王金蘋，左美蘭，閔 鑫

（山東凱泰科技股份有限公司，山東青島 266000）

隨著計算機軟件的熟練運用，使化工行業(yè)在技術(shù)水平和生產(chǎn)工藝上不斷提高，計算機軟件可以對化學實驗進行仿真模擬，綜合控制化工生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)環(huán)境、儀器設(shè)備等因素，保證化工生產(chǎn)的設(shè)計方案具有科學性與有效性，促進化工行業(yè)快速發(fā)展。

1 計算機軟件技術(shù)的功能和化工設(shè)計的主要內(nèi)容

1.1 計算機軟件技術(shù)的功能

在化工工程設(shè)計中應(yīng)用計算機軟件技術(shù)能夠增強化工生產(chǎn)的便利性，化工工程的設(shè)計人員根據(jù)化工工藝制作拓撲圖，可以利用計算機軟件技術(shù)完成，并對設(shè)備和工藝方案進行記錄，保證化工設(shè)計的準確性。而計算機制圖軟件的種類較多，設(shè)計人員要根據(jù)工作的實際需要選擇軟件，對種類進行詳細劃分，例如，自動化設(shè)計中的輔助性軟件、車間管道設(shè)計中的輔助性軟件、施工設(shè)計中的CAD繪圖軟件。另外，現(xiàn)代化科學技術(shù)中的三維立體空間技術(shù)經(jīng)常被廣泛使用，因此，在化工設(shè)計中，使用3D技術(shù)可以實現(xiàn)平面建模，對每個模塊在空間內(nèi)可以進行物理交叉控制，保證比例尺寸的準確度和設(shè)計流程的合理性。并且利用3D技術(shù)可以對設(shè)計中的所有細節(jié)進行展示，有利于發(fā)現(xiàn)化工工藝中的問題，及時制定解決措施。

1.2 化工設(shè)計的主要內(nèi)容

隨著現(xiàn)代化工企業(yè)的快速發(fā)展，化工工程設(shè)計和企業(yè)發(fā)展是密不可分的，化工工程設(shè)計可以模擬化工生產(chǎn)中的化學反應(yīng)和化學工藝流程?；ぴO(shè)計主要包括工藝設(shè)計和工程設(shè)計兩方面內(nèi)容。在工藝設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員要從理論角度出發(fā)，仔細分析工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)生的化學反應(yīng)。例如，在對煤制乙醇工藝設(shè)計過程中，要充分考慮當?shù)氐臍夂驐l件、煤炭資源種類、煤炭煉制爐等因素，及時解決設(shè)計過程中存在的問題，并且設(shè)計人員要嚴格遵循化學原理，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)條件設(shè)計工藝流程；在化工工藝設(shè)計考核后要進行工程設(shè)計，主要包含工藝線路、土建工程、儀器儀表控制系統(tǒng)、自動化設(shè)備系統(tǒng)等生產(chǎn)平臺的設(shè)計。

2 計算機軟件技術(shù)在化工設(shè)計中的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段，在化工工程設(shè)計中主要使用辦公軟件、繪圖軟件、建筑工程制圖軟件、3D功能軟件等四種計算機軟件類型。其中，辦公軟件可以分析備選設(shè)備和記錄方案；繪圖軟件可以表現(xiàn)出化工工藝的拓撲結(jié)構(gòu)圖；建筑工程制圖軟件包括自動化設(shè)計輔助軟件、車間管道輔助設(shè)計軟件、CAD施工繪圖軟件；3D技術(shù)可以通過CAD軟件進行平面建模，保證化工設(shè)計的科學性與合理性。

2.1 文檔處理

在化工設(shè)計中使用辦公軟件可以對文檔和表格進行處理，除此之外，還有化工自控計算機輔助設(shè)計軟件、熱工專業(yè)和化工機械化運輸、石化自控計算機輔助設(shè)計軟件等，都要與辦公軟件進行有機結(jié)合。例如，在設(shè)置大型化工裝置管道時，因為設(shè)備、管道、管件材料的數(shù)量較多，因此設(shè)計人員對其進行統(tǒng)計時要加大辦公軟件的使用力度，可以減少工作量[1]。

2.2 輔助繪圖

隨著化工生產(chǎn)水平的不斷提高，化工設(shè)計的方案主要通過設(shè)計圖的方式展現(xiàn)出來，而化工設(shè)計圖不只針對化工生產(chǎn)流程工藝這一方面，還包括生產(chǎn)車間管道設(shè)計圖、自動化控制系統(tǒng)等，不僅要保證化工設(shè)計的完整性，還對化工設(shè)計繪圖方法有著較高的要求。目前，傳統(tǒng)的手工繪圖方法不符合化工生產(chǎn)需要，對于距離測量來說，易出現(xiàn)設(shè)計誤差，并且不能有效控制此種誤差，導致控制難度大，影響化工設(shè)計的有效性。

