計算機在化工設(shè)計中的應(yīng)用

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化工與生物技術(shù)學院

DesignofChemicalEngineering化工設(shè)計

化工設(shè)計

DesignofChemicalEngineering

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8計算機在化工設(shè)計中的應(yīng)用

流程模擬軟件？化工過程計算軟件？化工廠三維軟模型設(shè)計CAD技

術(shù)化工廠三維軟模型設(shè)計技術(shù)

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§8-1流程模擬軟件

AspenProIIChemcadHysys

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一、PRO/II?PR0/II流程模擬程序廣泛地應(yīng)用于化學過程的流程

模擬程序，廣泛地應(yīng)用于化學過程的嚴格的質(zhì)量和能量平衡。嚴格的質(zhì)

量和能量平衡。SIMSCI公司？美國SIMSCI公司是工業(yè)應(yīng)用軟件和相關(guān)

服務(wù)的主美國SIMSCI公司是工業(yè)應(yīng)用軟件和相關(guān)服務(wù)的主要提供商。

這些軟件被廣泛的應(yīng)用在石油、石化、要提供商。這些軟件被廣泛的應(yīng)

用在石油、石化、工業(yè)化工以及工程和制造相關(guān)專業(yè)。SIMSCI設(shè)計工業(yè)

化工以及工程和制造相關(guān)專業(yè)。SIMSCI設(shè)計的軟件產(chǎn)品可以降低用戶的

成本、提高效益、的軟件產(chǎn)品可以降低用戶的成本、提高效益、提高產(chǎn)

品質(zhì)量、增強管理決策。高產(chǎn)品質(zhì)量、增強管理決策。？PR0/H適用于：

油/氣加工、煉油、化工、化學、PR0/H適用于適用于：氣加工、煉油、

化工、化學、工程和建筑、聚合物、精細化工/制藥等行業(yè)，工程和建

筑、聚合物、精細化工/制藥等行業(yè)，主要用來模擬設(shè)計新工藝、評估改

變的裝置配置、要用來模擬設(shè)計新工藝、評估改變的裝置配置、改進現(xiàn)

有裝置、依據(jù)環(huán)境規(guī)則進行評估和證明、改進現(xiàn)有裝置、依據(jù)環(huán)境規(guī)則

進行評估和證明、消除裝置工藝瓶頸、消除裝置工藝瓶頸、優(yōu)化和改進

裝置產(chǎn)量和效益12:41等?；ぴO(shè)計（2005-2006學年）

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PR0/II功能及特征功能及特征

PR0H軟件自年代進入中國后，已得到軟件自80年代進入中國后軟

件自年代進入中國后，廣大用戶的好評，發(fā)揮出良好的效益。廣大用

戶的好評，發(fā)揮出良好的效益。特別是一些大的石化和化工設(shè)計院的應(yīng)

用，別是一些大的石化和化工設(shè)計院的應(yīng)用，更能說明它的獨具功能和

特點。更能說明它的獨具功能和特點。這些單位北京煉油設(shè)計院BDK

石化北京工程有：北京煉油設(shè)計院、公司BPEC、寰球院、天辰院（2000

年購公司、寰球院、天辰院（年購）、吉化院吉化院（年購買）、撫

順院、買）、吉化院（2000年購買）、撫順院、年購買）、撫順院烏石化

院、大慶油田院、烏石化院、大慶油田院、大慶天然氣公司等數(shù)十家單

位（近年購買）。等數(shù)十家單位（近年購買）。

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一、國內(nèi)應(yīng)用情況

1.2001年5月新發(fā)行的.月新發(fā)行的PR0HV5.5在功能上有很

大年月新發(fā)行的.進步，可以提供在線模擬。進步，可以提供在線

模擬。2.在實用性上，PR0II要比其它同類軟件更具優(yōu)勢，主要比其

它同類軟件更具優(yōu)勢，.在實用性上，要比其它同類軟件更具優(yōu)勢要

是該軟件的開發(fā)思路就是針對煉油化工行業(yè)，要是該軟件的開發(fā)思路就

是針對煉油化工行業(yè)，SIMSCI的計算模型已成為國際標準，的計算模型

已成為國際標準，公司擁有一批技術(shù)專家從事售后支持，可以解答用戶

所遇到的疑難問題，售后支持，可以解答用戶所遇到的疑難問題，這方

面要優(yōu)于其它軟件公司；說明書中有大量的實用例子；于其它軟件公司；

說明書中有大量的實用例子；使用戶更加容易使用軟件。這已被大院所

認可。加容易使用軟件。這已被大院所認可。3.PROH有標準的有標

準的ODBC通道，可同換熱器計算軟件或通道，.有標準的通道其它

大型計算軟件相連，另外還可與WORD、EXCEL、其它大型計算軟件相連，

另外還可與、、數(shù)據(jù)庫相連，計算結(jié)果可在多種方式下輸出。數(shù)據(jù)庫

相連，計算結(jié)果可在多種方式下輸出。4.原使用軟件的單位如：.原

使用ASPEN軟件的單位如：BPEC、BDI、化工化軟件的單位如、、

院（天辰）、環(huán)球公司等，認為PR0H更具有工程實用）、環(huán)球公司等一

院（天辰）、環(huán)球公司等，認為更具有工程實用一些化工院和石化院正

準備購買PROII軟件。軟件。性。一些化工院和石化院正準備購買軟

件

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二、軟件功能特點

適用的行業(yè)：油/氣加工、煉油、化工、化氣加工、適用的行業(yè)：氣

加工煉油、化工、學工程、建筑、聚合物、精細化工/制藥學工程、建

筑、聚合物、精細化工制藥？模擬應(yīng)用：設(shè)計新工藝、評估改變的

裝置模擬應(yīng)用：設(shè)計新工藝、配置、改進現(xiàn)有裝置、配置、改進

現(xiàn)有裝置、依據(jù)環(huán)境規(guī)則進行評估和證明、消除裝置工藝瓶頸、評

估和證明、消除裝置工藝瓶頸、優(yōu)化和改進裝置產(chǎn)量和效益？PRO/H

典型的化學工藝模型：合成氨、共典型的化學工藝模型：合成氨、沸精

播和萃取精儲、結(jié)晶、脫水工藝、沸精儲和萃取精儲、結(jié)晶、脫

水工藝、無機工藝、液抽提苯酚精播、液抽提、機工藝、液-液抽

提、苯酚精鐳、固體處理

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聚合物：自由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）、低密聚合物：自

