常用的化工工流程模拟软件介绍

研小慧

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

美国WinSim Inc. 公司的Design II

加拿大Virtual Materials Group的VMGSim

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CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较 简单总结以下七点：

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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。

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2. 学习aspen plus必备

⑴化工原理；讲化工过程得单元操作

⑵热力学方法；讲述物性计算方法；

⑶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，

⑴⑵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。

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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。

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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。

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5. 从易收敛性上看，chemcad>hysys>proii。

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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上使用会有一些小问题，但通过变通方法可以使用，11.1使用中有一个小问题，很容易解决的。至于其它版本，目前看来还不能正常地使用。　

Pro/II好用的版本是5.6、6.0、7.1，前两个版本没得说，追新的可能会喜欢7.1，但该版本在winXP以上版本安装时有的会装不上。 　　

Hysys好用的是2.4、3.0、3.2，其中3.0版本必须从光盘安装，3.2版本有些问题，每次使用半个小时后有时会无缘无故退出。

各软件简介

3.1AspenOneAspenOne美国AspenTech公司在2004年底推出，

EO(联立方程)方面有较大改进。官方网站：http://www.AspenTech.com，下面Hysys，HTFS,Aspen Plus是其主要产品。

Hysys关于HysysHysys原是加拿大Hyprotech公司产品，Hyprotech公司创建于 1976年，是世界上最早开拓石油、化工方面的工业模拟、仿真技术的跨国公司。其技术广泛应用于石油开采、储运、天然气加工、石油化工、精细化工、制药、炼制等领域。它在世界范围内石油化工模拟、仿真技术领域占主导地位。

Hyprotech已有17000 多家用户，遍布80多个国家，其注册用户数目超过世界上任何一家过程模拟软件公司。目前世界各大主要石油化工公司都在使用 Hyprotech 的产品，包括世界上名列前茅的前15家石油和天然气公司，前15家石油炼制公司中的14家和前15家化学制品公司中的13家。

2002年美国AspenTech公司将Hyprotech公司收购，Hysys就该是AspenTech公司旗下产品了。

2004年美国Honeywell公司从AspenTech公司买下Hysys软件的产权。Hysys2004为AspenOne的一部分，是Aspen买了Hysys后推出的第一个版本。Aspen One目录里就有Aspen Hysys Hysys的开发背景 由于微机的高速发展及MicrosoftWindows软件的推出，改变了DOS对微机资源及单任务的限制，使得动态模拟系统在微机上运行成为可能。

加拿大HYPROTECH公司不负众望，以雄厚的技术实力，在世界上率先开发出微机版动态模拟系统HYSYS1.0。动态模拟系统HYSYS的推广及应用必将给石油化工设计领域、生产领域、研究领域带来一场深刻的革命，成为石油化工领域划时代的里程碑。

化工模拟软件基本是沿两个方面发展和提高。

⑴一是在化工模拟理论和技术方面发展，从而使软件应用范围更加广泛；

⑵另一方面是在软件及计算机辅助工具发展，也就是研究更好的办法，使工程师更易掌握、使用这种软件，在研究方案中更灵活地运用这种软件。

近年来，前一方面发展很快，后一方面则进展很慢。由于前一方面各家公司的水平都较高，所以后一方面显得尤为重要，将两者结合起来，利用新一代编程工具开发新一代的模拟软件，必将给化工模拟行业带来一场变革。

Hyprotech公司在软件发展过程中始终坚持一个宗旨：“使软件操作简单、方便，工程师易学、易懂”。达到这个目的方法之一就是工程师在使用过程中能随心所欲地更改变量。软件运行中的任何时刻都可以暂停以观察数据的变化。这就是所说的“完全交互式软件”，他就是Hyprotech公司的第一代产品HYSIM。它也是世界上第一个完全交互式的化工模拟软件。该公司的成功源于两个方面，其一是该公司不断发展的技术能力，其二是该公司对计算机技术发展带来的潜在的新技术的认识，以及对这种变化作出的快速反应。从交互模拟到微机上的交互模拟技术，该公司一直以提供创新的软件而领先于世界。 HYSYS以具有十几年世界各地石油化工领域的应用历史的HYSIM为其坚实的基础。HYSYS包含更多、更复杂的物性计算包及单元操作，为了能更快速、准确得到计算结果，增加了强大的初始化及快速迭代计算工具。同时还增加了系统优化、反应蒸馏、先进的变量计算表、用于控制研究的控制器和传递函数发生器。

