1 PRO/II与石油化工工艺过程模拟计算
一、PRO/II简介
1.1、概述
PRO/II软件是美国SIMSCI公司推出的微机版本石油化工工艺流程模拟软件，该软件具备有丰富的物性数据库和热力学方程供用户描述不同状态下的流体热力学过程，对多种炼油、化工工艺过程具有广泛的适应性。该软件不仅可以作为新设计炼油、化工工艺装置的工艺流程模拟软件，同时作为装置标定计算、设备核算的软件。 PRO/II软件在我国的应用十分广泛，其中DOS系统的V3.3、V4.02版本和WINDOWS操作系统的V4.13 WITH PROVISION V2.0以上版本是比较常用的。PRO/II软件是很多炼油、化工等设计院进行工艺设计的首选工艺模拟软件之一，同时也是炼油、化工等生产单位进行装置标定计算、设备核算的首选工艺模拟软件之一。 在实际工作中，有很多时候会遇到解决装置“瓶径”的问题，而塔设备往往是需要进行标定或核算的重要设备之一，这时应用PRO/II软件提供的精馏、吸收、萃取等单元操作过程的严格计算方法进行单塔模拟计算或全流程模拟计算是非常方便的。
1.2、主要计算模块或计算单元简介 序号 模块名称 主要功能
一、常用模块
1 FLASH/闪蒸 进料计算、气液分离、多相分离计算。
2 DISTILLATION/精馏 精馏、吸收、萃取等分离过程的严格法计算。
3 SIDE COLUMN/侧线汽提 用于复杂塔的侧线汽提塔计算。
4 MIXER/混合器 用于物流混合过程计算，拟混合的物流数不限。
5 SPLITTER/分流器 物流分流计算。
6 SIMPLE HX/简单换热器 无结构参数限制的换热器计算。
7 RIGOROUS HX/严格换热器 含结构校核的换热器计算。
8 COMPRESSOR/压缩机 气体提高压力计算。
9 EXPANDOR/膨胀机 气体膨胀制冷计算。
10 PUMP/泵 液体输送计算。
11 VALVE/阀 减压或液体节流计算。
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15 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION1 化工过程模拟简介计算机软件在化工工程设计中的应用可以简单地概括为以下三个方面:化工工艺流程的模拟、化工工艺过程设计计算以及工艺流程图的绘制。化工工艺流程的模拟实际上就是把化工实际生产中的现场数据,通过选择合适的模拟软件,用数学模型将其在计算机上“再现”、并实现优化的过程。模拟过程中往往涉及到压力、温度等化工数据,以及有关的工艺操作条件和一些必要的设备参数等。化工工艺设计计算是在既定的设计要求的基础上,对化工操作单元进行物料衡算和能量衡算,并由此进一步确定原材料的消耗及设备的工艺尺寸,从而进行其它设计计算。1.1化工过程模拟系统的组成化工模拟系统主要包括输入系统、数据检查系统、调度系统以及数据库。现代的模拟系统既可以采用数据文件的方式输入,也可以用图形界面,而且这两种方式之间可以进行相互转换。图形输入无需记忆格式和关键字,比较方便,已经成为主要的输入方式。数据输入完成后,由数据检查系统进行流程拓扑分析和数据检查,这一阶段的检查只分析数据的合理性而不涉及正确性。若发现错误或是数据输入不完整,即返回输入系统,提示用户进行修改。数据检查完之后进入调度系统,调度系统是程序中所有模块调用以及程序运行的指挥中心,调度系统考虑的是否周全完善,编制的是否灵活机动,是否为用户提供了更大方便,对于模拟软件的性能是至关重要的。1.2化工过程模拟的功能(1)科学研究,开发新工艺。20世纪六、七十年代以前,炼油、化工行业主要依靠各种规模的小试和中试来完成新流程的开发研究,在过程模拟技术的快速发展的今天,除了在某些必要环节进行实验研究和验证外,大部分过程已经逐渐完全利用模拟技术来完成。(2)设计。在化工领域中新装置的设计离不开过程模拟。