chemcad模塊劃分

CHEMCAD 將穩(wěn)態(tài)模擬、動(dòng)態(tài)模擬、間歇操作、安全設(shè)計(jì)、管網(wǎng)分析等計(jì)算功能，與換熱器設(shè)計(jì)、塔器設(shè)計(jì)、容器設(shè)計(jì)等多項(xiàng)裝置的設(shè)計(jì)功能，完全集成于單一的軟件接口，相互支持、靈活運(yùn)用，使工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算分析更精

確完善，完全不存在數(shù)據(jù)傳遞或軟件接口出錯(cuò)的問(wèn)題，極大地提高了工程仿真的計(jì)算效率。

ChemCAD的應(yīng)用范圍包含了化學(xué)工業(yè)細(xì)分出來(lái)的多個(gè)方面,如煉油、石化、氣體、氣電共生、工業(yè)安全、特化、制藥、生化、污染防治、清潔生產(chǎn)等。它可以對(duì)這些領(lǐng)域中的工藝過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬并為實(shí)際生產(chǎn)提供參考和指導(dǎo)。

ChemCAD內(nèi)置了功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)物性數(shù)據(jù)庫(kù), 它以A IChE的D IPPR數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),加上電解質(zhì)共約2000多種純物質(zhì),并允許用戶(hù)添加多達(dá)2000個(gè)組分到數(shù)據(jù)庫(kù)中,可以定義烴類(lèi)虛擬組分用于煉油計(jì)算,也可以通過(guò)中立文件嵌入物性數(shù)據(jù),從5. 3版開(kāi)始還提供了200多種原油的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù),是工程技術(shù)人員用來(lái)對(duì)連續(xù)操作單元進(jìn)行物料平衡和能　量平衡核算的有力工具。

使用它,可以在計(jì)算機(jī)上建立和現(xiàn)場(chǎng)裝置吻合的數(shù)據(jù)模型,并通過(guò)運(yùn)算模擬裝置的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行,為工藝開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)以及優(yōu)化操作提供理論指導(dǎo)。在工程設(shè)計(jì)中,無(wú)論是建立一個(gè)新廠或是對(duì)老廠進(jìn)行改造, ChemCAD都可以用來(lái)選擇方案,研究非設(shè)計(jì)工況的操作以及工廠處理原料范圍的靈活性。工藝設(shè)計(jì)模擬研究不僅可以避免工廠設(shè)備交付前的費(fèi)用估算錯(cuò)誤,還可用模擬模型來(lái)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì),同時(shí)通過(guò)一系列的工況研究,來(lái)確保工廠能在較大范圍的操作條件內(nèi)良好運(yùn)行。即使是在工程設(shè)計(jì)的最初階段,也可用這個(gè)模型來(lái)估計(jì)工藝條件變化對(duì)整個(gè)裝置性能的影響。

對(duì)于老廠,由ChemCAD建立的模型可作為工程技術(shù)人可用來(lái)改進(jìn)工廠操作以提高產(chǎn)量產(chǎn)率、減少能量消耗、降低生產(chǎn)成本的有力工具。可模擬確定操作條件的變化以適應(yīng)原料、產(chǎn)品要求和環(huán)境條件的變化,也可模擬研究工廠合理化方案以消除“瓶頸”問(wèn)題,或模擬采用先進(jìn)技術(shù)改善工廠狀況的可行性,如采用改進(jìn)的催化劑、新溶劑或新的工藝過(guò)程操作單元。

CHEMCAD 做的主要工作有以下幾項(xiàng)：

A 設(shè)計(jì)更有效的新工藝和設(shè)備使效益最大化。

B 通過(guò)優(yōu)化/脫瓶頸改造減少費(fèi)用和資金消耗。

C 評(píng)估新/舊裝置對(duì)環(huán)境的影響。

D 通過(guò)維護(hù)物性和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的中心數(shù)據(jù)庫(kù)支持公司信息系統(tǒng)。

ChemCAD高度集成、界面友好、操作簡(jiǎn)單,按需設(shè)置好參數(shù),便可使用。

畫(huà)流程圖

單擊菜單欄File按鈕,選擇New Job,在彈出的文件保存對(duì)話框中選好路徑后單擊保存便完成了模塊新建任務(wù)。此時(shí)操作界面會(huì)有所改變,菜單欄和工具欄選項(xiàng)都有所增加,且會(huì)彈出畫(huà)流程圖的面板,面板上一個(gè)符號(hào)代表一種設(shè)備或工具。左鍵單擊面板,此時(shí)鼠標(biāo)會(huì)變成小方框,然后在空白處單擊,便可添加相應(yīng)的設(shè)備。將相應(yīng)的設(shè)備連接好,按需畫(huà)好流程圖后,便可開(kāi)始下一步的操作。

