炼油化工企业火炬系统水力和热力计算软件的选择

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化学化工常用软件介绍

ChemOffice的功能(2)
2. Chem3D 提供工作站级的3D分子轮廓图及分子轨道特性分析，并和数种量子化学软件结合在一起。 ChemProp：预测BP、MP、临界温度、临界气压、吉布斯自由能、 logP、折射率、热结构等性质。
Excel Add-on：与微软的Excel完全整合，并可连结ChemFinder。
ChemOffice窗口
2.3 Gaussian
Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型计算机，超级计算机，工作站和个人计算机上运行，并相应有不同的版本。高斯功能：分子能量和结构、过渡态能量和结构、键和反应能量、分子轨道、多重矩、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、核磁性质、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径。计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量，结构和分子轨道。因此，Gaussian 可以作为功能强大的工具，用于研究许多化学领域的课题，例如取代基的影响，化学反应机理，势能曲面和激发能等等。
Gaussian窗口
2.4 GAMESS
GAMESS是从头计算量子化学程序。可以从 RHF，ROHF，UHF，GVB和MCSCF计算波函，其中一些使用CI和MP2修正。自恰场的分析梯度用于自动几何优化，过渡态寻找，跟踪反应路径。能量hessian的计算允许预测振动频率。可以计算大量的分子特性，从简单的偶极矩到含频率超级极化率。内部储存了大量基组和有效核势，分子中可以包含到Ra的所有元素。几个图形程序用于显示最终结果。
ChemOffice的功能(1)
1. ChemDraw (是世界上最受欢迎的化学结构绘图软件)
AutoNom：它可自动依照IUPAC的标准命名化学结构。

化工计算软件

化工设计概论
第11章：计算机辅助化工设计
三、计算机辅助化工过程设计在20世纪20年代以前，化工过程设计几乎没有理论作指导，几乎是完全凭经验。
在20世纪20年代～60年代，化工过程设计已经开始有化工单元操作理论作指导，可以定量计算设计，但几乎完全凭手工计算与绘图完成设计工作。
在20世纪60年代以后，计算机辅助化工过程设计得到了发展。为什么直到20世纪60年代后，在化工设计领域开开始出现计算机辅助化工过程设计呢？计算机软、硬件技术的发展化工单元操作等理论的不断成熟
管壳式换热器设计
容器设计、局部ASME标准
SINET
工艺系统和设备尺寸选型计算及管网设计软件管路设计系统软件精确模拟稳态多相流程软件
设计管线和管网系统尺寸和工艺设备尺寸解决管网内流场稳态和动态水力计算。并有专门针对消防系统设计开发的模拟软件。应用于油气管路网络和管路系统
应用工厂现场操作数据或 ASPEN PLUS模拟计算的数据为输入，设计能耗最小、操作成本最低的化工厂和炼油厂过程流程。塔设计、校核计算等包括通用加热炉、烃蒸气转化炉、裂解炉等传热计算软件包。包括计算流体功能
设备分析和模拟软件
ANSYS
SW6
采用国标
ASPEN B-JAC VESSEL
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Run ID
Title Bar Menu Bar
Next Button Tool Bar
Select Mode button Model Library
ADMS

水处理设计中常用计算软件

水处理设计中常用计算软件在水处理设计中，常用的计算软件有：1.AQUACHEM：AQUACHEM是一款广泛应用于水处理工程的软件，它可以用于计算和模拟水的化学平衡、水质分析、腐蚀控制、水垢和颗粒物沉积、脱气、气体和溶解氧过饱和、烟气净化和石油提炼等方面。