由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）度聚合（乙烯）聚合（甲基丙烯

酸甲脂）聚合（度聚合（乙烯）、聚合（甲基丙烯酸甲脂）、聚合（乙烯

基乙酸脂）鏈增長聚合、聚酯、酰胺-尼龍尼龍6,尼龍6/6,基乙酸

脂）、鏈增長聚合、聚酯、酰胺尼龍，尼龍，尼龍6/12、共聚、聚合

（苯乙烯甲基丙烯酸甲脂）、聚共聚、聚合（苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂甲

基丙烯酸甲脂）尼龍乙烯-乙烯基乙酸脂乙烯基乙酸脂）合（乙烯乙

烯基乙酸脂）？煉油：原油預熱、常壓蒸儲、減壓塔、FCC主分儲塔、

常壓蒸懦、減壓塔、主分儲塔、煉油：焦碳塔、氣體裝置、汽油穩(wěn)定、

石腦油分離和氣提、焦碳塔、氣體裝置、汽油穩(wěn)定、石腦油分離和氣提、

反應(yīng)精偏、變換和甲烷化反應(yīng)器、酸水分離器、硫和HF酸烷精偏、

變換和甲烷化反應(yīng)器、酸水分離器、硫和HF酸烷基化、基化、脫

異丁烷塔等分離塔、芳煌分離塔、？化工：乙烯分離塔、C3分離塔、

芳烽分離塔、環(huán)己烷裝化工：乙烯分離塔、分離制造廠、蔡轉(zhuǎn)化、烯

煌生產(chǎn)、氧化生產(chǎn)、置、MTBE分離制造廠、蔡轉(zhuǎn)化、烯煌生產(chǎn)、

氧化生產(chǎn)、丙烯氯化？氣體加工：胺脫硫、多級冷凍、壓縮機組、脫

乙烷塔和脫氣體加工：胺脫硫、多級冷凍、壓縮機組、甲烷塔、膨脹

裝置、氣體脫氫、水合物生成/抑制、多級、甲烷塔、膨脹裝置、氣

體脫氫、水合物生成抑制、多級、抑制平臺操作、冷凍回路、平

臺操作、冷凍回路、透平膨脹機優(yōu)化？制藥：間歇精鐳、間歇反應(yīng)制藥:

間歇精播、

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一般化的閃蒸模型：閃蒸、閥、壓縮機膨脹機、泵、管壓

縮機/膨脹機膨脹機、一般化的閃蒸模型：閃蒸、混合器/分離器方

面分離器方面Mixer/splitter線、混合器分離器方面？精偏模型：

Inside/out,SURE,CHEMDIST算法、兩/三相算法、三相精保模型：精

保、四個初值估算器、電解質(zhì)、反應(yīng)精鐳和間歇精鐲、精鐲、四個初值

估算器、電解質(zhì)、反應(yīng)精播和間歇精儲、簡單模型、液抽提填料塔的

設(shè)計和核算、液抽提、簡單模型、液-液抽提、填料塔的設(shè)計和核

算、塔板的設(shè)計和核算、計和核算、熱虹吸再沸器？換熱器模型：管

殼式、簡單式和換熱器、換熱器模型：管殼式、簡單式和LNG換

熱器、嚴格空冷換熱器器模型、區(qū)域分析、加熱/冷卻曲線器模型、

區(qū)域分析、加熱冷卻曲線？反應(yīng)器模型：轉(zhuǎn)化和平衡反應(yīng)、活塞流反應(yīng)

器、連續(xù)攪拌反應(yīng)器模型：轉(zhuǎn)化和平衡反應(yīng)、活塞流反應(yīng)器、罐式反應(yīng)

器、罐式反應(yīng)器、在線FORTRAN反應(yīng)動力學、吉布斯自由能最小、變

換和甲烷化反應(yīng)器、沸騰釜式反應(yīng)器、Profimatics重整和加氫器模型

界面、間歇反應(yīng)器重整和加氫器模型界面、？聚合物模型：連續(xù)攪拌釜

反應(yīng)器、活塞流反應(yīng)器、擦膜蒸聚合物模型：連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器、活塞

流反應(yīng)器、發(fā)器？固體模型：結(jié)晶器溶解器、逆流傾析器、離心

分離器、溶解器、固體模型：結(jié)晶器/溶解器逆流傾析器、離心分

離器、旋轉(zhuǎn)過濾器、干燥器、固體分離器、旋轉(zhuǎn)過濾器、干燥器、固體

分離器、旋風分離器

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組分數(shù)據(jù)庫：2000多純組分庫、以DIPPR組分數(shù)據(jù)庫：多純組

分庫、多純組分庫為基礎(chǔ)的庫、固體性質(zhì)、多組分/種類為基礎(chǔ)的庫、

固體性質(zhì)、1900多組分種類多組分電解質(zhì)庫、非庫組分、電解質(zhì)庫、

非庫組分、虛擬組分和性質(zhì)化驗描述、用戶庫、根據(jù)結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)、

驗描述、用戶庫、根據(jù)結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)、多個化驗混合、用于聚合

物的VanKrevelen個化驗混合、用于聚合物的方法

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混合物數(shù)據(jù)：用于混合物數(shù)據(jù)：用于3000多VLE二元作用在多

