Hysys，Aspen Plus，CAD...这么多化工软件的功能有哪些？别到用时不知道！

【本期内容，由深圳瑞升华冠名播出】

化工软件

化工软件有很多，不仅化工设计院的人能用到，作为化工人，掌握了这些化工软件的使用方法，好处也是大大的！

小七带大家看看化工软件有哪些，各自有哪些功能......

一、数据处理工具

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Origin

功能及应用：数据分析和绘图。

Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

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Matlab

Matlab是矩阵实验室之意，除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。

Matlab在化工中的应用：

>>>>

线性拟合 

在处理化工实验数据及拟合模型参数时，会遇到多变量的参数拟合问题。在实验中，由于测得的数据点的组数量多于要确定的系数量，形成了超定线性方程组。在Matlab语言中，一般采用直接法和迭代法求解。

>>>>神经网络工具箱的应用 

化工中存在许多如自动控制、人工智能、信息处理等方面的非线性问题，而此类问题往往不能用数学模型加以直观的描述。神经网络对处理大量不能用规则和公式描述的原始数据，表现出极大的灵活性以及自适应性。 

MATLAB带有的神经网络工具箱给出的神经网络模型可用于函数和模型逼近、信号处理和预测、分群、自适应控制和故障诊断推理等。

>>>>反应釜温度仿真工具的应用

 

用MATLAB开发的“反应釜温度仿真工具”专门用于对反应釜的温度模拟和控制。

>>>>其他应用

MATLAB软件除了在上述的应用之外，还有很多在化工方面的应用。

●用非线性最小二乘法从实验的二元物系汽液平衡实验数据拟合Wilson方程参数。

● MATLAB中插值、拟合、数值微分、数值积分在化工计算中的应用包括表格式物性数据的内插，离散实验数据点的处理，状态方程计算流体的焓和熵，微分法反应动力学方程拟合，等温活塞流反应器的设计计算，微观离析反应器的计算等。 

● 管路的操作型计算，换热器的操作型计算，吸收的操作性计算，简单蒸馏的计算，气液相平衡中泡点温度及组成计算等一系列化工生产中的实际问题，利用MATLAB也可以得到较好的解决。

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exce

二、化工绘图软件

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AutoCAD

AutoCAD功能：

●平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。  

●绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等。

●绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。 

●编辑图形。AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。 

●标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。 

●书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。 

●图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。 

●三维绘图。可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。    

●网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。    

●数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。 

●二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发。

AutoCAD在化工中的应用：

对于化工而言，AutoCAD主要用于绘制实验流程图、设备装配图、零件图、工厂管线配置图、带控制点流程图等。

化工工艺图：

设备布置图：

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Chem window

Chem window在化工中的应用：

●分子结构绘制,包括化学键绘制、各种环结构绘制、化学反应机理的表示、相应文字说明、电子云表示等功能。

●化学实验装置图绘制，包括各种接口的玻璃仪器的图形模板。 

●化工工艺流程图绘制,具有各类化工设备的示意图形库。

●提供大量的各种复杂分子结构通用模板，直接提取应用。

三、化工工艺流程模拟软件

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Aspen Plus

Aspen Plus在化工中的应用：

●物性 

在物性部分中包括基础物性数据库、热力学性质和传递物性。

①基础物性数据库 

Aspen Plus 中含有一个大型物性数据库：共含有32类、近900种纯物质的物性，主要有：分子量、Pitzer 偏心因子、临界性质、标准生成自由能、标准生成热、正常沸点下汽化浴热、回转半径、凝固点、偶极矩、比重等。

同时还有：理想气体热容方程式的参数、Antoine 方程的参数、液体焓方程系数。

只要所计算的组分在物性数据库中存在，则可自动从数据库中取出基础物性进行传递物性和热力学性质的计算。

②燃烧物数据库

燃烧物数据库是计算高温气体性质的专用数据库。该数据库含有常见燃烧物的59 种组分的参数，其温度可高达6000K。燃烧物数据库只适用于部分单元操作模型对理想气体的计算。 

●热力学性质和传递物性 

在模拟中用来计算传递物性和热力学性质的模型和各种方法的组合共有43 种，主要有：计算理想混合物汽液平衡的拉乌尔定律、烃类混合物的Chao-Seader、非极性和弱极性混合物的Redlich-Kwong-Soave、BWR-Lee-Starling、Peng-Robinson。

对于强的理想液态混合物的活度系数模型主要有UNIFAC、Wilson、NRTL、UNIQUAC，另外还有计算纯水和水蒸气的模型ASME 及用于脱硫过程中含有水、二氧化碳、硫化氢、乙醇胺等组分的Kent-Eisenberg 模型等。 