Hysys的应用厂商 Hyprotech 公司国外用户：BP 、 Chevron 、 Dow 、 DuPont 、 Exxon Mobil 、 Fluor Daniel 、 Monsanto 、 Glaxo SmithKline 、 Rohm Hass 、 Bayer 、 Shell 、PraxAir 、 UOP 等 HYSYS 在国内应用非常广泛，国内用户总数已超过 50 。所有的油田设计系统全部采用该软件进行工艺设计。下面是部分国内油田用户名单： 大庆油田设计院、辽河油田设计院、华北油田设计院、大港油田设计院、四川油田设计院、长庆油田设计院、青海油田设计院、中原油田设计院、江汉油田设计院、克拉玛依油田设计院、克拉玛依油田研究院、独山子炼油厂、独山子石化设计院、廊坊管道勘察设计研究院、中国海洋总公司生产研究中心、中国海洋总公司石油工程公司（天津塘沽）。中国海洋总公司南海分公司、壳牌中国分公司（ Shell ）、辽阳化纤公司、辽阳石化设计院、大庆石化设计院、岳阳石化公司、九江石化公司、南京石化公司、扬子石化公司、扬子石化设计院、抚顺石化设计院、抚顺石化公司、金陵石化公司、茂名石化设计院、镇江炼化工程公司 等。

HYSYS的特点：

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研小慧

1、最先进的集成式工程环境。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发生联系。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，不须进行数据传递。因此在这种先进且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益，对复杂的工艺流程往往要分成几个部分模拟。这主要基于：①小流程分析方便，速度快；②对不同体系采用不同的热力学方法以取得更精确的结果，以往的软件基本采用的方法是先单独对小流程模拟，然后人工或软件通过文件将数据从一个流程传递到另一个流程。这种数据的强制性传递必然引起流程内部数据的矛盾，其结果是流程必须重新计算。集成式的工程环境则不同，它使人们能在一个模拟环境中将流程分为若干个子流程，可大可小。这种集成环境的独到之处是子流程、主流程之间的数据是相互共享的，不须传递。它们之间还可以采用不同的物性计算包。从一个流程到另一个流程就象翻书一样容易。
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4 F0 n4 T6 Y5 Y; }- q2、强大的动态模拟功能。 动态模拟的方法及过程是流程稳态模拟收敛后，首先定义单元操作的动态数据(如分离器的几何尺寸、液位高度等)，安装控制仪表，然后就可以进入动态，开始动态模拟。动态模拟过程中，可以随时调整温度、压力等各种工艺变量(这就是Windows的多任务)，观察它们对产品的影响以及变化规律。还可以随时停下来，转回静态。由于动态和静态是相同对象的共享，所以动静之间的转换非常容易。HYSYS提供了PID控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行动态模拟的控制单元。PID控制器可完成对任何变量的控制。②传递函数发生器可产生任何形式的过程传递函数，如一阶环节、二阶环节、微分和积分环节。用它们可以模拟任何被控制对象及干扰源。③数控开关在动态过程中，可通过检查某操作条件而控制另一变量的开或关，进而达到对整体装置的控制。○4每个变量计算表存储26 * 50，即130个变量。这个表象一台在线挂在实际装置上的控制机，可以引入流程中的任何变量，然后在表中处理(该表可以进行各种函数及逻辑运算)，将其结果再送回流程，指定给某些变量，从而达到控制某些变量的目的。

/ l% I; V' d  v1 b1 P0 |& t$ U3、DCS接口。HYSYS通过动态链接库DLL与DCS控制系统链接。装置的DCS数据可以进入HYSYS，而HYSYS的工艺参数也可以传回装置。通过这种技术可以实现;①在线优化控制;②生产指导;③生产培训;④仪表设计系统的离线调试。
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, j4 @2 x4 J$ O1 ^; l6 l+ E/ w4 ]6 N4、工艺参数优化器。软件中增加了功能强大的优化器，它有五种算法供您选择，可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是比较先进的一种方法，可进行多变量的线性、非线性优化，配合使用变量计算表，可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中，以得到可获最大经济效益的操作条件。除了上述的特点外，HYSYS中还包括了事件驱动加物性计算包、干板开车、内置人工智能、数据回归包、物性计算包、物性预测系统、事件驱动、窄点分析工具、方案分析工具、各种塔板的水力学计算、任意塔的计算、非序贯模拟技术等。 Hysys的应用 HYSYS 软件是世界著名油气加工模拟软件工程公司开发的大型专家系统软件。该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。
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研小慧

