Hysys，Aspen Plus，CAD...這麼多化工軟體的功能有哪些？別到用時不知道！

一、數據處理工具

1、Origin

功能及應用：數據分析和繪圖。Origin可以導入包括ASCII、Excel、pClamp在內的多種數據。另外，它可以把Origin圖形輸出到多種格式的圖像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

2、Matlab

Matlab是矩陣實驗室之意，除具備卓越的數值計算能力外，它還提供了專業水平的符號計算，文字處理，可視化建模模擬和實時控制等功能。

>>>>線性擬合

在處理化工實驗數據及擬合模型參數時，會遇到多變數的參數擬合問題。在實驗中，由於測得的數據點的組數量多於要確定的係數量，形成了超定線性方程組。在Matlab語言中，一般採用直接法和迭代法求解。

>>>>神經網路工具箱的應用

化工中存在許多如自動控制、人工智慧、信息處理等方面的非線性問題，而此類問題往往不能用數學模型加以直觀的描述。神經網路對處理大量不能用規則和公式描述的原始數據，表現出極大的靈活性以及自適應性。

MATLAB帶有的神經網路工具箱給出的神經網路模型可用於函數和模型逼近、信號處理和預測、分群、自適應控制和故障診斷推理等。

>>>>反應釜溫度模擬工具的應用

用MATLAB開發的「反應釜溫度模擬工具」專門用於對反應釜的溫度模擬和控制。

>>>>其他應用

MATLAB軟體除了在上述的應用之外，還有很多在化工方面的應用。

●用非線性最小二乘法從實驗的二元物系汽液平衡實驗數據擬合Wilson方程參數。

● MATLAB中插值、擬合、數值微分、數值積分在化工計算中的應用包括表格式物性數據的內插，離散實驗數據點的處理，狀態方程計算流體的焓和熵，微分法反應動力學方程擬合，等溫活塞流反應器的設計計算，微觀離析反應器的計算等。

● 管路的操作型計算，換熱器的操作型計算，吸收的操作性計算，簡單蒸餾的計算，氣液相平衡中泡點溫度及組成計算等一系列化工生產中的實際問題，利用MATLAB也可以得到較好的解決。

3、exce

二、化工繪圖軟體

1、AutoCAD

AutoCAD功能：

●平面繪圖。能以多種方式創建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。

●繪圖輔助工具。AutoCAD提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等。

●繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪製水平、豎直直線，對象捕捉可 幫助拾取幾何對象上的特殊點，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。

●編輯圖形。AutoCAD具有強大的編輯功能，可以移動、複製、旋轉、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。

●標註尺寸。可以創建多種類型尺寸，標註外觀可以自行設定。

●書寫文字。能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

●圖層管理功能。圖形對象都位於某一圖層上，可設定圖層顏色、線型、線寬等特性。

●三維繪圖。可創建3D實體及表面模型，能對實體本身進行編輯。

●網路功能。可將圖形在網路上發布，或是通過網路訪問AutoCAD資源。

●數據交換。AutoCAD提供了多種圖形圖像數據交換格式及相應命令。

●二次開發。AutoCAD允許用戶定製菜單和工具欄，並能利用內嵌語言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等進行二次開發。

對於化工而言，AutoCAD主要用於繪製實驗流程圖、設備裝配圖、零件圖、工廠管線配置圖、帶控制點流程圖等。

2、Chem window

Chem window在化工中的應用：

●分子結構繪製,包括化學鍵繪製、各種環結構繪製、化學反應機理的表示、相應文字說明、電子云表示等功能。

●化學實驗裝置圖繪製，包括各種介面的玻璃儀器的圖形模板。

●化工工藝流程圖繪製,具有各類化工設備的示意圖形庫。

●提供大量的各種複雜分子結構通用模板，直接提取應用。

三、化工工藝流程模擬軟體

1、Aspen Plus

Aspen Plus在化工中的應用：

●物性

在物性部分中包括基礎物性資料庫、熱力學性質和傳遞物性。

①基礎物性資料庫

Aspen Plus 中含有一個大型物性資料庫：共含有32類、近900種純物質的物性，主要有：分子量、Pitzer 偏心因子、臨界性質、標準生成自由能、標準生成熱、正常沸點下汽化浴熱、迴轉半徑、凝固點、偶極矩、比重等。

