化工流程模拟软件警钟敲响

引

言

国内高校被禁用MATLAB软件、Aspen流程模拟软件系统，已经为中国化工设计单位敲响了警钟。目前中国国内有数百个化工设计单位，几乎都购买了国外的化工流程模拟软件。一旦所有的化工设计单位被禁止使用，我们的设计系统可能就要瘫痪。

因此，我们必须行动起来，防止这一悲剧的发生！

跟随石化产业观察（微信 ：SHCYGC）一起来看看吧。

近日，哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、北京航天航空大学等13所中国高校被禁用“工科神器”MATLAB软件。该软件是美国公司出品的商业数学及科学计算仿真软件，而西安交通大学被国外产权拥有者禁止使用Aspen流程模拟软件系统。这一切给高校教学带来了很大的麻烦。这类事件也为中国化工设计单位敲响了警钟。据悉，自2015年至今，中国石油集团各专业公司及地区分公司采购流程模拟软件的费用已超过1亿元。目前中国数百个化工设计单位，几乎都购买了国外的化工流程模拟软件。一旦这些单位被禁止使用流程模拟软件，我们的设计系统可能就要瘫痪，开发工艺包和进行优化的水平将明显下降。

为什么软件禁用后果如此？这要从化工流程模拟软件在化工装置设计中的重要作用说起。

化工装置设计前期，在确定原料产品及某些边界工艺条件后，必须进行物料平衡和热量平衡计算，才能完成全流程工艺参数的布局，确定各种工艺参数和设备参数，为各专业展开工作创造条件。因此，设计初期物料平衡、热量平衡计算这一步完成的好坏，是关系到整个设计直至开车能否达到设计能力的关键。

几十年前，各设计院的设计师都是手工完成计算步骤，不仅十分艰难，也很难做到准确可靠。设计者的工具是算盘、计算尺、对数表，后来加入了手摇计算机，历时几个月甚至1年左右才能完成设计步骤，而且只有极个别的设计院有此能力。

慢慢地，以计算机技术为基础发展了稳态化工流程模拟软件。编制计算机程序，输入少量关键工艺参数，就可通过计算机完成全过程工艺参数计算，复杂的工作瞬间完成，并可进行工艺参数优化，达到流程优化设计的目的。可以说，化工流程模拟软件的开发，是化工设计史最伟大的技术进步，也带来了化工技术划时代的进步，化工设计迈上了现代化的台阶。

稳态化工流程模拟软件的开发，始于美国。

从上世纪50年代开始，美国的个别工程公司就在进行流程模拟研究。上世纪60年代，美国能源部投资600万美元，召集8位大学教授进行了烯烃分离系统的流程模拟，项目名称为FLOWTRAN。1968年，美国能源部对该项目进行鉴定，并把成果转化给商业公司。从上世纪70年代起，流程模拟软件开发进入成长壮大期，化工流程摸拟得到了工业界的普遍承认。美国先后成立了几个专业流程模拟的商业公司，进行大规模的研究和开发，先后形成了Aspen、Process、PROⅡ、DesignⅡ、HYSYS、Chemcad等流程模拟系统在全世界商业应用并成功进行商业推广。目前，美国的化学工程公司普遍使用这些商业软件，其化工装置的设计水平处于世界领先地位。其中，艾斯本公司的流程模拟软件占据全球60%以上的市场份额。而以美国为代表的西方国家工业巨头还在不断并购流程模拟类软件，其应用价值迅速提升。国外不少企业已将著名的软件，如ASPEN PLUS或PRO/II等定为企业标准，可见其影响之巨大。

中国流程模拟软件开发和应用起步并不太晚。

上世纪70年代初，部分设计单位开始了流程模拟开发工作。化工部第五设计院进行了乙烯分离流程模拟系统和合成氨流程模拟系统的研究。1978年，原化工部举行全国化工流程模拟会战，交流了上述两个软件及其他化工设计单位设计的部分软件，取得了很大成绩。

