在许多化学过程中，混合物的分离是一个关键步骤。一个突出的例子是反应产物的提纯。特别是去除苯酚在工业上具有重要意义。苯酚是化学工业中最重要的中间体之一，2001年全球产量为800万吨。它在双酚A、苯酚甲醛树脂的生产过程中，或在霍克过程中，以及在废水处理中都起着核心作用。
挑战
为了在可接受的产量和成本下得到高质量产品，分离技术是非常重要的。在此，了解相行为和热力学性质是化学工程的一个重要方面。为了在较宽的压力、温度和成分范围内生成大量数据，快速和可靠的模拟是必不可少的。计算模拟方法中，例如结合蒙特卡洛方法，热力学模型非常适合达成这一目的，可以帮助预测工业中使用的化学品的热力学性质，如与废水处理和苯酚的循环利用有关的苯酚与水的混合物。
操作流程
²状态方程(EoS)模型预测热力学性质和相平衡
²原子模拟生成数据来完善EoS建模
²从原子模拟中获得附加属性
利用MAPS SciTherm模块实现的基于PC-SAFT(扰动链统计关联流体理论)的状态方程模型，计算水/苯酚混合物的二元相图。MAPS Towhee模块用于执行蒙特卡洛(MC)模拟，以生成额外的数据来改进PC-SAFT预测。
图1.苯酚/水在不同温度和大气压下的VLE曲线
结果
利用密度标度法拟合计算了苯酚的临界温度，根据克劳修斯-克拉珀龙方程与计算的饱和蒸汽压确定了苯酚的沸点。采用蒙特卡罗模拟和热力学状态方程相结合的方法预测了工业上重要的苯酚/水混合物的相平衡。图1显示了实验相图，以及通过蒙特卡罗模拟细化参数前后的PC-SAFT预测相图。此外，蒙特卡洛预测也包含在图表中，可以清楚地看到，当蒙特卡洛模拟细化参数的实验数据被包括在内时，预测的质量显著提高。
这些模拟对于化学过程工程来说是很重要的。这样，建模有助于集中进行必要的实验，如果涉及有毒或昂贵化学品其可以成为一种替代方式。
图2:Towhee Monte Carlo VLE模拟水/苯酚混合物的图像。
水呈蓝色，苯酚呈粉红色
软件
经典
· AMORPHOUS BUILDER
· TOWHEE
平台
· MAPS
—————————————————————————————————————————————————
MAPS材料及化工过程设计平台是一款多尺度、可扩展的平台；可应用于从量子化学计算到中尺度计算。
MAPS适合描述含能材料、离子液体、高分子材料、合金材料、复合材料、电池材料等性质。
MAPS平台的功能：
(1)建模功能
(2)分析功能
Amorphous Builder 无定型结构建模模块，基于目前最流行的蒙特卡洛方法，结合反冲生长技术，构建真实的无定型结构模型。Amorphous Builder 的最大的特点是建模效率高。Amorphous Builder 应用于高分子、流体、纳米结构、石油、橡胶、气固液混合结构、离子液体、电解质和表面活性剂等模型。
TOWHEE功能全面的蒙特卡洛方法计算软件，支持的力场和蒙特卡洛移动种类多是其最大的特点。MAPS-TOWHEE 模拟多孔材料（如沸石、高分子膜、石墨烯和纳米碳管）和表面的吸附性能。MAPS-TOWHEE 支持 Gibbs 系综，可模拟相平衡（包括液 / 液、气 / 液），专门应用于制冷剂开发。根据压强（或化学势），MAPS-Towhee 基于巨正则系综快速预测吸附等温线， 应用于气体分离、CO2 捕获、高分子透气膜性能预测和污水处理等研究。
