计算机辅助设计在化工工艺中的作用

O 王莉君 周芳（山东宏达绿洲工程科技有限公司 山东泰安 271000）

计算机辅助设计在化工工艺中的作用

O 王莉君 周芳
（山东宏达绿洲工程科技有限公司 山东泰安 271000）

计算机辅助设计在化工工艺中发挥着重要作用，要把握好计算机辅助设计化工工艺的价值，积极探索计算机辅助设计的深入应用实践，促进化工工艺的进步与革新。本文介绍了化工工艺设计与计算机辅助设计必要性，从三个方面入手探讨了计算机辅助设计在化工工艺中的作用与应用实践情况，希望能为计算机辅助设计作用的发挥提供支持。

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化工行业的飞速发展对化工工艺要求不断提高，面临新时期的诸多挑战，计算机辅助设计的应用有助于解决从设计到工艺流程、工艺应用等环节的诸多问题，无论是辅助计算、模型设计还是工艺模拟、图纸绘制等都离不开计算机的参与。目前化工工艺领域广泛应用计算机辅助设计服务化工工艺研究与应用，这对于更好的提升工艺水平、优化工艺流程、服务生产有重要价值。要准确掌握化工工艺特点及计算机辅助设计的应用价值，做好现代化工工艺的研究与应用实践。下面对计算机辅助设计在化工工艺中的作用进行简要探究。

一、化工工艺设计与计算机辅助设计必要性

1.化工工艺设计

化工工艺领域设计是关键核心，它关系到工艺图纸的绘制与应用、工艺模型的建立、工艺流程的优化与应用以及化工工艺的创新，对整个化工工艺都起着极为重要的主导作用。化工工艺设计离不开计算，通过结合工艺要求进行物料计算、能量计算、模型计算等，有助于准确控制原料消耗、生产工艺流程及工艺模型与管道的设计计算等，对于化工工艺至关重要。

2.计算机辅助设计应用必要性

化工工艺设计本身的独特性决定了计算机辅助设计应用的必要性与价值。化工工艺计算本身涉及计算量复杂且庞大，涉及到诸多专业计算知识如多变量、非线性等，这一特性决定了计算机辅助设计应用的必要性；化工工艺设计一直以追求最佳设计参数或者工艺参数为目标，但由于工艺设计参数可查询范围较大、影响计算结果因素众多，因此为提升工艺设计合理性与可靠性必须应用到计算机辅助设计；化工工艺设计的方案通常需要经常反复比较、验证、优化，传统工艺设计无法满足要求的情况，计算机辅助设计的应用势在必行，有助于提升设计质量与效率，降低工艺设计与优化成本，这也决定了计算机辅助设计在化工工艺领域应用的价值与前景。

比如化工设计制图软件的应用可有效促进化工工艺的数字化管理与信息化管理，采用专门用于制作工程设计、工艺物料流程图、管道和仪表图的化工设计制图软件PIDCAD，PIDCAD基于AutoCAD平台，融合多种绘图标准与设计者绘图习惯开发而成，制图操作易上手且绘图效率高。作为计算机辅助设计领域较常使用的典型软件，PIDCAD软件集成了多种化工标准图例，可快速绘制各种化工设备图纸，并赋予设备属性，在提高绘图效率的同时，也为企业工艺流程图纸的数字化管理打下基础。

图一 化工工艺CAD的系统结构框图

二、计算机辅助设计在化工工艺中的作用与应用实践

1.化工工艺数据库服务

计算机辅助技术在化工工艺领域的最典型应用就是数据库，化工工艺涵盖诸多数据参数或者化合物物性数据( 如分子量、凝固点等) ，这些原始数据是后期进行工艺生产与改进的基础与关键，在化工领域占据着重要地位。现代化工企业生产中利用计算机辅助技术建立各类数据库已经成为主流，为化工领域生产、技术革新提供强有力支持，比如THEi建立天然染料数据库、重庆化工行业建立专利数据库平台、煤化工建立煤化工水样数据库、化工流程制造业信息系统整体集成数据库等，这些数据库的建立成为了生产至关重要的基础。

天然染料数据库的建立为环保染料的设计提供了有力支持，方便业界进行专业数据查询并推广环保染料的设计与应用。化工专利数据库平台可节约研发时间和科研经费，增强企业竞争力，数据库涵盖化工产业最新专利技术成果，以信息量大和专业化为特点，对石油化工、天然气化工、精细化工、化工新材料产业的重点子产业、产品和工艺提供数据支持。煤化工水样数据库的建立有助于开发高效、经济、适用的污水处理技术与工艺，有利于形成设计规范和数据参考，有利于煤化工企业对全厂水系统进行集成分析、找出制约瓶颈、制定优化方案并实施，尤其是随着煤制油、煤制烯烃、煤制天然气等大型煤化工项目的投产，专业水样数据库的建立可促进适用技术的开发，科学推进煤化工节水减排，对煤化工行业节能降耗环保目标的实现有战略意义。

