显示作业目录、版本号等;第二行显示顶层菜单,这些菜单项经过精心安排,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,这些菜单包括了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。主屏幕由流程窗口占据;屏幕最下面一行被称为One Line Help,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,输入简明扼要,如此友好的图形人机对话界面使初学者很容易上手。

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:(1)模拟数据的拷贝/粘贴/联接。例如,通过拷贝 / 粘贴 / 联接功能可以把一个塔的剖面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。(2)对模拟对象和数据的目标联接嵌入OLE自动界面。例如,通过OLE自动界面可以用Visual Basic程序去控制你的模拟。可以用Visual Basic或Visual Basic for Applications ( VBA)程序编一个文档化的界面来存取和控制过程模型。(3)OLE目标的嵌入。例如,用Visual Basic for Applications ( VBA)宏语言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。

详尽的帮助系统

ChemCAD的Hand-Holding可以象一个真正的老师一样,“手把手地”指导用户如何开始和完成一个模拟计算的过程,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,ChemCAD都会查对那一步完成的情况。上文提到的“One line help”也是ChemCAD的一个特点。另外,随时随地的“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。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。

热力学方法的选择是模拟计算的一个难点,不正确的热力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。

访问CHEMCAD网站,即https://www.360docs.net/doc/012330661.html,,可以了解CHEMCAD最新进展,获得技术支持。

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,使得用户在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时间。

在ChemCAD系统中,每一个作业只对应于一个文件,不象其他流程模拟软件系统一个作业一大堆文件。

使用灵活

使用ChemCAD用户可以定义新增组分、图标和符号,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,互不干扰。

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。ChemCAD的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。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个自变量的函数的最大最小值。

即时生成PFD图

ChemCAD为用户形成工艺流程图(PFD)提供了集成工具。使用它,可以迅速有效地建立PFD。对指定流程,可以建立多个PFD。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。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

ChemCAD允许用户按照要求输出报告。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。对蒸馏塔,可以输出包括回流比、温度、压力、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。报告的格式也可以进行定义,可以由用户决定小数点后的位数等。

集成了设备标定模块及工具模块

ChemCAD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,包括专门进行空气冷却器和换热器设计和核算的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,可以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。

ChemCAD在工具菜单中含有CO2固体预测、水合预测、减压阀和数据回归多个功能模块。其中CO2固体预测模块计算CO2固体形成的逸度和初始温度;水合预测模块估算有关烃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;减压阀模块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;

支持动态模拟

Chemstations 公司开发了大量的动态操作单元,包括动态蒸馏模拟CC-DCOLM,动态反应器模拟CC-ReACS,间歇蒸馏模拟CC-Batch,这些模块都完全集成到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。

在动态模拟过程中,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。ChemCAD提供了PID控制器、传递函数发生器、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。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关键技术。用ChemCAD可以模拟开停工过程,看到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。

(2)计算特殊的非稳态过程

当系统内部压力、温度不稳时,用稳态软件不能计算系统紧急放空,只能靠ChemCAD Dynamical的过程传递函数,利用微分逼近的原理来完成。利用这一新型工具,工程师可以解决许多前人无法解决的工程难题。

(3)生产指导和调优

由于ChemCAD的动态计算完全采用严格的热力学模型,所以能准确完全地模拟装置的动态操作过程,还可将装置的工艺参数调到各种极限状态,以确定装置的优化状态或分析装置出现生产问题的原因。

经济评价功能

运用CHEMCAD可以在作工艺计算的同时进行经济评价,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。ChemCAD的技术经济评价方法与工业界应用的方法密切结合。经济评价可以使用于工作的任何阶段,从工艺过程的研究开发、设计、工厂建设以至工厂操作等过程。

在使用全部经济评价系统功能时,CHEMCAD自模拟结果取出计算设备尺寸所需数据,然后进行全面的经济核算。用户还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

ChemCAD拥有高度灵活的数据回归系统,此系统可使用实验数据求取物性参数,可以用于纯组分性质回归、二元交换作用参数回归、电解质回归、反应速率常数回归等。数据回归系统能够通过输入易测性质(例如沸点)来估算短缺的物性参数,可估算活度系数模型中的二元参数。当模拟流程中含有缺少实验数据的新化学品时,这种特性特别有用。

网络版

ChemCAD提供了网络版(无论Windows NT/95网络系统或Novell网络系统均适用),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。

1.5 使用CHEMCAD进行流程模拟步骤及示例

使用CHEMCAD进行流程模拟一般按以下11个步骤进行:

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.定义流股

7.输入设备参数

8.运行模拟

9.查看结果

10.生成输出文档

11.生成PFD图

实际的模拟过程不一定严格按照上述步骤进行,用户可以根据模拟问题特点与模拟要求灵活安排模拟进程。

下面通过示例介绍ChemCAD图形用户界面以及使用ChemCAD进行流程模拟的步骤。

例1-1 对图1-1所示的稳态冷凝过程寻找适宜的操作条件,要求:(1)气相产物(流

股5)的临界露点不得高于20℉;(2)流股9中丙烷的含量不得超过1%。

图1-1稳态冷凝过程模拟

解:

运行CHEMCAD ,首先出现图1-2所示的界面。

图1-2 CHEMCAD 启动画面

工具栏 菜单栏 标题栏

画面从上至下可分为五个区域

(1)最上面一行称为标题栏,它包含了CHEMCAD的图标、当前版本及文件名,右方则是Windows的最小化、还原及关闭窗口按钮。

(2)标题栏下面一行称为菜单栏,它包含了CHEMCAD的第一级命令按钮:

File----用于定义输出格式,新建或打开CHEMCAD工作文件,打印以及获得CHEMCAD的一般信息。

View----允许用户决定工具栏和状态栏的开启和关闭状态。

Help----允许用户能够启动在线帮助功能。

(3)第三行称为工具栏,它包含了一些工具按钮,为菜单栏中命令的执行提供快捷方式。

(4)工具栏下方最大的白色区域给出了CHEMCAD软件的简单介绍。

(5)最下一行为状态条,给出即时帮助信息和状态信息。

当前窗口只是CHEMCAD的最初顶层窗口。CHEMCAD还拥有许多其它的窗口,例如启动和运行模拟的窗口,产生PFD的窗口,创建和编辑图标的窗口等等。后面将对这些窗口及其功能逐一介绍。

第1步:开启新任务

打开file菜单,选择New job,则会出现图1-3所示对话框:

图1-3 新建工程文件对话框

这一对话框提示用户为新建的工作文件建立文件名,选择或新建其存储位置(文件夹

名)。现将新建的工作文件命名为example1-1,点击“保存”按钮,CHEMCAD 自动退出该对话框并进入CHEMCAD 的主工作窗口(图1-4所示)。

图1-4 CHEMCAD 的主工作窗口

界面中第一行称为标题栏(或称标题条),它包含了CHEMCAD 图标、版本号、当前

工作文件名称等信息。

第二行为菜单栏(菜单条),它包含了15个命令按钮:

按钮名称

功能 File

用于文件管理和打印控制。 Edit 可用于编辑流程图及其相关内容;编辑功能包括Redraw 、Undo 、

Redo 、Cut 、Copy 、Paste 、Delete 、Flip 和Rotate 90o等。

View

用于控制多种显示和绘图选项。 Format

用于选择工程单位、设置图形选项和输入位图图形。 Run simulation/Edit Flowsheet

用于在编辑流程和运行模拟视图之间作转换。 ThermoPhysical 用于选择组分,当前工作中K

值和焓值计算方法,同时,还可

工具栏 菜单栏 标题栏

工作区

浏览和编辑ChemCAD数据库,建立蒸馏曲线、定义固相等。Specifications 用于输入、编辑和管理流股及单元操作的数据。这一功能可以

在流程图中通过双击流股或单元操作直接实现。

Run 运行模拟,同时还可定义数学解法的参数。

Results 浏览计算结果。

Plot 将计算结果通过图形可视化。

Output 准备报告和PFD(Process Flow Diagrams)图。

Sizing 对不同设备作设计计算(sizing calculation)和核算(rating

calculations)。

Tools 提供专用工具,如数据回归等。

Window 控制窗口和图表的显示。

Help 用于启动CHEMCAD的帮助或指导系统。

第三行为工具栏(工具条),包含了许多工具按钮,提供了有关命令的快捷执行方式。

工具栏以下的矩形区域称为活动区域“active area”或工作区,它是进行模拟的主工作

区,可以在这个区域建立模拟流程图,生成PFD图等。该区域有一个浮动的图形面板,称

为主面板,提供了各种单元操作模型,供创建模拟流程图使用。

最下一行为状态条,提供即时帮助信息和状态信息。

第2步:选择工程单位

用鼠标左键点击菜单条中Format命令,出现图1-5所示下拉式菜单。

图1-5 Format下拉式菜单

点击Engineering Units选项,出现图1-6所示对话框:

图1-6 选择工程单位

英制单位是CHEMCAD工程单位的缺省选项。用户可以图1-6下部按钮中选择系统所列的English、Alt SI、SI和Metric中的任意一组工程单位,或者在各量对应的工程单位下拉框中选择各自的工程单位。

本例选用English单位。

第3步:绘制模拟流程图

绘制模拟流程图时,用户会用到图1-7所示的图形面板,即主面板。

图1-7 主面板

主面板的大小和形状可以通过菜单条中View/Palette Settings来调整。

用鼠标左键点中主面板顶部红条,可将其拖曳到合适的位置。

默认情况下,主面板中除最后一行外,每行各有7个图形对象。第1行中,第1个图形对象用于激活鼠标,以选择活动区域中已经绘制的模拟设备或物料流股,第2个图形对象用于旋转活动区域中已经绘制的模拟设备,接下来5个图形对象允许用户在活动区域中自行绘制图形。第2行中,第1个图形对象“ab”用于添加文字信息,第2个图形对象为流股连接线。第4行最后一个图形对象为进料流股,第6行最后一个图形对象为出料流股,最后一行第1个图形对象为EXCEL单元,允许用户添加自己的程序模块,其余各图形对象为不同的单元操作模型。

将鼠标放在图形对象上,会出现图形对象的描述信息。可以通过鼠标左键点击图形对象来选择它;点中并拖动,可将其放在活动区域任一位置;双击也可将其放入活动区域。用鼠标右键点击图形对象,如果该图形对象中包含不同形状的图形,则会显示子面板,用户可以在子面板中选择合适的图形;再次用鼠标右键点击同一个图形对象,子面板消失。

