chemcad介绍-
chemCAD课件资料
单物料换热器工艺设计步骤-4
热力学基础知识
气相：理想气体： 真实气体：SRK、PR、CS、API S、BWRS、GS、MBK
液相：状态方程：SRK、PR、CS、API S、BWRS、GS、MBK 活度系数方程：正规溶液：Van Laar，Margule，MSRK、RS 无热溶液：Wilson、NRTL、UNIQUAC、UNIFIC 电解质溶液：Amine(MEA,DEA脱气)，Sour water(水溶解酸性气或 NH3)、PPAQ(电解质体系) 特殊体系：Henry’s Gas Law，TSRK(甲醇系统)，TEG(三乙二醇对 烃脱水)，Flor-Huggins(聚合物)
公用工程校核 输入以下用于公用工程校核（设计型忽略）
单物料换热器工艺设计步骤-6
估价模式（管壳式、 蒸发器、空冷器、 套管式） 换热器形式（两端 固定、釜式再沸器、 U形管式） 蒸发器形式（强制 循环、长管式、降 膜式）
设备估价
单物料换热器工艺设计步骤-7
第七步，运算
注意提示框信息
单物料换热器工艺设计步骤-8
用户已有四千多家
前
chemCAD能做什么
言
第一章 换热器
chemCAD换热器设计 工艺模拟
设计： 热负荷 换热面积 物料出口状态 公用工程量 分段换热细节 校核： 换热器传热效率
设备设计
直径 长度 折流板 换热管 进出口
优化分析
振动分析 优化设计 逐区域分析
换热器分类
换热器（Heat Exchange） 管壳式（Shell &Tube） 板式（Plate） 套管式（Double） 空冷器（Air Cooler） 加热炉（Fired heater） （LNG Heat Exchange ）
CHEMCAD 操作手册
CHEMCAD 的其它特点
➢ 强大的计算和分析功能 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； 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； 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； 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。
UNIFAC 方程
是基于估算活度系数的基团分布法，它有如下的优 点和缺点：
PSRK 方程
是一个预测性模型，它试图把UNIFAC 和SRK 方 法的最好性能相结合，故而PSRK 方程能处理像包 括两个液相的正规溶液那样的非理想系统。 准确性对非理想溶液在低压下与UNIFAC 相当， 而在高压下则明显地更好。
➢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MCAD 的其它特点
➢ 作业和工况管理方便 用户可以方便地恢复、拷贝或删除流程； 对每个项目，可输入帐号和一些描述性语言； 可以记录每个项目所花费的时间； 每一个作业只对应于一个文件。
➢ 使用灵活： 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。 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。
➢ 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。
chemcad-第一课
ChemCAD数据库内名称 Propane I-Butane I-Butene 1-Butene N-Butane Trans-2-Butene Cis-2-Butene N-Pentane
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.2 开始新的模拟 File-New 创建一个新的模拟 File-Save As 保存这个模拟
利用动态模拟： 1，确定开停工方案；2，计 算特殊的非稳态过程；3，生 产指导和调优。
• 1.2.3 ChemCAD与其他模拟软件比较
ChemCAD ASPEN ProII
应用
石油，炼油和油气 炼油到非理想化学 油/气加工、炼油、 加工 系统 化工、化学、工程 和建筑、聚合物、 精细化工/制药
YES YES YES
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.3 绘制流程图
– 绘制流股
• 制图面板，选择Stream图标，在接近设备时，设备 的图标就会出现可绘制流股的位置标志。
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.4 选择工程单位 Format-Engineering Unit
1.4 ChemCAD模拟步骤
– 确定开停工方案 – 计算特殊的非稳态过程 – 生产指导和调优
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.1 提出问题 用简捷塔模拟脱戊烷精馏塔的设计计算 液相进料压力pF=0.602MPa，温度TF=341.15K， 流率为F=44.9881kmol/h，进料的组分及组成 如下表，塔顶压力为p=0.456MPa，整个塔的 压降为0.05MPa
序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 丙烷 异丁烷 异丁烯 1-丁烯 正丁烷 反-2-丁烯 顺-2-丁烯 戊烷
分子式 C3H8 C4H10 C4H8 C4H8 C4H10 C4H8 C4H8 C5H12
ChemCAD课件1CHEMCAD简介
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：
CHEMCAD 的其它特点
➢ 强大的计算和分析功能 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； 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； 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； 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。
流程模拟步骤及示例
对下图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%。
CHEMCAD界面
➢生产指导和调优
CHEMCAD 的其它特点
➢ 经济评价功能： 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； 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。
➢ 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
石油化工流程模拟软件Chemcad在石油化工工艺课程中的应用
石油化工流程模拟软件Chemcad在石油化工工艺课程中的应用仇汝臣2007.9.24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，应用化工工艺计算是学习化工工艺基础知识、培养学生化工工艺设计能力的重要教学环节。
