《化工过程分析与综合》课程中期报告。
化工过程模拟软件实践报告。
苯和甲苯精馏分离模拟。
学院化工与环境学院
班级 08040341x
姓名李晓峰（48）
tel 152
日期 2023年11月11日
前言。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a ichedippr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5.
3版开始还提供了200多种**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。
软件概述：chemcad系列软件是美国chemstations公司开发的化工流程模拟软件。使用它，可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
1.1使用chemcad可以做的工作主要有以下几项：
a.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化
b.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗
c.评估新建/旧装置对环境的影响
d.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统。
1.2chemcad中的单元操作：
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可以模拟以下单元操作：
蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、反应蒸馏、反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机等50多个单元操作。
1.3热力学物性计算方法：
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，和13种焓计算方法。k值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类，其中活度系数法包含有unifac 、uplm (unifac for polymers)、 wilson 、t. k.
wilson 、hrnm modified wilson 、van laar 、non-random two liquid (nrtl) 、margules 、gmac (chien-null) 、scatchard-hildebrand (regular solution)等。焓计算方法包括redlich-kwong 等。
1.4使用chemcad主要有以下步骤：
a.画出您的流程图
b.选择组分
c.选择热力学模型
d.详细指定进料物流。
e.详细指定各单元操作
f.运行g.计算设备规格。
h.研究费用评估方案
i.评定环境影响
j.分析结果/按需优化
k.生成物料流程图/报告。
1.5chencad的应用领域。
a、蒸馏/萃取(间歇 &连续)
b、各种反应(间歇 &连续)
c、含电解质的工艺。
d、热力学-物性计算。
e、汽/液/液平衡计算。
f、设备设计。
g、换热器网络。
h、环境影响计算。
i、安全性能分析。
j、投资费用估算。
k、火炬总管系统。
l、公用工程网络。
1.5 chemcad的其它特点。
chemcad还具有容易使用、高度集成、界面友好等特点。它安装简便，支持各种输入设备，并具有详尽的帮助系统和强大的计算和分析功能。另外，chemcad提供了网络版，最多25人同时并发使用。
chemcad网络版**低廉，最适合于学校教学及大型公司使用。
2.应用举例（一）
2.1设计条件。
2.2设计要求。
a设计方案的说明：对所给或选定的整个精馏装置的流程、操作条件和主要设备的型式等进行简要的论述。
b精馏塔的设计计算：确定精馏塔所需的塔板数以及塔的主要尺寸。
c装置的辅助设备，如再沸器、冷凝器等的选择或计算。
d描绘精馏装置的工艺流程图和精馏塔的的设备工艺条件图，编写板式塔精馏装置设计的说明书。
2.3应用软件模拟设计。
2.3.1步骤。
2.3.1.1保存文件*.ccx
点击程序左上角的工具栏“file”，在出现的菜单中点击“s**e”，即可出现如。
在对话框中，填入文件名 “chemical”，点击“保存” ，即可出现以下绘画画面。
2.3.1.2画流程图
先进行简捷计算。单击第七行第七列的塔（shortcut模块），然后在左面空白出单击左键，即可画得一精馏塔。同理，画出进料管线“红色箭头”与出料管线“蓝色管线”，用标有“stream”的折线连接，如下图
2.3.1.3设置单位。
将“simulation/graphic”锁定在simulation，下拉菜单“format” “engineering units” 可出现如下画面：
如选择“si”制，将“presure”设置为“kpa”，单击“ok”。
2.3.1.4选择组分。
点击工具栏“thermophysical”、“component list”，出现以下画面：
2.3.1. 5选择热力学模型
2.3.1.6详细定义进料物流。
2.3.1.7详细定义各单元操作。
2.3.1.8运行模拟计算，并显示计算结果。
可知运算的的理论板数为１４块，进料板是第７块，单击ｏｋ
overall mass balance kmol/hkg/h
input output input output
benzene132.1003 132.1003 10381.3801 10381.3801
toluene105.5797 105.5797 9648.3544 9648.3544
total237.680 237.680 20029.7363 20029.7363
shortcut distillaton summary
equip. no1
namemode3
light key component1.0000
light key split0.9573
he**y key component2.0000
he**y key split0.0427
reflux ratio1.5000
number of stages13.9043
min. no. of stages8.0314
feed stage7.4521
condenser duty mj/h -15698.0645
reboiler duty mj/h 7971.7451
reflux ratio, minimum 1.8979
calc. reflux ratio2.8195
2.3.1.9严格计算。
2.3.1.10 运行。
2.3.1.11 设备尺寸计算。
2.3.1.12 tpxy图。
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