化工生產過程可以簡單概括為輸入原料和能源、輸出產品和廢物。要實現清潔生產，一是要減少資源的消耗；二是要減少廢物的產生，即要盡可能將原料轉化為產品；三是節(jié)約能量，并盡可能采用清潔能源。
我國化工行業(yè)中應用到的清潔生產技術主要包括：
①過程模擬技術；
②過程集成技術；
③清潔的生產工藝；
④清潔的反應體系；
⑤超常規(guī)反應技術；
⑥催化技術；
⑦化工設備技術；
⑧清潔能源。
什么是化工流程模擬技術？
在眾多的清潔生產技術中，化工流程模擬技術是由信息技術與化工技術相結合，以化工工藝過程的機理模型為基礎，根據化工工藝過程的數據，如物料的溫度、壓力、組成、流量及設備參數（如精餾塔的板數、進料位置），用數學方法來描述一個有多個單元的化工流程，通過在計算機進行單元或全過程的物料衡算、熱量衡算，建立模型；并通過改變各種有效操作參數，從而得所需的最優(yōu)結果。這其中包括最受關心的原材料消耗、工程消耗和產品、副產品的產量和質量、設備尺寸估算和能量分析等許多重要數據。
近些年隨著計算機技術的飛速發(fā)展，軟件、硬件的性能全面提高，可使實際的化工生產過程全面、精確地反映在計算機上，而不需改變現有裝置的任何參數，因此，在理論上有了很大的優(yōu)化空間。化工模擬人員可以在計算機上以實際裝置為基礎，任意改動工藝參數，確定出不同的方案，全方位綜合對比分析各方案的優(yōu)缺點，從而得到經濟效益、環(huán)境效益最優(yōu)的方案，達到清潔生產的目的。而且，應用流程模擬技術可以節(jié)省大量時間、原料和操作費用，提高產品質量和產量，降低消耗，同時還可以對化工生產過程的規(guī)劃、研究和開發(fā)及技術可靠性作出分析和對比。
常見化工模擬軟件介紹
01
Aspen Plus
Aspen Plus化工流程模擬系統(tǒng)是20世紀70年代由美國能源部委托麻省理工大學開發(fā)的大型化工模擬軟件，由美國最大的過程應用軟件公司ASPEN技術公司80年代初推向市場，它的數據庫包括約6000種純物質的數據，同時該數據庫也收集了25萬多套氣液平衡和液液平衡數據。用戶可以把自己初始的物性數據輸入Aspen Plus系統(tǒng)當中，利用它提供的單元操作模型，通過嚴格的計算方法，準確地進行單元和全過程的模擬計算。利用這一軟件還可以優(yōu)化已有裝置的操作條件或開發(fā)設計新建、改建裝置。由于其具有功能強大、模擬準確、使用方便等特點，而廣泛用于化工、煉油、石油化工、氣體加工、煤炭、醫(yī)藥、冶金、環(huán)境保護、動力、節(jié)能和食品等工業(yè)領域。
除了具有流程模擬功能，Aspen Plus還具有靈敏度分析、工藝計算、物性數據回歸、經濟評價等其他方面的功能。此外，實際生產中，某些物質在Aspen Plus自帶的數據庫中查找不到時，Aspen Plus還具有物性估算的功能。
02
Hysys
Hysys模擬軟件是加拿大著名油氣加工模擬軟件工程公司Hyprotech公司研究開發(fā)出的產品，它被Aspen Tech公司收購后，軟件得到升級，并為數據集成帶來了很大的方便。此數據集成系統(tǒng)的特點是工藝流程和單元操作依靠物流相關聯。Hysys模擬軟件分為動態(tài)模擬和穩(wěn)態(tài)模擬兩大部分，模擬過程中穩(wěn)態(tài)和動態(tài)同時使用同一個目標，不需要傳遞數據，而且可以很方便地從靜態(tài)切換到動態(tài)。其動態(tài)模擬最突出的優(yōu)點就是可以實時的測量和控制運行中所有系統(tǒng)，以便于在線調整操作參數，而且當優(yōu)化模型直接與DCS控制系統(tǒng)相連時，可以實時找出工藝流程的最佳操作條件。Hysys的特點是操作方便、計算效率高、計算的收斂性強，更關注工段級的操作，更強調實時性，可以和Aspen Plus形成功能互補，廣泛應用于石油化工、電解質、制藥和氣體處理等相關領域。
03
PROII
Pro/II軟件是由美國SimSic公司開發(fā)的流程模擬軟件，擁有包含了超過1700種物質的物性數據庫、40多種單元操作模塊。它不僅可以進行基本的穩(wěn)態(tài)模擬，還能夠計算物質性能、設計工藝設備、估算運行費用、評價經濟效益及進行環(huán)境保護方面的計算。它的發(fā)展歷史悠久，積累了大量的實際工程經驗，能夠模擬整個工藝流程中包括簡單的管道、閥門和復雜的反應器、分離器在內的所有裝置。Pro/II軟件還可以同換熱器計算軟件等其他大型軟件聯用，其結果也能以Word、Excel等多種方式輸出，廣泛應用于油氣加工、煉油、化工、聚合物及制藥行業(yè)中新建裝置設計、老舊裝置優(yōu)化及技術改造。
04
ChemCAD
ChemCAD軟件是美國Chemstations公司開發(fā)的流程模擬軟件，提供大量的熱平衡和相平衡計算方法，包含39種Ｋ值計算方法和13種焓計算方法，同時提供了50多個單元操作模型用于物料平衡和能量平衡核算，可以滿足化工廠的基本需要，為開發(fā)、設計工藝流程，改造、優(yōu)化生產技術提供一定的理論支持。ChemCAD軟件在Windows系統(tǒng)中即可運行，并且可與其他的應用程序兼容，這樣極大地方便了模擬數據在ChemCAD與其他應用程序之間的傳輸。ChemCAD軟件主要應用于化學和石油工業(yè)、煉油、油氣加工、制藥工業(yè)等領域。
05
gPROMS
gPROMS軟件是由帝國理工學院PSE研究中心研制開發(fā)出來的，具有過程建模、仿真、及動態(tài)模擬等功能。gPROMS基于聯立模塊思想，將復雜的對象模型逐級分解成多個簡單模型，用這些連接起來的簡單模型來替代復雜模型，這樣就降低了對復雜過程建模的難度，而且使編譯的簡單模型有了更強的通用性。與其他模擬軟件相比，gPROMS有很強的處理非連續(xù)性過程能力，而且能夠與多種應用程序建立動態(tài)連接，共同完成復雜流程的模擬。如：它可以與Aspen軟件相連接，借助Aspen的物性數據庫來完成精餾等化工過程的模擬，得到的模擬數據可以直接輸出到Excel文件中。gPROMS的應用領域十分廣泛，其在化學工業(yè)、石油化工、石油和天然氣加工、精細化工、食品工業(yè)和制藥都擁有眾多用戶。
下表為以上5種軟件的性能對比。
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