二元作用在線二元參數(shù)、線二元參數(shù)、2200在線共沸混合物用于參在

線共沸混合物用于參數(shù)估算、專用數(shù)據(jù)包、酒精脫水、數(shù)估算、專

用數(shù)據(jù)包、酒精脫水、天然氣脫水、帶有三乙烯乙二醇、

來自GPA(GPSWAT)的酸水包、氣體和液體氨處理、的酸水包、的

酸水包氣體和液體氨處理、硫醇等

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熱力學計算方法60多種：熱力學計算方法60多種60

操作單元：操作單元：？閃蒸罐，縮略圖，間歇精鐳器，蒸懦器，

液一液閃蒸罐，縮略圖，間歇精微器，蒸偏器，抽提精鐳器，側(cè)線塔，

壓縮機，結(jié)晶器，旋流器，抽提精鐲器，側(cè)線塔，壓縮機，結(jié)晶器，旋

流器，減壓設(shè)備，溶解器，膨脹機，閃蒸，減壓設(shè)備，溶解器，膨脹機,

閃蒸，帶有固體的閃蒸，多股流換熱器，閃蒸，LNG多股流換熱器，精

確核算型換熱器，多股流換熱器精確核算型換熱器，簡單換熱器，嚴

格空冷器模型，加熱/冷卻曲線，簡單換熱器，嚴格空冷器模型，加熱

/冷卻曲線，混合器，相包絡(luò)，管道，聚合物反應(yīng)器，混合器，相包絡(luò),

管道，聚合物反應(yīng)器，泵，回流泵，刮膜式蒸發(fā)器平衡反應(yīng)器，刮膜

式蒸發(fā)器，流泵，閥，刮膜式蒸發(fā)器，平衡反應(yīng)器，轉(zhuǎn)換反應(yīng)吉布斯反

應(yīng)器，塞流反應(yīng)器，平推流反應(yīng)器，器，吉布斯反應(yīng)器，塞流反應(yīng)器，

平推流反應(yīng)器，全混流反應(yīng)器，間歇式反應(yīng)器，固態(tài)顆粒分離器，全

混流反應(yīng)器，間歇式反應(yīng)器，固態(tài)顆粒分離器，分裂器，單變量控制器，

多變量的控制器，分裂器，單變量控制器，多變量的控制器，物流計算

器，流程優(yōu)化器，過程數(shù)據(jù)，用戶自定義操計算器，流程優(yōu)化器，過程

數(shù)據(jù)，作單元，（電解質(zhì)模塊電解質(zhì)模塊,SIMSCI外接的模塊等.外接的

模塊）作單元電解質(zhì)模塊外接的模塊

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用戶擴展功能

用戶自定義物流屬性包;增加用戶組份數(shù)據(jù)；用戶自定義物流屬性包;

增加用戶組份數(shù)據(jù)；增加熱力學計算方法；增加熱力學計算方法;增加自

定義操作單元模塊12120增加自定義計算模型7模塊120個;增

加自定義計算模型7個;增加自定義電解質(zhì)模型2020個等加自定義

電解質(zhì)模型20個等

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分析工具？工況研究，優(yōu)化器，單相變量控制器，多工況研究，優(yōu)

化器，單相變量控制器，相變量控制器，加熱/相變量控制器，加熱/冷

卻曲線等

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PR0H軟件除基本包以外，PR0H軟件除基本包以外，還提供給用戶

有如下模軟件除基本包以外塊：界面模塊

?HTFS、PRO/II-HTFSInterface自動從自動從PR0/II數(shù)據(jù)、自

動從數(shù)據(jù)庫檢索物流物性數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個HTFS輸入文庫檢

索物流物性數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個然后能輸出該文件，以訪問各種

物流物性數(shù)據(jù)。件。HTFS然后能輸出該文件，以訪問各種物流物性數(shù)

據(jù)。？?HTRI、HTRI、PRO/II-HTRIInterface從PRO/II數(shù)據(jù)庫檢

PR0/II數(shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建一個用于各種HTRI程序的HTRI輸入文

索數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建一個用于各種HTRI程序的HTRI輸入文來自PR0/II熱

物理性質(zhì)計算的物流性質(zhì)分配表提供件。來自熱物理性質(zhì)計算的物流

性質(zhì)分配表提供的嚴格換熱器設(shè)計程序。給HTRI的嚴格換熱器設(shè)計程

序。這減少在兩個程序之間的嚴格換熱器設(shè)計程序輸入數(shù)據(jù)的重復。

輸入數(shù)據(jù)的重復。？?LinnhoffMarch,來自，來自PRO/II的嚴格質(zhì)

量和能量平的嚴格質(zhì)量和能量平塔模塊，衡結(jié)果能傳送給

SuperTarget?塔模塊，以分析整個分離過程的能量效率。過程的能量

效率。所建議的改進方案然后就能在隨后的PRO/II運行中求出值來。

運行中求出值來。運行中求出值來

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應(yīng)用模塊

?Batch,攪拌釜反應(yīng)器和間歇蒸儲模型能夠獨立運,流程的一部

分運行。行或作為常規(guī)PR0/II流程的一部分運行。操作可通過一流程

的一部分運行系列的操作方案來說明，具有無比的靈活性。系列的操作

方案來說明，具有無比的靈活性。？?Electrolytes,該模塊嚴密結(jié)合

了由，該模塊嚴密結(jié)合了由OLISystems,Inc開發(fā)的嚴格電解質(zhì)熱力學

算法。開發(fā)的嚴格電解質(zhì)熱力學算法。TheElectrolyteUtility

Package（電解質(zhì)應(yīng)用包），作為該模塊的一部分，進一（電解質(zhì)

應(yīng)用包）作為該模塊的一部分，步擴展了一些功能，如生成用戶電解質(zhì)

模型和創(chuàng)建、步擴展了一些功能，如生成用戶電解質(zhì)模型和創(chuàng)建、維護私

有類數(shù)據(jù)庫。私有類數(shù)據(jù)庫。？?Polymers,能模擬和分析從單體提

純和聚合反應(yīng)到，分離和后處理范圍內(nèi)的工業(yè)聚合工藝。分離和后處

理范圍內(nèi)的工業(yè)聚合工藝。對于PR0/II的獨的獨到之處是通過一系列

平均分子重量分率來描述聚合物組成，到之處是通過一系列平均分子重

量分率來描述聚合物組成，可以準確模擬聚合物的混合和分播?？梢詼?/p>

確模擬聚合物的混合和分馀。

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???