每个图形对象均含有流股联结点,流股输入点为蓝色,流股输出点为红色。

CHEMCAD有两个运行状态,即模拟状态和绘图状态。模拟状态用于模拟计算,不能对模拟流程图编辑;绘图状态可以编辑模拟流程图,不能进行模拟计算。当前状态为绘图状态。通过点击菜单条中RUN SIMULATION命令或工具栏中S/G按钮,可以进行状态切换。

现在开始绘制模拟流程图。

添加进料流股:在主面板上找到进料流股图形对象(第4行最后一个),如图1-8所示,用鼠标左键选中该对象,拖动其到活动区域适当位置,松开鼠标,即将进料流股添加入模拟流程图。

图1-8 添加进料流股

(a) 如果想查看对象的编辑选项,则可将鼠标置于图标(流程图上的图标,而不是主面板上的图标)上,单击鼠标右键;

(b) 移动或改变对象图标的大小:左键单击图标,当四个小黑框出现时,拖动其中的一个小黑框,则图标会随着鼠标的拖动而扩大或缩小。

添加两个换热器:

1.将鼠标指向主面板中换热器图形对象,直到信息标签出现,通过标签信息确认鼠标

指向的是换热器对象;

2.右键单击该对象,则换热器子面板出现,如图1-9所示;

3.将鼠标指向图1-9所示的双向换热器类型的图标;

4.单击该图标,则主面板消失,流程图上出现小方框;

5.将光标定位于进料流股图标右侧适当位置,单击鼠标左键,换热器图标将出现在流

程图上,同时主面板出现;

6.将鼠标再次指向主面板中换热器图形对象,这次,我们想要一个同主面板上图标一

样的单侧换热器,因此,不再需要启动子面板;

7.单击该图标,则主面板消失,流程图上出现小方框;

8.将光标定位于第一个换热器图标右侧适当位置,单击鼠标左键,换热器图标将出现

在流程图上,同时主面板出现。

图1-9 换热器子面板

经以上步骤绘制的模拟流程图如图1-10所示。

图1-10 添加换热器后的模拟流程图

类似地,在模拟流程图上再添加一个闪蒸罐和一个阀门,图1-11所示。

下面选择精馏塔模型。在CHEMCAD的主面板中提供了多种可供选择使用的精馏塔模型,如“Tower”、“SCDS”等;这些精馏塔模型采用了不同的算法,如“Tower”塔采用Inside-Out算法、“SCDS”塔采用同时校正法,在帮助文档中有每一种模型的详细说明(任何时候,只要点击菜单栏中HELP命令按钮,就可以得到在线帮助)。本例题中,选择“Tower”塔模型,该单元设备在主面板中的位置如图1-12所示。

图1-11 添加闪蒸罐和阀门后的模拟流程图

由于题目中的精馏塔只有一个再沸器而没有塔顶冷凝器,主面板中的“Tower”图标同时含有再沸器和冷凝器,所以,用鼠标右键点击“Tower”图标使其子面板出现,如图1-13

所示,选择合适的“Tower”图标,并将其添加在模拟流程图上。

图1-13 “Tower”子面板

这时,模拟流程图如图1-14所示。

图1-14 添加“Tower”后的模拟流程图

最后,将三个产品流股的图标置于模拟流程图上。产品流股的图标在主面板上的位置如图1-15所示。

图1-15 产品流股图标在主面板中的位置

当以上工作完成时,流程图如图1-16所示。

图1-16 添加产品流股后的模拟流程图

接下来的工作是添加流股连接线,连结模拟流程图上的设备,组成工艺流程。流股连接线在主面板上的位置如图1-17所示。

图1-17 流股连接线在主面板中的位置

在模拟流程图上使用流股连结线连接设备时应注意以下几个原则:

1.流股连接线的两端必须都同时连接单元设备,不能只连一端;CHEMCAD将进料

流股和产品流股均作单元设备处理,流股连接线可与其相联。

2.每一个单元设备都有流股输入、输出位置,一旦在模拟流程图中画出单元设备图

标,这些输入、输出的位置就确定了,使用流股连接线连接设备时,CHEMCAD 会自动指向这些位置。在模拟过程中,流股总是从一个单元的输出位置指向另一个单元的输入位置。但在画流程图时,流股连接线可以从前一个设备的输出位置画向后一个设备的输入位置,也可从后一设备的输入位置画向前一设备的输出位置,二者是等价的。

3.开始画流股时,鼠标会变成一个小的十字叉。当鼠标靠近一个输入或输出位置时,

它又会变成一个小的黑色箭头。如果这就是你想要开始流股的位置,则这时候用户就可以左键单击鼠标了。

4.设置单元设备流股过程中,鼠标显示为黑色小箭头。当鼠标靠近一个输入或输出

位置时,就会有标签提示当前位置。

5.一旦确定标签提示的位置就是用户所需要的位置,则用户就可以单击鼠标左键完

成流股的绘制。

6.在绘制流股过程中,主面板会消失。当用户在流程图上任何一个不是设备输入输

出点的位置单击鼠标左键时,主面扳会再次出现。也就是说,用户绘制流股时不用都点击流股图标框。

7.只要遵守以上原则,则用户可以在绘制流程图单元设备和连结单元设备流股之间

不断切换。

8.绘制流股时,CHEMCAD只无条件允许用户改变一次流股方向,以后每一次改变

流股方向,用户都需要在改变方向的位置单击鼠标左键。

9.要想结束流股绘制,用户只需在流股绘制过程双击鼠标左键。

下面根据以上原则,连结单元设备的流股:

点击主面板上流股图标框,主面板消失,鼠标变为小的十字叉。将鼠标移近进料流股箭头的端点,当属标变为黑色箭头时,单击鼠标左键;向右移动鼠标,直到第一个换热器左段进料口图标出现,单击鼠标左键。CHEMCAD将直接画出流股并在流程图自动标注放置流股ID;自动标注的流股ID号按顺序增加,因此,这时的流股ID是1;用户可以通过点击鼠标右键,选择“编辑流股”菜单对其进行修改。类似地,按顺序画出其余流股。

如果用户需要删除或者重新规定流股流向,可以在相应流股上单击鼠标右键,调出“流股编辑菜单”,使用“delete”和“Re-draw”命令可以实现删除和重画功能。

当所有流股都规定完毕时,在流程图上的空白处单击鼠标,主面板重新出现。

可用鼠标左键按住设备或流股调整位置,也可用鼠标右键点击流股或设备对其编辑修改,也可用鼠标左键选中设备,拖拽设备四周的黑色方块调整设备大小。最后,完成模拟流程图绘制,如图1-18所示。若想继续进行,则要转入模拟模式。因此,点击菜单栏上的“RUN SIMULATION”菜单(或者工具栏上的 S/G按钮),主面板消失,图形输入与修改功能变的不可用。

图1-18 绘制完成的模拟流程图

第4步:选择组分

一款化工设计和流程模拟软件ChemCAD

万方数据

48广东化工2005年第8期 2.1画流程图 单击菜单栏FiIe按钮,选择NewJob,在弹出的文件保存对话框中选好路径后单击保存便完成了模块新建任务。此时操作界面会有所改变,菜单栏和工具栏选项都有所增加,且会弹出画流程图的面板,面板上一个符号代表一种设备或工具,如图l所示。左键单击面板,此时鼠标会变成小方框,然后在空白处单击,便可添加相应的设备。将相应的设备连接好,按需画好流程图后,便可开始下一步的操作。画流程图这一步,可以全部由自己画出,也可由附带的模块修改而成,方法是:单击File按钮,选择0penJob,弹出选择模块对话框,在相应的路径中选择相应的模块后,单击打开,便打开了所选模块,然后在菜单栏中选择EditFlowsheet,这个按钮会变为Runsimulation,并弹出如图l右侧的面板,这时便可开始编辑流程图。要改变流程线路时,右键单击要改变线路,选择Reroutestream,将弹出一个跟随鼠标移动的大的十字虚线,便可开始布线;若要改变流程图中的操作单元,右键单击要改变单元,选择Swapunit,然后在面板中选择需要的单元,在相应的位置单击便可完成操作单元的更换;若需在流程图线路中插入操作单元,右键单击相应位置,选择Insertunit,在面板中选择需要的单元,然后在相应位置单击便完成了插入操作。除了以上操作外,还可以删除线路或单元。 图1ChemCAD操作界面 2.2设置单位 在菜单栏中单击Fo珊at,然后单击Engineeringunits,会弹出一个对话框,可选择AltsI、sI等多个单位标准,选好后单击0K,便可完成单位设置。 2.3选择组分 单击菜单栏Thermophysical,选择comp011entlist,这时会弹出一个对话框,在组分数据库右侧选择需要的组分,单击Add,再单击0K,完成组分添加。 2.4选择热力学模型 单击Therm叩hysical,选择K—values,会弹出一个对话框,设置好后单击0K,便完成了K值设置;接着是设置焓,同样是在Thermoph),sicaI菜单下,选择Enthalpy,设置好后单击OK即可完成;然后在Thermophysical菜单中选择K—Valuewizard,这一项可以设置温度、压强等的最大和最小值。在Thermoph),sical菜单中还有电解液等选项,只要按需设置好即司。 2.5指定详细进料物流 每一个物料(包括原料和产品)都必须详细设置。单击菜单栏Specificatjons,在弹出的菜单中选择相应的选项进行设置。单击Specmcatiolls,选择selectStreams,弹出ID号输入对话框,输入ID号,单击0K,弹出编辑对话框,设置好相应的选项后单击OK即可。设置好这一项可以计算相关的泡点或露点值。 2.6详细指定各单元操作 左键双击或在spec溉cations菜单中选择selectUnitops选项,弹出设置对话框,框中有一个Help按键,单击弹出帮助文档,可以查看详细内容。设置好后单击0K,弹出提示对话框,提示错误或警告,因为错误的设置会使系统运行时出现错误或不能运行,不能得到准确的数据。错误提示是为了阻止系统运行,警告是为了提示用户设置要正确,如果不管就可以忽略,系统会照常运行。 2.7运行 可以选择整个系统或单个操作单元运行,也可以选择一个循环线路运行,只需在Run菜单中分别选择RunAll、RunseIectedunits或Recycles即可实现。执行后两个操作时会弹出一个对话框,单击所要运行的单元,单击0K便开始运行。还可设置运行顺序,只需在Run菜单中选择calculationsequence,在弹出的对话框中设置好后单击0K即可。 2.8查看运行结果 单击Results,在弹出的菜单中选择需要查看的选项,就会有一个文档弹出来,里面记有详细的结果。查看运行结果之后,便可计算设备规格,然后按需优化,最后便是生成物料流程图。 3功能扩展 ChemcAD的功能扩展可以通过用户新建流程图来实现。chemCAD内置了强大的数据库,用户可以新建或在已有流程图的基础上进行修改。由于面板中所提供的设备有限,chemcAD提供了画设备的工具,用户可以按照自己的需要画好一个符号,然后设置好相关的参数,便可作为一种设备使用。此外,开发chemcAD的chemstations公司也在不断扩大其数据库,有些现在还不能处理的生产流程,可以将方案提交给chemstatjons公司来处理。相信在不久的将来,ChemCAD的功能将更为强大,应用领域将更加广泛。 参考文献 [1]http://www.chemsta“ons.net. [2]h儿p://www.vmc.com.tw/chinese/c—index.htm. [3]冯权莉,叶咏恒,陈文威.乙醇一水双效精馏模拟研究[J].云南工业大学学报,1999,15(3):49—54. [4]寇业荣.乙烯废液处理塔的核算及改造建议[J],化工设计,2000,lO(2):23—25. [5]贾蓉,罗金生,张立杰,等.应用chemcAD软件模拟反应精馏 过程[J].化工生产与技术,2003,(5):44—46. 万方数据