它提供了现代化的界面和直观的用户交互界面，可以轻松进行水处理设计、优化和管理。

2.WATSIM：WATSIM是模拟水流动和水质特性的计算软件。

它是一款用于输水系统设计和水质模拟能力强大的软件，可用于模拟和分析复杂的输水系统、计算输水管道压力和流量、优化输水系统设计等。

WATSIM还可以模拟水质变化、通风和氧化还原等动态过程。

3.EPANET：EPANET是一款广泛应用于水力分析和水质模拟的计算软件。

它可以用于计算供水系统中的水流、压力和水质变化，以评估系统的性能和效率。

EPANET提供了一套强大的工具，用于模拟不同的供水条件、优化水力设计和评估系统的安全和可靠性。

4.GPS-X：GPS-X是一款用于废水处理系统建模和模拟的软件。

它可以用于评估不同的处理选项、优化系统设计、模拟废水流量和质量的变化，并提供数据管理和结果分析功能。

GPS-X支持多种处理过程和反应方程，可以帮助设计师更好地理解和优化废水处理过程。

5. Minitab：Minitab是一款用于统计分析和数据可视化的软件。

在水处理设计中，Minitab可以用于分析和解释实验数据、评估水质参数之间的关系、制定最佳的处理方案等。

Minitab提供了一系列强大的统计工具，可以帮助设计师更好地理解和优化水处理过程。

总的来说，在水处理设计中，计算软件是设计过程中不可或缺的工具。

这些软件提供了强大的计算、模拟和分析功能，可以帮助设计师更好地理解和优化水处理系统的性能和效率。

通过使用这些软件，设计师可以更准确地估计处理器件的尺寸、流量和水质要求，提高系统的可靠性和效率。

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。

化工专业应该掌握的计算机软件

化工专业应该掌握的计算机软件化工专业应该掌握的计算机软件声明：本文适合化工专业本科生或低年级研究生参考阅读。

1. 首先软件不是目的，只是工具。

作为化学工程师，千万不能完全相信软件模拟，而是要学会驾驭软件。

所以，在软件的学习阶段就端正好态度，别那么急着跑出来结果，也不要为了跑出来预期的结果而漫无目的的给input 。

你输入的任何参数，都要有原因，你都要尽量给出解释。

细说的话，软件学习分两步，第一步是理解背后的学科原理，第二步是理解模型求解的数值原理。

比如Aspen plus ，第一步就是理解如何用first principle 去对每一个设备做衡算、物质的热力学性质参数在衡算中为什么会起如此关键的作用、整个process 背后的各参数之间到底存在怎样的相关性，等等。