有两个物性模型分别用于计算石油混合物的液体粘度和液体体积。对于传递物性主要是计算气体和液体的粘度、扩散系数、导热系数及液体的表面张力。

●单元操作 

ASPEN PLUS 中共有二十多个单元操作模型。 

①间歇反应器 

用来模拟单相或两相间歇式反应器。反应器可有一个连续进料或一个连续出料。采用缓冲罐的办法使间歇反应器与模拟流程的稳态物流相连接。 

②多塔精馏 

用于对多个多级分馏装置相互联接系统的严格模拟。能处理带有侧流汽提、泵循环旁路和外部换热器的复杂分馏操作。

③工况分析 

为了对同一流程作几种操作工况的运行分析，可采用工况分析模块进行模拟外，还要对一系列工况中的每个工况进行流程模拟

④灵敏度分析 

用户通过给定某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟出操作结果的变化情况。 

●系统实现策略 

 ①数据输入 

ASPEN PLUS 的输入是由命令方式进行的，即通过三级命令关键字书写的语段、语句及输入数据对各种流程数据进行输入。

②解算策略 

ASPEN PLUS 所用的解算方法为序贯模块法，对流程的计算顺序可由用户自己定义，也可由程序自动产生。

③结果输出 

可把各种输入数据及模拟结果存放在报告文件中，可通过命令控制输出报告文件的形式及报告文件的内容，并可在某些情况下对输出结果作图。

在物流结果中包括：总流量、强度、压力、气化率、焓、熵密度、平均相对分子质量及各组分的摩尔流量。

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Chem CAD

ChemCAD在化工中的应用：

对于老厂，由ChemCAD建立的模型可作为工程技术人员用来改进工厂操作以提高产量产率、减少能量消耗、降低生产成本的有力工具。

可模拟确定操作条件的变化以适应原料、产品要求和环境条件的变化，也可模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题，或模拟采用先进技术改善工厂状况的可行性，如采用改进的催化剂、新溶剂或新的工艺过程操作单元。 

ChemCAD对反应器和分离塔，提供了多种计算方法。

ChemCAD还可以模拟多种单元操作。ChemCAD可以将每个单元操作组织起来，形成整个车间或全厂的流程图，进而完成整个模拟计算。 

在热力学选项方面，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、13种焓计算方法。

它的热力学数据库收录有8000多对二元交互作用参数供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度系数方法来使用。

也可以采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。此外，ChemCAD提供了热力学专家系统帮助用户选择合适的K值和焓值计算方法。 

ChemCAD可以处理多相系统，也可以考虑汽相缔合的影响。ChemCAD有处理固体功能。对含氢系统，ChemCAD采用一种特殊方法进行处理，可以可靠预测含氢混合物的反常泡点现象。

ChemCAD提供了标准、共享、用户三种组分数据库，允许用户添加多达2000个组分到数据库中，可以定义烃类虚拟组分用于炼油计算，也可以通过中立文件嵌入物性数据。 

ChemCAD还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。

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Pro/Ⅱ 

Pro/Ⅱ特点及在化工中的应用：

模拟应用：设计新工艺、评估改变的装置配置、改进现有装置、依据环境规则进行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化和改进装置产量和效益。

Pro/Ⅱ典型的化学工艺模型：合成氨、共沸精馏和萃取精馏、结晶、脱水工艺、无机工艺、液-液抽提、苯酚精馏、固体处理。

聚合物：自由基聚合、一般目的的聚合（苯乙烯）、低密度聚合（乙烯）、聚合（甲基丙烯酸甲脂）、聚合（乙烯基乙酸脂）、链增长聚合、聚酯、酰胺-尼龙6，尼龙6/6，尼龙6/12、共聚、聚合（苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂）、聚合（乙烯-乙烯基乙酸脂）。

炼油：原油预热、常压蒸馏、减压塔、FCC主分馏塔、焦碳塔、气体装置、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。

化工：乙烯分离塔、C3分离塔、芳烃分离塔、环己烷装置、MTBE分离制造厂、萘转化、烯烃生产、氧化生产、丙烯氯化。

气体加工：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/抑制、多级、平台操作、冷冻回路、透平膨胀机优化。 

制药：间歇精馏、间歇反应。

一般化的闪蒸模型：闪蒸、阀、压缩机/膨胀机、泵、管线、混合器/分离器。

精馏模型：Inside/out，SURE，CHEMDIST算法、两/三相精馏、四个处值估算器、电解质、反应精馏和间歇精馏、简捷模型、液-液抽提、填料塔的设计和核算、塔板的设计和核算、热虹吸再沸器。

换热器模型：管壳式、简单式和LNG换热器、区域分析、加热/冷却曲线。

反应器模型：转化和平衡反应、活塞流反应器、连续搅拌罐式反应器、在线 FORTRAN反应动力学、吉布斯自由能最小、变换和甲烷化反应器、沸腾釜式反应器、Profimatics重整和加氢器模型界面、间歇反应器。

聚合物模型：连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、擦膜蒸发器。

固体模型：结晶器/溶解器、逆流倾析器、离心分离器、旋转过滤器、干燥器、固体分离器、旋风分离器。

组分数据库：2000多纯组分库、以DIPPR为基础的库、固体性质、1900多组分/种类电解质库、非库组分、虚拟组分和性质化验描述、用户库、根据结构确定性质、多个化验混合、用于聚合物的Van Krevelen方法。

混合物数据：用于3000多VLE二元作用在线二元参数、用于300多LLE二元作用在线二元参数、2200在线共沸混合物用于参数估算、专用数据包、酒精脱水、天然气脱水、带有三乙烯乙二醇、来自GPA(GPSWAT)的酸水包、气体和液体氨处理、硫醇等。

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Hysys

HYSYS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油田地面工程建设和石油石化炼油方面的问题。

HYSYS软件中含有数据回归包和严格物性计算包。

数据回归包提供了强有力的回归工具。用实验数据或库中的标准数据通过该工具用户可得到焓、气液平衡常数K的数学回归方程(方程的形式可自定)。

用回归公式可以提高运算速度，在特定的条件下还可使计算精度提高。严格物性计算包的功能强大，它的基础数据也是来源于世界富有盛名的物性数据系统，并经过Hyprotech公司的严格校验。这些数据包括20,000个交互作用参数和4,500多个纯物质数据。

此外，HYSYS软件还有功能强大的物性预测系统，DCS接口，事件驱动，参数优化器，窄点分析工具，方案分析工具，各种塔板的水力学计算和任意塔的计算等功能并且提供了附加模块。 

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