简述各种化工流程模拟软件的特点及优缺点

简述几种化工流程模拟软件的功能特点及优缺点摘要：化工过程模拟是计算机化工应用中最为基础、发展最为成熟的技术。本文综合介绍了几种主要的化工流程模拟软件的功能及特点，并对其进行了简单的比较。

关键词：化工流程模拟，模拟软件，Aspen Plus, Pro/Ⅱ,HYSYS, ChemCAD l 化工过程概述

化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门新技术[1]。现在化工过程模拟软件应用范围更为广泛，应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合[2]。

化工过程模拟技术是计算机化工应用中最基础、发展最为成熟的技术之一，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最有效和最廉价的化工过程研究方法，它可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程。化工过程模拟可以用于完成化工过程及设备的计算、设计、经济评价、操作模拟、寻优分析和故障诊断等多种任务。[3]当前人们对化工流程模拟技术的进展、应用和发展趋势的关注与日俱增。

商品化的化工流程模拟系统出现于上世纪70年代。目前，广泛应用的化工流程模拟系统主要有ASPEN PLUS、Pro/Ⅱ、HYSYS和ChemCAD。

2 Aspen Plus

Aspen Plus简述

“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。”----Aspen World 1997

Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech 公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及着名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

Aspen Plus特点

（1）产品具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为Aspen Plus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。Aspen Plus 数据库包括将近6000种纯组分的物性数据：①纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。

②电解质水溶液数据库，包括约900种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。③固体数据库，包括约3314种固体的固体模型参数。④ Henry 常数库，包括水溶液中61种化合物的Henry 常数参数。⑤二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数

约40,000多个，涉及5,000种双元混合物。⑥ PURE10数据库，包括1727种纯化物的物性数据，这是基于美国化工学会开发的DIPPR 物性数据库的比较完整的数据库。⑦无机物数据库，包括2450 种组分（大部分是无机化合物）的热化学参数。⑧燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的59种组分和自由基的参数。⑨固体数据库，包括3314 种组分，主要用于固体和电解质的应用。⑩水溶液数据库，包括900种离子，主要用于电解质的应用。

Aspen Plus是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接。

（2）产品线比较长，集成能力很强。Aspen Plus是Aspen工程套件（AES）的一个组份。AES是集成的工程产品套件，有几十种产品。以Aspen Plus的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的Aspen Tech家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。如：Polymers Plus：在Aspen Plus基础上专门为模拟高分子聚合过程而开发的层次产品，已成功地用于聚烯烃、聚酯等过程。Aspen Dynamics：在使用Aspen Plus计算稳态过程的基础上，转入此软件可接着计算动态过程。Petro Frac：专门用于炼油厂的模拟软件。Aspen HX-NET：Aspen Plus 可以为夹点技术软件直接提供其所需要的各流段的热焓、温度和压力等参数。B-JAC/ HTFS：换热器详细设计（包括机械计算）的软件包，Aspen Plus 可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成，转入设备设计计算。Aspen Zyqad：这是一个工程设计工作流集成平台，可以供多种用户环境下将概念设计、初步设计、工程设计直到设备采购、工厂操作全过程生命周期的各项工作数据、报表及知识集成共享。Aspen

Plus有接口可与之自动集成。Aspen Online在线工具，将Aspen Plus离线模型与DCS或装置数据库管理系统联结，用实际装置的数据，自动校核模型，并利用模型的计算结果指导生产。

（3）唯一将序贯（SM）模块和联立方程（EO）两种算法同时包含在一个模拟工具中。序贯算法提供了流程收敛计算的初值，采用联立方程算法，大大提高了大型流程计算的收敛速度，同时，让以往收敛困难的流程计算成为可能。节省了工程师计算的时间。

（4）结构完整，除组分、物性、状态方程之外，还包含以下单元操作模块：对于气/液系统，Aspen Plus包含：通用混合、物流分流、子物流分流和组分分割模块。闪蒸模块：两相、三相和四相通用加热器、单一的换热器、严格的管壳式换热器、多股物流的热交换器。液液单级倾析器?基于收率的、化学计量系数和平衡反应器，连续搅拌釜、柱塞流、间歇及排放间歇反应器，单级和多级压缩和透平，物流放大、拷贝、选择和传递模块压力释放计算，精馏模型简捷精馏严格多级精馏多塔模型石油炼制分馏塔板式塔、散堆和规整填料塔的设计和校核。对于固体系统，Aspen Plus包含：文丘里涤气器、静电除尘器、纤维过滤器、筛选器、旋风分离器、水力旋风分离器、离心过滤器、转鼓过滤器、固体洗涤器、逆流倾析器、连续结晶器等。

（5）模型/流程分析功能：Aspen Plus提供一套功能强大的模型分析工具，最大化工艺模型的效益：收敛分析：自动分析和建议优化的撕裂物流、流程收敛方法和计算顺序，即使是巨大的具有多个物流和信息循环的流程，收敛分析非常方便。calculator models计算模式：包含在线FORTRAN 和Excel 模型界面。灵敏度分析：非常方便地用表格和图形表示工艺参数随设备规定

和操作条件的变化而变化。案例研究：用不同的输入进行多个计算，比较和分析。设计规定能力:自动计算操作条件或设备参数，满足规定的性能目标。数据拟合：将工艺模型与真实的装置数据进行拟合，确保精确的和有效的真实装置模型。优化功能：确定装置操作条件，最大化任何规定的目标，如收率、能耗、物流纯度和工艺经济条件。

Aspen Plus功能

Aspen Plus软件具有以下几种功能：

工程工作流：Aspen Plus 在整个工艺生命周期，优化工程工作流。

回归实验数据：用简单的设备模型，初步设计流程用详细的设备模型，严格地计算物料和能量平衡，确定主要设备的大小在线优化完整的工艺装置。Aspen Plus offline and Aspen RT-OptAspen Plus根据模型的复杂程度，支持规模工作流。可以从简单的、单一的装置流程到巨大的、多个工程师开发和维护的整厂流程。分级模块和模板功能是模型的开发和维护非常简单。

工程能力：Aspen Plus 提供了单元操作模型到装置流程模拟。这些模型的可靠性和增强功能已经经过20多年经验的验证和数以百万计例子的证实。

Aspen Plus 在整个工艺装置的从研发、工程到生产生命周期中，提供了经过验证的巨大的经济效益。它将稳态模型的功能带到工程桌面，传递着无与伦比的模型功能和方便使用的组合。利用Aspen Plus，公司可以设计、模拟、瓶颈诊断和管理有效益的生产装置。