这里举的每一个问题都不简单，都是大问题，而且不同的流程情况可能完全不一样，很多PhD 做了5 年可能就是解决某个流程的某个问题的。

但是这些问题太核心、太fundamental 了，所以作为本科生，多想想绝对大有裨益。

第二步，数值原理，就是如何求解你基于first principle 与热力学参数模型所建立的Process model ，这个model 基本都要数值求解。

如果你未来的目标不是进Aspen technology 这种公司当码农，数值原理没有必要钻的太深，但是收敛分析要熟练，这里就是体现软件操作经验的地方。

2. 再啰嗦几句 .. 看一个软件，到底学不学、学了有啥用、好不好学，基本是两个要素。

第一，软件的用户群，或者说软件所解决的问题，它的topic 是什么。

第二，看软件所研究对象的尺度，即scale ，这个尺度基本决定了软件背后数学模型的复杂度。

3. 开始说具体的软件~Aspen Plus ：化工最重要的软件，没有之一。

这基本是唯一能区分化工与其他学科的软件。

它做流程稳态模拟的，尺度是整个工艺过程，主要用途是设计工艺流程，关注设备的工艺参数条件，不考虑流动尺度的问题。

PROII常用热力学方程的选择

PROII常用热力学方程的选择在化工工程中，PROII软件是常用的热力学计算工具，用于模拟和优化化工过程。

为了准确地描述和计算过程中的热力学性质，需要选择合适的热力学方程。

以下是一些常用的热力学方程选择的准则：1.模型适用范围：不同的热力学方程适用于不同的物质和条件范围。

常用的热力学方程包括COSTALD方法、PR方法、SRK方法等。

COSTALD方法适用于低压和非极化物质的计算，PR方法适用于中等压力下的气相计算，SRK方法适用于高压和气液相平衡的计算。

2.数据可靠性：选择热力学方程时应考虑方程所依赖的实验数据，并评估数据的可靠性。

综合考虑实验室数据、文献数据以及其他软件模拟结果，选择对应用系统准确度较高的热力学方程。

3.数据库支持：PROII软件内置了多个热力学数据库，如DIPPR数据库、TRC数据库等。

不同数据库可能包含不同的热力学参数和数据，根据需要选择合适的数据库以提高计算精度。

4.近似和修正公式：有些情况下，实验数据可能不直接适用于所选择的热力学方程，需要进行修正。

例如，当实验数据包含了高压条件下的数据时，可能需要使用基于压力的修正方程进行数据处理。

近似和修正公式的选择应基于实验数据的可靠性和所需的计算精度。

5.物性计算速度：热力学方程的计算速度对于化工过程的模拟和优化非常重要。

有些热力学方程计算速度较慢，不适合用于大规模过程模拟。

因此，在选择热力学方程时，应考虑计算速度以节省时间和资源。

总的来说，在选择PROII常用热力学方程时，需要综合考虑模型适用范围、数据可靠性、数据库支持、近似和修正公式以及物性计算速度。

通过合理选择热力学方程，可以提高工程计算的准确性和效率，促进化工过程的设计和优化。

化工流程模拟软件大全

1概要 (2)2CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较 (2)3各软件简介 (3)3.1AspenOne (3)3.1.1Hysys (3)3.1.2HTFS (8)3.1.3Aspen plus (13)3.2-gPROMS(r) (16)3.3PRO/II (17)3.4ChemCAD (18)3.5Design II (23)1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Wi nSim Inc. 公司的Design II，加拿大Virtual Materials Group的V MGSim。

现将这几种软件简介归纳如下，供参考学习之用。

有人比喻：PROII是经验派，ASPEN是学院派。

3. HYSYS主要用于炼油。

动态模拟是它的优势。

SPEN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，开方式的。

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，使用不方面，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。

石油工程、化工、设备软件说明简介

KBC Infochem Multiflash v6.0.09Multiflash可以在任意数量不同类型的阶段之间操作多相平衡计算，给予你的储液模型更多的选项和更多的功能，以最大限度的提高产量。

Multiflash可以计算相平衡为条件的各种组合，包括PVT、焓、熵和内能量等。

它还可以计算任何指定阶段在固定的压力或温度（包括露点和泡点）的固定部分。

KBC Infochem Multiflash v6主要特点：Pipesim和OLGA的缺省流体包；水合物模型业界最准确；蜡垢模型比PVT的ideal mixing方法准确很多；适合LNG应用的GERG2008 EoS等。

通过KBC Infochem Multiflash v6除了可以模拟气体、液体和固体外，还可以模拟水合物、蜡、沥青质、和聚合物等。

油气勘探开发PVT模拟软件Calsep PVTsim V20.0软件名称：Calsep PVTsim V20.0软件语言：标准英语支持XP/Win7/Win 8 32位与64位系统PVTsim 软件已广泛应用于计算机含油气盆地中液态烃包裹体的捕获压力;利用PVTsim19软件对该类包裹体捕获压力进行了模拟计算,结果表明，包裹体的最小捕获压力为16－21MPa，并有从南向北逐渐减小的趋势，而且包裹体的捕获压力远小于深盆气藏形成时的静水压力，这一特征与深盆气藏形成的地质地球化学条件相一致。

PVTsim 是为石油工程师开发的多用途PVT模拟软件。

要精确模拟油和凝析气混合物的PVT特性,需要进行标准的组份分析。

多种油藏组分流体可以被定性化和集总为一个唯一的拟组分。

程序中的回归方法选项允许将PVT数据匹配成与最少的拟组分。

PVTsim中的天然气水化物、蜡、沥青质和结垢功能选项使PVTsim 非常适合于评估在管线运输过程中的固体沉降的风险。

PVTsim 中还有组分蜡分解模拟器（DepoWax）。

PVTsim可以定量地模拟从深层油藏到标准条件下得油、气、水多相的组份分布及相特性。

工程软件选择

1972年1月，美国PFR工程系统公司正式成立，主要致力于为能源领域提
供炼油和石化工业上应用的各种换热系统的模拟软件，包括管壳式及空冷式换热
器等，尤其是PFR的加热炉技术较为先进。1975年，PFR公司开始为雪佛龙研发
公司开发加热炉专业模拟软件FRNC-5的程序框架，2013年4月1日，PFR公司
发布了FRNC-5PC的最新版本 V 9.0。FRNC-5主要用来模拟复杂的加热炉系统，
用于炼油和石化工业中加热炉、锅炉和废热回收系统的几乎都可以用FRNC-5PC
来进行严格模拟。加热炉系统内的燃烧室、对流段、烟囱、烟道等各部分都能严
格模拟，其计算方法是采用准确的严格分段法，对工艺物流和烟道气两侧同时计
算。FRNC-5PC可用于优化研究、加热炉设计、污垢系数计算、功能评估、现有
加热炉改造、工艺模拟以及“危险和可接受的操作研究”等的操作分析。因此，
可以改善能源利用和解决生产操作中的问题。