过程模拟技术在工程设计中应用,国外开始于20世纪60年代末,而国内开始的较晚,大量应用时已到了80年代。随着各种模拟软件的不断开发完善,绝大多数石油化工和炼油过程模拟的结果已经可以直接运用于工业装置的设计。而无需小试或着中试。(3)改造。在各种化工行业旧装置的改造过程中,过程模拟也起着非常重要的作用。改造过程中,由于产品分布和处理量发生了改变,那么原有的塔、换热器、泵、管线等旧设备能否继续使用就是一个非常大的问题,这些问题都必须在过程模拟的基础上才能得到解决。(4)生产调优,故障诊断。流程模拟可以寻求最佳工艺条件,找到工艺参数与经济效益的最佳匹配,从而实现节能、降耗、增效的目的。2 国内外发展趋势第一个化工模拟程序是由美国的M.W.Kellogg公司开发的Flexible Flowsheeting。80年代,化工过程模拟软件蓬勃发展,应用范围不断扩大,专业性更强,准确性也有了大幅度的提高。同时,其发展也初步趋向商业化。20世纪60年代末,我国开始了化工过程模拟的初步研究。1979年,我国建立了第一套化工工艺流程模型,即PFS-121。随后又成功开发了PFS-84化工流程模拟系统、ECSS化工之星应用等,应用前景广泛。目前,化工过程稳态模拟发展迅速且应用广泛,未来计算机过程模拟软件将会呈现如下的发展趋势。(1)软件开发的标准化;(2)可扩展性,多接口能力;(3)模型计算精确化;(4)与计算流体动力学的结合,功能多样化;(5)高度集成,模拟-监视-控制一体化;(6)管理控制网络化;(7)并行计算。随着计算模型发展的不断复杂化和精确化,模拟结果可信度更高,必将促进化学工业更好更快的发展。3 化工过程模拟软件介绍目前,在炼油、化工、油气加工、石油工业等领域中应用较为广泛的化工流程模拟软件主要有美国Chemstations公司的ChemCAD、美国SimSci-Esscor公司的PRO/II以及美国AspenTech公司的Hysys和Aspen Plus等。这几种软件侧重于不同的应用领域,各具特色。3.1ChemCAD的特点及应用ChemCAD是一款全流程化工流程模拟软件。其主要优点是界面友好、集成度高、操作简单。ChemCAD可以满足一般的模拟需要和设计要求,对初学者来说比较适用。该软件具有以下主要功能。(1)强大的模型计算和分析功能;(2)集成的设备标定模块及工具模块;(3)动态模拟，可进行生产指导和调优;(4)经济评价功能，通过程模拟和参数调整,可以找到最佳的操作条件,从而对实际生产起到一定的指导作用。3.2Hysys的特点及应用Hysys的应用范围比较广泛,主要应用领域有确定开工方案、计算间歇生产过程、研究控制方案、分析瓶颈问题等,同时还广泛应用于制药、天然气加工、精细化工、石油炼制、石油化工等领域,在化工流程模拟领域占有重要的地位。在目前三大著名模拟软件供应商中,Hysys是唯一采用新一代面向对象的编程工具C++在Windows环境下开发的软件[2]。因此它可以提供功能强大的数据回归包和物性计算包,具有强大的动态模拟功能。4 结语(1)各种软件侧重于不同的应用范围,比如PRO/II多应用于炼油工业;Aspen和Hysys则更多侧重在石油化工领域;ChemCAD则多被多家公司、大学、研究单位采用,并被广泛应用于各大高校化工原理过程设计中。(2)在设计计算方面,Aspenplus数据库建设最完善,因此计算最精确;Hysy计算结果较快且准确性也较高;而ChemCAD在计算上往往存在一定误差;PRO/II则介于二者之间。(3)ChemCAD、PRO/II和Aspen Plus都属于稳态模拟软件,而Hysys一集稳态和动态模拟为一体,其系统内部性质可以随着时间而变化。参考文献[1]孙红先,赵听友,蔡冠梁．化工模拟软件的应用与开发[J]．计算机与应用化学,2007(9):1285-1288.[2]郭广智．石油化工动态模拟软件HYSYS[J]．