常用版本：常用版本：ProIIv6.01最新版本：最新版本：Pro

IIV7.1

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二、CHEMCAD

CHEMCAD是一個用于對化學和石油工業(yè)、是一個用于對化學和石油工

業(yè)、是一個用于對化學和石油工業(yè)煉油、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中的

工藝過程進行計算機模擬的應(yīng)用軟件，計算機模擬的應(yīng)用軟件，是工

程技術(shù)人員用來對連續(xù)操作單元進行物料平衡和能量平衡核算的有力

工具。使用它，平衡核算的有力工具。使用它，可以在計算機上建立

與現(xiàn)場裝置吻合的數(shù)據(jù)模型，算機上建立與現(xiàn)場裝置吻合的數(shù)據(jù)模型，

并通過運算模擬裝置的穩(wěn)態(tài)或動態(tài)運行，并通過運算模擬裝置的穩(wěn)態(tài)或

動態(tài)運行，為工藝開發(fā)、為工藝開發(fā)、工程設(shè)計以及優(yōu)化操作提供理

論指導。理論指導。

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應(yīng)用：應(yīng)用：？工程設(shè)計？在工程設(shè)計中，無論是建立一個新廠

或是對老在工程設(shè)計中，廠進行改造,ChemCAD都可以用來選擇方案，研

廠進行改造，ChemCAD都可以用來選擇方案，都可以用來選擇方案究非

設(shè)計工況的操作及工廠處理原料范圍的靈活性。工藝設(shè)計模擬研究不僅

可以避免工廠設(shè)備交付前的費用估算錯誤，付前的費用估算錯誤，還可

用模擬模型來優(yōu)化工藝設(shè)計，同時通過進行一系列的工況研究，藝設(shè)

計，同時通過進行一系列的工況研究，來確保工廠能在較大范圍的操作

條件內(nèi)良好運行。即保工廠能在較大范圍的操作條件內(nèi)良好運行。使是

在工程設(shè)計的最初階段，使是在工程設(shè)計的最初階段，也可用這個模型

來估計工藝條件變化對整個裝置性能的影響。估計工藝條件變化對整個

裝置性能的影響。

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優(yōu)化操作？對于老廠，由ChemCAD建立的模型可作為工程對于老廠,

ChemCAD建立的模型可作為工程技術(shù)人員用來改進工廠操作、提高產(chǎn)量

的產(chǎn)率以技術(shù)人員用來改進工廠操作、及減少能量消耗的有力工具。及

減少能量消耗的有力工具?？捎媚M的方法來確定操作條件的變化以適

應(yīng)原料、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。

境條件的變化。該模型可指導工廠的操作以降低費用、提高產(chǎn)率。費

用、提高產(chǎn)率。這樣的例子在一些流程模擬軟件應(yīng)用較好的化工裝置可

以舉出很多。件應(yīng)用較好的化工裝置可以舉出很多。

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技術(shù)改造？ChemCAD也可用模擬研究工廠合理化方案以消ChemCAD

也可用模擬研究工廠合理化方案以消除“瓶頸”問題，或采用先進技術(shù)

改善工廠狀況瓶頸”問題，的可行性，如采用改進的催化劑、的可行

性，如采用改進的催化劑、新溶劑或新的工藝過程操作單元。工藝過

程操作單元。？ChemCAD提供了大量的操作單元供用戶選擇，使用ChemCAD

提供了大量的操作單元供用戶選擇提供了大量的操作單元供用戶選擇，

這些操作單元，基本能夠滿足一般化工廠的需要。這些操作單元，基

本能夠滿足一般化工廠的需要。對反應(yīng)器和分離塔，提供了多種計算方

法。ChemCAD可以模擬以下單元操作可以模擬以下單元操作：ChemCAD

可以模擬以下單元操作：

12:41

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單元操作？蒸鐳、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、

共蒸馀、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、沸蒸播、三相蒸播、電

解質(zhì)蒸鐳、沸蒸儲、三相蒸儲、電解質(zhì)蒸播、反應(yīng)蒸馀？反應(yīng)器、熱交

換器、壓縮機、泵、加熱爐、控制反應(yīng)器、熱交換器、壓縮機、加

熱爐、透平、器、透平、膨脹機？結(jié)晶罐、離心機、旋風分離器、

濕式旋風分離器、結(jié)晶罐、離心機、旋風分離器、濕式旋風分離器、文

氏洗氣器、袋式過濾機、真空過濾機、壓碎機、文氏洗氣器、袋式過

濾機、真空過濾機、壓碎機、研磨機、靜電收集器、洗滌機、研

磨機、靜電收集器、洗滌機、沉淀分離器？間歇蒸馀、間歇反應(yīng)器、PID

控制模塊、流量控制間歇蒸儲、間歇反應(yīng)器、PID控制模塊控制模塊、記

錄器模塊（選項）閥、記錄器模塊（選項）？以上共50多個單元操作，當

然ChemCAD可將每個單以上共50多個單元操作，當然ChemCAD50多個

單元操作ChemCAD可將每個單元操作組織起來，形成整個車間或全廠的

流程圖，元操作組織起來，形成整個車間或全廠的流程圖，進而完

成整個模擬計算。進而完成整個模擬計算。

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ChemCAD的熱力學和傳遞性質(zhì)包對過程系的熱力學和傳遞性質(zhì)包對

過程系統(tǒng)提供了計算K值密度、粘度、統(tǒng)提供了計算值、始、炳、密

度、粘度、導熱系數(shù)和表面張力的多種選擇。導熱系數(shù)和表面張力的多

種選擇。

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熱力學選項

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?