3 Pro/Ⅱ

Pro/Ⅱ简述

Pro/Ⅱ是美国SimSci公司的产品。该软件自80年代进入中国后，在我国的石油,石化设计院得到了广泛的应用，受到广大用户的好评，已成为各设计院不可或缺的主要设计工具之一，发挥出良好的效益。在得到国内石油石化设计院的认可的同时，Pro/Ⅱ软件也得到了国内各高校和科研机构的认可，已经成为各高校化工专业和科研机构的最常用的流程模拟研究工具之一。

在实用性上，Pro/Ⅱ软件广泛地应用于油/气加工、炼油、化工、化学工程、建筑、聚合物、精细化工/制药等行业,由于该软件针对炼油化工行业的开发思路进行了扩展，Pro/Ⅱ在炼油化工行业要比其它同类软件更具优势.现在SimSci的计算模型已成为国际标准，公司拥有一批技术专家从事售后支持，可以解答用户遇到的疑难问题，这方面要优于其它软件公司；说明书中有大量的实用例子；使用户更加容易使用软件。

Pro/Ⅱ有标准的ODBC接口，可同换热器计算软件或其它大型计算软件相连，另外还可与WORD、EXCEL数据库相连，计算结果可在多种方式下输出。 Pro/Ⅱ功能特点

适用的行业：油/气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化工/制药；

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。

4 HYSYS

HYSYS 简述

HYSYS 软件是世界着名油气加工模拟软件工程公司加拿大的Hyprotech开发的大型专家系统软件，2002年7月该公司成为AspenTech公司的一部分。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软件功能

HYSYS软件与同类软件相比具有非常好的操作界面，方便易学，软件智能化程度高。

HYSYS由于使用了面向目标的新一代编程工具，使集成式的工程模拟软件成为现实。在这种集成系统中，流程、单元操作是互相独立的、流程只是各种单元操作这种目标的集合，单元操作之间靠流程中的物流进行联系。在工程设计中稳态和动态使用的是同一个目标，然后共享目标的数据，不需进行数据传递。因此在这种最先进且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益。

HYSY在系统中设有人工智能系统，它在所有过程中都能发挥非常重要的作用。当输入的数据能满足系统计算要求时，人工智能系统会驱动系统自动计算。当数据输入发生错误时，该系统会告诉你哪里出了问题。

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。

5 ChemCAD

ChemCAD简述

ChemCAD是由Chemstations公司推出的一款极具应用和推广价值的软件，它主要用于化工生产方面的工艺开发、优化设计和技术改造。由于ChemCAD内置的专家系统数据库集成了多个方面且非常详尽的数据，使得ChemCAD可以应用于化工生产的诸多领域，而且随着Chemstations公司的深入开发，ChemCAD的应用领域还将不断拓展。

ChemCAD功能

ChemCAD的应用范围包含了化学工业细分出来的多个方面，如炼油、石化、气体、气电共生、工业安全、特化、制药、生化、污染防治、清洁生产等。它可以对这些领域中的工艺过程进行计算机模拟并为实际生产提供参考和指导。

ChemCAD内置了功能强大的标准物性数据库，它以AIChE的DIPPR数据库为基础，加上电解质共约2000多种纯物质，并允许用户添加多达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，从版开始还提供了200多种原油的评价数据库,是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平衡和能量平衡核算的有力工具。使用它，可以在计算机上建立和现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态和动态运行，为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导。

在工程设计中,无论是建立一个新厂或是对老厂进行改造，ChemCAD都可以用来选择方案，研究非设计工况的操作以及工厂处理原料范围的灵活性。工艺设计模拟研究不仅可以避免工厂设备交付前的费用估算错误，还可用模拟模型来优化工艺设计，同时通过一系列的工况研究，来确保工厂能在较大

范围的操作条件内良好运行。即使是在工程设计的最初阶段，也可用这个模型来估计工艺条件变化对整个装置性能的影响。

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也可用模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题，或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。这些计算方法可以应用于天然气加工厂、炼油厂以及石油化工厂，可以处理直链烃以及电解质、盐、胺、酸水等特殊系统。

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。ChemCAD拥有最短的学习曲线。

6其它软件

HTFS

HTFS原是英国AEA工程咨询公司的一个子公司，1997年AEA公司和加拿大Hyprotech公司合并，Hyprotech成为AEA的一个子公司，原HTFS公司由Hyprotech接管、合并。HTFS系列软件创始于1967年，在世界同行业中始终处于领先地位，具有30多年的发展史。

HTFS2001中共7个部分：ACOL ，TASC ，FRAN ，APLE ，MUSE ，FIHR ，PIPE 。是一个功能非常强大空冷计算程序，可以模拟光管或翅片管束，管外界质可以是空气或其他气体。可以模拟计算以下系统：空冷，烟气余热回收系统、空调系统、空气除湿系统、制冷系统等。是世界上非常优秀的管壳式换热器软件，早在80年代初就已进入中国。原会员用户遍及化工及石化业。以计算准确性和工程实用性而闻名。新一代的TASC功能更强，将所有管壳式换热器集为一体，将传热和机械强度计算融为一体。可用于多组分，多相流冷凝器，罐式重沸器、降液膜蒸发器，多台换热器组等。并提供管束

排列图。是水加热器模拟计算软件，板式换热器设计及校核软件拟计算软件，板翅式换热器模拟计算软件，加热炉模拟计算软件，工艺管线模拟计算软件。 WinSim DESIGN II

WinSim DESIGN II是由WinSim Inc.公司开发的过程模拟软件，可以为碳化氢及学石化产品及天然气制程，天然气的管道注入,氨水，甲醇，氢气设备提供了严格的制程模拟。它是在windows环境下开发的第一款过程模拟软件。经过二十九年的开发和改进，DESIGNII已经成为流程模拟变革的先驱。许多DESIGN II的革新，如在线FORTRAN和严格塔计算，均已确立了流程模拟的标准。由此，ESIGN II就成了WinSim DESIGN II的基础。DESIGN II 是强大的流程模拟计算工程，它可以为大量的管线和单元操作做热量平衡和物料平衡。DESIGN II的简便而精确的模块，使工艺工程师把注意力集中在工程上而不是计算机操作上。WinSim DESIGN II提供自由格式文字窗口，只需要很少量的输入数据和DESIGN II命令。DESIGN II提供了一些先进的特性如：热交换器和分离器的核算及设计计算。WinSim DESIGN II包括了879种纯组分的数据库以及直到C20的绝大部分碳氢化。也包括了38种已知特性的世界原油数据。

