仿真化学实验室软件在科学研究中的应用

一 仿真化学实验室在科学研究中的应用

随着虚拟仿真技术的不断进展,已逐渐转变为完全或部分利用化工模拟技术,只在必要时辅以个别的验证试验研究,仿真化学实验室在一定程度上取代了传统化学实验室。经过稳态模拟教学和动态仿真实习之后,先进控制和实时优化等先进过程技术就成为我们研究的主要目标,也是科学研究与现代化工企业的Z佳结合点。

随着计算机软件、硬件的飞速发展和科学技术的进步。仿真化学实验室技术在科学研究工作中也发挥着愈来愈重要的作用。作为一种研究手段,仿真化学实验室与实验研究同样可靠,并能进行一些在实验室无法完成的研究工作,大大降低了成本。

60年代以前,炼油、石化工业新工艺新流程的开发研究,主要依靠各种不同规模的小试、中试,Z后还很少能够进行工业生产,整个过程费时、费力。仿真化学实验室技术的出现,使得以过程模拟代替中间试验,进而构建工艺过程流程方案,提高了工作效率和质量,节省了大量的资金、时间和人力。例如,国内某石化装置的一种助剂原来主要靠进口,为了降低生产成本,技术人员采用流程模拟技术,成功地进行了该助剂试的生产操作条件的测算以及可能出现的问题分析以及对策研究,结果新产品的试生产非常成功。

二 仿真化学实验室在化工实习中的应用

化工实习是高校化工专业学生的实践性教学环节。化工实习一般要到工业现场进行,然而,这一教学过程在具体实施的过程中存在一些问题,使其未能达到预设目标:首先,随着化工生产规模的扩大及自动控制技术的提高,加上化工企业本身具有易燃、易爆、等特点,使得整个生产过程都在严密监控下进行。学生在生产实习期间亲手操作化工设备的可能性越来越小;其次,只能在监控室短暂停留,无法分析和处理生产中出现的问题;Z后,不允许学生亲自动手操作,学生无法亲身体验工业装置的开车、停车与事故处理,使得学生的动手能力根本得不到训练。

有什么办法解决上面的问题呢出路就在于开发化工生产实习和化工实验的计算机仿真软件,通过计算机模拟化工生产实习及化工实验,使学生有身临其境的感性认识。针对学生实习这一环节,我们采取仿真实习+现场参观模式,该模式分为两个环节。

diyi环节:学生首先进行上机仿真操作,学习和掌握化工生产系统的操作方法,练习对化工生产装置的开停车及紧急事故处理的能力。然后进行单元操作,及复杂的生产装置开停工段操作,学生可以结合所学的理论知识,分析判断模拟操作中出现的问题,并根据帮助提示加以解决处理。

第二环节:到工厂实际现场参观,计算机仿真不能完全替代现场,学生必须要到现场体验大型化工企业的壮观,亲眼见到庞大化工设备和复杂的工艺流程。目前,大型化工企业的控制系统也都采用DCS系统,学生到工厂控制室不再有陌生感,对操作室的DCS系统的使用很快能够理解并能看懂控制室的仪表、开关、阀门、各种泵及其控制指标等。仿真实习与现场参观两个环节有机地结合,可使实习效果倍增。