现代化工流程模拟软件介绍和指导

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1、化工流程模拟软件大全(1)2007-08-08 17:461. 概要目前，国内主要的化工流程模拟软件美国SimSci-Esscor公司的PR0/II，美国 AspenTech 公司的 Aspen Plus, Hysys,英国 PSE 公司的 gPROMS,美国 Chemstat ions 公司 ChemCAD 和美国 WinSim Inc.公司的Design II,加拿大Vir tual Mat erials Group的VMGSim。现将这几种软 件简介归纳如下，供参考学习之用。2. CHEMCAD, PROII, ASPEN 的比较 简单总结以下七点：1. 一般认为, PROII 在炼油工

2、业应用更为准确些,因其数据库中有不少经验数据； 而 ASPEN 在化工领域表现更好, Aspen Plus 与之比较有其它软件不可比拟的优 点它基本上覆盖了以上各软件的所有优点。有人比喻：PROII是经验派，ASPEN 是学院派。2. 学习 aspen plus 必备1 化工原理；讲化工过程得单元操作2 热力学方法；讲述物性计算方法；3 化工系统工程；讲述如何对化工系统进行建模,分析、求解如果简单掌握, 1、2 就可以了,如果想进一步深入,还需看看3,另外有一个有 经验得老师辅导也是很重要的。3. HYSYS 主要用于炼油。动态模拟是它的优势。ASPEN 是智能型的,用于化工领域流程模拟,比较

3、大或长的流程,而且数据库比 较全,开方式的。它和 HYSYS 现在是一家。PROII 可以用于设备核算,流程短,或精馏核算。chemcad 由于物性较少,使用不方面,相对较差,网上到处都可以下载,设计院 不太使用,高校中有一定市场。4. 我觉得 aspenplus 的计算是最精确的,数据库的建设也是最完善的。不过我 对它的操作不太适 由于它考虑的方面非常全面,所以让我感觉学起来比较费劲。 chemcad 的界面操 作让人感觉非常简 单,使用起来比较顺手。但是数据库不是太大,我用的 5.0 版本,就只有 2000 中常用物质的物性数据。 PROII 在这两方面都在中间。5.从易收敛性上看, ch

4、emcadhysysproii。6.从贴近工业实际看, proiihysyschemcad 四个都是工程模拟仿真软件,其中 Aspen、PRO/II,HYSYS 为国内绝大多数设计院所使用。感觉 HYSYS 则在油气工程领域就有着极高 的精度和准确性。7.版本介绍： aspen 好用的版本是 10.2 和 11.1,其中 10.2 在 winXP 上使用会有 一些小问题,但通过 变通方法可以使用, 11.1 使用中有一个小问题,很容易 解决的。至于其它版本，目前看来还不能正常地使用。Pro/II 好用的版本是 5.6 、 6.0 、 7.1 ，前两个版本没得说，追新的可能会 喜欢 7.1，但该

5、版本在 winXP 以上版本安装时有的会装不上。Hysys 好用的是 2.4 、3.0 、3.2 ，其中 3.0 版本必须从光盘安装，3.2 版本 有些问题，每次使用半个小时后有时会无缘无故退出。化工流程模拟软件大全（续 1）2007-08-08 17:473.1AspenOne美国AspenTech公司在2004年底推出，EO（联立方程）方面有较大改进。官方网 站：http:/www.AspenT，下面 Hysys，HTFS,Aspen Plus 是其主要产品： 3.1.1HysysHysys 原是加拿大 Hyprotech 公司产品， Hyprotech 公司创建于 1976 年，是世 界

6、上最早开拓石油、化工方面的工业模拟、仿真技术的跨国公司。其技术广泛应 用于石油开采、储运、天然气加工、石油化工、精细化工、制药、炼制等领域。 它在世界范围内石油化工模拟、仿真技术领域占主导地位。 2002 年美国AspenTech 公司将 Hyprotech 公司收购， Hysys 就该是 AspenTech 公司旗下产品 了， 2004 年美国 Honeywell 公司从 AspenTech 公司买下 Hysys 软件的产权。Hysys2004 为 AspenOne 的一部分，是 Aspen 买了 Hysys 后推出的第一个版本。 Aspen One 目录里就有 Aspen HysysHys

7、ys 的开发背景 化工模拟软件基本是沿两个方面发展和提高，一是在化工模拟理论和技术方面发 展，从而使软件应用范围更加广泛，另一方面是在软件及计算机辅助工具发展， 也就是研究更好的办法，使工程师更易掌握、使用这种软件，在研究方案中更灵 活地运用这种软件。近年来，前一方面发展很快，后一方面则进展很慢。由于前一方面各家公司的水 平都较高，所以后一方面显得尤为重要，将两者结合起来，利用新一代编程工具 开发新一代的模拟软件，必将给化工模拟行业带来一场变革。Hyprotech 公司在软件发展过程中始终坚持一个宗旨：“使软件操作简单、方便， 工程师易学、易懂”。达到这个目的方法之一就是工程师在使用过程中能随

8、心所 欲地更改变量。软件运行中的任何时刻都可以暂停以观察数据的变化。这就是所 说的“完全交互式软件”，他就是Hyprotech公司的第一代产品HYSIM。它也是 世界上第一个完全交互式的化工模拟软件。该公司的成功源于两个方面，其一是 该公司不断发展的技术能力，其二是该公司对计算机技术发展带来的潜在的新技 术的认识，以及对这种变化作出的快速反应。从交互模拟到微机上的交互模拟技 术，该公司一直以提供创新的软件而领先于世界。HYSYS 以具有十几年世界各地石油化工领域的应用历史的 HYSIM 为其坚实的基 础。 HYSYS 包含更多、更复杂的物性计算包及单元操作，为了能更快速、准确得 到计算结果，增

