化工過程分析與合成

1 緒論
1.1 化工過程
1.1.1 化學(xué)反應(yīng)過程
1.1.2 換熱過程
1.1.3 分離過程
1.2 化工過程生產(chǎn)操作控制
1.2.1 集散系統(tǒng)（DCS）
1.2.2 DCS的先進(jìn)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(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)
1.5 化工企業(yè)CIPS技術(shù)
1.5.1 CIMS技術(shù)
1.5.2 CIPS技術(shù)
1.6 人工智能技術(shù)在化工過程中的應(yīng)用
1.6.1 人工智能技術(shù)
1.6.2 專家系統(tǒng)
1.6.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
1.6.4 人工智能技術(shù)在化工過程系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.7 本教材的目的與內(nèi)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?zāi)K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(lián)立模塊法
2.2 過程系統(tǒng)模擬的序貫?zāi)K法
2.2.1 序貫?zāi)K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?zāi)K法解設(shè)計(jì)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(lián)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(lián)立模塊法
2.4.1 聯(lián)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(chǎn)工況的模擬分析 3 化工過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與分析
3.1 化工過程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型
3.1.1 化工過程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
3.1.2 化工過程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型
3.1.3 確定性動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理
3.2 連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器的動(dòng)態(tài)特性
3.2.1 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
3.2.2 模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用（Ⅰ）
3.2.3 模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用（Ⅱ）
3.3 精餾塔的動(dòng)態(tài)特性
3.3.1 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
3.3.2 模型的數(shù)學(xué)處理與應(yīng)用
3.3.3 更實(shí)際的問題
3.4 變壓吸附過程的模擬與分析
3.4.1 數(shù)學(xué)模型的建立
3.4.2 動(dòng)態(tài)模型的數(shù)學(xué)處理
3.4.3 模型的應(yīng)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(shù)學(xué)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(shù)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(shù)學(xué)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(yīng)、市場需求價(jià)格等因素進(jìn)行的排產(chǎn)計(jì)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(jīng)典求解方法
4.5.2 有約束條件最優(yōu)化問題的經(jīng)典求解方法
4.5.3 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)參數(shù)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(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)
5.1 化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)的作用與意義
5.2 化工生產(chǎn)過程操作工況離線調(diào)優(yōu)的方法
5.2.1 機(jī)理模型法——液體空氣精餾塔的操作工況調(diào)優(yōu)
5.2.2 統(tǒng)計(jì)模型法——苯酐生產(chǎn)過程的操作工況調(diào)優(yōu)
5.2.3 智能模型法——乙苯脫氫反應(yīng)過程的操作工況調(diào)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(diǎn)
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(dòng)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(yīng)過程的模型、模擬和優(yōu)化
6.3 間歇過程的最優(yōu)時(shí)間表
6.3.1 時(shí)間表問題
6.3.2 簡單多產(chǎn)品和多目的間歇過程最優(yōu)時(shí)間表的計(jì)算規(guī)則
6.4 多產(chǎn)品間歇過程的設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化
6.4.1 基本定義、原則和術(shù)語
6.4.2 多產(chǎn)品間歇過程設(shè)備的基本計(jì)算法
6.4.3 多產(chǎn)品間歇過程設(shè)備尺寸的最優(yōu)設(shè)計(jì)
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(wǎng)絡(luò)合成
7.1 化工生產(chǎn)流程中換熱網(wǎng)絡(luò)的作用和意義
7.2 換熱網(wǎng)絡(luò)合成問題
7.2.1 換熱網(wǎng)絡(luò)合成問題的描述
7.2.2 換熱網(wǎng)絡(luò)合成的研究
7.3 換熱網(wǎng)絡(luò)合成——夾點(diǎn)技術(shù)
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(diǎn)的特性
7.4 夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)
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(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)
7.5.1 最小換熱單元數(shù)
7.5.2 能量與設(shè)備數(shù)的權(quán)衡
7.5.3 ΔTmin的選擇
7.6 實(shí)際工程項(xiàng)目的換熱網(wǎng)絡(luò)合成
7.6.1 數(shù)據(jù)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(qiáng)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(shù)
8.2.4 分離子群（Subgroups）
8.2.5 可能的分離子問題
8.2.6 目標(biāo)產(chǎn)物組
8.2.7 判別指標(biāo)
8.2 8 分離序列的綜合方法
8.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃法
8.4 分離度系數(shù)有序探試法
8.4.1 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則M1
8.4.2 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則M2
8.4.3 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則D1
8.4.4 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則S1
8.4.5 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則S2
8.4.6 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則C1
8.4.7 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則C2
8.5 相對費(fèi)用函數(shù)法
8.6 分離序列綜合過程的評價(jià)
8.7 調(diào)優(yōu)法
8.8 復(fù)雜塔的分離順序