流程模拟技术简介ppt课件.ppt

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1、第一章流程模拟技术简介化工计算软件种类简介流程模拟技术常用流程模拟软件简介AspenPlusPROIIHYSYSChemCADECSS流程模拟技术流程模拟技术是综合应用过程工程、系统工程、计算数学等学科的理论和方法，开发专用软件对流程工业的单元过程、设备及整个流程系统在计算机上进行描述的技术。这种描述：可以是静态的，也可以是动态的；可以对过程进行物料平衡、热量平衡、化学平衡、相平衡的计算，也可以预测变量变化对过程的工艺及工程技术的影响。流程模拟技术随计算机技术的发展而不断发展，为过程系统的综合分析和优化提供了快速高效的方法，已经成为过程系统工程的重要技术

2、。流程模拟技术是在计算机上“再现”实际生产过程的技术，不需要在实际装置上进行任何变动，可以对装置的操作参数进行任意的改变，以了解该变动可能造成的后果。节省时间、设备投资、操作费用。流程模拟的作用过程工业的生命周期研究开发过程模拟能够指导实验研究，虽不能省略实验但可以将实验工作量最小化。实际上，模拟模型还需要精准的实验数据进行校验。各种具有可持续性的创新过程的研究往往从试验室规模开始，过程设计中借助模拟寻求可行的方案，可以节省大量的实验工作。我们可称之为计算机辅助实验研究。模拟方式可以探索一些实验方法难以研究的新颖问题，例如，过程模拟结合计算流体力学可以替

3、代费用不菲的样机。若干年内，虚拟工厂的流程模拟很可能会包含各种单元的准确水力模型。过程设计全球化和可持续发展趋势使得过程设计面临挑战，需要高效地运用原材料与能源，灵活而负责任地应对市场变化，安全清洁地进行生产。显然，这些特点应在概念设计阶段得以体现，而不应之后再花钱去修补。过程模拟可以极大地帮助概念设计，诸如：开发新型的可持续技术方法，以最小化能源、原材料的需求，直至零排放无污染；早期的概念设计阶段考虑集成可控性，确保操作的绝对安全和操作弹性；对现有技术的不断改进，修补、式样翻新、消除薄弱环节等。过程操作上世纪90年代出现了实时优化和计算集成加工技术，模

4、拟因此有了很大机会直接用于加工过程。除了模型化的过程控制，计算机对装置运行的系统性监控也形成值得提及的预防性维护措施。加工过程与供应链的集成，也只有通过复杂的计算机系统方可得以实现，模拟于其中承担中心角色。复杂工厂的模拟目前，可以通过商业化的流程模拟软件作为计算机处理工具，用于模拟复杂的过程工厂，称之为工厂模拟模型（PSM）。下图为一个经简化的复杂工厂的总体结构，此类情况在基本化工或石化工业中经常会遇到。其中存在几个大的内部循环回路，每个回路都包含大量的物流、能量流或过程控制环。为简化研究过程，工厂可以划分为多个可以独立进行分析子流程，命名为A、B、C，

5、子流程的模拟模型分别调制至收敛，再并入总体模型。国外化工模拟软件起步很早，上个世纪年代中、后期，美国M.W.Kellogg公司就开发了第一个化工模拟程序—FlexibleFlowsheeting。到80年代，化工过程模拟软件的研发已经走向专业化、商品化。模拟计算的准确性、可靠性也大大增强，应用范围不断拓展。这一时期，美国AspenTech公司的ASPENPLUS，SimulationSciences公司的PRO/II，加拿大HyproTech公司的HYSIM等商业化软件正式走向市场。90年代后，化工模拟软件开始由稳态过程向动态过程模拟和适时优化的方向发展

6、，如HYSIM、ASPENPLUS、PRO/II等软件。国内化工过程模拟研究约起始于上世纪60年代末。70年代末化工部第五设计院在国内率先推出了大型烃类分离模拟系统，80年代由青岛化工学院韩方煌、丁惠华教授等人开发的ECSS模拟系统软件—ECSS化工之星研究成功，并走向商业化。常用化工模拟软件AspenPlusPROIIHYSYSChemCADECSSASPENPLUS模拟系统的发展过程ASPENPLUS(AdvancedSystemforProcessEngineering)是大型通用流程模拟系统。是麻省理工学院于70年代后期研制开发，由美国Aspen

7、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，可以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。ASPENPLUS是基于流程的过程稳态模拟软件,由以下墓本模块组成纯组分数据库,包括二元参数、反应常数等。用于物理和传递性质计算的热动力学模型,单元操作模型等。该软件共包括56种单元操作模型,5000种纯组分3314种二元混合物、种固体化合物、40000个二元交互作用参数的数据库,及两个通用的数据库：AspenCD--AspenTech公司自己开发的数据库，DIPPR,—美国化工协会物性数据设计

8、院设计的数据库。功能、特点：(1)产品具有完备的物性数据库：ASPENPLUS数