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 IChE的D IPPR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可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 做的主要工作有以下几项：

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/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。

CHEMCAD 将稳态模拟、动态模拟、间歇操作、安全设计、管网分析等计算功能，与换热器设计、塔器设计、容器设计等多项装置的设计功能，完全集成于单一的软件接口，相互支持、灵活运用，使工艺设计、计算分析更精

确完善，完全不存在数据传递或软件接口出错的问题，极大地提高了工程仿真的计算效率。

ChemCAD高度集成、界面友好、操作简单,按需设置好参数,便可使用。

画流程图

单击菜单栏File按钮,选择New Job,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。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Open Job,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Edit Flowsheet,这个按钮会变为Run Simulation,并弹出右侧的面板,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Reroute stream,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Swap unit,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Insert unit,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。

设置单位

在菜单栏中单击Format,然后单击Engineering Units,会弹出一个对话框,可选择Alt SI、SI等多个单位标准,选好后单击OK,便可完成单位设置。

选择组分

单击菜单栏Thermophysical,选择Component list,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OK,完成组分添加。

选择热力学模型

单击Thermophysical,选择K - values,会弹出一个对话框,设置好后单击OK,便完成了K值设置;接着是设置焓,同样是在Thermophysical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 - Value Wizard,这一项可以设置温度、压强等的最大和最小值。在Thermophysical菜单中还有电解液等选项,只要按需设置好即可。

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Specifications,在弹出的菜单中选择相应的选项进行设置。单击Specifications,选择Select Streams,弹出ID号输入对话框,输入ID号,单击OK,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。

详细指定单元操作

左键双击或在Specifications菜单中选择Select Unitops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OK,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。

运行模拟计算

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Run All、Run Selected Units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OK便开始运行。还可设置运行顺序,只需在Run菜单中选择Calculation Sequence,在弹出的对话框中设置好后单击OK即可。

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。

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,有些还不能处理的生产流程,可以将方　案提交给Chemstations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。

《流程模拟软件ChemCAD在化工中的应用》内容简介：ChemCAD是美国Chemstations公司开发，在世界上得到了较广泛应用的化工流程模拟软件。《流程模拟软件ChemCAD在化工中的应用》从高等学校工程设计与计算课程的教学出发，结合工业生产和设计的实际，系统介绍了ChemCAD软件的功能、使用方法和操作过程。《流程模拟软件ChemCAD在化工中的应用》第1章介绍了流程模拟的基本知识；第2章介绍了ChemCAD软件的基本操作方法和步骤；第3章至第5章结合大量典型的分离、反应和换热过程的实例，详细说明了利用ChemCAD进行单元过程模拟的具体方法与步骤；第6章介绍了利用ChemCAD进行流程模拟；第7章介绍了ChemCAD在实验数据处理等方面的应用。

《流程模拟软件ChemCAD在化工中的应用》可作为高等学校化学及化工类专业本科生和专科生的教学参考书，也可供石油与化工等领域从事化工过程的开发与设计的工程技术人员参考。

第1章 流程模拟系统概述

1.1 化工流程模拟基本概念及发展简介

1.2 化工流程模拟系统

1.3 化工流程模拟系统的构成

1.4 ChemCAD介绍

1.5 ChemCAD的安装与配置

第2章 ChemCAD的基本操作

2.1 启动ChemCAD

2.2 ChemCAD的主窗口

2.3 建立和打开文件

2.4 选择工程单位

2.5 绘制流程图

2.6 选择组分

2.7 选择热力学性质的计算方法

2.8 规定进料物流

2.9 输入设备参数

2.10 模拟运算

2.11 查看计算结果

2.12 输出

第3章 分离单元模拟

3.1 概述

3.2 简捷法计算板式精馏塔

3.3 严格法计算板式精馏塔

3.4 填料吸收塔

3.5 闪蒸器

3.6 共沸精馏

3.7 萃取

3.8 萃取精馏

3.9 反应精馏

第4章 换热单元模拟

4.1 热交换器计算

4.2 冷凝器设计

4.3 再沸器设计

第5章 反应单元模拟

5.1 化学计量系数反应器

5.2 动力学反应器

5.3 化学平衡反应器

5.4 Gibbs反应器

5.5 间歇反应器

第6章 化工流程模拟

6.1 辛烯生产工艺流程

6.2 液化石油气生产工艺流程

6.3 乙酸酐生产工艺流程

第7章 ChemCAD的其他应用

7.1 拟合实验数据

7.2 气液平衡计算

7.3 计算物性数据

参考文献

全书共分5个单元，分别是：数据处理、气体的热力学性质计算、化工过程物料衡算、单一化工过程能量衡算、典型化工过程工艺计算。本书在内容上尽可能做到与生产实际紧密结合，在解决具体定量计算问题时尽可能紧跟科技的发展，采用目前常规软件Excel和商用计算软件ChemCAD进行计算，提高了计算效率。同时，结合笔者长期的实践经验，介绍了如何运用Excel VBA自行开发自定义函数，并对每一类具体的计算方法和步骤均进行了较为详细的说明。

本书可作为高职类院校与化工相关的专业教材或参考书，也可作为化工技术人员解决化工计算问题的参考书。