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CHEMCAD化工流程模擬軟件  
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文章來源:中國塔填料及內件網   添加人:admin   添加時間:2008/10/11 11:47:53  
CHEMCAD軟件概述:
  CHEMCAD系列軟件是美國Chemstations公司開發的化工流程模擬軟件。使用它,可以在計算機上建立與現場裝置吻合的數據模型,并通過運算模擬裝置的穩態或動態運行,為工藝開發、工程設計、優化操作和技術改造提供理論指導。
1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下幾項:
  A.設計更有效的新工藝和設備使效益最大化 
  B.通過優化/脫瓶頸改造減少費用和資金消耗 
  C.評估新建/舊裝置對環境的影響 
  D.通過維護物性和實驗室數據的中心數據庫支持公司信息系統
1.2CHEMCAD中的單元操作:
  CHEMCAD提供了大量的操作單元供用戶選擇,使用這些操作單元,基本能夠滿足一般化工廠的需要。 對反應器和分離塔,提供了多種計算方法。ChemCAD可以模擬以下單元操作:
  蒸餾、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸餾、三相蒸餾、電解質蒸餾、反應蒸餾、反應器、熱交換器、壓縮機、泵、加熱爐、控制器、透平、膨脹機等50多個單元操作。
1.3熱力學物性計算方法:
  CHEMCAD提供了大量的最新的熱平衡和相平衡的計算方法,包含39種K值計算方法,和13種焓計算方法。K值方法主要分為活度系數法和狀態方程法等四類,其中活度系數法包含有UNIFAC 、UPLM (UNIFAC for Polymers)、 Wilson 、T. K. Wilson 、HRNM Modified Wilson 、Van Laar 、Non-Random Two Liquid (NRTL) 、Margules 、GMAC (Chien-Null) 、Scatchard-Hildebrand (Regular Solution)等。焓計算方法包括Redlich-Kwong 、Soave-Redlich-Kwong 、Peng-Robinson 、API Soave-Redlich-Kwong 、Lee-Kesler 、Benedict-Webb-Rubin-Starling 、Latent Heat 、Electrolyte 、Heat of Mixing by Gamma 等。
1.4使用CHEMCAD主要有以下步驟:
  A.畫出您的流程圖 
  B.選擇組分 
  C.選擇熱力學模型 
  D.詳細指定進料物流
  E.詳細指定各單元操作 
  F.運行G.計算設備規格
  H.研究費用評估方案 
  I.評定環境影響 
  J.分析結果/按需優化 
  K.生成物料流程圖/報告
1.5CHENCAD的應用領域
  A、蒸餾/萃取(間歇 &連續)
  B、各種反應(間歇 &連續)
  C、含電解質的工藝
  D、熱力學-物性計算
  E、汽/液/液平衡計算
  F、設備設計
  G、換熱器網絡
  H、環境影響計算
  I、安全性能分析
  J、投資費用估算
  K、火炬總管系統
  L、公用工程網絡
1.6 CHEMCAD的其它特點
  ChemCAD還具有容易使用、高度集成、界面友好等特點。它安裝簡便,支持各種輸入設備,并具有詳盡的幫助系統和強大的計算和分析功能。
  另外,ChemCAD提供了網絡版,最多25人同時并發使用。ChemCAD網絡版價格低廉,最適合于學校教學及大型公司使用。
  在CHEMCAD蒸餾單元中,共有四種塔模塊,包括TOWR Column,TOWR PLUS Column,SCDS Column和SHORTCUT Column 。其中,TOWR是精確的規范塔模塊,TOWR PLUS是帶有側線物流和側線供熱和急冷以及泵回路的復雜塔模塊,SCDS則是可以及時修正的塔模塊。本實驗所用的精餾塔模塊主要是SCDS Column,下面介紹一下各個模塊的特點:
2.1 SCDS簡介
  SCDS是汽液平衡模型,它模擬部分簡單的塔的計算,如;蒸餾塔,吸收塔,再沸吸收塔,和分餾塔.副產品和副熱/冷器也可以出現在SCDS的嚴格模型中,默佛里塔板效率也常在SDCS中模擬與輸出,SCDS操作塔根據無限層和5個輸入流,4個副產品,這里沒有限制SCDS在流程圖里的數目.
  SCDS強調規格的多樣性,比如,總摩爾流比率,熱負荷,回流比,蒸出速率,溫度,分餾摩爾數,分餾回收,成份比率及產品中部分物流的比率.
這些模型能夠模擬嚴格的兩相或三相蒸餾系統.如果計算三相系統,用戶可以選擇將一相液體加入冷凝器,然后回流其它相.
  SCDS的主要構成是模擬化學系統中非理想K值.它用于Newton-Raphon數學收斂和計算并引出嚴格的方程式,包括DK/DX(引出主要混合物的K值).方面,即有效模擬化工系統.SDCS的運行時間通常大于其它特殊TOWR模組,當組分超過10種且較為復雜時.
2.2TOWR簡介:
  TOWR是一種精確的多級氣液平衡模塊,它可以模擬任何單塔計算,其中包括蒸餾塔、吸收塔、再沸吸收塔和汽提塔。TOWR還可以精確的模擬測線產品和側面供熱和降溫。TOWR最多可以處理5種進料流和4種側線產品。在工藝流程圖中,對TOWR的數量沒有限制。
  TOWR提供了各種技術規范便于用戶使用。用戶可以指定冷凝器,再沸器或塔板條件。各種技術規范,諸如整體摩爾流動速度,熱負荷,回流比,沸騰比,溫度,摩爾分率,回收率,相對流動速度,產品的重量和分子量等在TOWR中都有明確的說明。
通常,TOWR的收斂速度比主板計算模塊SCDS要快。
2.3 TOWR.PLUS簡介:
  當所模擬的裝置或物流數量較多,就可以使用TOWR.PLUS。它可模擬帶有側線汽提塔,泵回路,側線供熱、急冷和側線產品的塔。它是為模擬塔而設計的,但它也可以模擬任何單塔計算,其中包括蒸餾塔,吸收塔,再沸吸收塔和汽提塔。側線汽提塔,泵回路都看作是TOWR.PLUS模塊的一部分并且與主塔計算同時進行,不需要再循環計算。冷凝器中自由水的分離可以由用戶設定從任意塔板上流出。一個工藝流程圖中最多允許50個塔單元操作。
  TOWR.PLUS提供了一系列技術規范以方便用戶使用。用戶可以指定冷凝器,再沸器或任何塔板條件。各種技術規范,諸如整體摩爾流動速度,熱負荷,回流比,再沸比,溫度,體積流速,摩爾流速,質量流速,任何體積分數中的TBP/D86溫度,溢流,氣液比,產品分數,分子質量,氣體壓力,沸點,閃電和回收率都可以在TOWR.PLUS模塊中指定。
2.4 SHORTCUT簡介:
  SHORTCUT蒸餾模塊是用Fenske-Underwood-Gilliland方法模擬具有一股進料和兩股出料的簡單蒸餾塔。進料位置可以通過Fenske或Kirkbride平衡計算得之。但是SHORTCUT蒸餾模塊計算方法不適合塔設計,在這種情況下多用TOWR和TOWR.PLUS模塊。
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