化工过程分析与合成

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1、化工过程分析与合成化工过程分析与合成课程要求认真听课，重在应用；要求出勤率，出勤情况记入总分，占总分15%，根据点名出勤情况打分确定；平时大作业完成情况记入总分，占总分15%，根据作业完成情况打分确定；结课考试成绩占总分70%。1绪论2化工过程系统稳态模拟与分析3化工过程系统动态模拟与分析4化工过程系统的优化5化工生产过程操作工况调优6间歇化工过程7换热网络合成8分离塔序列综合课程主要内容1绪论化工过程分析与合成过程：客观事物从一个状态到另一个状态的转移。过程工艺：对物料流进行物理或化学的加工工艺。化工（炼油，化肥）、轻工、冶金过程、医药生产过程等。制造工

2、艺：以工件为对象的加工工艺。像电视机、汽车、机械零件加工等的生产，都是制造工艺1.1化工过程化工过程：以天然物料（煤、石油、盐等）为基础原料，经过物理或化学加工制成产品的过程。通常化工过程大都包括三个部分：原料制备化学反应产品分离在多种多样的单元过程中，最重要的也是最多用的单元过程是：化学反应过程换热过程分离过程1.1.1化学反应过程化学反应过程是化工过程的核心部分。主要的化学反应过程有：催化反应过程热裂解反应过程电解质溶液离子反应过程生物化学反应过程1.1.2换热过程定义：化工过程工艺流程中被处理的物流，按各单元过程所要求的温度，通过换热器加热或冷却的过

3、程。换热网络：满足这种换热要求的热量或冷量，可以来自流程中的工艺物料流或是来自公用工程，构成换热网络。换热网络设计目标：以最大限度的节能、经济的设备投资、良好的操作适应性。实现最佳的换热网络设计，是化工过程系统合成研究的一项典型的事例，也是本课程将要重点研讨的一项内容。1.1.3分离过程定义：从某种已知组成的混合物中分离出某几种目标产物的过程.化工系统综合:从可以设计出的不同流程、不同塔数的多种流程方案中选择经济的、能满足分离要求的最佳方案.分离过程选择:非均一系物料的气固相分离:采用沉降、过滤、湿法除尘、电除尘等单元操作。液固相分离:过滤、干燥、沉降等。

4、均一系物料的气相分离，可采用吸附、吸收、膜分离。液相分离:则可用蒸馏与精馏、蒸发、结晶、汽提、萃取、膜分离等。化学反应过程换热过程分离过程不同的化工过程只是这三类过程的不同组合化工系统工程研究内容:这三类，其中主要是换热过程和分离过程1.2化工过程生产操作控制化工过程生产操作控制：对生产操作工况的调节。主要是对物料流温度、压力、流量、液位、组成等操作参数的调节。化工过程生产操作控制分类分散控制集中控制化工过程生产操作控制对生产过程是否能正常进行影响很大，因此至关重要。分散控制:20世纪四五十年代的早期过程控制技术，采用基地式控制仪表实施单输入、单输出的简单

5、回路控制，又称为分散控制，目标:保持生产工况平稳。分散控制技术的特点：各个控制回路都相互独立。优点：当某一控制回路出现故障时，不致影响其他回路的正常工作。缺点：控制参数较多时，需要相应设置较多的硬件。且这种分散的控制，难于实现总体优化。集中控制：将计算机应用于化工过程控制，把各个控制回路的运算、控制、显示都集中于计算机来实现的控制手段。优点：可以大大的节省硬件成本，便于同时分析各个控制回路的信息，为实现全系统的优化控制提供了条件。缺点：一旦发生计算机故障则将出现全控制系统瘫痪的危险。由于这种缺陷的困扰，曾使计算机控制技术一度陷于难于发展的困境。20世纪70

6、年代中期集散系统的出现，使计算机控制技术出现了灿烂的应用前景。1.3化工过程分析与合成化工过程分析与合成又称为化工过程系统工程，化工过程系统工程是在系统工程、化学工程、过程控制、计算数学、信息技术等学科的边缘上产生的一门综合性学科，化工过程系统工程以处理物料-能量-信息流的过程系统为研究对象。“化工过程系统工程”作为现代化学工程的一个组成部分，是新近发展起来的一门新兴的边缘科学。简单地说，将系统工程学的理论和方法应用于化工过程就形成了化工过程系统工程，简称为化工系统工程。一化工过程系统工程系统工程：以大系统为对象进行研究的跨学科的边缘性科学。起源:该学科最

7、初发源于美国，由于二次世界大战期间，美国需要在有限的时间、空间和运力条件下安排达到最大的运送量。因此提出了如何对运力进行安排以实现最大运送量的问题。其后，在通信网络的设计过程中，也发现存在着如何安排通信网络以达到用最小的投入，得到最优的通话效果的通信网络最优配备问题。由于先驱者的出发点和侧重面各有不同，对系统工程的理解和认识也就各有不同.有些人强调复杂系统的最优管理和最优控制。有些人则着眼于工程系统的规划和最优设计。当强调复杂系统的最优管理和最优控制时———现代管理科学。当着眼工程的规划及最优设计——寻优的综合技术。系统工程的基本思想：从系统整体的观念出发

8、，周密考虑系统内各个组成部分相互间的制约关系，讨论系统整体的最优策