浅谈化工流程模拟

浅谈化工流程模拟技术

20420132201107 陈秀萍

前言

化工流程模拟是近几十年发展起来的一门新技术，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。这一技术对于探索最佳工艺工况条件起着重要作用，已成为化学工程设计、原有工程改造优化的强有力工具，备受关注。

化工流程模拟技术简介

1、化工流程模拟技术的发展

化工流程模拟技术从20世纪50年代开始开发，至今已经经历了四代。1985年美国Kellogg公司推出了世界上第一个化工模拟程序并在当时的化学工程界产生了重大影响。上世纪70年代之后出现了一系列稳态流程模拟软件；80年代中后期，化工流程模拟软件在技术上日益成熟；90年代开始，稳态模拟技术进一步推广，动态模拟技术问世并得到长足发展。

目前化工流程模拟技术的发展趋势呈现出以下特点：在发展和应用通用化工流程模拟系统的基础上，注重开发专用化工流程模拟系统；稳态模拟与动态模拟技术有合并趋势；向计算机集成化过程系统；引入人工智能。

2、化工模拟软件的构成

（1）物性数据库：在模拟计算中，频繁进行各种热力学性质及传递性质计算，物性数据的准确直接影响到模拟结果的可靠性。

（2）单元模块库：依照结构化和面向对象编程思想，将各个过程操作单元编织成可独立运行的子程序或对象模块，存放到单元模块库，通过系统管理程序调用。

（3）输入和输出：必不可少的组成部分。有些模拟软件采用实时信号输出，以利于实现系统实施仿真。

（4）解算和管理系统：根据用户输入定义完成系统的模拟计算、优化计算等功能。

（5）网络通讯

主要的化工模拟软件有：Aspen Plus、H ysys、Pro/II、ChemCAD等。

3、化工流程模拟技术的应用

（1）科研开发：以过程模拟代替中间试验，进而构建工艺过程流程方案，提高工作效率和质量，节省大量资金、时间和人力。

（2）工艺设计：方便的在不同的过程方案中筛选出最优方案。

（3）操作优化：通过流程模拟消除“瓶颈”，为装置的技术改造提供依据，实现传统产业高新化。

（4）优化控制：进行数据拟合分析，送入过程模拟软件中运行，进行工况研究和优化。（5）仿真技术的基础：动态仿真系统用来模拟装置的实际生产，不仅能得到稳态的操作情况，而且能够借助动态仿真技术随意改变某些可调量，系统地考察干扰存在时系统行为的变化。

4、化工流程模拟技术的优点

应用化工流程模拟技术可以节省过去由试验探索最佳工艺工况条件所消耗的大量资金、时间和人力，使我们从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中深层次的问题，进行装置

调优、流程剖析和过程综合，达到优化生产、节约资源、环境友好、提高经济效益的目的。在当今能源紧张、自然资源短缺和市场竞争激烈的背景下，该技术的发展和应用越来越受关注。

感受和见解

为了优化化工流程，一开始人们努力完善硬件。但硬件的优化十分有限，且大量的试验消耗了大量的物料、时间和人力。于是人们将目光放在了软件上，通过软件寻求优化化工流程的途径，并发展出了化工流程模拟技术。

通过化工流程模拟，我们就能够知道当我们向机器投入多少物料，产出是多少；能够在电脑上改变化工流程中可人为调整的因素并直观地看到这种改变带来的影响。在脑上模拟生产的实际过程，这是多么的神奇啊！但更让人敬佩的是人们在生产过程中所作的探索，从具体的硬件改善到抽象的软件开发，这种多角度、深层次、适应时代需求的解决问题的思维和方法，更加值得我学习。

在人们的不懈努力下，未来化工流程模拟技术一定会发展得更好、更完善。