2.化工工艺三维数字化

计算机辅助设计可助力化工工艺实现三维数字化，通过优化三维模型设计取得令人满意的协同设计效果。比如应用Factory Design Suite设计软件可有效地设计制造工艺布局，针对设备放置评估假设工厂布局方案，可依靠AutoCAD技能进行构建，使用自动化工作流加速设计，同步生成二维和三维布局，利用标准件库加快设并直接在AutoCAD中分析材质流，优化机械利用率和能耗，发布具有多个变量的资源，优化布局以精益生产。

随着计算机技术的发展，计算机在化工工艺领域中的应用方式不断改变，与之配套的技术也在日渐完善，三维数字工厂设计软件作为计算机辅助设计的重要成果之一，在石油化工工艺领域的应用得到迅速扩展。比如油田生产企业中超音速分离器最优配套工艺这一工艺流程的三维建模，利用Factory Design Suite设计软件可实现三维参数化设计模型图，对超音速分离器最优配套工艺流程进行建模，建立以超音速分离器为模型的超音速分离器最优配套工艺的三维模型。该三维模型能让设计者直观地对超音速分离器可能影响凝液产量的因素进行讨论和调节，并在模型建立阶段形成的工程数据框架基础上，方便地实现数据共享与集成。工艺三维模型的成功建立结合生产实际可有效应用，方便创新建立包括工艺管道、设备、工艺流程等三维参数化工厂设计模型。三维模型与动画可与原有二维图形相互关联，三维模型能转化为二维工程图，对二维工程图的修改也能在三维模型中体现，为建立数字化工厂、搭建完整的数据平台积累经验。除此之外，石油化工领域还自主设计了包括乙二醇再生系统等在内的多个三维模型，应用于流程培训和施工指导等方面，为石油化工工艺的进步、优化与应用提供支持。

3.化工工艺流程设计

为满足化工工艺设计和化工市场快速增长需求，计算机辅助设计必须着力与化工工艺流程设计进行优化，借助技术优化服务化工领域生产与工艺革新。比如工艺流程图设计软件AutoCAD P&ID，它是一款基于AutoCAD平台用于创建、修改、管理管道和工艺流程图的设计软件产品，其建立在AutoCAD平台上，兼具其直观的界面以及工艺流程标准功能，能够极大地提升项目团队的生产效率，保证信息共享的协调性和准确性，通过协调设计中管道、仪表、设备、建筑和基础设施等各个环节，化工领域各个行业可在实际动工之前体验生产流程和设施的全部细节，从而优化工艺流程。

AutoCAD P&ID在化工领域得到了广泛应用，在全球工厂及工艺流程图设计中得到了广泛应用，比如美国基伊埃工艺技术公司借助该软件改善流程工厂的外观、规模和运营效率；北欧高纯度化工精炼和加工领域一直处于全球领先地位的索恩本公司团队仅仅通过一天的短期培训，就将创建工艺流程设计图的时间缩短了25%。计算机辅助设计在化工工艺流程的应用可为使用者提供优秀的技术服务和精深专业技术，为化工工艺流程设计中提高整体生产力、集中分享项目信息和数据、加快项目周期等提供有力支持，除此之外AutoCAD Electrical、Autodesk Navisworks Manage等软件的应用也为进一步优化化工工艺流程提供了强有力支持。

三、结束语

综上所述，计算机辅助设计在化工工艺设计中发挥着重要作用，在减轻设计负担、提升设计效率与质量的基础上为完善、优化工艺设计提供强有力支持，有助于进一步促进化工工艺领域的工艺进步与创新，最大限度的发挥计算机辅助设计的作用与价值，为现代化工工艺进步革新服务。

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The Function of Computer Aided Design in Chemical Process

Wang Lijun Zhou fang
（Shandong Hongda Oasis Engineering Technology co., LTD,Shandong Taian, 271000）

Computer aided design plays an important role in chemical process, we should grasp the value of computer aided design chemical process, explore the further application of computer aided design practice, pr omote the progress and innovation of chemical process.This paper introduces the necessity of chemical process design and computer aided design from three aspects to discuss the role and application practice of computer aided design in chemical process in order to provide support for the function exertive of computer aided design.

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