化工模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：我是小能 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-14
化工模擬的實(shí)例教程
Hyprotech 已有 17000 多家用戶，遍布 80 多個(gè)國(guó)家，其注冊(cè)用戶數(shù)目超過(guò)世界上任何一家過(guò)程模擬軟件公司。目前世界各大主要石油化工公司都在使用 Hyprotech 的產(chǎn)品，包括世界上名列前茅的前 15 家石油和天然氣公司，前 15 家石油煉制公司中的 14 家和前 15 家化學(xué)制品公司中的 13 家。 2002年美國(guó)AspenTech公司將Hyprotech公司收購(gòu)，Hysys就該是AspenTech公司旗下產(chǎn)品了，2004年美國(guó) Honeywell公司從AspenTech公司買下Hysys軟件的產(chǎn)權(quán)。Hysys2004為AspenOne的一部分，是Aspen買了Hysys 后推出的第一個(gè)版本。
Aspen One目錄里就有Aspen Hysys Hysys的開(kāi)發(fā)背景 由于微機(jī)的高速發(fā)展及Microsoft Windows軟件的推出，改變了DOS對(duì)微機(jī)資源及單任務(wù)的限制，使得動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)在微機(jī)上運(yùn)行成為可能.加拿大HYPROTECH公司不負(fù)眾望，以雄 厚的技術(shù)實(shí)力，在世界上率先開(kāi)發(fā)出微機(jī)版動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)HYSYS 1. 0。動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)HYSYS的推廣及應(yīng)用必將給石油化工設(shè)計(jì)領(lǐng)域、生產(chǎn)領(lǐng)域、研究領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命，成為石油化工領(lǐng)域劃時(shí)代的里程碑。
化工模擬軟件基本是沿兩個(gè)方面發(fā)展和提高，一是在化工模擬理論和技術(shù)方面發(fā)展，從而使軟件應(yīng)用范圍更加廣泛，另一方面是在軟件及計(jì)算機(jī)輔助工具發(fā)展，也就 是研究更好的辦法，使工程師更易掌握、使用這種軟件，在研究方案中更靈活地運(yùn)用這種軟件。 近年來(lái)，前一方面發(fā)展很快，后一方面則進(jìn)展很慢。由于前一方面各家公司的水平都較高，所以后一方面顯得尤為重要，將兩者結(jié)合起來(lái)，利用新一代編程工具開(kāi)發(fā) 新一代的模擬軟件，必將給化工模擬行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)變革。
展開(kāi) Aspen Hysys
Aspen Plus化工流程模擬系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代由美國(guó)能源部委托麻省理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的大型化工模擬軟件，由美國(guó)最大的過(guò)程應(yīng)用軟件公司Aspen技術(shù)公司80年代初推向
市場(chǎng)，它的數(shù)據(jù)庫(kù)包括約6000種純物質(zhì)的數(shù)據(jù)，同時(shí)該數(shù)據(jù)庫(kù)也收集了25萬(wàn)多套氣液平衡和液液平衡數(shù)據(jù)。用戶可以把自己初始的物性數(shù)據(jù)輸入Aspen Plus系統(tǒng)當(dāng)中，利用它提供的單元操作模型，通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算方法，準(zhǔn)確地進(jìn)行單元和全過(guò)程的模擬計(jì)算。利用這一軟件還可以優(yōu)化已有裝置的操作條件或開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新建、改建裝置。由于其具有功能強(qiáng)大、模擬準(zhǔn)確、使用方便等特點(diǎn)，而廣泛用于化工、煉油、石油化工、氣體加工、煤炭、醫(yī)藥、冶金、環(huán)境保護(hù)、動(dòng)力、節(jié)能和食品等工業(yè)領(lǐng)域。
Hysys模擬軟件是加拿大著名油氣加工模擬軟件工程公司Hyprotech公司研究開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品，它被AspenTech公司收購(gòu)后，軟件得到升級(jí)，并為數(shù)據(jù)集成帶來(lái)了很大的方便。此數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的特點(diǎn)是工藝流程和單元操作依靠物流相關(guān)聯(lián)。Hysys模擬軟件分為動(dòng)態(tài)模擬和穩(wěn)態(tài)模擬兩大部分，模擬過(guò)程中穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)同時(shí)使用同一個(gè)目標(biāo)，不需要傳遞數(shù)據(jù)，而且可以很方便地從靜態(tài)切換到動(dòng)態(tài)。其動(dòng)態(tài)模擬最突出的優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制運(yùn)行中所有系統(tǒng)，以便于在線調(diào)整操作參數(shù)，而且當(dāng)優(yōu)化模型直接與DCS控制系統(tǒng)相連時(shí)，可以實(shí)時(shí)找出工藝流程的最佳操作條件。Hysys的特點(diǎn)是操作方便、計(jì)算效率高、計(jì)算的收斂性強(qiáng)，更關(guān)注工段級(jí)的操作，更強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，可以和AspenPlus形成功能互補(bǔ)，廣泛應(yīng)用于石油化工、電解質(zhì)、制藥和氣體處理等相關(guān)領(lǐng)域。
