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

• HYSYS 软件与同类软件相比具有非常好的操作界面，方便易学，软件智能化程度高。

•最先进的集成式工程环境由于使用了面向目标的新一代编程工具，使集成式的工程模拟软件成为现实。在这种集成系统中，流程、单元操作是互相独立的、流程只是各种单元操作这种目标的集合，单元操作之间靠流程中的物流进行联系。在工程设计中稳态和动态使用的是同一个目标，然后共享目标的数据，不需进行数据传递。因此在这种最先进且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益。

•内置人工智能：在系统中设有人工智能系统，它在所有过程中都能发挥非常重要的作用。当输入的数据能满足系统计算要求时，人工智能系统会驱动系统自动计算。当数据输入发生错误时，该系统会告诉你哪里出了问题。

•数据回归包：数据回归整理包提供了强有力的回归工具。用实验数据或库中的标准数据通过该工具用户可得到焓、气液平衡常数 K 的数学回归方程 ( 方程的形式可自定 ) 。用回归公式可以提高运算速度，在特定的条件下还可使计算精度提高。

•严格物性计算包： HYSYS 提供了一组功能强大的物性计算包，它的基础数据也是来源于世界富有盛名的物性数据系统，并经过本公司的严格校验。这些数据包括 16,000 个交互作用参数和 1,800 多个纯物质数据。

•功能强大的物性预测系统：对于 HYSYS 标准库没有包括的组分，可通过定义假组分，然后选择 HYSYS 的物性计算包来自动计算基础数据。

• DCS 接口： HYSYS 通过其动态链接库 DLL 与 DCS 控制系统链接。装置的DCS 数据可以进入 HYSYS ，而 HYSYS 的工艺参数也可以传回装置。通过这种技术可以实现： 1) 在线优化控制； 2) 生产指导； 3) 生产培训； 4) 仪表设计系统的离线调试。

•事件驱动：将模拟技术和完全交互的操作方法结合，使 HYSIM 获得成功。而利用面向目标的技术使 HYSYS 这一交互方式提高到一个更高的层次，即事件驱动。当你在研究方案时，需要将许多工艺参数放在一张表中，当变化一种或几种变量时，另一些也要随之而变，算出的结果也要在表中自动刷新。这种几处显示数据随计算结果同时自动变化的技术就叫事件驱动。通过这种途径能使工程师对所研究的流程有更彻底的了解。

•工艺参数优化器：软件中增加了功能强大的优化器，它有五种算法供您选择，可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是比较先进的一种方法，可进行多变量的线性、非线性优化，配合使用变量计算表，你可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中，以得到最大经济效益的操作条件。•窄点分析工具：利用 HYSYS 的窄点分析技术可对流程中的热网进行分析计算，合理设计热网，使能量的损失最小。

•方案分析工具：某些变量按一定趋势变化时，其它变量的变化趋势如何呢了解这些对方案分析非常重要。比如，当研究塔的回流比和产品质量的变化对热负荷、产量、温度的影响时，在 HYSYS 的方案分析中选回流比和产品质量作为自变量，给出它们的变化范围和步长， HYSYS 就开始计算，最后会给出一个汇总表。

•各种塔板的水力学计算： HYSYS 增加了浮阀、填料、筛板等各种塔板的计算，使塔的热力学和水力学同时解决。

•任意塔的计算：我们以前接触的软件中所有分馏塔都是软件商提供了一个最全的塔，然后让用户自己选择保留部分。试问，若用户有一个塔，其上部分为吸收 - 解析塔，下部分为提馏塔，这种塔该如何计算呢 HYSYS 就可以。由于采用了面向目标的编程工具，塔板、重沸器、泵、回流罐等等都是相互独立的目标。人们可以任意组合这种目标，而完成各种各样的任意塔，十分方便。

四、gPROMS

gPROMS®流程模拟软件是PSE公司开发的的通用工艺过程模拟系统，为当今世界上先进的工艺过程建模、模拟和优化软件包。gPROMS®适用于加工业,用来建立连续或间歇工艺过程的模型，进而对工艺过程进行模拟和优化。

gPROMS®已广泛用于化学工业、石油化工、石油和天然气加工、造纸、精细化工、食品工业、制药及生物制品技术等加工行业。

gPROMS®的核心模块是ModelBuilder，其特点是：结构化的模型开发；具有丰富的加工过程单元操作模型库；具有实验参数设计功能；强大的编辑功能；丰富的实用工具库；错误诊断和结果输出管理；增强的物性计算；有Run Time版本gO:RUN；以及增强的求解程序。

gPROMS®的go:Simulink 和go:MATLAB 模块可以把用gPROMS®的ModelBuilder建立起来的工艺模型及过程控制模型作为一个块(Block)，嵌套入Simulink®和MATLAB®的流程，进行模拟计算。

gPROMS®的go:CFD使化学反应工程师可以将gPROMS®同计算流体力学(CFD）结合起来，将流动性、传热传质、反应动力学等等一并考虑，以便建立更准确的复杂反应体系的模型。

gPROMS®的go:CAPE-OPEN使采用gPROMS®建立的模型也可以在任何与

CAPE-OPEN（计算机辅助加工工程开放标准）兼容的模拟软件中运行，例如AspenPlus, Hysys，PRO/II等等。

gPROMS（general PROcess Modelling System）是当今世界上先进的工艺过程建模、模拟和优化软件包