畫(huà)流程圖這一步,可以全部由自己畫(huà)出,也可由附帶的模塊修改而成,方法是:單擊File按鈕,選擇Open Job,彈出選擇模塊對(duì)話框,在相應(yīng)的路徑中選擇相應(yīng)的模塊后,單擊打開(kāi),便打開(kāi)了所選模塊,然后在菜單欄中選擇Edit Flowsheet,這個(gè)按鈕會(huì)變?yōu)镽un Simulation,并彈出右側(cè)的面板,這時(shí)便可開(kāi)始編輯流程圖。

要改變流程線路時(shí),右鍵單擊要改變線路,選擇Reroute stream,將彈出一個(gè)跟隨鼠標(biāo)移動(dòng)的大的十字虛線,便可開(kāi)始布線;

若要改變流程圖中的操作單元,右鍵單擊要改變單元,選擇Swap unit,然后在面板中選擇需要的單元,在相應(yīng)的位置單擊便可完成操作單元的更換;若需在流程圖線路中插入操作單元,右鍵單擊相應(yīng)位置,選擇Insert unit,在面板中選擇需要的單元,然后在相應(yīng)位置單擊便完成了插入操作。除了以上操作外,還可以刪除線路或單元。

設(shè)置單位

在菜單欄中單擊Format,然后單擊Engineering Units,會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框,可選擇Alt SI、SI等多個(gè)單位標(biāo)準(zhǔn),選好后單擊OK,便可完成單位設(shè)置。

選擇組分

單擊菜單欄Thermophysical,選擇Component list,這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框,在組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)右側(cè)選擇需要的組分,單擊Add,再單擊OK,完成組分添加。

選擇熱力學(xué)模型

單擊Thermophysical,選擇K - values,會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框,設(shè)置好后單擊OK,便完成了K值設(shè)置;接著是設(shè)置焓,同樣是在Thermophysical菜單下,選擇Enthalpy,設(shè)置好后單擊OK即可完成;然后在Thermophysical菜單中選擇K - Value Wizard,這一項(xiàng)可以設(shè)置溫度、壓強(qiáng)等的最大和最小值。在Thermophysical菜單中還有電解液等選項(xiàng),只要按需設(shè)置好即可。

指定詳細(xì)進(jìn)料物流

每一個(gè)物料(包括原料和產(chǎn)品)都必須詳細(xì)設(shè)置。單擊菜單欄Specifications,在彈出的菜單中選擇相應(yīng)的選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。單擊Specifications,選擇Select Streams,彈出ID號(hào)輸入對(duì)話框,輸入ID號(hào),單擊OK,彈出編輯對(duì)話框,設(shè)置好相應(yīng)的選項(xiàng)后單擊OK即可。設(shè)置好這一項(xiàng)可以計(jì)算相關(guān)的泡點(diǎn)或露點(diǎn)值。

詳細(xì)指定單元操作

左鍵雙擊或在Specifications菜單中選擇Select Unitops選項(xiàng),彈出設(shè)置對(duì)話框,框中有一個(gè)Help 按鍵,單擊彈出幫助文檔,可以查看詳細(xì)內(nèi)容。設(shè)置好后單擊OK,彈出提示對(duì)話框,提示錯(cuò)誤或警告,因?yàn)殄e(cuò)誤的設(shè)置會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤或不能運(yùn)行,不能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。錯(cuò)誤提示是為了阻止系統(tǒng)運(yùn)行,警告是為了提示用戶(hù)設(shè)置要正確,如果不管就可以忽略,系統(tǒng)會(huì)照常運(yùn)行。

運(yùn)行模擬計(jì)算

可以選擇整個(gè)系統(tǒng)或單個(gè)操作單元運(yùn)行,也可以選擇一個(gè)循環(huán)線路運(yùn)行,只需在Run菜單中分別選擇Run All、Run Selected Units或Recycles即可實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行后兩個(gè)操作時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框,單擊所要運(yùn)行的單元,單擊OK便開(kāi)始運(yùn)行。還可設(shè)置運(yùn)行順序,只需在Run菜單中選擇Calculation Sequence,在彈出的對(duì)話框中設(shè)置好后單擊OK即可。

查看運(yùn)行結(jié)果

單擊Results,在彈出的菜單中選擇需要查看的選項(xiàng),就會(huì)有一個(gè)文檔彈出來(lái),里面記有詳細(xì)的結(jié)果。查看運(yùn)行結(jié)果之后,便可計(jì)算設(shè)備規(guī)格,然后按需優(yōu)化,最后便是生成物料流程圖。

ChemCAD 的功能擴(kuò)展可以通過(guò)用戶(hù)新建流程圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。ChemCAD內(nèi)置了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù),用戶(hù)可以新建或在已有流程圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。由于面板中所提供的設(shè)備有限, ChemCAD提供了畫(huà)設(shè)備的工具,用戶(hù)可以按照自己的需要畫(huà)好一個(gè)符號(hào),然后設(shè)置好相關(guān)的參數(shù),便可作為一種設(shè)備使用。

