摘要：近年来，我国化工企业得到了快速发展。在化工工程设计过程中，设计人员加强了对各工程软件的应用，提高了化工工程整体设计的合理性，也使工程的质量得到了显著提升。首先介绍了化工工程设计中计算机软件的基础作用；其次分析了化工工程设计中的主要内容和设计特点；其次，阐述了化工工程设计过程中应用的关键软件；最后，对化工工程设计过程中对计算机软件技术的具体应用进行了总结，并对将来的发展趋势做出展望。
关键词：计算机软件；化工工程；工程设计；办公软件
化工工程设计是构建在科学技术和社会经济快速发展背景下的，在两者共同作用下，可以使生产体系得到完善，从而使其现代化特征更加明显。在实际设计期间，对各设计软件合理应用，充分发挥其作用，完成相应的辅佐操作，提高化工设计水平，达到令人们满意的效果。
1化工工程设计中计算机软件的基础作用
将计算机软件合理地应用到化工工程设计中的核心目的，就是提高化工设计的效率、质量、合理性，以及便捷性。化工工程相关设计人员在根据实际情况进行分析的基础上进行合理的工作分解，进而应用设计软件，完成相应的设计工作，并可以精准地完成对各种设备，以及工艺方案的记录。设计软件的种类有很多，并且划分十分详细，在具体应用过程中，可以充分结合工作的具体需求，完成相应的软件的选择，对其进行合理应用。例如，对于装置中的管道应用CAD等绘图软件，针对工程的实际情况及工艺流程完成相应的管道设计，在具体施工中，应严格依据相应设计文件完成相应的施工，确保施工的顺利进行。此外，在当今化工工程设计中，特别是大型的石化、化工项目，三维设计技术的应用更加广泛，先进的3D技术在化工工程设计中的应用也成为了一项亮点，通过对该项技术的合理应用，使得在化工工程设计中，三维建模作业成为了可能，并且各项设计内容的尺寸精度也得到了进一步提升，同时可以实现对各专业内容的交叉控制，使化工工程设计的科学性得到进一步提高，使设计流程变得更加合理。在实际设计过程中，利用3D技术可以详细展示设计中涉及到的每个细节，方便发现设计过程以及化工工艺中存在的各项问题。依据装置内部的实际情况，在设计阶段即完成相应问题的解决工作，也便于完成对设计中可能出现的各项风险的精准预测。由此可见，在化工工程设计中合理地应用各类计算机设计软件，可以大幅提升设计质量，降低施工阶段的返工量，节省建设投资。
2化工工程设计中的主要内容和设计特点
2.1主要内容
现代化工企业在不断发展期间，企业的实际发展情况在一定程度上受化工工程设计的影响，化工工程设计可以真实、准确地模拟实际生产过程中涉及到的化学工艺流程，以及相应的化学反应。化工工程设计主要包括以下两项内容。
2.1.1工艺设计
相关设计人员分析工业生产中的化学反应，同时，要在理论角度对实际情况进行分析。例如，在设计煤制乙醇工艺期间，应当对煤炭资源的类型、成分，当地的气候条件，以及煤炭炼制炉等各项因素进行合理评定，同时，要解决设计过程中存在的各项因素，并且，设计中要严格的遵循化学原理，根据实际生产过程需要对设备、环境、条件进行确定，完成对整个工艺流程的科学设计。
2.1.2工程设计
化工工艺设计考核后，开展相应的工程设计，该项设计内容主要包括：工艺管路、自动化设备系统、土建工程等。
2.2设计特点
化工工程设计是化工设计的核心内容，其决定了整个设计的整体情况，并且可以起到组织和协调非工程设计的作用。而在化工工程设计前，应当做好工程计算。化工工程计算是依据既定的设计要求，完成对能量、物料等各项内容的衡量[3]。化工工程计算存在如下特点：（1）计算公式多，并且各个公式都较为复杂，多数都为非线性，各种变量大，在实际计算过程中，涉及到的计算量较大。（2）许多设计参数查询范围相对较大，会对计算结果的可靠性和合理性造成一定影响。（3）在进行工艺设计过程中，要对不同的方案进行反复对比分析，并且要完成相应的调整。从目前的情况来看，在设计过程中采用传统的设计方案，难以实现对工程的低成本、高效率的优化，在化工工程设计中，计算设计软件技术的应用变得更加重要。
3化工工程设计过程中应用的关键软件
3.1一般软件
计算机软件在设计单位中的应用已经相当普及，设计单位中的设计人员在实际作业过程中，自然的转向了AutoCAD等绘图软件，以及Word、Excel等各种不同类型的办公软件的应用，完成对工程图的设计，以及各种表格、文件内容的编制。在化工工程设计过程中，对于设计软件合理的应用，可以降低化工工程设计的难度和繁琐程度，许多重复、机械的劳动可以交给软件去做，同时，也使设计工作完全由人工设计转向了计算机软件辅助设计，提高了设计的质量。
3.2三维建模技术