chemcad介绍-

1.CHEMCAD软件概述: CHEMCAD系列软件是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件。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、优化操作和技术改造提供理论指导。 1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下几项: A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化 B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗 C.评估新建/旧装置对环境的影响 D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统 1.2CHEMCAD中的单元操作: 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。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: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、膨胀机等50多个单元操作。 1.3热力学物性计算方法: CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K值 计算方法,和13种焓计算方法。K值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类,其中活度系数法包含有UNIFAC、UPLM(UNIFACforPolymers)、W ilson、T.K.Wilson、HRNMModifiedWilson、VanLaar、Non-Rando mTwoLiquid(NRTL)、Margules、GMAC(Chien-Null)、Scatchard-Hildeb rand(RegularSolution)等。焓计算方法包括Redlich-Kwong、Soave-Redl ich-Kwong、Peng-Robinson、APISoave-Redlich-Kwong、Lee-Kesler、Bene dict-Webb-Rubin-Starling、LatentHeat、Electrolyte、HeatofMixing byGamma等。 1.4使用CHEMCAD主要有以下步骤: A.画出您的流程图 B.选择组分 C.选择热力学模型

化工软件介绍

换热器:HTRI和HTFS都是国际著名的换热器工艺计算软件,你需要了解其意思方可用于实际 1. ASPEN 2. PROII 3. CHEMCAD 4. HYSYS 5. ECSS 所列软件中,1,2,4是工程公司常用软件,3,5一般在国内高校用用,不适合工程设计,至于1,2,4哪个更好,其实还要看具体的工艺过程, 比如HYSYS,在油气工程领域就有着极高的精度和准确性,HYSYS仅仅是石化中使用较多,HYSYS买给Honeywell已经改名叫UniSim了 ASPEN是设计院使用更为合适一些,但价格昂贵,不过可以计算固体、燃烧等模块是HYSYS,PRO/II不能比拟的,比较全面,但界面比较凌乱。你要模拟个氮肥装置,恐怕还是aspen的好, 单体设备的校核型核算,PRO2又是个最简单最合适的选择,PR方程精度较高(其实也就是HYSYS主推的),PRO/II价格便宜,简单多了. 搞天然气开采的可能只能选HYSYS,但ASPEN并不是不好啊. 至于CHEMCAD、和青岛ECSS等软件,实际工程中均使用不大,ASPEN把HYSYS的公司也收购了。实际上最终就是ASPEN和PRO/II谁能当老大。难受的是,这些均为国外软件,青岛ECSS软件是中国国产的唯一一套,使用起来又无法同国外相比。惨! 常用的工艺计算软件化工工艺设计涉及大量的计算,主要的有工艺流程的模拟,管道水力学计算,公用工程管网计算,换热器设计计算,容器尺寸计算,转动设备的计算和选型,安全阀泄放量和所需口径的计算,**泄放系统,控制阀Cv计算和选型,等等。这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。下面就我的经验来看看常用的一些软件。 1. 工艺流程模拟: ASPEN Plus Pro II HYSYS 2. 管道水力学计算: 通常是工程公司自备的EXCEL表格,没必要使用专用软件。当然,也可以自己编制,一般来说使用CRANE手册提供的公式就足够了。 两相流的水力学计算相当复杂,自己编制费力不讨好,用公司内部经过验证的表格就可以了。 3. 公用工程管网计算 我用过Pipe 2000,肯塔基大学教授的出品,包括Gas 2000, Water2000, Steam 2000等一系列。Pipenet也是不错的选择。 有人用SimSCI的InPlant。没用过,有用过的朋友可以介绍一下。 4. 换热器设计计算 HTRI HTFS 这两个软件都可以。常见的介质用HTRI更好,因为它的物性数据是经过实验得到的。HTFS 使用了ASPEN或HYSYS的物性数据,很多都是计算得到的,所以精度可能稍差。

