化工過程分析與合成（簡體書）

本書內容包括：緒論、化工過程系統穩態模擬與分析、化工過程系統動態模擬與分析、化工生產過程操作工況調優、分離塔序列的綜合等。

1緒論1
1.1化工過程1
1.1.1化學反應過程1
1.1.2換熱過程2
1.1.3分離過程2
1.2化工過程生產操作控制2
1.2.1集散系統（DCS）3
1.2.2DCS的先進控制與優化控制3
1.3化工過程的分析與合成4
1.3.1化工過程系統的分析4
1.3.2化工過程系統的合成5
1.4化工過程模擬系統5
1.4.1化工流程穩態模擬系統5
1.4.2動態模擬系統6
1.5化工企業CIPS技術7
1.5.1CIMS技術7
1.5.2CIPS技術8
1.6人工智能技術在化工過程中的應用8
1.6.1人工智能技術9
1.6.2專家系統9
1.6.3人工神經網絡9
1.6.4人工智能技術在化工過程系統中的應用10
1.7本教材的目的與內容10

2化工過程系統穩態模擬與分析11
2.1過程系統模擬的三種基本方法12
2.1.1過程系統模擬的序貫模塊法12
2.1.2過程系統模擬的面向方程法13
2.1.3過程系統模擬的聯立模塊法13
2.2過程系統模擬的序貫模塊法14
2.2.1序貫模塊法的基本原理14
2.2.2再循環物流的斷裂16
2.2.3斷裂物流變量的收斂21
2.2.4序貫模塊法解設計問題28
2.3過程系統模擬的面向方程法29
2.3.1面向方程法的原理29
2.3.2大型稀疏非線性方程組的降維解法30
2.3.3聯立擬線性方程組法解大型稀疏非線性方程組34
2.4過程系統模擬的聯立模塊法41
2.4.1聯立模塊法的原理41
2.4.2建立簡化模型的兩種切斷方式44
2.5氨合成工藝流程的模擬與分析48
2.5.1氨合成工藝流程的模擬48
2.5.2氨合成工藝生產工況的模擬分析51

3化工過程系統動態模擬與分析56
3.1化工過程系統的動態模型56
3.1.1化工過程系統的動態特性56
3.1.2化工過程系統的動態模型56
3.1.3確定性動態模型的數學處理58
3.2連續攪拌罐反應器的動態特性60
3.2.1動態數學模型60
3.2.2模型的數學處理與應用（Ⅰ）64
3.2.3模型的數學處理與應用（Ⅱ）65
3.3精餾塔的動態特性68
3.3.1動態數學模型69
3.3.2模型的數學處理與應用70
3.3.3更實際的問題73
3.4變壓吸附過程的模擬與分析74
3.4.1數學模型的建立74
3.4.2動態模型的數學處理78
3.4.3模型的應用79

4化工過程系統的優化83
4.1概述83
4.2化工過程系統優化問題基本概念84
4.2.1最優化問題的數學描述84
4.2.2最優化問題的建模方法87
4.2.3化工過程系統最優化方法的分類88
4.3化工過程系統最優化問題的類型89
4.3.1過程系統參數優化89
4.3.2過程系統管理最優化92
4.4化工過程中的線性規劃問題92
4.4.1線性規劃問題的數學描述92
4.4.2求解線性規劃的圖解法96
4.4.3求解線性規劃問題的單純形法96
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100
4.5化工過程中的非線性規劃問題100
4.5.1無約束條件最優化問題的經典求解方法100
4.5.2有約束條件最優化問題的經典求解方法101
4.5.3動態系統參數的變分優化法104
4.6化工過程大系統的優化120
4.6.1可行路徑優化法123
4.6.2不可行路徑124

5化工生產過程操作工況調優134
5.1化工生產過程操作工況調優的作用與意義134
5.2化工生產過程操作工況離線調優的方法135
5.2.1機理模型法——液體空氣精餾塔的操作工況調優135
5.2.2統計模型法——苯酐生產過程的操作工況調優148
5.2.3智能模型法——乙苯脫氫反應過程的操作工況調優161

6間歇化工過程175
6.1間歇過程與連續過程175
6.1.1間歇化工的特點176
6.1.2間歇過程與連續過程的比較177
6.1.3間歇過程的基本概念178
6.2過程動態模型及模擬183
6.2.1混合過程183
6.2.2噴霧干燥過程185
6.2.3間歇、半連續反應過程的模型、模擬和優化186
6.3間歇過程的最優時間表189
6.3.1時間表問題190
6.3.2簡單多產品和多目的間歇過程最優時間表的計算規則196
6.4多產品間歇過程的設備設計與優化200
6.4.1基本定義、原則和術語200
6.4.2多產品間歇過程設備的基本計算法203
6.4.3多產品間歇過程設備尺寸的最優設計207
6.5間歇過程的控制模型214
6.5.1配方模型214
6.5.2控制功能模型215
6.5.3過程模型216
6.5.4物理模型217
6.5.5程序控制模型217

7換熱網絡合成220
7.1化工生產流程中換熱網絡的作用和意義220
7.2換熱網絡合成問題221
7.2.1換熱網絡合成問題的描述221
7.2.2換熱網絡合成的研究221
7.3換熱網絡合成——夾點技術221
7.3.1第一定律分析221
7.3.2溫度區間222
7.3.3最小公用工程消耗223
7.3.4溫焓圖與組合曲線225
7.3.5夾點的特性227
7.4夾點法設計能量最優的換熱網絡229
7.4.1匹配的可行性原則229
7.4.2流股的分割——FCp表232
7.4.3流股的匹配——勾銷推斷法234
7.5換熱網絡的調優236
7.5.1最小換熱單元數236
7.5.2能量與設備數的權衡236
7.5.3ΔTmin的選擇239
7.6實際工程項目的換熱網絡合成240
7.6.1數據提取240
7.6.2選擇物流241
7.6.3老廠改造243
7.6.4禁止匹配與強制匹配246
7.6.5閾值問題247
7.6.6多品位公用工程249

8分離塔序列的綜合254
8.1精餾塔分離序列綜合概況254
8.2分離序列綜合的基本概念255
8.2.1簡單塔255
8.2.2順序表（Ranked List）256
8.2.3可能的分離序列數256
8.2.4分離子群(Subgroups)256
8.2.5可能的分離子問題257
8.2.6目標產物組259
8.2.7判別指標259
8.28分離序列的綜合方法259
8.3動態規劃法260
8.4分離度系數有序探試法267
8.4.1經驗規則M1267
8.4.2經驗規則M2269
8.4.3經驗規則D1269
8.4.4經驗規則S1269
8.4.5經驗規則S2269
8.4.6經驗規則C1269
8.4.7經驗規則C2269
8.5相對費用函數法271
8.6分離序列綜合過程的評價272
8.7調優法274
8.8復雜塔的分離順序279