معرفی نرم افزارهای مهندسی شیمی

معرفی نرم افزارهای مهندسی شیمی

آشنایی با برخی نرم افزارهای کاربردی مهندسی شیمی

– بخش اول

با توجه به نیاز دانش آموختگان به ورود به بازار کار و با توجه به تعداد زیاد فارغ التحصیلان دانشگاهی ، آشنایی ، فراگیری و تسلط بر روی نرم افزار های مهندسی شیمی میتواند راهی بسیار موثر برای ورود راحت به بازار کار باشد.

از طرفی امروزه استفاده از کامپیوتر به عنوان جزئی جدانشدنی از علوم مهندسی مطرح می باشد. در رشته ما طراحی واحدهای فرآیندی، ارزیابی کمی و اقتصادی و طراحی تجهیزات فرایندی با توجه به پیشرفت و پیچیدگی روز افزون علم در رشته ما بدون استفاده از کامپیوتر و نرم افزار های مرتبط امری غیر ممکن است .

بدیهی است معرفی تمامی نرم افزارها کاری غیر ممکن است بنابراین سعی شده است تمامی نرم افزارهای کاربردی‌تر در حوزه فرایند خدمت دوستان با اندکی توضیح معرفی شود.

  • خدمات اصلي نرم افزارهاي مهندسي شيمي
    1. مدلسازی سازی
    2. شبیه سازی
    3. طراحی
    4. Rating
    5. آنالیز اقتصادی و ترسیم نقشه ها

مدلسازي چيست؟

مدلسازی فرایند های شیمیایی:

عبارتست از بیان سمبلیك یك فرایند بوسیله یك مدل ریاضی که بتوان از آن اطلاعاتی در مورد عملکرد فرایند و رابطه کمی بین متغیرهای داخلی وخارجی آن بدست آورد و براساس مجموعه آنها، بهترین شرایط عملیاتی و یا طراحی را پیش بینی کرد.

اساس هرنوع شبیه سازی، مدل ریاضی بیان کننده خصوصیات رفتار سیستم است. دقت در طراحی و تنظیم مدل فرایند شیمیایی باعث خواهد شد نتایج شبیه سازی دقیق تر و قابل اطمینان تر باشد.

شبيه سازي چيست ؟

شبیه سازی فرایندهای شیمیایی:

نمایش سمبلیك عناصر اصلی سیستم، به منظور فراگیری یا آزمایش آثار متغیرهای مختلف بر روی سیستم، قبل از مرحله عملیاتی است. گرچه شبیه سازی به استفاده از هرنوع سیستم فیزیکی جهت ایجاد سیستمی مشابه با آنچه مورد نظر است اطلاق می شود اما امروزه اغلب به معنی استفاده از کامپیوترهای پیشرفته در تشکیل و حل مدل ریاضی سیستم می باشد.

شبیه سازی را می توان بصورت طراحی مدل کامپیوتری فرایند و همراه کردن تجربیات با این مدل برای درك رفتار سیستم یا برآورد عملکردهای مختلف آن تعریف کرد.

گروه اول نرم افزارها

گروه اول نرم افزارهای طراحی و شبیه سازی فرایندهای شیمیایی در حوزه نفت و گاز و پتروشیمی و صنایع شیمیایی که در حالت پایا استفاده می‌شوند. این گروه شامل:

  1. Aspen plus
  2. Aspen hysys
  3. Pro ll
  4. Promax
  5. Petrosim

می‌باشد که در ادامه توضیح مختصری در مورد هر کدام داده می شود.

1) Aspen plus

شاید بشه گفت معروف ترین module از شرکت aspen tech که از ابتدا توسط این شرکت تولید شده است. این نرم افزار برای شبیه سازی فرایندها ، آنالیز خواص اجزا و مخلوط‌ها، بهینه سازی فرایندها مناسب می باشد.

از نکات مورد توجه در این نرم افزار databank های بسیار قوی، قابلیت لینك شدن به زبان برنامه نویسی  fortran، قابلیت لینك شدن به راحتی با سایر نرم افزار های گروه aspen tech می باشد. با توجه به آنکه این برنامه با زبان فورترن نوشته شده است مقداری از لحاظ سهولت استفاده دچار مشکل می باشد.

2) Aspen hysys

این نرم افزار در ابتدا توسط شرکت hyprotech ساخته و ارائه میشد و در ادامه چند سالی هست که توسط شرکت aspen tech  خریداری شده است. در ورژن های جدید این نرم افزار تغییرات نسبتا زیادی با ورژن های قبل کرده است و می توان گفت بسیار کامل و جامع شده است.

در ایران میشه گفت از سایر نرم افزارها، هم در دانشگاه و هم در صنعت رایج تر است. کاربرد این نرم افزار همانند aspen plus بوده ولی میتوان گفت محیطی کاربر پذیرتر دارد. این نرم افزار به گونه ای هست که در بعضی از قسمت‌های آن کاملا شبیه به اکس  بوده و شاید این دلیل اصلی راحت بودن کار با این نرم افزار است.