WinSim DESIGN II应用于物性，两相管线模型，膨胀机和解吸油装置，乙二醇装置，胺吸收装置，采油和运输，严格油品塔模型，热交换器的设计与核算分离器的设计与核算，气液相和液液相的数据回归等方面。

其它

我国化工过程模拟研究相对起步较晚，约始于上世纪60年代末。70年代末化工部第五设计院在国内率先推出了大型烃类分离模拟系统，上世纪八

十年代后期，兰州石化设计院和大连理工大合作开发的合成氨模拟程序、青岛化工学院的ECSS系统、北京设计院的CCSOS等都具有较高水平，这批程序在设计中应用。对提高设计效率和水平起着重要作用，但在应用深度和广度，软件的商品化程度等各方面，与国外模软件相比。还存在较大差距 [4]。7各种主要软件的比较[5-9]

AspenPlus用严格和最新的计算方法，进行单元和全过程的计算，提供准确的单元操作模型，还可以评估已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。它的功能齐全、规模庞大。

Pro/Ⅱ适宜用于化工复杂过程的模拟，能够完成新工艺设计，综合工艺流程模拟，不同装置配里评估，优化和改进现有装置，依据环境评估，消除工艺装置瓶颈。优化产能、增进收益。

HYSYS最先进的集成式工程环境，具有强大的动态模拟功能，提供了一组功能强大的物性计算包和数据回归包，具有物性预测系统和内置人工智能[7]。

ChemCAD是大型化工流程模拟软件，具有强大的模型计算和分析功能，可以求解几乎所有的单元操作；集成了设备标定模块及工具模块，支持动态模拟，可以在作工艺计算的同时进行经济评价，有高度灵活的数据回归系统。

WinSim DESIGN II内置了Fortran语言。Visual Basic，Visual c++和ExeelVBA界面，是高价值的稳态过程模拟软件。

ECSS是我国自行开发的模拟系统软件，功能十分丰富。它可以用来进行物性推算，单级过程模拟、反应过程模拟、工艺流程系统模拟、塔及换热器设计、经济评价等。

ASPEN在传统化工领域表现更好，有其它软件不可比拟的优点，如开放式的设计，计算最精确，数据库建设最完善，计算时考虑的方面非常全面，但却因此较难学习。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，可以用于设备核算，短流程操作，或精馏核算。它基本上覆盖了其它主要软件的所有优点。HYSYS主要用于炼油，动态模拟是它的优势。chemcad界面操作让人感觉非常简单，使用起来比较顺手，但由于物性较少，使用不方面，相对较差[10]。

简述各种化工流程模拟软件的特点及优缺点

简述几种化工流程模拟软件的功能特点及优缺点 化学工艺09级1班 摘要：化工过程模拟是计算机化工应用中最为基础、发展最为成熟的技术。本 文综合介绍了几种主要的化工流程模拟软件的功能及特点，并对其进行了简单的比较。 关键词：化工流程模拟，模拟软件，Aspen Plus, Pro/Ⅱ,HYSYS, ChemCAD l 化工过程概述 化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门新技术[1]。现在化工过程模拟软件应用范围更为广泛，应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合[2]。 化工过程模拟技术是计算机化工应用中最基础、发展最为成熟的技术之一，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最有效和最廉价的化工过程研究方法，它可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程。化工过程模拟可以用于完成化工过程及设备的计算、设计、经济评价、操作模拟、寻优分析和故障诊断等多种任务。[3]当前人们对化工流程模拟技术的进展、应用和发展趋势的关注与日俱增。 商品化的化工流程模拟系统出现于上世纪70年代。目前，广泛应用的化工流程模拟系统主要有ASPEN PLUS、Pro/Ⅱ、HYSYS和ChemCAD。 2 Aspen Plus 2.1 Aspen Plus简述 “如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争 力。”----Aspen World 1997 Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过