展開(kāi) PRO/II即是一個(gè)歷史最久的、通用性的化工流程模擬軟件，也是目前全球業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。化工過(guò)程穩(wěn)態(tài)模擬，即根據(jù)化工過(guò)程的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，如物料的壓力、溫度、流量、組成和相關(guān)的工藝操作條件、工藝規(guī)定、產(chǎn)品規(guī)定及一定的設(shè)備參數(shù)如蒸餾塔的板數(shù)、進(jìn)料位置等，采用適當(dāng)?shù)?em>模擬軟件如PRO/II，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，得出詳細(xì)的物料平衡和熱量平衡。其中包括人們最為關(guān)心的原材料消耗、公用工程消耗和產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量等重要數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)言之，化工過(guò)程模擬就是在計(jì)算機(jī)上“再現(xiàn)”實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程。由于這一再現(xiàn)不涉及實(shí)際裝置的任何管線、設(shè)備及能源的變動(dòng)，因而給了人們最大的自由度，可以在計(jì)算機(jī)上“為所欲為”地進(jìn)行不同方案和工藝條件的探討、分析。并且所需的成本以及完成一定任務(wù)所需的時(shí)間也是任何實(shí)驗(yàn)方法所無(wú)法比擬的，因而已成為研發(fā)、設(shè)計(jì)、挖潛增效、節(jié)能降耗、生產(chǎn)指導(dǎo)以至于企業(yè)生產(chǎn)管理等工作必不可少的工具。
PRO/II流程模擬系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用各種化學(xué)化工過(guò)程的嚴(yán)格的質(zhì)量和能量平衡，從油氣分離到反應(yīng)精餾，PRO/II提供了最全面的、最有效、最易于使用的解決方案。
PRO/II擁有完善的物性數(shù)據(jù)庫(kù)、強(qiáng)大的熱力學(xué)物性計(jì)算系統(tǒng)，以及40多種單元操作模塊。它可以用于流程的穩(wěn)態(tài)模擬、物性計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)、 費(fèi)用估算/經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、環(huán)保評(píng)測(cè)以及其他工程計(jì)算。現(xiàn)已廣泛用于油氣加工、煉油、化學(xué)、化工、聚合物、精細(xì)化工/制藥等行業(yè)。
Provision圖形界面是建立和修改流程模擬和復(fù)雜模型的理想工具。Provision系統(tǒng)更是為用戶提供了一個(gè)基于Windows的、完全交互式的圖形用戶界面，用戶可以很方便地建立某個(gè)單元操作乃至整個(gè)工廠的模擬。在圖形界面下，可以很方便地以多種形式瀏覽數(shù)據(jù)和生成報(bào)表。
PRO/II現(xiàn)已可以模擬整個(gè)生產(chǎn)廠從包括管道、閥門到復(fù)雜的反應(yīng)與分離過(guò)程在內(nèi)的幾乎所有裝置和流程。
展開(kāi) 行 業(yè) 會(huì) 議
2018 年8月25-27日，由中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)主辦、華東理工大學(xué)承辦的第一屆全國(guó)過(guò)程模擬與仿真學(xué)術(shù)會(huì)議在上海光大會(huì)展中心召開(kāi)。
本次會(huì)議集國(guó)內(nèi)外從事和關(guān)注過(guò)程工業(yè)模擬與仿真領(lǐng)域的專家學(xué)者、界內(nèi)人士于一堂，廣泛開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，共同促進(jìn)專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。上海積鼎信息科技有限公司作為中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)成員贊助并出席了此次會(huì)議。
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會(huì)議日程
* 最終日程以會(huì)議當(dāng)天為準(zhǔn)
大會(huì)嘉賓預(yù)告（部分）
黃宏艷 博士
合工仿真創(chuàng)始人/總經(jīng)理
北京合工仿真技術(shù)有限公司
演講主題：從離散元與多學(xué)科仿真到結(jié)合AI技術(shù)的數(shù)字孿生方案探索與實(shí)踐
畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)熱能工程專業(yè)；中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬分會(huì)專委
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一、會(huì)議日程
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黃宏艷 博士
合工仿真創(chuàng)始人/總經(jīng)理
北京合工仿真技術(shù)有限公司
演講主題：從離散元與多學(xué)科仿真到結(jié)合AI技術(shù)的數(shù)字孿生方案探索與實(shí)踐
畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)熱能工程專業(yè)；中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬分會(huì)專委
記者：積鼎和中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)的關(guān)系，連續(xù)四屆積極參與活動(dòng)的初心？
傅彥國(guó)：中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)成立于2017年，是一個(gè)匯集了來(lái)自高校、科研院所、以及企業(yè)等多方專家的專業(yè)平臺(tái)。積鼎科技，作為工業(yè)軟件行業(yè)代表，一直以來(lái)深度參與專業(yè)委員會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng)，并且，我本人也是過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)委員。
本次論壇由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所與上海積鼎信息科技有限公司聯(lián)合主辦，由國(guó)際介科學(xué)組織、中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)協(xié)辦，并得到了北京科技國(guó)際交流中心的大力支持。近百位來(lái)自各大高校、科研院所和企業(yè)界的專家學(xué)者齊聚一堂，共同探討國(guó)產(chǎn)CFD及DEM軟件的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)。
其中，地質(zhì)利用將CO2注入地下強(qiáng)化原油、煤層氣、鈾礦等資源生產(chǎn)；化工、生物、礦化利用分別通過(guò)化工過(guò)程、模擬光合作用和酸堿中和固化將CO2轉(zhuǎn)化為附加值較高的能源化工產(chǎn)品。封存環(huán)節(jié)則通過(guò)將捕集的CO?注入各類深部存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)與大氣長(zhǎng)期隔絕。
陸地和海底的咸水層、枯竭油氣藏等地質(zhì)空間及富鈣鎂離子資源、天然氣水合物等礦物都可用于封存CO?。
其中，地質(zhì)利用將CO2注入地下強(qiáng)化原油、煤層氣、鈾礦等資源生產(chǎn)；化工、生物、礦化利用分別通過(guò)化工過(guò)程、模擬光合作用和酸堿中和固化將CO2轉(zhuǎn)化為附加值較高的能源化工產(chǎn)品。封存環(huán)節(jié)則通過(guò)將捕集的CO2注入各類深部存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)與大氣長(zhǎng)期隔絕。
陸地和海底的咸水層、枯竭油氣藏等地質(zhì)空間及富鈣鎂離子資源、天然氣水合物等礦物都可用于封存CO2。
圖6 渦輪盤腔二次氣流系統(tǒng)的數(shù)字孿生體
作者簡(jiǎn)介
安世亞太公司仿真業(yè)務(wù)部總經(jīng)理，中國(guó)化工學(xué)會(huì)過(guò)程模擬及仿真專業(yè)委員會(huì)委員
這只是國(guó)產(chǎn)大型工業(yè)軟件的一個(gè)發(fā)展縮影，至少在該領(lǐng)域國(guó)家曾經(jīng)有過(guò)資金的投入和研發(fā)的熱潮，而在化工領(lǐng)域，對(duì)于Aspen、ProII等類型的大型化工模擬軟件呢？對(duì)于芯片領(lǐng)域，我們與國(guó)外的差距可能是10→100的差距，而對(duì)于大型化工軟件，恐怕是0→100的差距。如果這些軟件被封禁的話，那我國(guó)的化學(xué)工業(yè)將會(huì)處于到什么樣的境地？
旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格模型、嵌套網(wǎng)格算例（4）UDF/UDS算例（5）顆粒離散相DPM模擬算例
（6）多相流各類模型算例
（7）多孔介質(zhì)流動(dòng)及化學(xué)反應(yīng)模擬算例（如SCR）
（8）生物醫(yī)學(xué)血管主動(dòng)脈模擬算例
（9）燃燒爐及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室模擬算例
（10）建筑暖通氣流組織、給排水多相流CFD模擬算例
（11）旋轉(zhuǎn)攪拌器多相流模擬算例
（12）化工催化反應(yīng)器模擬算例
（7）多孔介質(zhì)流動(dòng)及化學(xué)反應(yīng)模擬算例（如SCR）
（8）生物醫(yī)學(xué)血管主動(dòng)脈模擬算例
（9）燃燒爐及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室模擬算例
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（12）化工催化反應(yīng)器模擬算例