我国在二十世纪八十年代引进了三维设计系统，并且配有相应的工作站。在具体设计中，工作站创建装置的三维模型，可以为各项设备的布置，以及管道的敷设提供相应的便利条件[4]。采用三维设计完成相应的建模作业，方便对各项内容进行修改，也能够提高坐标，以及尺寸的精准度。在建设结构、管道、设备的模型后，便可以获取装置的三维模型，利用三维模型，可以完成对二维平面，以及剖面图的抽取。现阶段，在化工工程设计过程中，常用的三维软件有PDMS（AVEVA的）和PDS（INTERGRAPH的），这两项三维设计软件不仅功能强，而且技术十分成熟，并且也在不断发展中。如今INTERGRAPH最新的三维设计软件Smart3D已经广泛应用。同时，三维软件在应用时，还具有检查硬、软碰撞功能。在设计完三维模型后，可以利用REVIEW模块或第三方浏览软件对模型软件进行检查，还能够检查物理模型与操作维护通道间的相互干扰，在该过程中，设计人员要依据检查结果，修改三维模型，这样一方面可以确保工程的整体设计质量，避免施工修改，不利于操作、运行、维护以及碰撞等各项问题的发生。
3.3应力分析软件
当今工程设计的安全性越来越受到重视，最新的《压力管道规范》（GB/T20801）中明确规定，所有管道均应进行应力计算。较简单的管系可通过经验或简单的手工计算进行判断，而较为复杂的管系采用CAESAR2软件进行应力计算成为大多数工程公司的第一选择，该软件功能强大，可适用于各种温度、压力及振动等工况下的应力计算。
4化工工程设计过程中对计算机软件技术的具体应用
4.1处理实践中的各项数据
化工工程的设计质量会受到多方面因素的影响，数据处理就是其中最为重要的一项影响因素。化学反应本身具有不稳定性因素，外界环境的改变会对化学反应的最终结果产生影响，例如，化工原料的具体成分、温度、催化剂、压力等各项因素，都会对设计中产生的各项数据产生一定程度影响。因此，设计人员在实际作业过程中，要通过合理的方式，对各项数据进行科学处理，不断缩小数据误差范围。在实际设计过程中，通过对ASPEN等软件的应用，完成相应的模拟，可以完成对各项相关参数内容的科学提取，这也可以提高各项计算内容的精准性，完成数据中可能出现的各项误差的合理控制，同时对比经验数据与实际数据，及时发现问题所在，并且采取相应的措施完成对问题的处理，提升化工工程的整体设计质量。
4.2协助绘图作业
在现阶段，CAD等传统二维设计软件已不能满足工程、业主及工程公司发展的需求，随着各工程公司的纷纷转型，趋向于EPC总承包作为公司的主业，三维设计软件在可视化效果及准确性等各方面的优势，使其成为了各大设计院及工程公司的主流软件之一。
5工程设计软件应用展望
5.1数字化交付系统
数字化移交是对工程项目建设阶段产生的静态信息进行数字化创建直至移交的工作过程。数字化设计集成平台不仅使设计、审查、施工更加便捷，且减少了传统设计中信息传递的错误率，更重要的是业主便于实现从源头掌握项目运行的管理数据，并以此为基础实现工厂数字化，达到更加高效的管理职能。当今三维数字化移交软件有多种，如AVEVA公司的AVEVAPlant，Intergraph公司的SmartPlantFoundation，西门子公司的COMOS以及Bentley公司的Axsys等集成系统。在石化化工设计方面，Intergraph的Foundation平台应用最为广泛，其集成了旗下的SPRD、SPP＆ID、SP3D、SPI、SPEL等诸多软件，功能强大。项目业主对于数字化移交的青睐以及系统本身在工程设计上的优势，使得各大型工程公司都加大了这方面的投入。不仅如此，第一次编制的国家标准《石油化工工程数字化交付标准》（GB/T51296—2018）已正式批准，并将于2019年3月1日期正式实施，从侧门反应出了数字化移交的重要性及发展趋势。
5.2智能系统
随着科技的发展及智能技术的突飞猛进，化工工程设计也将搭上智能系统的顺风车。如Intergraph及Bentley公司已开发的智能配管系统，系统会根据工艺流程及合理的规则完成管路的自动智能设计，这将极大减少设计人员的工作量，提高工程公司的生产力。当然，现阶段智能配管系统还不完善，即便是建模也无法取代工程设计人员所能起到的作用。但相信随着技术的不断进步，智能系统定能做到更好，更多的取代机械、繁复的工作，更大的解放生产力，也是不远将来的重要发展方向。
6结束语
化工工程设计过程中对计算机软件技术进行合理应用，对于化工生产作业能够起到一定的指导作用，设计人员在作业过程中，通过对计算机软件中各项功能的合理的应用，能够完成对化工工程设计中的化学反应过程中的科学模拟，针对试验期间遇到的各项问题，完成相应的预测作业。同时，依据预测结果，对化工工艺，以及相应流程中存在的各项问题进行合理改善，提升化工工程设计的整体质量，加快整个行业的发展脚步，相信在未来，设计软件也将扮演越来越重要的角色。
参考文献
[1]黄晓蕾.浅析电气节能技术在石油化工工程设计中的应用[J].中国新技术新产品，2017，（14）：104-105.
[2]黄晓蕾.化工工程设计的安全问题探究[J].科技创新与应用，2017，（18）：99.
[3]崔丽，黄云浩，田德永.数字化开启石油化工工程设计新模式[J].山东化工，2017，46（08）：135+138.
[4]李向东.谈PDMS三维配管在化工工程设计中的应用[J].化工管理，2016，（20）：244.
作者:崔宁 单位:中海油石化工程有限公司