一款化工设计和流程模拟软件ChemCAD

万方数据

４８广东化工２００５年第８期 ２．１画流程图 单击菜单栏ＦｉＩｅ按钮，选择ＮｅｗＪｏｂ，在弹出的文件保存对话框中选好路径后单击保存便完成了模块新建任务。此时操作界面会有所改变，菜单栏和工具栏选项都有所增加，且会弹出画流程图的面板，面板上一个符号代表一种设备或工具，如图ｌ所示。左键单击面板，此时鼠标会变成小方框，然后在空白处单击，便可添加相应的设备。将相应的设备连接好，按需画好流程图后，便可开始下一步的操作。画流程图这一步，可以全部由自己画出，也可由附带的模块修改而成，方法是：单击Ｆｉｌｅ按钮，选择０ｐｅｎＪｏｂ，弹出选择模块对话框，在相应的路径中选择相应的模块后，单击打开，便打开了所选模块，然后在菜单栏中选择ＥｄｉｔＦｌｏｗｓｈｅｅｔ，这个按钮会变为Ｒｕｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，并弹出如图ｌ右侧的面板，这时便可开始编辑流程图。要改变流程线路时，右键单击要改变线路，选择Ｒｅｒｏｕｔｅｓｔｒｅａｍ，将弹出一个跟随鼠标移动的大的十字虚线，便可开始布线；若要改变流程图中的操作单元，右键单击要改变单元，选择Ｓｗａｐｕｎｉｔ，然后在面板中选择需要的单元，在相应的位置单击便可完成操作单元的更换；若需在流程图线路中插入操作单元，右键单击相应位置，选择Ｉｎｓｅｒｔｕｎｉｔ，在面板中选择需要的单元，然后在相应位置单击便完成了插入操作。除了以上操作外，还可以删除线路或单元。 图１ＣｈｅｍＣＡＤ操作界面 ２．２设置单位 在菜单栏中单击Ｆｏ珊ａｔ，然后单击Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｕｎｉｔｓ，会弹出一个对话框，可选择ＡｌｔｓＩ、ｓＩ等多个单位标准，选好后单击０Ｋ，便可完成单位设置。 ２．３选择组分 单击菜单栏Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ，选择ｃｏｍｐ０１１ｅｎｔｌｉｓｔ，这时会弹出一个对话框，在组分数据库右侧选择需要的组分，单击Ａｄｄ，再单击０Ｋ，完成组分添加。 ２．４选择热力学模型 单击Ｔｈｅｒｍ叩ｈｙｓｉｃａｌ，选择Ｋ—ｖａｌｕｅｓ，会弹出一个对话框，设置好后单击０Ｋ，便完成了Ｋ值设置；接着是设置焓，同样是在Ｔｈｅｒｍｏｐｈ），ｓｉｃａＩ菜单下，选择Ｅｎｔｈａｌｐｙ，设置好后单击ＯＫ即可完成；然后在Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ菜单中选择Ｋ—Ｖａｌｕｅｗｉｚａｒｄ，这一项可以设置温度、压强等的最大和最小值。在Ｔｈｅｒｍｏｐｈ），ｓｉｃａｌ菜单中还有电解液等选项，只要按需设置好即司。 ２．５指定详细进料物流 每一个物料（包括原料和产品）都必须详细设置。单击菜单栏Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｊｏｎｓ，在弹出的菜单中选择相应的选项进行设置。单击Ｓｐｅｃｍｃａｔｉｏｌｌｓ，选择ｓｅｌｅｃｔＳｔｒｅａｍｓ，弹出ＩＤ号输入对话框，输入ＩＤ号，单击０Ｋ，弹出编辑对话框，设置好相应的选项后单击ＯＫ即可。设置好这一项可以计算相关的泡点或露点值。 ２．６详细指定各单元操作 左键双击或在ｓｐｅｃ溉ｃａｔｉｏｎｓ菜单中选择ｓｅｌｅｃｔＵｎｉｔｏｐｓ选项，弹出设置对话框，框中有一个Ｈｅｌｐ按键，单击弹出帮助文档，可以查看详细内容。设置好后单击０Ｋ，弹出提示对话框，提示错误或警告，因为错误的设置会使系统运行时出现错误或不能运行，不能得到准确的数据。错误提示是为了阻止系统运行，警告是为了提示用户设置要正确，如果不管就可以忽略，系统会照常运行。 ２．７运行 可以选择整个系统或单个操作单元运行，也可以选择一个循环线路运行，只需在Ｒｕｎ菜单中分别选择ＲｕｎＡｌｌ、ＲｕｎｓｅＩｅｃｔｅｄｕｎｉｔｓ或Ｒｅｃｙｃｌｅｓ即可实现。执行后两个操作时会弹出一个对话框，单击所要运行的单元，单击０Ｋ便开始运行。还可设置运行顺序，只需在Ｒｕｎ菜单中选择ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ，在弹出的对话框中设置好后单击０Ｋ即可。 ２．８查看运行结果 单击Ｒｅｓｕｌｔｓ，在弹出的菜单中选择需要查看的选项，就会有一个文档弹出来，里面记有详细的结果。查看运行结果之后，便可计算设备规格，然后按需优化，最后便是生成物料流程图。 ３功能扩展 ＣｈｅｍｃＡＤ的功能扩展可以通过用户新建流程图来实现。ｃｈｅｍＣＡＤ内置了强大的数据库，用户可以新建或在已有流程图的基础上进行修改。由于面板中所提供的设备有限，ｃｈｅｍｃＡＤ提供了画设备的工具，用户可以按照自己的需要画好一个符号，然后设置好相关的参数，便可作为一种设备使用。此外，开发ｃｈｅｍｃＡＤ的ｃｈｅｍｓｔａｔｉｏｎｓ公司也在不断扩大其数据库，有些现在还不能处理的生产流程，可以将方案提交给ｃｈｅｍｓｔａｔｊｏｎｓ公司来处理。相信在不久的将来，ＣｈｅｍＣＡＤ的功能将更为强大，应用领域将更加广泛。 参考文献 ［１］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｅｍｓｔａ“ｏｎｓ．ｎｅｔ． ［２］ｈ儿ｐ：／／ｗｗｗ．ｖｍｃ．ｃｏｍ．ｔｗ／ｃｈｉｎｅｓｅ／ｃ—ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ． ［３］冯权莉，叶咏恒，陈文威．乙醇一水双效精馏模拟研究［Ｊ］．云南工业大学学报，１９９９，１５（３）：４９—５４． ［４］寇业荣．乙烯废液处理塔的核算及改造建议［Ｊ］，化工设计，２０００，ｌＯ（２）：２３—２５． ［５］贾蓉，罗金生，张立杰，等．应用ｃｈｅｍｃＡＤ软件模拟反应精馏 过程［Ｊ］．化工生产与技术，２００３，（５）：４４—４６．　万方数据

2020年高考专题训练重点8 无机化工流程分析(原卷版)

重点8 无机化工流程分析 【命题规律】 本专题的考查点主要是利用元素化合物知识结合化学实验和无机化工流程分析图进行分析，考查的面比较广，有实验器材的名称考查、元素化合物知识、沉淀溶解平衡、电化学知识等，而且考查频率较高；题型以填空题为主，难度中等。考查的核心素养以宏观辨识与微观探析为主。 【备考建议】 2020年高考备考的重点仍以盖斯定律的应用、△H的相关计算及△H的大小比较为主。 【限时检测】（建议用时：30分钟） 1.（2019·东北育才学校科学高中部高考模拟）POCl3是重要的基础化工原料，广泛用于制药、染料、表面活性剂等行业。一种制备POCl3的原理为： PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化学学习小组拟利用如下装置在实验室模拟制备POCl3。有关物质的部分性质如下： 物质熔点/℃沸点/℃密度/g·mL-1其它PCl3-93.6 76.1 1.574 遇水强烈水解，易与氧气反应POCl3 1.25 105.8 1.645 遇水强烈水解，能溶于PCl3 SOCl2-105 78.8 1.638 遇水强烈水解，加热易分解 （1）仪器甲的名称为______________ ，与自来水进水管连接的接口编号是________________。 (填“a”或“b”)。（2）装置C的作用是___________________，乙中试剂的名称为____________________。 （3）该装置有一处缺陷，解决的方法是在现有装置中再添加一个装置，该装置中应装入的试剂为 _________(写名称)。若无该装置，则可能会有什么后果?请用化学方程式进行说明__________________。（4）D中反应温度控制在60-65℃，其原因是_______________。 （5）测定POCl3含量。①准确称取30.70g POCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水

