化工工艺设计中过程模拟的作用

　　这篇化工论文投稿发表了化工工艺设计中过程模拟的作用，化工工艺需要以各类完善的设备作为实践基础, 对化工工艺实现优化也是如此, 影响工艺的因素是很多的, 要想对这些工艺进行改进有很多问题是需要注意的, 优化的方法也是从不同的角度提出并实施。

　　关键词：化工论文投稿,过程模拟优化;化工工艺;应用

　　化工模拟优化技术在化工工艺的设计、测试、优化中的应用使化工工艺设计得到发展，它常常与实验研究相结合，通过计算机模拟化工过程，进行相应的能量平衡、化学平衡、及相平衡等方面的计算，是很有效的研究方法。并且在模拟基础上对化工工艺设计进行最优计划和调度，促进化工工艺的发展。

　　1过程模拟优化概述

　　过程模拟优化即对化工过程进行模拟和在线优化，简单来说就是利用更为方便、经济而性能相似的系统来对复杂系统的过程和性能进行模拟，是以计算机软件为工具，能够预测过程中可能发生的情况。其中，化工过程可以是实际生产过程、实验过程，也可以仅仅是一种假想过程。过程模拟优化在化工设计中的核心内容，就是其在化工工艺设计中的应用，主要进行物料与热量衡算、工艺流程模拟和设备尺寸计算等工作。这种技术应用能够有效提高化工工艺设计的工作效率，便于多方案评比，对工艺设计优化具有重要意义。

　　2过程模拟优化软件发展历程

　　在化工工艺设计中，过程模拟优化预先设定某项参数，在过程模拟中得到满足需求的另一些参数值。同时，确定某些主要的操作条件，实现系统性能最佳化。在过程模拟优化技术中最常用的数学模型有两种，一种是静态数学模型，对化工离线工作进行调试和优化;另一种是动态数学模型，可以对化工工作进行在线实时控制。

　　在数学模型的基础上，利用计算机技术建立过程模拟软件。过程模拟优化软件最开始是由美国Kellogg公司1958年研制开发的，是世界上第一款过程模拟软件，叫作FlexibleFlowshee，这款软件对化工产生了重大影响，在化工产业中推广开来，促进了化工产业和化工工艺的发展。基于这款软件的化工过程模拟优化系统程序结构，主要拥有三个功能板块，即化工单元程序库、物性计算程序包和计算方法程序库。这些功能能够实现系统反应、换热等各种功能运行、计算热力学性质、气液相平衡、化学平衡等。但在这个时期，过程模拟软件功能仍然具有局限性，不能够完全适用于化工过程中。

　　之后在上世纪60年代末到70年代中期出现了第二代过程模拟程序，比如Flowtran程序。这个时期的过程模拟程序相对上一个时期来说，物性数据更加全面、计算方法得到了发展，但在软件的二次开发方面存在局限。第三代开始出现在上世纪80年代，稳态流程模拟软件获得了发展，且发展速度很快，这些软件更加优化，各个单元操作模块可以实现自由组合，对新工艺的生产进行模拟。现行的过程模拟软件同时具备静态模拟和动态模拟的功能，并可以对这两种模式进行自由转换。

　　3过程模拟优化在化工工艺设计中的应用

　　过程模拟优化可以通过改进化工工艺设计，提高化工生产效率。以大庆石化总厂为例，其在1992、1993年间引进了AspenPlus和SPYRO，并与专业的公司合作，利用过程模拟优化程序在乙烯裂解装置进行相关模拟技术，通过过程模拟，将裂解炉出口温度调高了4℃，从而使裂解深度加深，生产出更多的乙烯。大庆总厂在得出确切的模拟结果后，迅速调整生产，2个半月后经济效益就增加了87.3万元，实现了利润最大化。在对国内某催化裂化装置进行了优化研究，通过过程模拟技术对该装置进行优化计算，更新了操作方法，使该装置的柴油收率提高了5%~7%，经济效益得到显著提升。

　　4过程模拟优化在化工工艺设计中的作用

　　(1)对化工工艺进行故障诊断。在化工生产中，对经济效益的追求一直都十分重视，传统的实验设计方法，对化工工艺进行检测所用的时间较长，且成本投资高，不利于企业实现更高的经济效益。而过程模拟优化的利用，能够对化工工艺的运行进行快速模拟，还能够对比得出最优方案，不仅节省了投入时间，而且最优方案的应用可以为企业争取更大的经济效益。

　　(2)对化工工艺进行改造。在化工工艺设计中，往往存在多种设计方案以待选取，而过程模拟软件能够使用精确的计算、以及过程模拟对比得出最优方案。过程模拟软件对各单元操作提供各种工艺参数，在模拟运行中，找出设计中存在缺陷的地方，并对不足之处具体指出解决方法，加快了化工工艺设计的进程，使设计工作更加高效。

　　5结束语

　　在现代化工产业中，对化工工艺的要求越来越高，包含能源、军工、环境、冶金等国家经济发展中重要组成部分。对化工工艺设计进行优化，不仅会节约企业化工生产中的时间成本和资金投入，同时在环保方面也能降低对环境的危害，对国民经济健康发展具有重要意义。此外，也要不断研制开发更高效的过程模拟优化软件，使之与化工产业的发展相适应。

　　参考文献

　　[1]徐路.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用[J].山西青年(下半月)，2013(6)：167.

　　[2]李振夏，方寿海，程乃毅.化工过程模拟优化的演变优化方法[J].南京化工大学学报(自然科学版)，1998(1)：11-16.

　　作者：马升勇 单位：天津辰力工程设计有限公司

　　推荐阅读：《中国化工装备》(双月刊)创刊于1999年，由中国化工装备协会主办。是中国化工装备协会主办的科技期刊，覆盖化工设备，橡胶机械，搪玻璃设备，仪表电气，非金属化工设备等各专业。

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