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1.CHEMCAD 软件概述: CHEMCAD 系列软件是美国 Chemstations 公司开发的化工流程模拟软件。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、优化操作和技术改造提供理论指导。 1.1 使用 CHEMCAD 可以做的工作主要有以下几项: A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化 B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗 C.评估新建/旧装置对环境的影响 D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统 1.2CHEMCAD 中的单元操作: 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。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: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、膨胀机等 50 多个单元操作。 1.3 热力学物性计算方法: CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K值计算方法,和 13 种焓计算方法。K 值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类,其中活度系数法包含有 UNIFAC 、U PLM (UNIFAC for Polymers)、 W ilson 、T . K. Wilson 、HRNM Mo dified Wilson 、Van Laar 、Non-Rando m Two Liquid (NRTL) 、Margules 、GMAC (Chien-Null) 、Scatchard-Hildeb rand (Regular Solution)等。焓计算方法包括 Redlich-Kwong 、 Soave-Redl ich-Kwong 、Peng-Robinson、API Soave-Redlich-Kwong 、Lee-Kesler、Bene dict-Webb-Rubin-Starling 、Latent Heat 、Electrolyte 、Heat of Mixing by Gamma 等。 1.4 使用 CHEMCAD 主要有以下步骤: A.画出您的流程图 B.选择组分 C.选择热力学模型

第一章ChemCAD软件介绍

第一章ChemCAD软件简介 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。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。 1.1认识ChemCAD 1.1.1ChemCAD能为您做什么? ChemCAD是一个化工生产计算机模拟软件,在工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造中都能发挥很大的作用。 (1)工程设计: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。 (2)优化操作: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、提高产量的产率以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、产品要求和环境条件的变化。该模型可指导工厂的操作以降低费用、提高产率。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。 (3)技术改造: 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。

1.1.2ChemCAD单元操作 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。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: 单元操作: 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、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、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。 1.1.3 ChemCAD热力学 ChemCAD的热力学和传递性质包对过程系统提供了计算K值、焓、熵、密度、粘度、导热系数和表面张力的多种选择。 热力学选项 ChemCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K 值计算方法、 13种焓计算方法。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,可以处理直链烃以及电解质、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数供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度系数方法来使用。也可以采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。 ChemCAD提供了热力学专家系统帮助用户选择合适的K值和焓值计算方法。

几种模拟软件的介绍(化工)

几种模拟软件介绍 一、Aspenplus背景介绍 AspenPlus是一种广泛应用于化工过程的研究开发,设计,生产过程的控制,优化及技术改造等方面的性能优良的软件。该模拟系统是麻省理工学院于70年代后期研制开发的。由美国Aspen技术公司80年代初推向市场,它用严格和最新的计算方法,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。这套系统功能齐全,规模庞大,可应用于化工,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。 AspenPlus是基于流程图的过程稳态模拟软件,包括56种单元操作模型,含5000种纯组分、5000对二元混合物、3314种固体化合物、40000个二元交互作用参数的数据库。 对于一个模拟过程来说,正确的选择准确无误的物性参数是模拟结果好坏的关键。AspenPlus为单元操作计算提供了热力学性质和传递性质参数,在典型的AspenPlus模拟中常用的物理性质参数有逸度系数,焓,密度,熵和自由能。AspenPlus 自身拥G有两个通用的数据库:Aspen CD——ASPEN TECH公司自己开发的数据库,DIPPR——美国化工协会物性数据设计院设计的数据库。另外还有多个专用的数据库,如电解质,固体,燃料产品,这些数据库结合拥有的一些专用状态方程和专用单元操作模块使得AspenPlus软件可使用于固体加工电解质等特需的领域,极大地拓宽了AspenPlus的应用范围。 二、化工流程模拟PRO/II 流程模拟技术是与实验研究同样可靠和更为有效的一种研究手段,其应用极大地促进化学工业的发展。化工流程模拟能使设计最优化,提高设计效率,结果得到效率较高的工厂;对寻找故障,消除“瓶颈”,优化生产条件和操作参数而进行旧厂改进。另外,模拟仿真在教学培训工作中也具有独特的优越性。PRO/II是一个在世界范围内应用广泛的流程模拟软件。其功能强大,能很容易地建立和模拟包括精馏塔、压缩机、反应器、换A热器等工艺装置在内的工艺流程。适用于油/气加工、化学化工、炼油、聚合物、精细化工、制药等行业。 三、HYSYS 软件 HYSYS 软件是世界著名油气加工模拟软件工程公司开发的大型专家系统软件。该软件分动态和稳态两大部分。其动态和稳态主要用于油田地面工程建设设计和石油石化炼油工程设计计算分析。其动态部分可用于指挥原油生产和储运系统的运行

第一章ChemCAD软件介绍

第一章ChemCAD软件简介 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。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。 1.1认识ChemCAD 1.1.1ChemCAD能为您做什么? ChemCAD是一个化工生产计算机模拟软件,在工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造中都能发挥很大的作用。 (1)工程设计: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。 (2)优化操作: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、提高产量的产率以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、产品要求和环境条件的变化。该模型可指导工厂的操作以降低费用、提高产率。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。 (3)技术改造: 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。

1.1.2ChemCAD单元操作 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。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: 单元操作: 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、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、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。 1.1.3 ChemCAD热力学 ChemCAD的热力学和传递性质包对过程系统提供了计算K值、焓、熵、密度、粘度、导热系数和表面张力的多种选择。 热力学选项 ChemCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法, 包含39种K 值计算方法、 13种焓计算方法。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,可以处理直链烃以及电解质、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数供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度系数方法来使用。也可以采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。 ChemCAD提供了热力学专家系统帮助用户选择合适的K值和焓值计算方法。