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炼油化工企业火炬系统水力和热力计算软件的选择李津;姚建军【摘要】介绍了目前应用于火炬系统计算的Visual Flow和Inplant通用软件,依据某炼化企业工艺装置和火炬高低压管网布置系统及区域供电系统的实际情况,分别按不同区域变电所停电事故工况,利用Visual Flow( FlareDocument模块)和lnplant(Network Model模块)软件,对火炬高低压管网进行了水力及热力模拟计算,并对计算结果进行对比分析,指出了上述软件的应用存在着相对差异.结果表明:Visual Flow与Inplant软件水力计算数学模型是一致的,两个软件的计算结果也是一致的.但Visual Flow软件操作界面相对比较直观,方便计算人员操作.Inplant 软件中的Network Model模块,可选择管道与外界的热交换型式,更加准确地进行热力模拟计算.对火炬系统进行水力和热力模拟计算应该采用不同的应用软件.%The computer softwares Visual Flow and Inplant commonly applied in the calculation of flare system are introduced. Based upon the existing conditions of the process units, high-pressure and low-pressure piping networks of the flare of a petrochemical plant as well as power-off emergencies of substations in different process areas, the simulation calculations of the high-pressure and low-pressure piping networks of flare are performed with Visual Flow ( Flare Document Model) and Inplant ( Network Model) , and calculation results are compared and analyzed. The comparison results show that both Visual Flow and Inplant softwares are consistent in hydraulic simulation model and calculation results. Whereas, the operating interface of Visual Flow is intuitive, which facilitates the technical personnel' s operation. With Network Model in Inplant, the typeof heat exchange can be selected for thermal calculation. Different application softwares should be applied for the hydraulic and thermal calculations of flare system.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2011(041)007【总页数】3页(P46-48)【关键词】火炬系统;Visual Flow;Inplant;水力和热力计算【作者】李津;姚建军【作者单位】中国石化集团洛阳石油化工工程公司,河南省洛阳市 471003;中国石化集团洛阳石油化工工程公司,河南省洛阳市 471003【正文语种】中文炼油化工企业的火炬系统是保证炼油、化工工艺装置安全生产必不可少的一项重要设施。

火炬系统的主要任务是将各工艺生产装置在正常生产情况下、开/停车时以及事故状态下排放出的可燃气体，通过火炬设施收集并将其安全地燃烧掉，确保工艺装置的安全以及减少排放气体对大气环境的影响。

1 火炬系统应用软件目前应用于火炬系统计算的通用软件主要有Visual Flow和Inplant软件。

Visual Flow软件包含Flare Document模块、Network Document模块。

Visual Flow 是对工厂安全系统和泄压系统进行严格的稳态模拟计算，包括流体达到临界流的工况;Inplant软件包含 Flare Analysis模块、NetworkModel模块。

Inplant软件是用于管网计算较为严格的稳态多相流模拟计算，而且还能计算泄压系统问题涉及到的带有单相或多相流体在高速或临界流动下的换热网络。

Visual Flow和Inplant 软件使用点对点热力学和压力降计算方法，解决最困难的单相和多相流体流动系统问题。

2 工程实例模拟计算依据某炼化企业工艺装置和火炬高低压管网布置系统及区域供电系统的实际情况，分别按不同区域变电所停电事故工况(工况1——区域变电所1停电;工况2——区域变电所2停电;工况3——区域变电所3停电)，利用Visual Flow(Flare Document模块)，Inplant(NetworkModel模块)软件，对火炬高低压管网进行水力及热力模拟计算，结果如图1所示。

3 水力与热力计算结果的分析(1)水力计算结果分析Visual Flow与Inplant软件水力计算模型，可以根据各个放空装置的放空工况、平面位置，准确模拟多套装置的不同放空工况，可准确地进行火炬系统的水力模拟计算。

