プロセスシミュレーション

プロセスシミュレーションは、化学プロセス、環境システム、発電所、バイオプロセスなどのシミュレーションであり、これらのプロセスの開発、設計、分析、最適化などに利用される。プロセスシミュレーションに使用するソフトウェアをプロセスシミュレータと呼ぶ。
基本原理.
プロセスシミュレータでは、単位操作をストリームで結合したフローダイアグラムによってプロセスを表現する。物質収支とエネルギー収支が成立する数値解を求めることによって、指定したパラメータにおける定常運転状態を求める。
例えば蒸留塔のシミュレーションでは、供給ストリームの化学組成、流量、圧力、温度などの条件を与える。また、物性や気液平衡のモデルを選択し、蒸留塔については運転圧力や理論段数などを設定する。製品の組成などの条件を指定し、それを満たすようにリボイラーと塔頂コンデンサーの熱負荷を求めるのが典型的なシミュレーション計算である。シミュレーション結果から、各ストリームの化学組成や物理的性状が求められる。
定常状態シミュレーションとダイナミックシミュレーション.
プロセスシミュレーションは定常状態のプロセスを計算するものとして発展してきた。定常状態モデルは、時間に依存しない定常状態の質量収支とエネルギー収支を求める。
プロセスの時間依存の挙動を計算するダイナミックシミュレーションは、定常状態シミュレーションの拡張であり、系内の物質とエネルギーの時間的変動をモデルに組み込む。ダイナミックシミュレーションによって、プラントの起動停止やプロセス条件の時間的変化を表現することができる。