上世纪80年代，中石化立项，由兰州设计院和华东理工大学、大连理工大学合作，进一步研究合成氨流程模拟。该项目获得了中国石化科技进步奖。天津大学和浙江大学则开展了数据库研究。北京石化工程公司、洛阳石化工程公司和北京设计院等单位相继开发了油品分馏塔、多组分精馏塔、冷换设备、塔板水力学计算等工艺计算程序。这批程序的应用对于提高化工装置的设计效率和设计水平发挥了重要作用。在高校方面，原青岛化工学院开发了ECSS系统。这是一个比较接近商业化应用的化工流程模拟系统，效果很不错，在国内进行了有限推广。2016年，中石化下属石化盈科信息技术有限责任公司投资600万元与青岛科技大学合作，在ECSS系统基础上重新开发新一代流程模拟软件，历时3年，目前已初步完成项目开发工作，但尚未进行验收，也没有做市场化推广工作。此外，2017年，中国石油石化研究院兰州中心联合清华大学和北京圣金桥公司开发了乙烯裂解炉模拟软件ECSOS，应用于兰州石化、四川石化和抚顺石化的乙烯裂解装置的设计和运行中。

但是，中国自己开发的流程模拟系统商业化推广不多，国内的化工设计单位很少购买，也得不到交流。上世纪80年代中期，中石化及原化工部所属每个设计单位都购买了国外的化工流程模拟软件，主要以Aspen、PROⅡ为主，少数单位购买了DesienⅡ、Chemcad等软件。在上世纪80年代和90年代，全国化工化学工程设计技术中心站组织各单位进行学术和应用交流，但90年代后期停止了。90年代中期以后，各个设计单位在转化为工程公司的过程中，都把从事化工流程模拟工作的开发部门撤销了，不再进行开发研究。至此，各工程公司和设计院的流程模拟软件开发团队被“一 打尽”，国外软件在国内工程领域一统天下。

对比中外流程模拟软件的开发和应用过程可以发现，国外是商务公司开发，由大量学者和各专业的技术专家组成，一般是两三百人组成一个大的团体，涉及面广，包含数学、化学、物理等知识，还包括很多单元操作和系统工程知识。所以，国外的软件产品具有商务性，可以在世界各国销售。中国的化工设计单位购买了许多，几乎每个设计和科研单位都有。

而中国的流程模拟软件主要是使用单位内部设计人员开发，参加的人员少、专业单调、内容单纯，做完一个阶段就放弃了，只是开发人员在工作中用一用，设计单位没有延续发展和商业化推广的积极性。即使商业化应用的模拟系统用户也很少，如ECSS，开发团队并没有成为独立的商业公司走向市场。

这，就是国内外差距的根源。

国内高校被禁用MATLAB软件、Aspen流程模拟软件系统，已经为中国化工设计单位敲响了警钟。目前中国国内有数百个化工设计单位，几乎都购买了国外的化工流程模拟软件。一旦所有的化工设计单位被禁止使用，我们的设计系统可能就要瘫痪。因为这一代工艺设计人员都是通过西方流程模拟软件学习设计的，脱离了这些软件，他们可能寸步难行。我们的科研部门开发新工艺时，如果没有流程模拟系统，也难以开发工艺包和进行优化，水平将明显下降。因此，我们必须行动起来，防止这一悲剧的发生！

我们应该学习美国对待通用流程软件的做法，由政府出资组织专家开发，成功后转向全 会商业化。

我建议成立国家级的化学工程软件开发公司，由国家作为主要投资方建立股份制企业，可以由国内各石化集团和科研、设计、高校、咨询等单位投资入股，但完全脱离原来高校、设计和工程公司、科研等单位的管理，逐渐发展成为商务性的独立公司。比如可以以原青岛化工学院流程模拟系统ECSS为基础，进行大型通用化工流程模拟系统开发，不断扩充功能、更新版本，在全国销售，用户购买使用权。

只有这样，国内的化工设计才不会受制于国外软件。

……………………………………………..

特别推荐