化工紡織百科：化工模擬系統

化工紡織百科：化工模擬系統

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　　huagong moni xitong

　　化工模擬系統

　　chemical engineering simulation system

　　又稱工藝流程模擬系統，指的是一種計算機輔助工藝設計軟件,這種軟件接受有關化工流程的輸入信息,進行對過程開發、設計或操作有用的系統分析計算。

　　這種軟件是20世紀50年代末期隨著計算機在化工中的應用而逐步發展起來的。開始只有適用于特定工藝流程(如氨合成、烴類裂解制乙烯等)的專用流程模擬系統，后來逐步發展到適用于各種工藝流程的通用流程模擬系統,到60年代后期化工模擬系統已得到推廣應用,成為化工過程的開發和設計以及現有生產操作改進的主要常規手段。

　　類型 化工模擬系統目前主要有四種類型：①穩態流程模擬系統。其基本功能是進行物料和能量衡算，有的還包括設備尺寸計算、成本估算和經濟評價等高級功能。②動態流程模擬系統。用于系統的動態特性計算、控制性能的研究和系統開停車操作的模擬，也用于操作人員的培訓。③流程的優化系統。用于系統或全流程的決策變量(操作參數)的優化搜索。④分批處理操作的模擬系統。用于模擬間歇過程的時間安排順序。

　　模擬系統的組成部分 通用流程模擬系統(以穩態流程模擬為例)一般至少有以下幾個組成部分：

　　①單元操作和反應過程模塊 如精餾、換熱、閃急蒸餾、蒸餾、流體輸送等以及各種反應模塊。調用這些基本單元操作模塊，在計算機中可以搭成各種各樣模擬流程，來描述實際工藝流程。

　　②物性估算系統 包含基礎物性數據庫和估算關聯模型。前者存貯各種化合物的基本物性數據，如分子量、密度、臨界壓力、臨界溫度、標準沸點、偏心因子等，以便計算時調用;后者是為計算各種物質(純物質和混合物)在給定條件下的各種物性所需的估算方程式。例如狀態方程、計算液相活度系數的關聯式、計算熱焓和自由能的關聯式等，物性估算系統用以為單元操作模塊計算提供所需要的各種物性數據。

　　③數學方法程序 主要有兩大類數學程序：一類是系統分解方法，能夠使大系統自動分隔和斷裂，并排出單元模塊的計算順序;另一類是加速迭代計算收斂和其他通用的數學方法。

　　④執行系統 具有輸入語言自動翻譯、模擬程序裝配和結果打印等功能。

　　模擬系統的用途 化工模擬系統是化工系統工程發展產生的實用性成果，目前在下列各領域已得到廣泛應用:①規劃工作階段。對于工藝過程進行可行性分析,對多種方案進行經濟評價。②科學研究階段。進行概念設計可以弄清研究的重點，也可以與實驗同時開展數學模擬試驗，兩者互相補充，加快研究進度。③放大設計階段。對于基礎設計和初步設計的多方案進行比較，尋求最優化設計，節約基本建設投資。④現有工廠的技術改造和操作優化。可以分析現有生產的能耗或原料消耗漏洞，發現提高生產能力的關鍵所在，以便有針對性地提出改造方案，也可以在計算機上模擬現場操作，進行調優試驗，離線指導生產操作的優化。