化工企业的生产经营特点

化工企业的生产经营特点 化工企业从其制造方式上讲，属于典型的流程型制造行业，有着自身的生产经营特点和对ERP软件功能的特殊要求。正确分析其行业的差异性，了解其对软件的功能需求，对正确选择软件，成功实施ERP系统将起到十分重要的作用。 1、BOM的特殊性 离散制造企业用的是树状层次型结构BOM，它是一种静态、固定的产品结构。其特点是：产品物料较多；物料层次复杂。不管BOM有多少层，但它的物料数量、物料型号、生产过程固定，可能会有少数的代用件，但总体上是固定的，如有变化，则需要修改设计。 我们把化工产品BOM称之为配方（recipe或formula）。其特点是：产品配方多；但加工层次少。由于物料反应机理、设备、环境、操作等方面的原因，使得流程制造过程的波动性较大，所以配方需要在生产过程中做动态调整。另外，化工产品结构不能用树状的层次型结构来描述，特别是复杂的化工企业的BOM 则需要用链式结构（单链式或多链式）来表示，即将产品制造全过程所需经过的生产路线定义为一个流程规格，每个流程规格有各个生产阶段（为逻辑阶段），阶段的粗细可根据企业的具体生产情况、管理需求、计量统计手段而定。一个生产阶段可同时对应多个阶段，也可以多个阶段对应一个阶段，我们把它们称之为V型、A型或X型结构。 在离散制造的BOM中，物料的加工走向是固定的，也就是说BOM中的父子项是固定的，而在化工企业的配方中，物料的加工走向不能事先完全固定，有些物料可能要从后阶段向前阶段重新循环再加工，我们称之为回流物。 2、产品产出的特殊性 从总体上讲，离散制造的最终产品是唯一的（也有等级之分），而在化工企业，生产的中间过程或最后阶段的产出可能有多个，我们称为联产品和副产品。精确地确定联产品或副产品的产出量是复杂的，如何做到准确、及时和事前计划这些产品的产出量和比例是化工企业生产计划管理中的一个难点。 化工企业产品的特殊性还表现为：有些产品还有等级的区分；批号的记录；时效期的限制；浓度、发气量的不同；纯度的区别等等。这些产品特性都需要在ERP软件中给予充分考虑，并需要有相应的解决方案。 3、生产过程的特殊性 在离散制造中，其生产过程是一个不连续的过程，关键设备能力和操作人员技能影响产出率，原材料消耗比例不变，生产计划中的产品产量较容易做到准确、及时和事前安排。 在化工企业，其生产过程是一个动态的连续过程，产出量、物料特性、甚至物料的加工路线都会受到原材料成分、人工操作技能、加工温度和压力、设备效率等因素的波动影响，并且具有不可预知性。也就是说物料配方和工艺参数的控制程度将影响产出率，相同的配方或原材料可产出不同产量的产品，原材料消耗比例可变，产品的生产过程中也会产生出一定的回收物和废料，生产计划很难做到事前准确及时地计

化工流程模拟软件大全

工流程模拟软件大全 -------------------------------------------------------------------------------- 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。 ASPEN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。 5. 从易收敛性上看，chemcad>hysys>proii。 6. 从贴近工业实际看，proii>hysys>chemcad四个都是工程模拟仿真软件，其中Aspen、PRO/II， HYSYS为国内绝大多数设计院所使用。感觉Aspen适应范围最广，电解质、固体、燃烧等模块是其它软件难以比拟的；PRO/II在石化上应用较多，积累了丰富的经验；HYSYS则在油气工程领域就有着极高的精度和准确性。青岛科技大学（原青岛化工学院）开发了个ECSS，对它的评价只能是“国货”，青岛科技大学自己也不使用它的。 7. 版本介绍： aspen好用的版本是10.2和11.1，其中10.2在winXP上使用会

化工行业的特点及管理问题

作者:销售管理总部来源:销售管理总部点击率:60 1、行业特点 我国目前拥有化工企业 3万多家，占工业企业总数的73%，其中总资产为几十亿元人民币的特大型化工企业集团有10余家，中、小型化工企业占化工企业总数的99%以上。虽然企业规模大小不一，但它们都存在着一些共性的地方，如： （1）资源依赖性强 化工行业所依赖的资源主要是矿产、水和石油。这三种资源在我国都非常缺乏，开采和利用方式粗放、综合利用水平低、浪费严重，所以节约资源已成为首要解决的问题。 （2）技术依赖性较强 准确选择化工发展领域和把握其技术未来的发展趋势对化工企业而言至关重要，但目前我国化工企业的新产品、新技术严重不足，技术问题是影响他们发展的最大瓶颈。 （3）连续型大规模生产 化工企业采用的是典型的连续型大规模生产模式，原料在产品成本中占有很大的比重，车间自动化程度相对较高，对反应装置、仪表、设备状况要求很高，在不进行项目技术改造的前提下，生产过程中节约能耗难有大的突破。由于生产的周期相对较长，产品的价格受原料价格波动的影响较大。 （4）生产流程特殊化 化工行业通过能源、设备和其他资源来混合或分离、萃取、化合各种成分，并引起化学反应，所以每个工序上都可能要求输入某些新的成分或资

源（原材料、催化、人工、机器设备、能源等），并生产多项产出物。 （5）设备专业化 化工行业存储设备多为罐、箱、柜、桶等，且多数存储的数量可以传感器进行计量。生产设备是一条固定的生产线，维护特别重要，不能发生故障，一发生故障，就全线停产，损失严重。当供需变化时，只能靠调整工艺流程参数维持生产，不能中断。 2、管理问题 （1）业务流程混乱 由于数据不共享，信息获取不及时、物流运作不合拍，所以化工行业的业务运作：从计划到订单，从订单到出入库、结算等混乱度较高。 （2）计划形同虚设 化工企业编制的计划盲目性大，在企业实际运营过程中可执行度低。 （3）存货管理松散 化工企业的存货一般具有毒性和危险性，由于管理的松散，经常出现账面帐与实物帐不一致的情况，造成企业员工的高度紧张。 （4）成本核算复杂 化工行业有些工艺过程是投入多个原料，每一道工序都有产品产出，有些工艺过程是一个炉里同时产出多个产品，有联产品、副产品或者中间产品。如何将成本分摊到每一个产品上，是企业管理面临的一个难题。 （5）存货计量困难 化工行业计量一般不够准确，如：大宗原料的计量基本是以过磅数减去车辆自重为货物的重量；液体或气体是以管道计量为主，没法考虑粘稠度；实物多为露天存放，实物盘点只能按照体积大致估算。因此如何解决存货的计量问题是化工企业管理面临的另一个难点。 （6）设备管理务虚