9、加了强大的初始化及快速迭代计算工具。同时还增加了系统优化、 反应蒸馏、先进的变量计算表、用于控制研究的控制器和传递函数发生器。Hysys 的应用厂商Hyprotech 公司国外用户：BP、Chevron、Dow、DuPont、Exxon Mobil、 Fluor Daniel 、 Monsanto 、 Glaxo SmithKline 、 Rohm Hass 、 Bayer 、 Shell 、 PraxAir 、 UOP 等HYSYS 在国内应用非常广泛，国内用户总数已超过 50 。所有的油田设计系统全 部采用该软件进行工艺设计。下面是部分国内油田用户名单： 大庆油田设计院、辽河油田设计院、华

10、北油田设计院、大港油田设计院、四川油 田设计院、长庆油田设计院、青海油田设计院、中原油田设计院、江汉油田设计 院、克拉玛依油田设计院、克拉玛依油田研究院、独山子炼油厂、独山子石化设 计院、廊坊管道勘察设计研究院、中国海洋总公司生产研究中心、中国海洋总公 司石油工程公司（天津塘沽）。中国海洋总公司南海分公司、壳牌中国分公司 （ Shell ）、辽阳化纤公司、辽阳石化设计院、大庆石化设计院、岳阳石化公 司、九江石化公司、南京石化公司、扬子石化公司、扬子石化设计院、抚顺石化 设计院、抚顺石化公司、金陵石化公司、茂名石化设计院、镇江炼化工程公司等。HYSYS 的特点1 最先进的集成式工程环境。由于使用

11、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发生联系。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，不须进行数据传递。因此在这种先进 且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益，对复杂的工艺流程往往要分成几 个部分模拟。这主要基于：小流程分析方便，速度快；对不同体系采用不同 的热力学方法以取得更精确的结果，以往的软件基本采用的方法是先单独对小流 程模拟，然后人工或软件通过文件将数据从一个流程传递到另一个流程。这种数 据的强制性传递必然引起流程内部数据的

12、矛盾，其结果是流程必须重新计算。集 成式的工程环境则不同，它使人们能在一个模拟环境中将流程分为若干个子流 程，可大可小。这种集成环境的独到之处是子流程、主流程之间的数据是相互共 享的，不须传递。它们之间还可以采用不同的物性计算包。从一个流程到另一个 流程就象翻书一样容易。2 强大的动态模拟功能。 动态模拟的方法及过程是流程稳态模拟收敛后，首先定义单元操作的动态数据 （如分离器的几何尺寸、液位高度等），安装控制仪表，然后就可以进入动态，开 始动态模拟。动态模拟过程中，可以随时调整温度、压力等各种工艺变量（这就 是Windows的多任务），观察它们对产品的影响以及变化规律。还可以随时停下 来，转回

13、静态。由于动态和静态是相同对象的共享，所以动静之间的转换非常容 易。HYSYS提供了 PID控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行 动态模拟的控制单元。PID控制器可完成对任何变量的控制。传递函数发生器 可产生任何形式的过程传递函数，如一阶环节、二阶环节、微分和积分环节。用 它们可以模拟任何被控制对象及干扰源。数控开关在动态过程中，可通过检查 某操作条件而控制另一变量的开或关，进而达到对整体装置的控制。04每个变 量计算表存储 26 * 50，即130 个变量。这个表象一台在线挂在实际装置上的控 制机，可以引入流程中的任何变量，然后在表中处理（该表可以进行各种函数及 逻辑运算），将

14、其结果再送回流程，指定给某些变量，从而达到控制某些变量的 目的。3 .DCS接口。HYSYS通过动态链接库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； 在线优化控制；生产指导；生产培训；仪表设计系统的离线调试。4.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，可 将更加复杂的经济计算模型加入优化器中，以得到可获最大经济效益的操作条 件。除了上述的特点外

15、，HYSYS中还包括了事件驱动加物性计算包、干板开车、内置 人工智能、数据回归包、物性计算包、物性预测系统、事件驱动、窄点分析工具、 方案分析工具、各种塔板的水力学计算、任意塔的计算、非序贯模拟技术等。Hysys 的应用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。对于油田地面建设该软件可以解决以下问题：（一）、在油田地面工程建设中的应用 各种集输流程的设计、评估及方案优化 站内管网、长输管线及泵站 管道停输的温降

16、收发清管球及段塞流的预测 油气分离 油、气、水三相分离 油气分离器的设计计算 天然气水化物的预测 油气的相图绘制及预测油气的反析点 原油脱水 原油稳定装置设计、优化 天然气脱水（甘醇或分子筛）、脱硫装置设计、优化 天然气轻烃回收装置设计、优化 泵、压缩机的选型和计算（二）、在石油石化炼油方面的应用1常减压系统设计、优化；2 FCC 主分馏塔设计、优化；3 气体装置设计与优化；4 汽油稳定、石脑油分离和气提、反应精馏、变换和甲烷化反应器、酸水分 离器、硫和 HF 酸烷基化、脱异丁烷塔等设计与优化；5 在气体处理方面：可完成：胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱 甲烷塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成 /