بیشتر بخوانید: آموزش اسپن هایسیس

3) Pro II

شاید این نرم افزار اگر محصول شرکت aspen tech بود الان از hysys و aspen plus معروف‌تر و پرکاربرتر بود. Pro II نرم افزاری قوی از شرکت simsci inc است، که همانند نرم افزارهای قبل قابلیت شبیه سازی و بهینه سازی فرایندها رو دارا می باشد و بسیار بسیار قوی می باشد.

 نکته قابل توجه در آن، وجود تجهیزاتی که در سایر نرم افزارها وجود ندارد مانند غشا، تبخیرکننده فیلمی و راکتور پلیمری و …

4) Promax

یك نرم افزار قوی برای شبیه سازی و بهینه سازی فرایندهای صنایع گاز، نفت و شیمیایی است. میشه گفت بهترین نرم افزار برای شبیه سازی فرایندهای صنایع گاز از جمله شیرین سازی، مرکاپتان زدایی با کاستیك و … است.

این نرم افزار مجموعه یکپارچه ای ا Microsoft Visio ،Excell  و Word است. نرم افزار ProMax یك ابزار جامع است که بصورت چشمگیری از روش هایی همچون TSWEET و PROSIM که از توانایی های آن است را بسط می دهد.

5) Petrosim

شرکت KBC Advanced Technologies plc یکی از برترین ارائه دهندگان خدمات مشاوره ای و نرم افزاری در بخش انرژی و فرایند در جهان محسوب می شود. Petro-SIM که در نسخه های جدید در قالب مجموعه ای SIM Suite ارائه میشود، مشهورترین برنامه ی این شرکت است که آنرا می توان یکی از بهترین و حرفه‌ای‌ترین نرم افزار جهت شبیه سازی انواع فرایندهای پالایشگاهی دانست. پایه و اساس پتروسیم از HYSYS 3.0 می باشد؛ پتروسیم به همراه نرم افزارهای دیگر شامل مجموعه ی KBC SIM Suite ، شبیه سازی گرافیکی انواع فرایندها در صنایع هیدروکربنی شامل صنایع بالادستی، میان دستی و پایین دستی را انجام میدهند. محیط این نرم افزار کاملا شبیه ورژن های پایین hysys می باشد.

معيارها و ضوابط يك برنامه خوب شبيه سازی:

  • بانك اطلاعات مواد شیمیایی: سیالات، جامدات، الکترولیت ها، مواد جدید
  • تغییر آسان سیستم واحدهای ورودی و خروجی
  • سیستم خبره ترمودینامیکی
  • پیش بینی خواص ترمودینامیکی مخلوط های نامعین
  • موازنه جرم و انرژی
  • محاسبه تجهیزات: طراحی و سایز کردن (برج ، راکتور ، مبدل ، خشك کن ، فیلتر و …)
  • برآورد اقتصادی: قیمت تجهیزات، امکان بروز کردن آن
  • توان اجرای برنامه های بهینه سازی
  • منظور کردن ابزار ریاضی در حل معادلات
  • امکان اتصال به سایر برنامه ها مثل Matlab, Excel, HTRI, HTFS
  • سهولت استفاده برای کاربر
  • توانایی قبول فایل پیش ساخته از ورودی ها
  • امکان ارتباط با زبانهای برنامه نویسی مثل Fortran, Visual Basic, C++

در پایان این گروه توضیحات زیر قابل بیان است:

نمیشه در مجموع گفت کدوم نرم افزار بهتره – سوال رایجی که تمام دانشجویان برایشان پیش میاد ولی میشه گفت کدام نرم افزار در کدام بخش قوی تر هست:

  1. برای شبیه سازی فرایندهای هیدروکربنی همه این نرم افزارها خوب هستند ولی به طور خاص برای فرایندهای صنعت نفت petrosim  و  hysys مناسب هستند.
  2. برای صنایع گاز promax و hysys، برای صنایع پتروشیمی که دارای واکنش های پیچیده هستند aspen plus و برای صنایع پلیمری aspenplus و pro ii،  برای فرایندهایی با حضور مواد جامد aspen plus و pro II و در نهایت برای فرایندهای حاوی الکترولیت aspen plus شاید بهتر از سایرین باشد.
  3. نوع دیگر استفاده از شبیه سازها که بیشتر مورد توجه دانشجویان برای مقالات و کار علمی به کار می رود شبیه سازی فرایند و یا تجهیزاتی هست که به طور رایج در این نرم افزار ها وجود ندارد، مانند شبیه سازی پیل سوختی، راکتور بستر سیال، فرایندهای انرژی هسته و … که در این بین نرم افزار aspen plus نسبت به سایر نرم افزارها پیشنهاد می شود.

پایان بخش اول

مطالعه ادامه بحث در بخش دوم

شما هم از تجربه‌های خودتون در کار با این نرم افزارها برامون بگید.

Subscribe
Notify of
guest
2 Comments
جدیدترین
قدیمی ترین بیشترین رای
Inline Feedbacks
View all comments
Suspened_mind
Suspened_mind
2020-12-09 2:53 ق.ظ

سلام مهندس نظری،خسته نباشید و عرض ادب
می خواستم بدونم تحصیلات خودتون تا چه مقطعی است و چه گرایشی ؟ آِیا تجربه ای به صورت عملی هم داشتید ؟ اگر بله ممنون میشم از تجارب تون داخل محیط کار و صنعت محتوا بگذارید داخل سایت