Visual Flow与Inplant软件水力计算数学模型是一致的，所以运用两个软件的计算结果也是一致的。

但Visual Flow软件操作界面相对比较直观，方便计算人员操作。

图1 某炼化企业火炬系统计算模型Fig.1 Calculation Model of flare system in a refining enterprise表1 火炬高低压管网系统水力及热力计算结果对比Table 1 Comparision of hydraulic and thermal calculation results in high and low pressure network system of flare放空量/t·h －1水力计算Visual Flow/Inplant Visual Flow热力计算起点温度/℃终点温度/℃长度/m温降/℃Inplant热力计算起点温度/℃终点温度/℃长度/m温降/℃工况节点区域低压管网176 DN1200 61.71 61.64 1 140 0.07 62.29 61.58 230 0.71 61.71 42.5 1 370 19.21 1 T17-分液罐分液罐-火炬30 DN550 49.98 49.90 1 140 0.08 59.55 58.76 230 0.79 49.98 26.79 1 370 23.19 2 T17-分液罐分液罐-火炬高压管网406 DN900 46.20 43.41 835 2.79 43.96 41.13 230 2.83 46.20 41.41 1 065 4.79 2 T18-分液罐分液罐-火炬280 DN800 －45.01 －45.07 835 0.06－45.18 －45.80 230 0.62 －45.01 －31.34 1 065 －13.67 3 T18-分液罐分液罐-火炬(2)热力计算结果分析Visual Flow软件中的Flare Document模块与Inplant软件中的Flare Analysis 模块在程序中默认均不考虑放空管道与外界的热交换。

Inplant软件中的NetworkModel模块，可选择管道与外界的热交换型式(eg:Pipe in Air，Pipe in Water)，更加准确地进行热力模拟计算。

表1中Visual Flow(Flare Document模块)热力计算因没有考虑与外界的传热，而且放空气体流速较快(马赫数一般为0.15～0.50)，在有限长度的放空管道里仅有很小幅度的温降，与工程实际情况有偏差。

表2中Inplant(NetworkModel模块)热力计算考虑了管道与外界的热交换，所以放空气体在管道中会有不同幅度的温降或温升;尤其是低温放空气体，当其放空温度低于环境温度时，放空气体不是单纯的温降过程，而且可能会伴随着与外界的热交换发生一定幅度的温升，这将可能直接影响火炬放空管道材质的选用，进而影响项目的投资。

所以对于高温、低温放空气体必须进行热力模拟计算。

4 结论通过对工程实例计算结果的分析与比较，以及对软件功能的分析与比较，火炬系统水力计算应选用Visual Flow(Flare Document模块)软件进行模拟计算;火炬系统热力计算应选用Inplant软件(NetworkModel模块)进行模拟计算。

表2 火炬高低压管网系统管道温降对比Table 2 Pipe temperature drop in high and low pressure network system of flare注:表2中温降数据中的负数表示“温升”。

放空量/t·h －1相对分子质量管径长度/m起点温度/℃终点温度/℃Visual Flow Inplant温降/℃Visual Flow Inplant每公里温降/℃·km－1 Visual Flow Inplant低压管网176 47.100 DN1200 1 370 220 219.93 143.70 0.07 76.30 0.05 55.70 1 370 200 199.92 129.90 0.08 70.10 0.06 51.20 1 370 180 179.93 116.30 0.07 63.70 0.05 46.50 1 370 160 159.93 103.00 0.07 57.00 0.05 41.60 1 370 140 139.93 89.97 0.07 50.03 0.05 36.50 1 370 120 119.92 77.28 0.08 42.72 0.06 31.20 1 370 100 99.92 64.94 0.08 35.06 0.06 25.60 1 370 80 79.92 53.01 0.08 26.99 0.06 19.70 1 370 60 59.92 41.53 0.08 18.47 0.06 13.50 1 370 40 39.93 30.49 0.07 9.51 0.05 6.90高压管网406 42.086 DN900 1 065 220 217.28 155.20 2.72 64.80 2.55 60.80 1 065 200 197.27 141.40 2.73 58.60 2.56 55.00 1 065 180 177.25 127.70 2.75 52.30 2.58 49.10 1 065 160 157.23 114.00 2.77 46.00 2.60 43.20 1 065 140 137.21 100.40 2.79 39.60 2.62 37.20 1 065 120 117.16 86.76 2.84 33.24 2.67 31.20 1 065 100 97.13 73.32 2.87 26.68 2.69 25.10 1 065 80 77.07 59.78 2.93 20.22 2.75 19.00 1 065 60 57.00 46.31 3.00 13.69 2.82 12.90 1 065 40 36.89 32.92 3.11 7.08 2.92 6.60 280 80.900 DN800 1 065 －50 －50.054 －35.260 0.054 －14.740 0.050 －13.800 1 065 －40 －40.053 －27.460 0.053 －12.540 0.050 －11.800 1 065 －30 －30.032 －19.690 0.032 －10.310 0.030 －9.700 1 065 －20 －20.028 －11.870 0.028 －8.130 0.030 －7.600 1 065 －10 －10.025 －3.993 0.025 －6.007 0.020 －5.600。