CHEMCAD中文入门教程

Chemcad在化工课程设计中的应用 指导教师:葛明兰 学生:高00-4班应伟斌 摘要:介绍了化工流程模拟软件Chemcad的特点、作用,以精馏过程的工艺设计为实例说明其应用。 关键词:Chemcad软件,设计,应用 化工课程设计是学习化工设计基础知识、培养学生化工设计能力的重要教学环节。计算机辅助化工过程设计以成为化工设计的基本手段,有效地利用化工模拟设计软件进行化工设计工作可以极大地提高工作效率。将模拟软件用于过程设计或过程模拟,对于当代的化工过程工程师已是一件很普通的工作。基于此,本院购进美国Chemstations公司化工流程模拟软件Chemcad。本文主要介绍该软件特点、模块功能作用,并以精馏过程的工艺设计实例较详细地对该软件的应用进行说明。 1.CHEMCAD软件概述: CHEMCAD系列软件是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件。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、优化操作和技术改造提供理论指导。 1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下几项: A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化 B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗 C.评估新建/旧装置对环境的影响 D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统 1.2CHEMCAD中的单元操作: 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。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: 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、膨胀机等50多个单元操作。 1.3热力学物性计算方法: CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K值计算方法,和13种焓计算方法。K值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类,其中活度系数法包含有UNIFAC 、UPLM (UNIFAC for Polymers)、Wilson 、T. K. Wilson 、HRNM Modified Wilson 、Van Laar 、Non-Random Two Liquid (NRTL) 、Margules 、GMAC (Chien-Null) 、Scatchard-Hildebrand (Regular Solution)等。焓计算方法包括Redlich-Kwong 、 Soave-Redlich-Kwong 、Peng-Robinson 、API Soave-Redlich-Kwong 、Lee-Kesler 、 Benedict-Webb-Rubin-Starling 、Latent Heat 、Electrolyte 、Heat of Mixing by Gamma 等。 1.4使用CHEMCAD主要有以下步骤: A.画出您的流程图

[整理版]CHEMCAD中文进门教程

[整理版]CHEMCAD中文进门教程 Chemcad在化工课程设计中的应用 指导教师:葛明兰 学生:高00-4班,,,,,应伟斌 摘要:介绍了化工流程模拟软件Chemcad的特点、作用,以精馏过程的工艺设计为实例说明其应用。 关键词:Chemcad软件,设计,应用 化工课程设计是学习化工设计基础知识、培养学生化工设计能力的重要教学环节。计算机辅助化工过程设计以成为化工设计的基本手段,有效地利用化工模拟设计软件进行化工设计工作可以极大地提高工作效率。将模拟软件用于过程设计或过程模拟,对于当代的化工过程工程师已是一件很普通的工作。基于此,本院购进美国Chemstations公司化工流程模拟软件Chemcad。本文主要介绍该软件特点、模块功能作用,并以精馏过程的工艺设计实例较详细地对该软件的应用进行说明。 1.CHEMCAD软件概述: CHEMCAD系列软件是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件。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、优化操作和技术改造提供理论指导。 1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下几项: A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化,,,,, B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗,,,,, C.评估新建/旧装置对环境的影响,,,,, D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统 1.2CHEMCAD中的单元操作:

,,,,,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。,,,,,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: 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、膨胀机等50多个单元操作。 1.3热力学物性计算方法: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K值计算方法,和13种焓计算方法。K值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类,其中活度系数法包含有UNIFAC,,,,,、 UPLM,,,,,(UNIFAC,,,,,for,,,,,Polymers)、,,,,,Wilson,,,,,、 T.,,,,,K.,,,,,Wilson,,,,,、HRNM,,,,,Modified,,,,,Wilson,,,,,、Van,,,,,Laar,,,,,、 Non-Random,,,,,Two,,,,,Liquid,,,,,(NRTL),,,,,、Margules,,,,,、GMAC,,,,,(Chien-Null),,,,,、Scatchard- Hildebrand,,,,,(Regular,,,,,Solution)等。焓计算方法包括Redlich-Kwong,,,,,、Soave-Redlich-Kwong,,,,,、Peng-Robinson,,,,,、API,,,,,Soave-Redlich-Kwong,,,,,、Lee-Kesler,,,,,、Benedict-Webb-Rubin-Starling,,,,,、Latent,,,,,Heat,,,,,、Electrolyte,,,,,、 Heat,,,,,of,,,,,Mixing,,,,,by,,,,,Gamma,,,,,等。 1.4使用CHEMCAD主要有以下步骤: A.画出您的流程图,,,,, B.选择组分,,,,, C.选择热力学模型,,,,,

ChemCAD

Chemcad知识简介 前言 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Chemstions公司的深开发, ChemCAD的应用领域还将不断拓展。 一. ChemCAD界面简介 ChemCAD把屏幕分成4个区,顶行是状态区,显示作业目录、版本号等;第二行显示顶层菜单,这些菜单项经过精心安排,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,这些菜单包括了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。主屏幕由流程窗口占据;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,输入简明扼要,如此友好的图形人机对话界面使初学者很容易上手。通过window交互操作功能,第5版最大的好处是可使ChemCAD 和其它应用程序交互作用:使用者可以迅速而容易地在ChemCAD和其它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,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。 二.ChemCAD的使用步骤及应用领域 1.使用ChemCAD主要有以下步骤:A.画出您的流程图;B.选择组分;C.选择热力学模型;D.详细指定进料物流;E.详细指定各单元操作; F.运行; G.计算设备规格;H.研究费用评估方案;I.评定环境影响;J.分析结果/按需优化;K.生成物料流程图/报告。 2.ChemCAD的应用领域:A、蒸馏/萃取(间歇 &连续);B、各种反应(间歇 &连续);C、含电解质的工艺;D、热力学-物性计算;E、汽/液/液平衡计算;F、设备设计;G、换热器网络;H、环境影响计算;I、安全性能分析;J、投资费用估算;K、火炬总管系统;L、公用工程网络。 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A IChE的D IPPR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

