化工過程分析與合成

1 緒論
1.1 化工過程
1.1.1 化學反應過程
1.1.2 換熱過程
1.1.3 分離過程
1.2 化工過程生產操作控制
1.2.1 集散系統(tǒng)（DCS）
1.2.2 DCS的先進控制與優(yōu)化控制
1.3 化工過程的分析與合成
1.3.1 化工過程系統(tǒng)的分析
1.3.2 化工過程系統(tǒng)的合成
1.4 化工過程模擬系統(tǒng)
1.4.1 化工流程穩(wěn)態(tài)模擬系統(tǒng)
1.4.2 動態(tài)模擬系統(tǒng)
1.5 化工企業(yè)CIPS技術
1.5.1 CIMS技術
1.5.2 CIPS技術
1.6 人工智能技術在化工過程中的應用
1.6.1 人工智能技術
1.6.2 專家系統(tǒng)
1.6.3 人工神經網絡
1.6.4 人工智能技術在化工過程系統(tǒng)中的應用
1.7 本教材的目的與內容 2 化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬與分析
2.1 過程系統(tǒng)模擬的三種基本方法
2.1.1 過程系統(tǒng)模擬的序貫模塊法
2.1.2 過程系統(tǒng)模擬的面向方程法
2.1.3 過程系統(tǒng)模擬的聯立模塊法
2.2 過程系統(tǒng)模擬的序貫模塊法
2.2.1 序貫模塊法的基本原理
2.2.2 再循環(huán)物流的斷裂
2.2.3 斷裂物流變量的收斂
2.2.4 序貫模塊法解設計問題
2.3 過程系統(tǒng)模擬的面向方程法
2.3.1 面向方程法的原理
2.3.2 大型稀疏非線性方程組的降維解法
2.3.3 聯立擬線性方程組法解大型稀疏非線性方程組
2.4 過程系統(tǒng)模擬的聯立模塊法
2.4.1 聯立模塊法的原理
2.4.2 建立簡化模型的兩種切斷方式
2.5 氨合成工藝流程的模擬與分析
2.5.1 氨合成工藝流程的模擬
2.5.2 氨合成工藝生產工況的模擬分析 3 化工過程系統(tǒng)動態(tài)模擬與分析
3.1 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型
3.1.1 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)特性
3.1.2 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型
3.1.3 確定性動態(tài)模型的數學處理
3.2 連續(xù)攪拌罐反應器的動態(tài)特性
3.2.1 動態(tài)數學模型
3.2.2 模型的數學處理與應用（Ⅰ）
3.2.3 模型的數學處理與應用（Ⅱ）
3.3 精餾塔的動態(tài)特性
3.3.1 動態(tài)數學模型
3.3.2 模型的數學處理與應用
3.3.3 更實際的問題
3.4 變壓吸附過程的模擬與分析
3.4.1 數學模型的建立
3.4.2 動態(tài)模型的數學處理
3.4.3 模型的應用 4 化工過程系統(tǒng)的優(yōu)化
4.1 概述
4.2 化工過程系統(tǒng)優(yōu)化問題基本概念
4.2.1 最優(yōu)化問題的數學描述
4.2.2 最優(yōu)化問題的建模方法
4.2.3 化工過程系統(tǒng)最優(yōu)化方法的分類
4.3 化工過程系統(tǒng)最優(yōu)化問題的類型
4.3.1 過程系統(tǒng)參數優(yōu)化
4.3.2 過程系統(tǒng)管理最優(yōu)化
4.4 化工過程中的線性規(guī)劃問題
4.4.1 線性規(guī)劃問題的數學描述
4.4.2 求解線性規(guī)劃的圖解法