同時還有：理想氣體熱容方程式的參數、Antoine 方程的參數、液體焓方程係數。

只要所計算的組分在物性資料庫中存在，則可自動從資料庫中取出基礎物性進行傳遞物性和熱力學性質的計算。

②燃燒物資料庫

燃燒物資料庫是計算高溫氣體性質的專用資料庫。該資料庫含有常見燃燒物的59 種組分的參數，其溫度可高達6000K。燃燒物資料庫只適用於部分單元操作模型對理想氣體的計算。

●熱力學性質和傳遞物性

在模擬中用來計算傳遞物性和熱力學性質的模型和各種方法的組合共有43 種，主要有：計算理想混合物汽液平衡的拉烏爾定律、烴類混合物的Chao-Seader、非極性和弱極性混合物的Redlich-Kwong-Soave、BWR-Lee-Starling、Peng-Robinson。

對於強的理想液態混合物的活度係數模型主要有UNIFAC、Wilson、NRTL、UNIQUAC，另外還有計算純水和水蒸氣的模型ASME 及用於脫硫過程中含有水、二氧化碳、硫化氫、乙醇胺等組分的Kent-Eisenberg 模型等。

有兩個物性模型分別用於計算石油混合物的液體粘度和液體體積。對於傳遞物性主要是計算氣體和液體的粘度、擴散係數、導熱係數及液體的表面張力。

●單元操作

ASPEN PLUS 中共有二十多個單元操作模型。

①間歇反應器

用來模擬單相或兩相間歇式反應器。反應器可有一個連續進料或一個連續出料。採用緩衝罐的辦法使間歇反應器與模擬流程的穩態物流相連接。

②多塔精餾

用於對多個多級分餾裝置相互聯接系統的嚴格模擬。能處理帶有側流汽提、泵循環旁路和外部換熱器的複雜分餾操作。

③工況分析

為了對同一流程作幾種操作工況的運行分析，可採用工況分析模塊進行模擬外，還要對一系列工況中的每個工況進行流程模擬

④靈敏度分析

用戶通過給定某一變數作為靈敏度分析變數，通過改變此變數的值模擬出操作結果的變化情況。

●系統實現策略

①數據輸入

ASPEN PLUS 的輸入是由命令方式進行的，即通過三級命令關鍵字書寫的語段、語句及輸入數據對各種流程數據進行輸入。

②解算策略

ASPEN PLUS 所用的解算方法為序貫模塊法，對流程的計算順序可由用戶自己定義，也可由程序自動產生。

③結果輸出

可把各種輸入數據及模擬結果存放在報告文件中，可通過命令控制輸出報告文件的形式及報告文件的內容，並可在某些情況下對輸出結果作圖。

在物流結果中包括：總流量、強度、壓力、氣化率、焓、熵密度、平均相對分子質量及各組分的摩爾流量。

2、Chem CAD

ChemCAD在化工中的應用：

對於老廠，由ChemCAD建立的模型可作為工程技術人員用來改進工廠操作以提高產量產率、減少能量消耗、降低生產成本的有力工具。

可模擬確定操作條件的變化以適應原料、產品要求和環境條件的變化，也可模擬研究工廠合理化方案以消除「瓶頸」問題，或模擬採用先進技術改善工廠狀況的可行性，如採用改進的催化劑、新溶劑或新的工藝過程操作單元。

ChemCAD對反應器和分離塔，提供了多種計算方法。

ChemCAD還可以模擬多種單元操作。ChemCAD可以將每個單元操作組織起來，形成整個車間或全廠的流程圖，進而完成整個模擬計算。

在熱力學選項方面，ChemCAD提供了大量的最新的熱平衡和相平衡的計算方法，包含39種K值計算方法、13種焓計算方法。

它的熱力學資料庫收錄有8000多對二元交互作用參數供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度係數方法來使用。

也可以採用ChemCAD提供的回歸功能回歸二元交互作用參數。此外，ChemCAD提供了熱力學專家系統幫助用戶選擇合適的K值和焓值計算方法。

ChemCAD可以處理多相系統，也可以考慮汽相締合的影響。ChemCAD有處理固體功能。對含氫系統，ChemCAD採用一種特殊方法進行處理，可以可靠預測含氫混合物的反常泡點現象。