12:41

ChemCAD提供了大量的最新的熱平衡和相平衡的計算方ChemCAD提供

了大量的最新的熱平衡和相平衡的計算方包含3939種值計算方法、13

種焙計算方法種焙計算方法。法，包含39種K值計算方法、13種焰

計算方法。這些計算方法可以應(yīng)用于天然氣加工廠、煉油廠以及石油化

工廠，算方法可以應(yīng)用于天然氣加工廠、煉油廠以及石油化工廠，可以

處理直鏈烽以及電解質(zhì)、酸水等特殊系統(tǒng)。可以處理直鏈煌以及電解質(zhì)、

鹽、胺、酸水等特殊系統(tǒng)。ChemCAD熱力學數(shù)據(jù)庫收錄有8000多對二元

交互作用參ChemCAD熱力學數(shù)據(jù)庫收錄有8000多對二元交互作用參數(shù)

供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VANLAAR活度數(shù)供NRTL、

UNIQUAC、MARGULES、WILSON和LAAR活度NRTL系數(shù)方法來使用。也可

以采用ChemCADChemCAD提供的回歸功能回系數(shù)方法來使用。也可以

采用ChemCAD提供的回歸功能回歸二元交互作用參數(shù)。歸二元交互作

用參數(shù)。ChemCAD提供了熱力學專家系統(tǒng)幫助用戶選擇合適的提供了熱

力學專家系統(tǒng)幫助用戶選擇合適的KChemCAD提供了熱力學專家系統(tǒng)幫助

用戶選擇合適的K值和焰值計算方法。和焰值計算方法。ChemCAD可以

處理多相系統(tǒng)，也可以考慮汽相締合的影ChemCAD可以處理多相系統(tǒng)，

可以處理多相系統(tǒng)ChemCAD有處理固體功能對含氫系統(tǒng)，ChemCAD采用

有處理固體功能。響。ChemCAD有處理固體功能。對含氫系統(tǒng)，ChemCAD

采用一種特殊方法進行處理，一種特殊方法進行處理，可以可靠預測含

氫混合物的反常泡點現(xiàn)象。泡點現(xiàn)象。ChemCAD對于不同單元或不同塔

板可以應(yīng)用不同的熱力ChemCAD對于不同單元或不同塔板可以應(yīng)用不同

的熱力學方法或不同的二元交互作用參數(shù)。學方法或不同的二元交互作

用參數(shù)。ChemCAD提供了標準、共享、用戶三種組分數(shù)據(jù)庫。提供了標

準、提供了標準共享、用戶三種組分數(shù)據(jù)庫。

化工設(shè)計（2005-2006學年）

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標準物性數(shù)據(jù)庫？標準數(shù)據(jù)庫以AIChE的DIPPR數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，

加上數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，標準數(shù)據(jù)庫以AIChE的DIPPR數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)AIChE

電解質(zhì)共約2000多種純物質(zhì)。電解質(zhì)共約2000多種純物質(zhì)。2000多種

純物質(zhì)？用戶數(shù)據(jù)庫？ChemCAD允許用戶添加多達2000個組分到數(shù)據(jù)庫

中，ChemCAD允許用戶添加多達2000個組分到數(shù)據(jù)庫中允許用戶添加多

達2000個組分到數(shù)據(jù)庫中，可以定義烽類虛擬組分用于煉油計算，也可

以通可以定義烽類虛擬組分用于煉油計算，過中立文件嵌入物性數(shù)據(jù)。

過中立文件嵌入物性數(shù)據(jù)。？原油評價數(shù)據(jù)庫？從5.3版開始，2611￡人。

提供了200多種原油的評價版開始，ChemCAD提供了200多種原油的評價

提供了200數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。？ChemCAD提供了對多種設(shè)備進行設(shè)計和

核算的功能ChemCAD提供了對多種設(shè)備進行設(shè)計和核算的功能模塊。模

塊。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）25

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設(shè)備設(shè)計和核算

ChemCAD可以對板式塔（包含篩板、泡罩、ChemCAD可以對板式塔（包

含篩板、泡罩、可以對板式塔浮閥）、填料塔、管線、換熱器、）、填

料塔浮閥）、填料塔、管線、換熱器、壓力容孔板、調(diào)節(jié)閥和安全閥（DIERS）

進行設(shè)器、孔板、調(diào)節(jié)閥和安全閥（DIERS）進行設(shè)計和核算。計和核算。

這些模塊共享流程模擬中的數(shù)使得用戶完成工藝計算后，據(jù)，使得用戶

完成工藝計算后，可以方便地進行各種主要設(shè)備的核算和設(shè)計。地進行

各種主要設(shè)備的核算和設(shè)計。？ChemCAD還提供了設(shè)備價格估算功能，用

戶ChemCAD還提供了設(shè)備價格估算功能還提供了設(shè)備價格估算功能，可

以對設(shè)備的價格進行初步估算?？梢詫υO(shè)備的價格進行初步估算。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）26

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ChemCAD還具有容易使用、高度集成、ChemCAD還具有容易使用、高

度集成、界面友好等特還具有容易使用ChemCAD擁有最短的學習曲線擁

有最短的學習曲線。點。ChemCAD擁有最短的學習曲線。

安裝簡單？ChemCAD可以在Windows95>98和NT下運行,下運

行，ChemCAD可以在Windows95、98和NT下運行可以在Windows95安

裝時不需要進行特別的配置，安裝時不需要進行特別的配置，只要正

確安置了加密鎖（或密鑰）安置了加密鎖（或密鑰），一般都能正常

運行。一個計算機的初學者也可獨立完成整個系統(tǒng)的安裝。個系統(tǒng)

