计算机在化工领域的运用

计算机在化工领域的运用

随着计算机技术的发展，实验手段也发生了巨大的变化，人们将计算机技术引入化工领域以达到缩短开发时间、节省开发费用、方便控制与管理、加快问题解决步伐、确保工程可行性等目的，这使得计算机技术与化工领域的关系日益密切、相辅相成、共同发展。从宏观的数据处理、过程模拟到微观层次的结构计算，从仪器的实时控制到信息检索，计算机都发挥着极其重要的作用。

但就目前看，我国的化学工业水平与发达国家相比仍存在较大的差距。究其原因，除了化工基础、起步时间和开发资金等客观因素外，制约化学工业发展的一个瓶颈主要在于化工过程计算、模型、控制和优化的技术水平。尤其在近几十年来，计算机在化学化工领域中的应用、发展突飞猛进，其效率、成果取得

了令人瞩目的成绩。

本文主要从以下几个方面进行了阐述：化工流程模拟、过程规划与控制、工艺绘图、独立式换热器设计、数据处理等。简单介绍在该化学领域中，一些计算

机软件的运用情况，为初学者提供一些参考。

1.计算机在化工流程模拟方面的运用

化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数

学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。它是化学工程、化工

热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门新技术。

本节主要介绍、、和在化工模拟方面的运用。

1.1

是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进

系统”（，简称），并于年底完成。年为了将其商品化，成立了公司，并称之为。

拥有严格和最新的计算方法、最完备的物性系统、完整的单元操作模型库、电解质模拟系统、快速可靠的流程模拟功能、先进的流程收敛方法，可以进行优化计算等。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。

该软件经过多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是的用户。

1.2

是美国公司开发的化工流程模拟软件，已广泛应用于油气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化工制药等行业。

软件自年代进入中国后，已得到广大用户的好评，发挥出良好的效益。特别是一些大的石化和化工设计院的应用，更能说明它的独具功能和特点。这些单位有：北京炼油设计院、石化北京工程公司、寰球院、天辰院（年购买）、吉化院（年购买）、抚顺院、乌石化院、大庆油田院、大庆天然气公司等数十家单位（近年购买）。

软件功能特点：

适用的行业：油气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化

工制药；

模拟应用：设计新工艺、评估改变的装置配置、改进现有装置、依据环境规

则进行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化和改进装置产量和效益；

典型的化学工艺模型：合成氨、共沸精馏和萃取精馏、结晶、脱水工艺、

无机工艺、液液抽提、苯酚精馏、固体处理。

软件除基本包以外，还提供给用户有如下模块：

界面模块

() 、自动从数据库检索物流物性数据，并用该数据创建一个输入文件。然后能输出该文件，以访问各种物流物性数据。

() 、从数据库检索数据，并创建一个用于各种程序的输入文件。来自热物理性质计算的物流性质分配表提供给的严格换热器设计程序。这减少在两个程序之间输入数据的重复。

() ，来自的严格质量和能量平衡结果能传送给() 塔模块，以分析整个分离过程的能量效率。所建议的改进方案然后就能在随后的运行中求出值来。

应用模块

() ，搅拌釜反应器和间歇蒸馏模型能够独立运行或作为常规

流程的一部分运行。操作可通过一系列的操作方案来说明，具有无比的灵活性。

() ，该模块严密结合了由，开发的严格电解质热力学算法。电解质应用

包作为该模块的一部分，进一步扩展了一些功能，如生成用户电解质模型和创建、维护私有类数据库。

() ，能模拟和分析从单体提纯和聚合反应到分离和后处理范围内的工业聚

合工艺。对于的独到之处是通过一系列平均分子重量分率来描述聚合物组成，

可以准确模拟聚合物的混合和分馏。