计算机辅助化工工艺过程计算是化工工艺的基本手段，有效地利用化工模拟计算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。
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。
化工软件ChemCAD简介及其数据实时性显示的实现
Ｈ） ｒ ，其 中
功 能。根 据单 元操 作 的特性 分为Ｃ — ＴＡ ＹＴ Ｔ一 Ｃ ＳＥ ＤＳ ＡＥ 化工 稳态 过程 仿真 模块 、 Ｃ— ＹＡ ＩＳ 化 工动 态 过程 仿 真模 块 、Ｃ Ｈ Ｒ换 热器 设 计 及选 型 模块 、 ＣＤＮ ＭＣ 一 ＣＴ ＥＭ
Ｃ— ＡＣ 一 Ｃ ＢＴ Ｈ 间歇蒸 馏模 块 、Ｃ— ＥＯ 一 ＣＲＣ Ｎ 现场 资料 拟合 模块 和Ｃ— Ａ ＥＹ Ｅ一 ＣＳ ＦＴ ＮＴ 紧 急排 放 系统及 管 网计算 模块 。
ｓｒａ ｓＣ ５ ｇｔ ｔｅｍ ｎｏ ｔ ｅ ｍ ＝ Ｃ ． ｅ ｓ ｒ ａ ｉ ｆ ０
然 后可 以根 据 函数
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 。 Ｃｅ ＣＤ 模块 共 同拥 有软 件 的基本 功 能 （ ＯＭＮ Ｆ ＡＵ Ｅ ） ，图形 ｈ ｍＡ 各 Ｃ￣ Ｏ ＥＴ Ｒ Ｓ 接 口一 致且 容 易 使用 ， 并且提 供 ＡＣ Ｅ ＩＰ 纯 物质 物 性数 据 库 、完 整 的 Ｉｈ 的Ｄ ＰＲ 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
ＣＤ Ａ 环境 中的数据动态实 时显示。 关键 词： ｖ Ｈ；Ｃ ｅ Ｃ Ｄ ｃ ｈ ｍ Ａ 软件 ；实时显示 中图分类号：Ｔ ３ １ ５ 文献标识 码：Ａ 文章编号 ：１ ７ － ７ ９ ２ １ ）１ １ １ ３ １ Ｐ １． １ ６ １ ５ ７（ ０ ０ Ｏ Ｏ ９ 一Ｏ
化工模拟软件-ChemCAD
化工模拟软件——ChemCAD化工流程模拟就是用数学模拟表达一个由许多单元过程组成的化工过程，然后用计算机求解描述整个化工生产过程的数学模型，得到有关化工过程性能的信息。
ChemCAD就是其中一种。
一 ChemCAD的发展ChemCAD是由美国Chemstations公司1984年开发的全流程化工模拟软件。
ChemCAD是一个用于化学和石油工业、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。
用户已有四千多家。
Chem CAD可作稳态模拟和动态模拟，如表1所示：表1：Chem CAD模拟用途Chem CAD中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。
Chem CAD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，Chem CAD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Chem CAD和其它应用程序之间传送模拟数据。
Chem CAD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。
Chem CAD的特点有：安装简单，支持各种输出设备，切面体贴用户，详尽的帮助系统，作业和工况管理方便，使用灵活，强大的计算和分析功能，即时生成工艺流程图，多种报告格式，即成了设备标定模块及工具模块，支持动态模拟，经济评价功能，数据回归系统等等。
化工模拟软件——ChemCAD
化工模拟软件——ChemCAD化工流程模拟就是用数学模拟表达一个由许多单元过程组成的化工过程，然后用计算机求解描述整个化工生产过程的数学模型，得到有关化工过程性能的信息。
ChemCAD就是其中一种。
一 ChemCAD的发展ChemCAD是由美国Chemstations公司1984年开发的全流程化工模拟软件。
ChemCAD是一个用于化学和石油工业、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。
用户已有四千多家。
Chem CAD可作稳态模拟和动态模拟，如表1所示：表1：Chem CAD模拟用途Chem CAD中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。
Chem CAD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，Chem CAD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Chem CAD和其它应用程序之间传送模拟数据。
Chem CAD 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。
Chem CAD的特点有：安装简单，支持各种输出设备，切面体贴用户，详尽的帮助系统，作业和工况管理方便，使用灵活，强大的计算和分析功能，即时生成工艺流程图，多种报告格式，即成了设备标定模块及工具模块，支持动态模拟，经济评价功能，数据回归系统等等。
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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、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
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
1.5CHENCAD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
1.6CHEMCAD的其它特点
ChemCAD还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。
它安装简便，支持各种输入设备，并具有详尽的帮助系统和强大的计算和分析功能。
另外，Chem CAD提供了网络版，最多25人同时并发使用。
ChemCAD网络版价格低廉，最
适合于学校教学及大型公司使用。
2CHEMCAD蒸馏单元的模拟计算
在CHEMCAD蒸馏单元中，共有四种塔模块，包括TOWRColum，
n TOWRPLU SColumn，SCDSColumn和SHORTCUTColumn。
其中，TOWR是精确的规范
塔模块，TOWRPLUS是带有侧线物流和侧线供热和急冷以及泵回路的复杂塔模
块，SCDS则是可以及时修正的塔模块。
2.1蒸馏模拟计算举例
简单蒸馏分离
题目：蒸馏分离塔进料为含苯的质量分数38%和甲苯质量分数为62%的混合溶液，要求馏出液中能回收原料中97%的苯，釜残液中苯不高于2%，进料流量为24000kgh，求馏出
液与釜残液的流量和组成？
绘制工艺流程如下图所示：
选择单位：
选择组分：
选择热力学方程；
选择组分：
选择热力学方程；
选择组分：
选择热力学方程；
选择组分：
选择热力学方程；。