石油化工设计,1997(3):29-33.[3]杜彬,张伟．Aspen Plus软件模拟脱除液化气中二硫化物的精馏操作[J]．内江科技,2009(9):36,13.化工过程模拟软件及特点韩延亭1 宋宗全2(1.山东胜利职业学院 山东东营 257097; 2.中石化胜利石油工程有限公司测井公司 山东东营 257096)摘 要:近年来,化工行业发展速度很快,使得化工工艺设计面临了更大的挑战。为了应对这些挑战,基于计算机辅助设计的化工设计软件蓬勃发展,其中占主导地位的是化工流程模拟软件。化工流程模拟软件是由计算机技术、化学工程、系统工程等多学科理论在计算机上实现的综合性模拟系统,把复杂的化工过程描述为简单的数学模型,只需在计算机上模拟改变各种有效条件,即可得到实际生产中所需要的结果。关键词:模拟软件 ChemCAD PRO/II Aspen Plus中图分类号:TQ018文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0015-01
各大化工模拟软件比较1 概要
目前，国内主要的化工流程模拟软件美国SimSci-Esscor公司的PRO/II，美国AspenTech公司的Aspen Plus，Hysys，英国PSE公司的gPROMS，美国Chemstations公司ChemCAD和美国WinSim Inc. 公司的Design II，加拿大Virtual Materials 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。
SPEN是智能型的，用于化工领域流程模拟，比较大或长的流程，而且数据库比较全，开方式的。它和HYSYS现在是一家。
PRO／II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aspen plus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。PRO／II在这两方面都在中间。
化工仿真模拟软件使用
换热器：ＨＴＲＩ和ＨＴＦＳ都是国际著名的换热器工艺计算软件，你需要了解其意思方可用于实际
1. ASPEN
2. PROII
3. CHEMCAD
4. HYSYS
5. ECSS
所列软件中，1,2,4是工程公司常用软件，3,5一般在国内高校用用，不适合工程设计，至于1,2,4哪个更好，其实还要看具体的工艺过程，
比如HYSYS，在油气工程领域就有着极高的精度和准确性，HYSYS仅仅是石化中使用较多，HYSYS买给Honeywell已经改名叫UniSim了
ASPEN是设计院使用更为合适一些，但价格昂贵，不过可以计算固体、燃烧等模块是HYSYS，PRO/II不能比拟的，比较全面，但界面比较凌乱。你要模拟个氮肥装置，恐怕还是aspen的好，
单体设备的校核型核算，PRO2又是个最简单最合适的选择，PR方程精度较高（其实也就是HYSYS主推的），PRO/II价格便宜,简单多了.
搞天然气开采的可能只能选HYSYS，但ASPEN并不是不好啊.
至于CHEMCAD、和青岛ECSS等软件，实际工程中均使用不大，ASPEN把HYSYS的公司也收购了。实际上最终就是ASPEN和PRO/II谁能当老大。难受的是，这些均为国外软件，青岛ECSS软件是中国国产的唯一一套，使用起来又无法同国外相比。惨！
常用的工艺计算软件化工工艺设计涉及大量的计算，主要的有工艺流程的模拟，管道水力学计算，公用工程管网计算，换热器设计计算，容器尺寸计算，转动设备的计算和选型，安全阀泄放量和所需口径的计算，**泄放系统，控制阀Cv计算和选型，等等。这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。下面就我的经验来看看常用的一些软件。
1. 工艺流程模拟：
ASPEN Plus
Pro II