此外,開(kāi)發(fā)ChemCAD的Chemstations公司也在不斷擴(kuò)大其數(shù)據(jù)庫(kù),有些還不能處理的生產(chǎn)流程,可以將方　案提交給Chemstations公司來(lái)處理。相信在不久的將來(lái),ChemCAD的功能將更為強(qiáng)大,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。

《流程模擬軟件ChemCAD在化工中的應(yīng)用》內(nèi)容簡(jiǎn)介：ChemCAD是美國(guó)Chemstations公司開(kāi)發(fā)，在世界上得到了較廣泛應(yīng)用的化工流程模擬軟件。《流程模擬軟件ChemCAD在化工中的應(yīng)用》從高等學(xué)校工程設(shè)計(jì)與計(jì)算課程的教學(xué)出發(fā)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的實(shí)際，系統(tǒng)介紹了ChemCAD軟件的功能、使用方法和操作過(guò)程?！读鞒棠M軟件ChemCAD在化工中的應(yīng)用》第1章介紹了流程模擬的基本知識(shí)；第2章介紹了ChemCAD軟件的基本操作方法和步驟；第3章至第5章結(jié)合大量典型的分離、反應(yīng)和換熱過(guò)程的實(shí)例，詳細(xì)說(shuō)明了利用ChemCAD進(jìn)行單元過(guò)程模擬的具體方法與步驟；第6章介紹了利用ChemCAD進(jìn)行流程模擬；第7章介紹了ChemCAD在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用。

《流程模擬軟件ChemCAD在化工中的應(yīng)用》可作為高等學(xué)?；瘜W(xué)及化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生和專(zhuān)科生的教學(xué)參考書(shū)，也可供石油與化工等領(lǐng)域從事化工過(guò)程的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

第1章 流程模擬系統(tǒng)概述

1.1 化工流程模擬基本概念及發(fā)展簡(jiǎn)介

1.2 化工流程模擬系統(tǒng)

1.3 化工流程模擬系統(tǒng)的構(gòu)成

1.4 ChemCAD介紹

1.5 ChemCAD的安裝與配置

第2章 ChemCAD的基本操作

2.1 啟動(dòng)ChemCAD

2.2 ChemCAD的主窗口

2.3 建立和打開(kāi)文件

2.4 選擇工程單位

2.5 繪制流程圖

2.6 選擇組分

2.7 選擇熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算方法

2.8 規(guī)定進(jìn)料物流

2.9 輸入設(shè)備參數(shù)

2.10 模擬運(yùn)算

2.11 查看計(jì)算結(jié)果

2.12 輸出

第3章 分離單元模擬

3.1 概述

3.2 簡(jiǎn)捷法計(jì)算板式精餾塔

3.3 嚴(yán)格法計(jì)算板式精餾塔

3.4 填料吸收塔

3.5 閃蒸器

3.6 共沸精餾

3.7 萃取

3.8 萃取精餾

3.9 反應(yīng)精餾

第4章 換熱單元模擬

4.1 熱交換器計(jì)算

4.2 冷凝器設(shè)計(jì)

4.3 再沸器設(shè)計(jì)

第5章 反應(yīng)單元模擬

5.1 化學(xué)計(jì)量系數(shù)反應(yīng)器

5.2 動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器

5.3 化學(xué)平衡反應(yīng)器

5.4 Gibbs反應(yīng)器

5.5 間歇反應(yīng)器

第6章 化工流程模擬

6.1 辛烯生產(chǎn)工藝流程

6.2 液化石油氣生產(chǎn)工藝流程

6.3 乙酸酐生產(chǎn)工藝流程

第7章 ChemCAD的其他應(yīng)用

7.1 擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7.2 氣液平衡計(jì)算

7.3 計(jì)算物性數(shù)據(jù)

參考文獻(xiàn)

全書(shū)共分5個(gè)單元，分別是：數(shù)據(jù)處理、氣體的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算、化工過(guò)程物料衡算、單一化工過(guò)程能量衡算、典型化工過(guò)程工藝計(jì)算。本書(shū)在內(nèi)容上盡可能做到與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，在解決具體定量計(jì)算問(wèn)題時(shí)盡可能緊跟科技的發(fā)展，采用目前常規(guī)軟件Excel和商用計(jì)算軟件ChemCAD進(jìn)行計(jì)算，提高了計(jì)算效率。同時(shí)，結(jié)合筆者長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了如何運(yùn)用Excel VBA自行開(kāi)發(fā)自定義函數(shù)，并對(duì)每一類(lèi)具體的計(jì)算方法和步驟均進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明。

本書(shū)可作為高職類(lèi)院校與化工相關(guān)的專(zhuān)業(yè)教材或參考書(shū)，也可作為化工技術(shù)人員解決化工計(jì)算問(wèn)題的參考書(shū)。