《化工流程模拟实训—Aspen-Plus教程(孙兰义主编)》配套PPS课件第3章-物性方法

第3章物性方法作者：毕欣欣孙兰义

物性方法 3.1 Aspen Plus数据库 3.2 Aspen Plus中的主要物性模型3.3 物性方法的选择 3.4 定义物性集 3.5 物性分析 3.6 物性估算 3.7 物性数据回归 3.8 电解质组分

系统数据库?是Aspen Plus的一部分，适用于每一个程序的运行，包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、INORGANIC、BINARY等数据库 内置数据库?与Aspen Plus的数据库无关，用户自己输入，用户需自己创建并激活 用户数据库?用户需要自己创建并激活，且数据具有针对性，不是对所有用户开放

PURECOMP ?常数参数。例如绝对温度、绝对压力。 ?相变的性质参数。例如沸点、三相点。 ?参考态的性质参数。例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。 ?随温度变化的热力学性质参数。例如饱和蒸汽压。 ?传递性质的参数，例如粘度。 ?安全性质的参数。例如闪点、着火点。 ?UNIFAC模型中的集团参数。 ?状态方程中的参数。 ?与石油相关的参数。例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及

?IDEAL SYSOP0 理想模型?Lee 方程、PR 方程、RK 方程 状态方程模 型?Pitzer 、NRTL 、UNIFAC 、UNIQUAC 、VANLAAR 、WILSON 活度系数模 型?AMINES 、BK-10、STEAM-TA 特殊模型

?Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。 ?物性方法与模型选择不同，模拟结果大相径庭。如精馏 塔模拟的例子。相同的条件计算理论塔板数，用理想方法得到11块，用状态方程得到7块，用活度系数法得42块。显然物性方法和模型选择的是否合适，也直接影响模拟结果是否有意义。 ?《Aspen plus物性方法和模型》 理想模型 理想物性方法K值计算方法 IDEAL Ideal Gas/Raoult's law/Henry's law SYSOP0Release8version of Ideal Gas/Raoult's law

(通用版)新高考化学复习第9题无机化工流程题练习

（通用版）新高考化学复习第9题无机化工流程题练习 [学科素养评价] 1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V 2O 5、VOSO 4和SiO 2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程： (1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。 (2)“还原”工序中反应的离子方程式为______________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。 (3)“沉钒”得到NH 4VO 3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。 (5)电解精炼时，以熔融NaCl 、CaCl 2和VCl 2为电解液(其中VCl 2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (6)为预估“还原”工序加入H 2C 2O 4的量，需测定“酸浸”液中VO ＋2的浓度。每次取25.00 mL“酸浸”液于锥形瓶用a mol·L －1(NH 4)2Fe(SO 4)2标准溶液和苯代邻氨基苯甲酸为指示剂进行滴定(其中VO ＋2→VO 2＋)，若三次滴定消耗标准液的体积平均为b mL ，则VO ＋2的浓度为________g·L －1(用含a 、b 的代数式表示)。 解析：(1)增大浸出效率的方法：将工业废钒粉碎，充分搅拌，适当提高温度；(2)“还原”工序中加入草酸为典型还原剂，可将V 从＋5价还原为＋4价，对应的离子方程式为2VO ＋2 ＋H 2C 2O 4＋2H ＋===2VO 2＋＋2CO 2↑＋2H 2O ；(3)KClO 3反应后被还原为Cl －，对沉淀进行洗涤即是 为了除去Cl －等离子；(4)由铝热反应原理知10Al ＋3V 2O 5=====高温6V ＋5Al 2O 3；(5)类比电解精炼 铜，粗钒应作为阳极电解，即与正极相连；阴极上发生还原反应，电极反应式为VCl 2＋2e －===V ＋2Cl －；(6)由得失电子关系可知：VO ＋2 ～(NH 4)2Fe(SO 4)2，故n (VO ＋2)＝n [(NH 4)2Fe(SO 4)2] ＝ab ×10－3mol ，所以VO ＋ 2的浓度为83×ab ×10－3 25×10－3＝83ab 25 g·L －1。

化工流程题特点及常见考点.doc

化工流程题特点及常见考点( 重点班 ) 化学组杨锐钦 一、化工流程题特点 1. 工业生产流程题主要框架: 原料→I 预处理→II 分离提纯→III 核心反应→产品 抓箭头：①主线主产品；②支线副产品；③回头循环品。 2.试题本质：想办法从混合物中制取纯净物。 3.核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。 (1 ）据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写方程式；（2）滤液滤渣的成分；（3） 调 PH值的范围及试剂的选择；（ 4）核心反应条件的控制和原因；（ 5）选择化学除杂试剂及 原因；（ 6）绿色化学评价；（7）实验操作和仪器；（ 8）相关计算 4.读题： （ 1）先粗读：明确原料、明确杂质、明确目标产品。先不必把每个环节的原理都搞清 楚。 （2）针对问题再精读：分析细节，根据问题去研究某一步或某一种物质。 （3）第三，要看清所问问题，不能答非所问，并注意语言表达的规范 性。二、常见考点 （一）、样品的预处理 1.矿样的预处理方法： （1）原料预处理 ①粉碎目的：增大接触面积，加快反应速率；或使反应更完全。 ②煅烧目的： (A) 除去有机物杂质或者碳的杂质 ; 或 (B) 使一些具有还原性的物质被空气中氧 气氧化、分解（思考样品成分中是否有具有还原性的物质，且看在整个流程中是否需要被氧 化）；或(C) 改变矿样的结构，使其在后面的酸溶（或碱溶或水溶）中更易溶解。③溶解：有酸 溶、碱溶、水溶；又叫酸浸、碱浸、水浸。 酸浸目的：与酸反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 碱浸目的：与碱反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 水浸目的：使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 【注】浸出：固体加水（酸）溶解得到离子。 浸出率：转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总量的比值。 提高浸出率的措施通常有粉碎、搅拌、升温、增大酸（或碱）浓度。 2. 植物样品预处理： （1）灼烧：如海带中碘的提取、茶叶中铁含量的测定，灼烧成灰之后，再用水浸， 为了加快其溶解速率可以加热、不断搅拌。 （2）研磨成汁：提取植物样品中的有机物所用方法（如波菜中草酸含量的测定），研磨成 汁之后，如该有机物可溶于水，研磨之后，可用水浸取；如该有机物不溶于水，就用有机 溶剂来萃取。 （二）、控制反应条件 1.调节 pH 值目的：控制溶液酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 调节 PH值除杂：（常考除 Fe2+、Fe3+）（1）除 Fe2+要将其氧化成Fe3+，氧化剂可选择H2O2、 Cl 2、HNO3、 NaClO 或氯水，到底选择谁，要据具体的题景来选择；（2）调PH值所加试剂： 一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的 a. 金属、 b. 金属氧化物、 c. 金属氢氧化物、 d. + 金属碳酸盐（总之，这些物质要能与H 反应，又难溶于水，这样可即使过量而又不会引入新 2＋3＋ 的杂质离子）。例如：若要除去Cu 溶液中混有的Fe，可加入CuO、 Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 ++ 等物质来调节溶液的pH 值。有时候也可能加NaOH或氨水来调PH值（要求Na 、 NH4不会在 后续的程序中难以分离），要据题意具体分析（3） PH 值的调节范围：根据离子完全沉淀或 开始沉淀的PH值数据来选择，应该是题目中原始数据的组合。 例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH

简述各种化工流程模拟软件的特点及优缺点

简述几种化工流程模拟软件的功能特点及优缺点摘要：化工过程模拟是计算机化工应用中最为基础、发展最为成熟的技术。本文综合介绍了几种主要的化工流程模拟软件的功能及特点，并对其进行了简单的比较。 关键词：化工流程模拟，模拟软件，Aspen Plus, Pro/Ⅱ,HYSYS, ChemCAD l 化工过程概述 化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门新技术[1]。现在化工过程模拟软件应用范围更为广泛，应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合[2]。 化工过程模拟技术是计算机化工应用中最基础、发展最为成熟的技术之一，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最有效和最廉价的化工过程研究方法，它可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程。化工过程模拟可以用于完成化工过程及设备的计算、设计、经济评价、操作模拟、寻优分析和故障诊断等多种任务。[3]当前人们对化工流程模拟技术的进展、应用和发展趋势的关注与日俱增。 商品化的化工流程模拟系统出现于上世纪70年代。目前，广泛应用的化工流程模拟系统主要有ASPEN PLUS、Pro/Ⅱ、HYSYS和ChemCAD。 2 Aspen Plus Aspen Plus简述

“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。”----Aspen World 1997 Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech 公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及着名的工程公司都是Aspen Plus的用户。 Aspen Plus特点 （1）产品具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为Aspen Plus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。Aspen Plus 数据库包括将近6000种纯组分的物性数据：①纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。 ②电解质水溶液数据库，包括约900种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。③固体数据库，包括约3314种固体的固体模型参数。④ Henry 常数库，包括水溶液中61种化合物的Henry 常数参数。⑤二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数

无机化工流程题-高考化学逐题突破练习

[学科素养评价] 1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程： (1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。 (2)“还原”工序中反应的离子方程式为______________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________。 (3)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________ _____________________________________________________________________ ______________________________________。 (5)电解精炼时，以熔融NaCl、CaCl2和VCl2为电解液(其中VCl2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (6)为预估“还原”工序加入H2C2O4的量，需测定“酸浸”液中VO＋2的浓度。每次取25.00 mL“酸浸”液于锥形瓶用a mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液和苯

危险化学品的生产特点有哪些(标准版)

危险化学品的生产特点有哪些 (标准版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0037

危险化学品的生产特点有哪些(标准版) 1、生产流程长。一个产品的生产需要多道工序，甚至十几道工序才能完成。比如做为化学肥料的硝酸铵，它的生产从氨生产的造气(半水煤气)、脱硫(硫化氢)、转化(一氧化碳的变换)、氮氢气的压缩、脱碳(二氧化碳的脱除)、净化(微量一氧化碳、二氧化碳的脱除)、氨的合成、液氨的储存。再用液氨气化为氨气、氨气的氧化(得到氧化氮)、酸的吸收生产稀硝酸。再用稀硝酸与氨气中和得到硝酸铵溶液，再将溶液经三级蒸发、造粒、冷却、包装才能完成整个的生产过程，得到产品硝酸胺。 2、工艺过程复杂。生产过程中既有高温、高压，又有低温、低压。还以上面举例硝铵生产，氨生产造气炉的炉内温度，用煤焦为原料高达1100℃，氨合成的压力有的达到30Mpa。有的氨生产需要

的氧气的空气分离装置温度要低到-190℃。也有的化工产品生产过程在负压的情况下进行。 3、原料、半成品、副产品、产品及废弃物都是具有危险特性。如硝铵生产，作为原料有的用煤焦不是危险物品，有的用石脑油、天然气为原料，过程中副产品硫磺、液氨、硝酸等都有危险特性。 4、原料、辅助材料、中间产品、产品呈三种状态。即有气态，又有液态，又有固态，而且互相变换。 5、整个生产过程必须在密闭的设备、管道进行，不允许有泄漏。 6、对包装物、包装规格以及储存、装卸、运输都有严格的要求。 附件：无 1、生产流程长。一个产品的生产需要多道工序，甚至十几道工序才能完成。比如做为化学肥料的硝酸铵，它的生产从氨生产的造气(半水煤气)、脱硫(硫化氢)、转化(一氧化碳的变换)、氮氢气的压缩、脱碳(二氧化碳的脱除)、净化(微量一氧化碳、二氧化碳的脱除)、氨的合成、液氨的储存。再用液氨气化为氨气、氨气的氧化(得到氧化氮)、酸的吸收生产稀硝酸。再用稀硝酸与氨气中和得到硝酸

2020高考化学练习： 热点专题突破2 无机化工流程题的突破方法练习

无机化工流程题的突破方法 专题训练 1．[2017·四川绵阳二诊]采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O)，某学习小组设计了如下流程： 下列说法错误的是( ) A．酸浸时选用足量硫酸，试剂X为铁粉 B．滤渣a主要含SiO2，滤渣b主要含Al(OH)3 C．从滤液B得到绿矾产品的过程中，必须控制条件防止其氧化和分解 D．试剂X若为过量NaOH溶液，得到的沉淀用硫酸溶解，再结晶分离也可得绿矾 答案 D 解析硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3与酸反应生成硫酸铁、硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣a为二氧化硅；在滤液A中加入铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，调节pH使Al3＋完全生成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣b为氢氧化铝，滤液B为硫酸亚铁，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体。由流程分析可知，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X为铁粉，A正确；根据以上分析可知滤渣a主要含SiO2，滤渣b主要含Al(OH)3，B正确；Fe2＋易被空气中的氧气氧化，而且绿矾受热易失去结晶水，所以从滤液B得到FeSO4·7H2O产品的过程中，必须控制条件防止其氧化和分解，C正确；试剂X若为过量NaOH溶液，得到的沉淀是氢氧化铁，用硫酸溶解得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁，D错误。 2．[2017·江西第三次联考]如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。 回答有关问题： (1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是________。 (2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________(填化学式)，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是________和________。 (3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。 (4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填序号)。