大家好！
- D. t$ ^9 R% f研发埠线下课程【Aspen Plus 流程模拟培训】开课啦~
课程内容：
& r( d1 T: I7 j3 z0 s第一章 Aspen Plus 软件功能概述，应用领域，软件特点及功能：
' _; ?1 N. M- t8 c第二章 Aspen Plus 物性篇：
! b: d" F$ Y. U5 N7 y. S8 Y查询纯组分物性、物性估算；
( I! b0 q7 ?7 H: j0 X计算溶液传递物性；
泡、露点计算；
2 n$ M' @: y7 o利用软件画二元相图；
7 _9 R' Q. r8 T查询共沸物及共沸点；
, r! ], A1 h" c( ~2 K$ i) X' o三元体系相图；
3 [% v  w+ w' x! j  `+ _物性回归液液二元交互参数；
) ^& T1 o8 e0 ^; j电解质溶液计算及 PH 值求取。
第三章 Aspen Plus 物料与能量横算篇
3 k+ a: V* j# L7 s9 \8 a- H氨气吸收实例；
甲醇汽化热求取；
3 z0 G, u' b7 g! ^) a, q废热锅炉产气量计算；
" \0 g$ o% w, R第四章 Aspen Plus 物料与能量横算篇
1 Q) Z$ E$ C0 U# ~$ Y气-液-液三相平衡计算（苯乙烯 sensitivity考察相变点温度）；
: k2 E* j3 m+ h+ {液-液平衡醋酸萃取计算（Design Spec设计规定功能调整溶剂用量）；
- C, h$ W# {& z) D1 |0 s液-固平衡计算（十水硫酸钠晶体析出温度）；
甲烷水蒸气重整制氢（Calculator +Sensitivity）
第五章 Aspen Plus 应用篇
Pipeline 模块和设计规定功能，进行水高位输送模拟和泵/阀门选型设计。
4 K* W# f3 X7 c' Q7 Z! D第六章 Aspen Plus 精馏篇
+ `* I6 ~2 n/ W甲醇-水精馏塔设计计算；
6 R- i  l9 c& N采用设计规定 Design Spec 快速求解；
) Q$ x3 G* E$ q3 N采用灵敏度分析优化进料板位置；
1 ~$ f8 k7 K. }5 D3 R# b  z采用填料和塔板计算塔径；
塔顶冷凝器/塔底再沸器求解。在初级班精馏篇基础上加入复杂精馏的案例。
" T- |4 H/ N3 D0 e5 v第七章 Aspen Plus 换热篇
模拟水-空气-乙醇的换热流程。
% ~( l4 y! T/ V% g$ ~: r7 l计算锅炉热负荷和蒸汽富裕量，计算换热面积和所需的蒸汽量（设计规定），进行换热器的设计/校核。
第八章 Aspen Plus 石油篇
5 @7 g+ M5 |4 g# |/ U: @" A石油化验数据分析 ADA 和虚拟组分系统 PCS：石油油品切割，计算原油性质及
& C! X4 ~" c# X混合油品的 TBP 曲线。
第九章 Aspen Plus 其它
结合课堂学员需求，讲解新的知识点。
课程时间及地点：    2017年8月11-13日        上海
课程详情：http://edu.yanfabu.com/course/1101/info
联系人：顾老师 15388633531
微信：wl920508

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美国SimSci-Esscor公司的PRO/II
  u, N, m& M, i& j! V美国AspenTech公司的Aspen Plus，Hysys
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美国Chemstations公司ChemCAD
* q* E. \  T  J; i* m% Y& X美国WinSim Inc. 公司的Design II
0 }$ b2 N0 V, ^! o* s0 f, l加拿大Virtual Materials Group的VMGSim
: z" W3 t+ H; \6 ]- I) F4 J7 R& ?8 x中国CHEMCAD青岛科技大学编制