的安裝。

12:41

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支持各種輸出設(shè)備？ChemCAD支持各種輸出設(shè)備，用以生成流程、單

元ChemCAD支持各種輸出設(shè)備，用以生成流程、支持各種輸出設(shè)備操作

圖表、符號、工藝流程圖和繪圖的硬拷貝。操作圖表、符號、工藝流

程圖和繪圖的硬拷貝?？梢暂敵龅近c陣打印機、激光打印機、支持Adobe

可以輸出到點陣打印機、激光打印機、支持AdobePostscript語言的任

何設(shè)備以及繪圖機等語言的任何設(shè)備以及繪圖機等，Postscript語言

的任何設(shè)備以及繪圖機等，也可以直接輸出到文件，還可以將輸出轉(zhuǎn)

換為AutoCAD以直接輸出到文件，還可以將輸出轉(zhuǎn)換為AutoCADDXF格式

如果AutoCADChemCAD都安裝在同一格式。AutoCAD和的DXF格式。如

果AutoCAD和ChemCAD都安裝在同一個計算機上，用戶可以規(guī)定包含

AutoCAD的位置，個計算機上，用戶可以規(guī)定包含AutoCAD的位置，

AutoCAD的位置所有由ChemCAD產(chǎn)生的DXF文件都會自動

存到AutoCAD目錄中目錄中。AutoCAD目錄中。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）28

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界面友好

ChemCAD一直以操作簡單、界面友好而著稱，目前

的ChemCAD5版運行于WindowNT、Windows2000環(huán)境。2000環(huán)境

ChemCAD5.3版運行于Window95/NT、Windows2000環(huán)境。根據(jù)

MicrosoftWindow設(shè)計標準采用了Microsoft工具包設(shè)計標準采用了

Microsoft根據(jù)MicrosoftWindow設(shè)計標準采用了Microsoft工具包

Help系統(tǒng)使得ChemCAD對用戶來說，系統(tǒng)，ChemCAD對用戶來說及

WindowHelp系統(tǒng)，使得ChemCAD對用戶來說，外觀及感覺和用戶熟悉的

其它Window程序十分相似。Window程序十分相似覺和用戶熟悉的其它

Window程序十分相似。？ChemCAD把屏幕分成4個區(qū)，頂行是狀態(tài)區(qū)，

顯示作業(yè)目錄、ChemCAD把屏幕分成個區(qū)，頂行是狀態(tài)區(qū)，顯示作業(yè)目

錄、把屏幕分成4版本號等；第二行顯示頂層菜單，這些菜單項經(jīng)過精

心安版本號等；第二行顯示頂層菜單，從左至右正是使用ChemCAD

ChemCAD進行模擬計算的逐個主要排，從左至右正是使用ChemCAD進

行模擬計算的逐個主要步驟。每個頂層菜單下是一套彈出式菜單，步驟。

每個頂層菜單下是一套彈出式菜單，這些菜單包括ChemCAD內(nèi)嵌的各個功

能內(nèi)嵌的各個功能，了ChemCAD內(nèi)嵌的各個功能,使用這些菜單可

以完成模擬計算中所需進行的絕大部分工作。計算中所需進行的絕大部

分工作。主屏幕由流程窗口占屏幕最下面一行被稱為OneHelp,據(jù)；

屏幕最下面一行被稱為OneLineHelp,為當前操作提供簡單描述。屏

幕布置簡潔，以菜單系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提供簡單描述。屏幕布置簡潔，以菜

單系統(tǒng)為基礎(chǔ)，輸入簡明扼要，簡明扼要，如此友好的圖形人機對話界

面使初學者很容易上手。上手。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）29

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通過Window交互操作功能，第5版最大的好通過Window交互操作

功能Window交互操作功能，處是可使ChemCAD和其它應(yīng)用程序交互作用：

ChemCAD和其它應(yīng)用程序交互作用處是可使ChemCAD和其它應(yīng)用程序交互

作用：使用者可以迅速而容易地在ChemCADChemCAD和其它使用者可以

迅速而容易地在ChemCAD和其它應(yīng)用程序之間傳送模擬數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序

之間傳送模擬數(shù)據(jù)。第5版在三個不同層次上支持這種交互操作性，不

同層次上支持這種交互操作性，這些新的功能可以把過程模擬的效益

大大擴展到工程工作的其它階段中去。工程工作的其它階段中去。

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①模擬數(shù)據(jù)的拷貝/粘貼/聯(lián)接模擬數(shù)據(jù)的拷貝/粘貼/?例如，通過

拷貝/粘貼/聯(lián)接功能可以把一個塔的剖面例如，和進出口流股模擬

結(jié)果粘貼到一個Excel報表中去，Excel報表中去和進出口流股模擬結(jié)

果粘貼到一個Excel報表中去，以便進一步分析。這就免去了手工抄

寫產(chǎn)生錯誤。進一步分析。這就免去了手工抄寫產(chǎn)生錯誤。？②對模擬

對象和數(shù)據(jù)的目標聯(lián)接嵌入OLE自動界面對模擬對象和數(shù)據(jù)的目標聯(lián)接

嵌入OLEOLE自動界面？例如，通過OLE自動界面可以用VisualBasic

程序去控制例如，通過OLE自動界面可以用VisualBasic程序去控制

OLE自動界面可以用你的模擬?？梢杂肰isualBasic或Visual

BasicforVBA）程序編一個文檔化的界面來存取和Applications（VBA）

程序編一個文檔化的界面來存取和控制過程模型。控制過程模型。？③

OLE目標的嵌入OLE目標的嵌入？例如，用VisualBasicfor

Applications（VBA）宏語言例如，VBA）宏語言編一個工廠操作工用的

界面來聯(lián)接ChemCAD的模型，ChemCAD的模型編一個工廠操作工用的界

面來聯(lián)接ChemCAD的模型，使模型的某些計算結(jié)果直接顯示在屏幕界

面上來指導操作工操作。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）31

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詳盡的幫助系統(tǒng)