4.4.3 求解線性規(guī)劃問題的單純形法
4.4.4 按原料資源供應、市場需求價格等因素進行的排產計劃
4.5 化工過程中的非線性規(guī)劃問題
4.5.1 無約束條件最優(yōu)化問題的經典求解方法
4.5.2 有約束條件最優(yōu)化問題的經典求解方法
4.5.3 動態(tài)系統(tǒng)參數的變分優(yōu)化法
4.6 化工過程大系統(tǒng)的優(yōu)化
4.6.1 可行路徑優(yōu)化法
4.6.2 不可行路徑 5 化工生產過程操作工況調優(yōu)
5.1 化工生產過程操作工況調優(yōu)的作用與意義
5.2 化工生產過程操作工況離線調優(yōu)的方法
5.2.1 機理模型法——液體空氣精餾塔的操作工況調優(yōu)
5.2.2 統(tǒng)計模型法——苯酐生產過程的操作工況調優(yōu)
5.2.3 智能模型法——乙苯脫氫反應過程的操作工況調優(yōu) 6 間歇化工過程
6.1 間歇過程與連續(xù)過程
6.1.1 間歇化工的特點
6.1.2 間歇過程與連續(xù)過程的比較
6.1.3 間歇過程的基本概念
6.2 過程動態(tài)模型及模擬
6.2.1 混合過程
6.2.2 噴霧干燥過程
6.2.3 間歇、半連續(xù)反應過程的模型、模擬和優(yōu)化
6.3 間歇過程的最優(yōu)時間表
6.3.1 時間表問題
6.3.2 簡單多產品和多目的間歇過程最優(yōu)時間表的計算規(guī)則
6.4 多產品間歇過程的設備設計與優(yōu)化
6.4.1 基本定義、原則和術語
6.4.2 多產品間歇過程設備的基本計算法
6.4.3 多產品間歇過程設備尺寸的最優(yōu)設計
6.5 間歇過程的控制模型
6.5.1 配方模型
6.5.2 控制功能模型
6.5.3 過程模型
6.5.4 物理模型
6.5.5 程序控制模型 7 換熱網絡合成
7.1 化工生產流程中換熱網絡的作用和意義
7.2 換熱網絡合成問題
7.2.1 換熱網絡合成問題的描述
7.2.2 換熱網絡合成的研究
7.3 換熱網絡合成——夾點技術
7.3.1 第一定律分析
7.3.2 溫度區(qū)間
7.3.3 最小公用工程消耗
7.3.4 溫焓圖與組合曲線
7.3.5 夾點的特性
7.4 夾點法設計能量最優(yōu)的換熱網絡
7.4.1 匹配的可行性原則
7.4.2 流股的分割——FCp表
7.4.3 流股的匹配——勾銷推斷法
7.5 換熱網絡的調優(yōu)
7.5.1 最小換熱單元數
7.5.2 能量與設備數的權衡
7.5.3 ΔTmin的選擇
7.6 實際工程項目的換熱網絡合成
7.6.1 數據提取
7.6.2 選擇物流
7.6.3 老廠改造
7.6.4 禁止匹配與強制匹配
7.6.5 閾值問題
7.6.6 多品位公用工程 8 分離塔序列的綜合
8.1 精餾塔分離序列綜合概況
8.2 分離序列綜合的基本概念
8.2.1 簡單塔
8.2.2 順序表（Ranked List）
8.2.3 可能的分離序列數
8.2.4 分離子群（Subgroups）
8.2.5 可能的分離子問題
8.2.6 目標產物組
8.2.7 判別指標
8.2 8 分離序列的綜合方法
8.3 動態(tài)規(guī)劃法
8.4 分離度系數有序探試法
8.4.1 經驗規(guī)則M1
8.4.2 經驗規(guī)則M2
8.4.3 經驗規(guī)則D1
8.4.4 經驗規(guī)則S1
8.4.5 經驗規(guī)則S2
8.4.6 經驗規(guī)則C1
8.4.7 經驗規(guī)則C2
8.5 相對費用函數法
8.6 分離序列綜合過程的評價
8.7 調優(yōu)法
8.8 復雜塔的分離順序