浅谈化工流程模拟

浅谈化工流程模拟技术 20420132201107 陈秀萍 前言 化工流程模拟是近几十年发展起来的一门新技术，是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物。这一技术对于探索最佳工艺工况条件起着重要作用，已成为化学工程设计、原有工程改造优化的强有力工具，备受关注。 化工流程模拟技术简介 1、化工流程模拟技术的发展 化工流程模拟技术从20世纪50年代开始开发，至今已经经历了四代。1985年美国Kellogg公司推出了世界上第一个化工模拟程序并在当时的化学工程界产生了重大影响。上世纪70年代之后出现了一系列稳态流程模拟软件；80年代中后期，化工流程模拟软件在技术上日益成熟；90年代开始，稳态模拟技术进一步推广，动态模拟技术问世并得到长足发展。 目前化工流程模拟技术的发展趋势呈现出以下特点：在发展和应用通用化工流程模拟系统的基础上，注重开发专用化工流程模拟系统；稳态模拟与动态模拟技术有合并趋势；向计算机集成化过程系统；引入人工智能。 2、化工模拟软件的构成 （1）物性数据库：在模拟计算中，频繁进行各种热力学性质及传递性质计算，物性数据的准确直接影响到模拟结果的可靠性。 （2）单元模块库：依照结构化和面向对象编程思想，将各个过程操作单元编织成可独立运行的子程序或对象模块，存放到单元模块库，通过系统管理程序调用。 （3）输入和输出：必不可少的组成部分。有些模拟软件采用实时信号输出，以利于实现系统实施仿真。 （4）解算和管理系统：根据用户输入定义完成系统的模拟计算、优化计算等功能。 （5）网络通讯 主要的化工模拟软件有：Aspen Plus、H ysys、Pro/II、ChemCAD等。 3、化工流程模拟技术的应用 （1）科研开发：以过程模拟代替中间试验，进而构建工艺过程流程方案，提高工作效率和质量，节省大量资金、时间和人力。 （2）工艺设计：方便的在不同的过程方案中筛选出最优方案。 （3）操作优化：通过流程模拟消除“瓶颈”，为装置的技术改造提供依据，实现传统产业高新化。 （4）优化控制：进行数据拟合分析，送入过程模拟软件中运行，进行工况研究和优化。（5）仿真技术的基础：动态仿真系统用来模拟装置的实际生产，不仅能得到稳态的操作情况，而且能够借助动态仿真技术随意改变某些可调量，系统地考察干扰存在时系统行为的变化。 4、化工流程模拟技术的优点 应用化工流程模拟技术可以节省过去由试验探索最佳工艺工况条件所消耗的大量资金、时间和人力，使我们从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中深层次的问题，进行装置

2020高考化学冲刺核心素养微专题2化学工艺流程试题的解题策略练习(含解析)

化学工艺流程试题的解题策略 1.原料预处理的常用方法及其作用 (1)研磨:减小固体颗粒度,增大物质间接触面积,加快反应速率,提高浸出率。 (2)水浸或酸浸:与水接触反应或溶解;与酸接触反应或溶解,得可溶性金属离子溶液,不溶物过滤除去。 (3)浸出:固体加水(酸)溶解得到溶液(离子)。 (4)灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。 (5)煅烧:改变结构,使一些物质能溶解或高温下氧化、分解。 2.制备过程中应注意的反应条件 (1)溶液的pH: ①控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性,或改变水解程度。 ②常用于形成或抑制某些金属离子的氢氧化物沉淀。 (2)温度: 根据需要选择适宜温度,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动,减少副反应的发生,确保一定的反应速率,控制溶解度便于提纯。 (3)浓度: ①根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡移动利于目标产物的生成,减小对后续操作产生的影响。 ②过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作也会产生影响。 (4)趁热过滤:防止某物质降温时会大量析出。 (5)冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体损耗。 3.无机化工流程中的分离方法 (1)洗涤(冰水、热水):洗去晶体表面的杂质离子; (2)过滤(热滤或抽滤):分离难溶物和易溶物; (3)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质; (4)蒸发结晶:提取溶解度随温度的变化不大的溶质; (5)冷却结晶:提取溶解度随温度的变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等;

《化工流程模拟》课程教学大纲

《化工流程模拟》课程教学大纲 课程名称：化工流程模拟课程编号： 18000034 学时：32学时学分：2学分 开课学期：第 5学期 课程类别：选修 课程性质：学科技术基础任选课 适用专业：化学工程与工艺专业 先修课程：大学计算机基础、物理化学、化工原理 一、课程的性质、目的与任务 本课程是化学工程与工艺及应用化学专业学生的专业选修课之一。其目的是让学生在化工专业知识和实践的基础上，做进一步的拓展，以巩固和提高学生的计算机理论与应用能力，使学生了解和掌握当前化工领域中设计过程的应用软件及其功能，同时培养学生利用计算机进行化工流程模拟的能力，为今后从事化工设计、新工艺流程的开发研究提供初步能力。 本课程主要是根据化工过程的数据，其中包括进料的温度、压力、流量、组成，有关的工艺操作条件，工艺规定，产品规格以及相关的设备参数，采用Aspen Plus模拟软件，将由多个单元操作组成的化工流程用数学模型描述，模拟实际的生产过程，并通过改变各种有效条件得到所需要的结果。 二、基本要求 熟悉Aspen Plus模拟环境，掌握物性方法的选择和物性的分析，了解物性 参数的估算和物性数据的回归。熟练掌握主要单元模块包括混合器、分离器、压力变送设备、换热器、塔和反应器的模拟操作。掌握小型的稳态过程系统模拟、 设计和优化操作。了解采用Aspen Plus进行化工厂的综合性设计操作。 根据大纲要求，选用孙兰义主编，化学工业出版社出版的《化工流程模拟实训-Aspen Plus教程》作为教材。因为该教材与大纲要求基本适应。在教学方法上采用课堂讲解、课堂演示以及学生上机实践相结合的方法，讲授运用Aspen Plus对常见化工单元进行模拟计算的过程和方法，再通过运用Aspen Plus软件模拟实际化工过程，穿插讲解化工系统的模拟算法（序贯模块法、联立方程法和