ChemCAD提供了標準、共享、用戶三種組分資料庫，允許用戶添加多達2000個組分到資料庫中，可以定義烴類虛擬組分用於煉油計算，也可以通過中立文件嵌入物性數據。

ChemCAD還具有容易使用、高度集成、界面友好等特點。

3、Pro/Ⅱ

Pro/Ⅱ特點及在化工中的應用：

模擬應用：設計新工藝、評估改變的裝置配置、改進現有裝置、依據環境規則進行評估和證明、消除裝置工藝瓶頸、優化和改進裝置產量和效益。

Pro/Ⅱ典型的化學工藝模型：合成氨、共沸精餾和萃取精餾、結晶、脫水工藝、無機工藝、液-液抽提、苯酚精餾、固體處理。

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）、鏈增長聚合、聚酯、醯胺-尼龍6，尼龍6/6，尼龍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）。

煉油：原油預熱、常壓蒸餾、減壓塔、FCC主分餾塔、焦碳塔、氣體裝置、汽油穩定、石腦油分離和氣提、反應精餾、變換和甲烷化反應器、酸水分離器、硫和HF酸烷基化、脫異丁烷塔。

化工：乙烯分離塔、C3分離塔、芳烴分離塔、環己烷裝置、MTBE分離製造廠、萘轉化、烯烴生產、氧化生產、丙烯氯化。

氣體加工：胺脫硫、多級冷凍、壓縮機組、脫乙烷塔和脫甲烷塔、膨脹裝置、氣體脫氫、水合物生成/抑制、多級、平台操作、冷凍迴路、透平膨脹機優化。

製藥：間歇精餾、間歇反應。

一般化的閃蒸模型：閃蒸、閥、壓縮機/膨脹機、泵、管線、混合器/分離器。

精餾模型：Inside/out，SURE，CHEMDIST演算法、兩/三相精餾、四個處值估算器、電解質、反應精餾和間歇精餾、簡捷模型、液-液抽提、填料塔的設計和核算、塔板的設計和核算、熱虹吸再沸器。

換熱器模型：管殼式、簡單式和LNG換熱器、區域分析、加熱/冷卻曲線。反應器模型：轉化和平衡反應、活塞流反應器、連續攪拌罐式反應器、在線 FORTRAN反應動力學、吉布斯自由能最小、變換和甲烷化反應器、沸騰釜式反應器、Profimatics重整和加氫器模型界面、間歇反應器。

聚合物模型：連續攪拌釜反應器、活塞流反應器、擦膜蒸發器。

固體模型：結晶器/溶解器、逆流傾析器、離心分離器、旋轉過濾器、乾燥器、固體分離器、旋風分離器。

組分資料庫：2000多純組分庫、以DIPPR為基礎的庫、固體性質、1900多組分/種類電解質庫、非庫組分、虛擬組分和性質化驗描述、用戶庫、根據結構確定性質、多個化驗混合、用於聚合物的Van Krevelen方法。

混合物數據：用於3000多VLE二元作用在線二元參數、用於300多LLE二元作用在線二元參數、2200在線共沸混合物用於參數估算、專用數據包、酒精脫水、天然氣脫水、帶有三乙烯乙二醇、來自GPA(GPSWAT)的酸水包、氣體和液體氨處理、硫醇等。

4、Hysys

HYSYS軟體分動態和穩態兩大部分。其動態和穩態主要用於油田地面工程建設設計和石油石化煉油工程設計計算分析。其動態部分可用於指揮原油生產和儲運系統的運行。

對於油田地面建設該軟體可以解決油田地面工程建設和石油石化煉油方面的問題。

HYSYS軟體中含有數據回歸包和嚴格物性計算包。

數據回歸包提供了強有力的回歸工具。用實驗數據或庫中的標準數據通過該工具用戶可得到焓、氣液平衡常數K的數學回歸方程(方程的形式可自定)。

用回歸公式可以提高運算速度，在特定的條件下還可使計算精度提高。嚴格物性計算包的功能強大，它的基礎數據也是來源於世界富有盛名的物性數據系統，並經過Hyprotech公司的嚴格校驗。這些數據包括20,000個交互作用參數和4,500多個純物質數據。

此外，HYSYS軟體還有功能強大的物性預測系統，DCS介面，事件驅動，參數優化器，窄點分析工具，方案分析工具，各種塔板的水力學計算和任意塔的計算等功能並且提供了附加模塊。