在化工生產(chǎn)過程中需要利用計算機繪圖軟件促進化工生產(chǎn)，而計算機軟件技術(shù)水平隨著時代的發(fā)展逐漸提高，而CAD是計算機軟件技術(shù)中最常見的一種技術(shù)，在化工設(shè)計中可以使用CAD軟件輔助繪圖，根據(jù)軟件具有的比例尺功能及等比放大功能對整個化工設(shè)計效果進行控制，通過三維立體的方式展現(xiàn)出來，帶給人們更加清晰直觀的視覺體驗，并且在不影響全局的基礎(chǔ)上調(diào)整設(shè)計細節(jié)，促進化工設(shè)計實現(xiàn)快速編輯和修改。

而CAD繪圖軟件利用計算機在設(shè)計領(lǐng)域最受歡迎的CAD軟件包，可以使用交互菜單、命令行等手段在操作系統(tǒng)支持的計算機及工作站上進行操作，使其符合化工設(shè)計的要求，減少設(shè)計人員的工作量，降低人工誤差，提升化工設(shè)計的綜合質(zhì)量，并且在化工設(shè)計過程中具有功能性、便利性、經(jīng)濟實用性等。在實際應(yīng)用過程中，可以對設(shè)備、管道布置圖進行CAD設(shè)計，在對CAD設(shè)計時，要根據(jù)設(shè)備布置圖的比例確定圖紙的大小，將化工工程建筑的軸線、設(shè)備中心線、主體結(jié)構(gòu)畫出，能夠?qū)⒗L制設(shè)備標注出來。在管道布置圖設(shè)計過程中，要對管道支架、吊架進行建模，并且仔細檢查模型的設(shè)計，生成平立面圖和ISO圖等，減少安全隱患[2]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

在化工設(shè)計過程中，數(shù)據(jù)處理也是影響化工設(shè)計質(zhì)量的因素之一，主要由于化學原料具有不穩(wěn)定性，不論是在模擬化學反應(yīng)環(huán)節(jié)，還是在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會受不同因素影響，使每次的化學生產(chǎn)分析和模擬數(shù)據(jù)不能保持一致，并且原料成分、催化劑、壓力、環(huán)境溫度等因素會影響化學反應(yīng)結(jié)果，使設(shè)計人員在化工設(shè)計中只能獲取數(shù)據(jù)的大概范圍。使用計算機軟件技術(shù)可以在模擬化學反應(yīng)、化學流程、化學技術(shù)等過程中獲得準確的參數(shù)，實時監(jiān)測化工原料、反應(yīng)環(huán)境、容器、反應(yīng)溫度、壓力等，將化工生產(chǎn)過程中涉及的因素控制在合理的范圍內(nèi)，根據(jù)模擬數(shù)據(jù)確定準確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，能夠有效減少設(shè)計誤差，并且使當前數(shù)據(jù)庫的經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到有效利用，提升化工設(shè)計的綜合質(zhì)量。

由于化工設(shè)計過程具有復雜性，在設(shè)計過程中存在較多的細節(jié)性問題，若這些細節(jié)問題處理不到位，則會影響化工設(shè)計的效果。因此，設(shè)計人員要提高細節(jié)處理的重視程度。例如，在進行數(shù)據(jù)處理過程中，數(shù)據(jù)處理會影響化工設(shè)計水平，而在原料的成分、環(huán)境溫度、運行壓力等方面獲得的數(shù)據(jù)只能保持在一定的范圍，使用計算機軟件技術(shù)可以對化學過程進行模擬，減少誤差，保證數(shù)據(jù)處理的準確性，提高化工設(shè)計的效果[3]。

2.4 反應(yīng)預測

在化工設(shè)計過程中要對現(xiàn)實環(huán)境中的化學反應(yīng)程度進行控制，提高化工設(shè)備的轉(zhuǎn)化率，增強化工實驗結(jié)果的真實性及有效性。實際上，化工實驗是一種預測性行為，除投資需要外，還可以利用計算機軟件技術(shù)對實驗流程進行模擬，預測化學反應(yīng)，依據(jù)預測結(jié)果修改實驗方案，為化工生產(chǎn)提供準確的數(shù)據(jù)，保證實驗具有較強的可操作性，使化工設(shè)計的作用和價值得到充分發(fā)揮。

模擬實驗在化工設(shè)計過程中是極為重要的，可模擬化工生產(chǎn)仿真環(huán)境，有效控制生產(chǎn)過程中發(fā)生的化學反應(yīng)。在過去的化工模擬實驗過程中，需要在模擬實驗室進行，耗費了大量的人力物力，而利用計算機軟件技術(shù)可以對實驗流程進行模擬，分析實驗結(jié)果，對化學實驗中的具體參數(shù)與化工生產(chǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)化率進行調(diào)整，可以減少化工生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，增強模擬實驗的預測準確性與真實性，促進化工生產(chǎn)順利進行。

總而言之，計算機軟件技術(shù)應(yīng)用在化工設(shè)計中，可以提高化工設(shè)計的水平。但是在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要與實際情況相結(jié)合，加大計算機軟件技術(shù)的使用力度，保證化工工程的質(zhì)量不受影響。

3 結(jié)語

在化工工程設(shè)計過程中應(yīng)用計算機軟件技術(shù)，可以促進化工生產(chǎn)。利用計算機軟件可以模擬化工工程設(shè)計中化學反應(yīng)過程，預測實驗中可能遇到的問題，解決化工工藝和化工流程中存在的問題，提高化工工程設(shè)計的質(zhì)量。