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CHEMCAD化工流程模拟软件  
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文章来源:中国塔填料及内件网   添加人:admin   添加时间:2008/10/11 11:47:53  
CHEMCAD软件概述:
  CHEMCAD系列软件是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件。使用它,可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型,并通过运算模拟装置的稳态或动态运行,为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下几项:
  A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化 
  B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗 
  C.评估新建/旧装置对环境的影响 
  D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统
1.2CHEMCAD中的单元操作:
  CHEMCAD提供了大量的操作单元供用户选择,使用这些操作单元,基本能够满足一般化工厂的需要。 对反应器和分离塔,提供了多种计算方法。ChemCAD可以模拟以下单元操作:
  蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、反应蒸馏、反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机等50多个单元操作。
1.3热力学物性计算方法:
  CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法,包含39种K值计算方法,和13种焓计算方法。K值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类,其中活度系数法包含有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。焓计算方法包括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主要有以下步骤:
  A.画出您的流程图 
  B.选择组分 
  C.选择热力学模型 
  D.详细指定进料物流
  E.详细指定各单元操作 
  F.运行G.计算设备规格
  H.研究费用评估方案 
  I.评定环境影响 
  J.分析结果/按需优化 
  K.生成物料流程图/报告
1.5CHENCAD的应用领域
  A、蒸馏/萃取(间歇 &连续)
  B、各种反应(间歇 &连续)
  C、含电解质的工艺
  D、热力学-物性计算
  E、汽/液/液平衡计算
  F、设备设计
  G、换热器网络
  H、环境影响计算
  I、安全性能分析
  J、投资费用估算
  K、火炬总管系统
  L、公用工程网络
1.6 CHEMCAD的其它特点
  ChemCAD还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。它安装简便,支持各种输入设备,并具有详尽的帮助系统和强大的计算和分析功能。
  另外,ChemCAD提供了网络版,最多25人同时并发使用。ChemCAD网络版价格低廉,最适合于学校教学及大型公司使用。
  在CHEMCAD蒸馏单元中,共有四种塔模块,包括TOWR Column,TOWR PLUS Column,SCDS Column和SHORTCUT Column 。其中,TOWR是精确的规范塔模块,TOWR PLUS是带有侧线物流和侧线供热和急冷以及泵回路的复杂塔模块,SCDS则是可以及时修正的塔模块。本实验所用的精馏塔模块主要是SCDS Column,下面介绍一下各个模块的特点:
2.1 SCDS简介
  SCDS是汽液平衡模型,它模拟部分简单的塔的计算,如;蒸馏塔,吸收塔,再沸吸收塔,和分馏塔.副产品和副热/冷器也可以出现在SCDS的严格模型中,默佛里塔板效率也常在SDCS中模拟与输出,SCDS操作塔根据无限层和5个输入流,4个副产品,这里没有限制SCDS在流程图里的数目.
  SCDS强调规格的多样性,比如,总摩尔流比率,热负荷,回流比,蒸出速率,温度,分馏摩尔数,分馏回收,成份比率及产品中部分物流的比率.
这些模型能够模拟严格的两相或三相蒸馏系统.如果计算三相系统,用户可以选择将一相液体加入冷凝器,然后回流其它相.
  SCDS的主要构成是模拟化学系统中非理想K值.它用于Newton-Raphon数学收敛和计算并引出严格的方程式,包括DK/DX(引出主要混合物的K值).方面,即有效模拟化工系统.SDCS的运行时间通常大于其它特殊TOWR模组,当组分超过10种且较为复杂时.
2.2TOWR简介:
  TOWR是一种精确的多级气液平衡模块,它可以模拟任何单塔计算,其中包括蒸馏塔、吸收塔、再沸吸收塔和汽提塔。TOWR还可以精确的模拟测线产品和侧面供热和降温。TOWR最多可以处理5种进料流和4种侧线产品。在工艺流程图中,对TOWR的数量没有限制。
  TOWR提供了各种技术规范便于用户使用。用户可以指定冷凝器,再沸器或塔板条件。各种技术规范,诸如整体摩尔流动速度,热负荷,回流比,沸腾比,温度,摩尔分率,回收率,相对流动速度,产品的重量和分子量等在TOWR中都有明确的说明。
通常,TOWR的收敛速度比主板计算模块SCDS要快。
2.3 TOWR.PLUS简介:
  当所模拟的装置或物流数量较多,就可以使用TOWR.PLUS。它可模拟带有侧线汽提塔,泵回路,侧线供热、急冷和侧线产品的塔。它是为模拟塔而设计的,但它也可以模拟任何单塔计算,其中包括蒸馏塔,吸收塔,再沸吸收塔和汽提塔。侧线汽提塔,泵回路都看作是TOWR.PLUS模块的一部分并且与主塔计算同时进行,不需要再循环计算。冷凝器中自由水的分离可以由用户设定从任意塔板上流出。一个工艺流程图中最多允许50个塔单元操作。
  TOWR.PLUS提供了一系列技术规范以方便用户使用。用户可以指定冷凝器,再沸器或任何塔板条件。各种技术规范,诸如整体摩尔流动速度,热负荷,回流比,再沸比,温度,体积流速,摩尔流速,质量流速,任何体积分数中的TBP/D86温度,溢流,气液比,产品分数,分子质量,气体压力,沸点,闪电和回收率都可以在TOWR.PLUS模块中指定。
2.4 SHORTCUT简介:
  SHORTCUT蒸馏模块是用Fenske-Underwood-Gilliland方法模拟具有一股进料和两股出料的简单蒸馏塔。进料位置可以通过Fenske或Kirkbride平衡计算得之。但是SHORTCUT蒸馏模块计算方法不适合塔设计,在这种情况下多用TOWR和TOWR.PLUS模块。
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