ChemCAD的Hand-Holding可以象一個真正的老師一

樣，Hand手把手地”“手把手地”指導用戶如何開始和完成一個模擬

計算的過指導用戶完成流程生成步驟，提示組分輸入，程，指導用戶完

成流程生成步驟，提示組分輸入，調(diào)用熱力學專家系統(tǒng)，一直到運算開

始。完成問題的每一步時，力學專家系統(tǒng)，一直到運算開始。完成問題

的每一步時，ChemCAD都會查對那一步完成的情況上文提到的“都會查

對那一步完成的情況。ChemCAD都會查對那一步完成的情況。上文提

到的“Onehelp”也是ChemCAD的一個特點另外，也是ChemCAD的一

個特點。linehelp也是ChemCAD的一個特點。另外，隨時隨地的

幫助可以解答用戶的大部分疑問?！癋1”幫助可以解答用戶的大部分疑

問。幫助可以解答用戶的大部分疑問？輸入系統(tǒng)采用了專家檢測系統(tǒng),

使用戶不必費心檢查輸入輸入系統(tǒng)采用了專家檢測系統(tǒng)，是否有遺漏或

語句錯誤。是否有遺漏或語句錯誤。專家系統(tǒng)會自動指引你下一步應(yīng)當

輸入什么數(shù)據(jù)，并顯示每一步驟是否已正確地完成。當輸入什么數(shù)據(jù)，

并顯示每一步驟是否已正確地完成。？熱力學方法的選擇是模擬計算的

一個難點，不正確的熱力熱力學方法的選擇是模擬計算的一個難點，學

方法將使得計算結(jié)果毫無意義，ChemCAD提供了一套熱學方法將使得計算

結(jié)果毫無意義，ChemCAD提供了一套熱力學專家系統(tǒng)，輸入溫度和壓

力范圍，ChemCAD根據(jù)組分力學專家系統(tǒng)，輸入溫度和壓力范圍，

ChemCAD根據(jù)組分及輸入數(shù)據(jù)推薦一個合適的熱力學方法，及輸入數(shù)據(jù)

推薦一個合適的熱力學方法，極大地方便了用戶。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）32

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作業(yè)和工況管理方便

作業(yè)和工況管理功能使用戶可以方便地恢拷貝或刪除流程；對每個

項目，復、拷貝或刪除流程；對每個項目，可以輸入帳號和一些

描述性語言，輸入帳號和一些描述性語言，使得用戶在開始項目時可

以明確選擇所需要的流程；開始項目時可以明確選擇所需要的流程；

ChemCAD甚至還可以記錄每個項目所花費的ChemCAD甚至還可以記錄每個

項目所花費的時間。時間。？在ChemCAD系統(tǒng)中，每一個作業(yè)只對應(yīng)

于一ChemCAD系統(tǒng)中系統(tǒng)中，個文件，不象其他流程模擬軟件系統(tǒng)一

個個文件，作業(yè)一大堆文件。作業(yè)一大堆文件。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）33

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使用靈活

使用ChemCAD用戶可以定義新增組分、圖標使用ChemCAD用戶可以

定義新增組分ChemCAD用戶可以定義新增組分、和符號，和符號，用

戶也可以利用簡單的計算機語言建立自己的設(shè)備模型和計算程序。

ChemCAD還考慮到多個用戶使用同一臺計算ChemCAD還考慮到多個用戶使

用同一臺計算機時的情況，機時的情況，不同的用戶可以在不同的目

錄中定義自己的組分、圖標和符號，錄中定義自己的組分、圖標和符

號，互不干擾。干擾。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）34

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強大的計算和分析功能？ChemCAD可以求解幾乎所有的單元操作，對

非常復ChemCAD可以求解幾乎所有的單元操作，可以求解幾乎所有的單

元操作雜的循環(huán)回路也可以輕松處理。ChemCAD中雜的循環(huán)回路也可以

輕松處理。在ChemCAD中，用戶可以指定斷裂流股，可以通過RUNRUN

指令方便地控戶可以指定斷裂流股，可以通過RUN指令方便地控制計算

順序，這對全流程模擬的收斂非常有利，制計算順序，這對全流程模

擬的收斂非常有利，可以加速循環(huán)的收斂。ChemCAD的自動計算功能具

可以加速循環(huán)的收斂。ChemCAD的自動計算功能具備先進的交互特性，備

先進的交互特性，允許用戶不定義物流的流率來確定物流的組成。

ChemCAD還具有先進的優(yōu)化和來確定物流的組成。ChemCAD還具有先進的

優(yōu)化和分析功能。靈敏度分析模塊可以定義2分析功能。靈敏度分析模

塊可以定義2個自變量和多至12個因變量，優(yōu)化模塊可以求解有1012

個因變量10個自變多至12個因變量，優(yōu)化模塊可以求解有10個自

變量的函數(shù)的最大最小值。量的函數(shù)的最大最小值。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）35

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即時生成PFD圖即時生成PFD圖PFD

ChemCAD為用戶形成工藝流程圖（PFD）提ChemCAD為用戶形成工

藝流程圖（PFD）為用戶形成工藝流程圖供了集成工具。使用它，供

了集成工具。使用它，可以迅速有效地建立PFD對指定流程，可以

建立多個PFDPFD。PFDo建立PFD。對指定流程，可以建立多個PFD。

如果以某種方式改變了流程，如果以某種方式改變了流程，此改變情

況會自動影響到所有相關(guān)的PFDPFD,會自動影響到所有相關(guān)的PFD,

如果重新進行了計算，行了計算，新結(jié)果也會自動傳送到所有相關(guān)

