3. プロセスシミュレーター入門（COCO/ChemSep）

プロセスシミュレーターとは？

化学プラントの設計において、各機器の「物質収支（どれだけの原料を入れ、何がどれだけ出ていくか）」や「熱収支（どれだけの加熱・冷却が必要か）」を手計算だけで解くのは非常に困難です。

そこで活躍するのがプロセスシミュレーターです。温度や圧力、組成を入力するだけで、複雑な気液平衡や化学反応を一瞬で数値計算してくれます。本ページでは、学習用に広く使われている無料のシミュレーターを紹介します。

COCO Simulator: 「CAPE-OPEN」というオープン規格に準拠した、定常状態プロセスシミュレーター。商用ソフトに劣らない高度な計算が可能です。
ChemSep LITE: COCOに標準搭載されている、強力な蒸留塔・吸収塔の計算モジュールです（無料版は最大コンポーネント数4、ステージ数40まで）。

COCO Simulatorには、計算に必要なすべてのモジュール（物性・単位操作・ChemSep）が最初から同梱されています。

公式サイトにアクセスする
下記のリンクから、COCO Simulatorの公式ダウンロードページを開きます。
インストーラーのダウンロード
「Downloads」ページ内にある、最新の安定版（Stable version）のインストーラー（.exeファイル）をダウンロードします。
セットアップの実行
ダウンロードしたファイルを実行し、セットアップウィザードに従って進めます。通常、標準インストールのままで「COFE（画面作成環境）」「TEA（物性パッケージ）」「ChemSep」がすべて導入されます。

シミュレーションを構築するときは、常に以下の手順に沿って設定を進めていきます。（例：水とエタノールのフラッシュ蒸留など）

メイン画面（COFE）を起動し、新規ファイルを作成します。メニューから物質の登録画面を開き、使用する化学物質（例：Water、Ethanol）をデータベースから検索してリストに追加します。

物質同士がどのように混ざり合い、蒸発するかを計算するための「計算モデル（物性推算パッケージ）」を選びます。水・アルコール系のような非理想性の強い系ではNRTLやUNIQUAC、石油・炭化水素系ではPeng-Robinsonなどを選択するのが定番です。

画面左側のパレットから、使いたい機器（Flash蒸留器、ポンプ、バルブなど）を選んでキャンバスに配置します。その後、「Insert Stream」機能を使って、原料の供給線（Feed）や、製品の出口線を機器に繋いでいきます。

設定が完了したら、ツールバーにある緑色の「再生ボタン（Solve）」をクリックします。入力に過不足がなければ一瞬で計算が完了し、各配線の温度、圧力、分離後の組成を詳しくレポートで確認できるようになります。

上の5ステップを実際に手を動かして体験できる演習ページを用意しました。具体的な数値（フィード組成20%→蒸気側51%まで濃縮）を使って、「なぜ分離できるのか」を自分の手で確かめてみましょう。COCOでの実際のクリック操作、つまずきやすいポイントの対処法も載せています。

演習ページへ進む ➔

COCO/ChemSepは英語表記ですが、使われる単語は決まっています。以下の基本単語を覚えておくとスムーズに操作できます。

もし計算実行時にエラー（黄色や赤色の警告）が出た場合は、入力項目が足りていない（自由度の不足）か、あるいは現実的にあり得ない数値（例：沸点に対して高すぎる温度など）を指定しているケースがほとんどです。まずは供給（Feed）条件が全て埋まっているか見直してみましょう。