化工软件介绍

换热器:HTRI和HTFS都是国际著名的换热器工艺计算软件,你需要了解其意思方可用于实际 1.ASPEN 2.PROII 3.CHEMCAD 4.HYSYS 5.ECSS 所列软件中, 1,2,4 是工程公司常用软件,3,5 一般在国内高校用用,不适合工程设计,至 于 1,2,4 哪个更好,其实还要看具体的工艺过程, 比如 HYSYS ,在油气工程领域就有着极高的精度和准确性, HYSYS 仅仅是石化中使用较多,HYSYS 买给 Honeywell 已经改名叫 UniSim 了 ASPEN 是设计院使用更为合适一些,但价格昂贵,不过可以计算固体、燃烧等模块是 HYSYS ,PRO/II 不能比拟的,比较全面,但界面比较凌乱。你要模拟个氮肥装置,恐怕还是aspen的好,单体设备的校核型核算,PR02又是个最简单最合适的选择,PR方程精度较高(其实也就 是 HYSYS 主推的), PRO/II 价格便宜 ,简单多了 . 搞天然气开采的可能只能选 HYSYS ,但 ASPEN 并不是不好啊 . 至于CHEMCAD、和青岛ECSS等软件,实际工程中均使用不大,ASPEN把HYSYS的公 司也收购了。实际上最终就是 ASPEN 和 PR0/II 谁能当老大。难受的是,这些均为国外软件,青岛ECSS软件是中国国产的唯一一套,使用起来又无法同国外相比。惨!常用的工艺计算软件化工工艺设计涉及大量的计算,主要的有工艺流程的模拟,管道水力学计算,公用工程管网计算,换热器设计计算,容器尺寸计算,转动设备的计算和选型,安全阀泄放量和所需口径的计算, **泄放系统,控制阀 Cv 计算和选型,等等。这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。下面就我的经验来看看常用的一些软件。 1.工艺流程模拟: ASPEN Plus Pro II HYSYS 2.管道水力学计算: 通常是工程公司自备的 EXCEL 表格,没必要使用专用软件。当然,也可以自己编制,一般来说使用CRANE 手册提供的公式就足够了。 两相流的水力学计算相当复杂,自己编制费力不讨好,用公司内部经过验证的表格就可以了。 3.公用工程管网计算 我用过 Pipe 2000,肯塔基大学教授的出品,包括 Gas 2000, Water2000, Steam 2000 等一系列。Pipe net也是不错的选择。 有人用SimSCI的InPlant。没用过,有用过的朋友可以介绍一下。 4.换热器设计计算 HTRI HTFS 这两个软件都可以。常见的介质用 HTRI 更好,因为它的物性数据是经过实验得到的。 HTFS 使用了ASPEN 或 HYSYS 的物性数据,很多都是计算得到的,所以精度可能稍差。 5.压力容器尺寸计算(长度与内径)工程公司往往使用自制的 EXCEL 表格来计算容器尺寸。内构件一般要提交供货商来设计。 计算容器尺寸首先要确定容器的用途:气液分离,液液分离,还是气液液三相分离。然后要确定容

第1讲-化工过程模拟概论及ProII使用过程简介

《ProII与化工过程模拟》第 1 讲
化工过程模拟概论与PROII软件 使用过程简介
过程模拟及软件应用教科组
沈荣春
Tel:64253664 E-mail:fluent0210@https://www.360docs.net/doc/012330661.html,

概要
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 本课程的目的 化工过程模拟的主要内容 化工过程模拟的应用 化工过程模拟的基本问题 化工过程模拟的方法 ProII及其它过程模拟软件的主要功能 ProII在化工类各主干课程中的应用 ProII使用过程简介

1 本课程的目的
? 以化工流程模拟软件Pro/II为工具,掌握 化工过程模拟的基本技能 ,应用于化工 过程的研究开发、设计、生产操作的控 制与优化、技术改造等

? 从本科教育的角度 设计是工程技术的起点,是当代工程师的基本 技能,是高等工科教育的主要内容之一 过程模拟软件已成为当今工程设计最先进的工 具之一 只有掌握先进的工程设计工具的工程师,才能 孕育出先进的工程技术成果

通过学习过程模拟软件,可使本科生在 化学工程、石油化工、制气炼油、制 药、工程建设与施工中进行: 过程设计 过程操作分析 设计和操作过程优化 适应现代企业、设计科研单位对高质 量毕业生的要求

本课程的教学计划
第1讲 第2讲 第3讲 第4讲 第5讲 第6讲 第7讲 化工过程模拟概论及ProII使用过程简介 反应器模块 热力学模型的选用 分离模块 传热模块与压力改变模块 带循环物流的化工流程模拟 化工流程的控制和优化

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