的PFDPFDoPFD中關(guān)的PFDo在PFD中，可以方便地加入數(shù)據(jù)熱

量和物料平衡數(shù)據(jù)）框（熱量和物料平衡數(shù)據(jù)）、單元數(shù)據(jù)框單

元操作規(guī)定和結(jié)果）標題、（單元操作規(guī)定和結(jié)果）、標題、文

字注公司代號等等。釋、公司代號等等。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）36

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報告格式可選

ChemCAD允許用戶按照要求輸出報告。在報ChemCAD允許用戶按照要

求輸出報告。允許用戶按照要求輸出報告告中，可以選擇輸出的流股、

單元操作，告中，可以選擇輸出的流股、單元操作，對流股中包

含的數(shù)據(jù)也可以進行定義。對流股中包含的數(shù)據(jù)也可以進行定義。對

蒸鏘塔，可以輸出包括回流比、溫度、蒸馀塔，可以輸出包括回流

比、溫度、壓每塊板上的汽液相流率等詳細數(shù)據(jù)；力、每塊板上

的汽液相流率等詳細數(shù)據(jù)；對換熱器，可以輸出加熱曲線。對換熱器，

可以輸出加熱曲線。報告的格式也可以進行定義，可以由用戶決定小

數(shù)式也可以進行定義，點后的位數(shù)等。點后的位數(shù)等。

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集成了設(shè)備標定模塊及工具模塊

ChemCAD集成了對蒸儲塔、管線、換熱器、壓力容ChemCAD集成了對

蒸儲塔、管線、換熱器、集成了對蒸微塔器、孔板和調(diào)節(jié)閥進行設(shè)計

和核算的功能模塊，孔板和調(diào)節(jié)閥進行設(shè)計和核算的功能模塊，包括專

門進行空氣冷卻器和管殼式換熱器設(shè)計和核算的CCTherm模塊CC模塊。

核算的CC-Therm模塊。這些模塊共享流程模擬中的數(shù)據(jù)，使得用戶

完成工藝計算后，的數(shù)據(jù)，使得用戶完成工藝計算后，可以方便地進

行各種主要設(shè)備的核算和設(shè)計。ChemCAD還提供進行各種主要設(shè)備的核算

和設(shè)計。ChemCAD還提供了設(shè)備價格估算功能，用戶可以對設(shè)備的價格進

了設(shè)備價格估算功能，行初步估算。行初步估算。

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ChemCAD在工具菜單中含有C02固體預測、水ChemCAD在工具菜單中

含有co固體預測、在工具菜單中含有合預測、減壓閥和數(shù)據(jù)回歸多個

功能模塊。合預測、減壓閥和數(shù)據(jù)回歸多個功能模塊。其中co固體

預測模塊計算CO其中C02固體預測模塊計算C02固體形成的逸度和初始

溫度；度和初始溫度；水合預測模塊估算有關(guān)烽和氣體形成水合物的

條件，和氣體形成水合物的條件，同時也計算以游離水為基準的水合

相組成；游離水為基準的水合相組成；減壓閥模塊計算緊急和正常情

況下泄壓閥的性能，計算緊急和正常情況下泄壓閥的性能，包括燃燒

模型和泄壓模型；括燃燒模型和泄壓模型；

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支持動態(tài)模擬？Chemstations公司開發(fā)了大量的動態(tài)操作單元，公

司開發(fā)了大量的動態(tài)操作單元，包括動態(tài)蒸播模擬CCDCOLUMN,CC包

括動態(tài)蒸播模擬CC-DCOLUMN,動態(tài)反應(yīng)器模擬CC-ReACS,間歇蒸馀模

擬CCBatch,聚合反應(yīng)器動CCCC-ReACS,間歇蒸播模擬CC-Batch,聚合反

應(yīng)器動CC-Polymer,態(tài)模擬CC-Polymer,這些模塊都完全集

成到ChemCAD中共享ChemCAD的數(shù)據(jù)庫、熱力學模型、ChemCAD的數(shù)

據(jù)庫ChemCAD中，共享ChemCAD的數(shù)據(jù)庫、熱力學模型、公用工

程和設(shè)備核算模塊。公用工程和設(shè)備核算模塊。？在動態(tài)模擬過程中，

用戶可以隨時調(diào)整溫度、壓在動態(tài)模擬過程中，用戶可以隨時調(diào)整溫度、

力等各種工藝變量，力等各種工藝變量，觀察它們對產(chǎn)品的影響和變化

規(guī)律。還可以隨時停下來，轉(zhuǎn)回靜態(tài)?；?guī)律。還可以隨時停下來，轉(zhuǎn)

回靜態(tài)。ChemCAD提供了提供了PID控制器、傳遞函數(shù)發(fā)生器、控制器、

傳遞函數(shù)發(fā)生器、提供了控制器數(shù)控開關(guān)、數(shù)控開關(guān)、變量計算表等

進行動態(tài)模擬的控制單元，利用它們可以完成對流程中任何指定變量的

控制?？刂?。

12:41化工設(shè)計（2005-2006學年）40

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DesignofChemicalEngineering化工設(shè)計

利用動態(tài)模擬，用戶可以：利用動態(tài)模擬，用戶可以：？①確定開

停工方案？使裝置安全、平穩(wěn)地開車啟動或停工是生產(chǎn)中的使裝置安

全、關(guān)鍵技術(shù)。用ChemCAD可以模擬開停工過程，看到關(guān)鍵技術(shù)。

ChemCAD可以模擬開停工過程，可以模擬開停工過程開停工過程中的各

種工藝參數(shù)的變化，開停工過程中的各種工藝參數(shù)的變化，從而研究

各種開停工方案。各種開停工方案。？②計算特殊的非穩(wěn)態(tài)過程

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DesignofChemicalEngineering化工設(shè)計當系統(tǒng)內(nèi)部壓力、溫度