化工過(guò)程分析與合成

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1、化工過(guò)程分析與合成化工過(guò)程分析與合成課程要求認(rèn)真聽(tīng)課，重在應(yīng)用；要求出勤率，出勤情況記入總分，占總分15%，根據(jù)點(diǎn)名出勤情況打分確定；平時(shí)大作業(yè)完成情況記入總分，占總分15%，根據(jù)作業(yè)完成情況打分確定；結(jié)課考試成績(jī)占總分70%。1緒論2化工過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬與分析3化工過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與分析4化工過(guò)程系統(tǒng)的優(yōu)化5化工生產(chǎn)過(guò)程操作工況調(diào)優(yōu)6間歇化工過(guò)程7換熱網(wǎng)絡(luò)合成8分離塔序列綜合課程主要內(nèi)容1緒論化工過(guò)程分析與合成過(guò)程：客觀事物從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。過(guò)程工藝：對(duì)物料流進(jìn)行物理或化學(xué)的加工工藝?；ぃ捰?，化肥）、輕工、冶金過(guò)程、醫(yī)藥生產(chǎn)過(guò)程等。制造工

2、藝：以工件為對(duì)象的加工工藝。像電視機(jī)、汽車(chē)、機(jī)械零件加工等的生產(chǎn)，都是制造工藝1.1化工過(guò)程化工過(guò)程：以天然物料（煤、石油、鹽等）為基礎(chǔ)原料，經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)加工制成產(chǎn)品的過(guò)程。通?；み^(guò)程大都包括三個(gè)部分：原料制備化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)品分離在多種多樣的單元過(guò)程中，最重要的也是最多用的單元過(guò)程是：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程換熱過(guò)程分離過(guò)程1.1.1化學(xué)反應(yīng)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是化工過(guò)程的核心部分。主要的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有：催化反應(yīng)過(guò)程熱裂解反應(yīng)過(guò)程電解質(zhì)溶液離子反應(yīng)過(guò)程生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程1.1.2換熱過(guò)程定義：化工過(guò)程工藝流程中被處理的物流，按各單元過(guò)程所要求的溫度，通過(guò)換熱器加熱或冷卻的過(guò)

3、程。換熱網(wǎng)絡(luò)：滿(mǎn)足這種換熱要求的熱量或冷量，可以來(lái)自流程中的工藝物料流或是來(lái)自公用工程，構(gòu)成換熱網(wǎng)絡(luò)。換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)：以最大限度的節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備投資、良好的操作適應(yīng)性。實(shí)現(xiàn)最佳的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，是化工過(guò)程系統(tǒng)合成研究的一項(xiàng)典型的事例，也是本課程將要重點(diǎn)研討的一項(xiàng)內(nèi)容。1.1.3分離過(guò)程定義：從某種已知組成的混合物中分離出某幾種目標(biāo)產(chǎn)物的過(guò)程.化工系統(tǒng)綜合:從可以設(shè)計(jì)出的不同流程、不同塔數(shù)的多種流程方案中選擇經(jīng)濟(jì)的、能滿(mǎn)足分離要求的最佳方案.分離過(guò)程選擇:非均一系物料的氣固相分離:采用沉降、過(guò)濾、濕法除塵、電除塵等單元操作。液固相分離:過(guò)濾、干燥、沉降等。

4、均一系物料的氣相分離，可采用吸附、吸收、膜分離。液相分離:則可用蒸餾與精餾、蒸發(fā)、結(jié)晶、汽提、萃取、膜分離等?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程換熱過(guò)程分離過(guò)程不同的化工過(guò)程只是這三類(lèi)過(guò)程的不同組合化工系統(tǒng)工程研究?jī)?nèi)容:這三類(lèi)，其中主要是換熱過(guò)程和分離過(guò)程1.2化工過(guò)程生產(chǎn)操作控制化工過(guò)程生產(chǎn)操作控制：對(duì)生產(chǎn)操作工況的調(diào)節(jié)。主要是對(duì)物料流溫度、壓力、流量、液位、組成等操作參數(shù)的調(diào)節(jié)?；み^(guò)程生產(chǎn)操作控制分類(lèi)分散控制集中控制化工過(guò)程生產(chǎn)操作控制對(duì)生產(chǎn)過(guò)程是否能正常進(jìn)行影響很大，因此至關(guān)重要。分散控制:20世紀(jì)四五十年代的早期過(guò)程控制技術(shù)，采用基地式控制儀表實(shí)施單輸入、單輸出的簡(jiǎn)單

5、回路控制，又稱(chēng)為分散控制，目標(biāo):保持生產(chǎn)工況平穩(wěn)。分散控制技術(shù)的特點(diǎn)：各個(gè)控制回路都相互獨(dú)立。優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)某一控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，不致影響其他回路的正常工作。缺點(diǎn)：控制參數(shù)較多時(shí)，需要相應(yīng)設(shè)置較多的硬件。且這種分散的控制，難于實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化。集中控制：將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于化工過(guò)程控制，把各個(gè)控制回路的運(yùn)算、控制、顯示都集中于計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制手段。優(yōu)點(diǎn)：可以大大的節(jié)省硬件成本，便于同時(shí)分析各個(gè)控制回路的信息，為實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了條件。缺點(diǎn)：一旦發(fā)生計(jì)算機(jī)故障則將出現(xiàn)全控制系統(tǒng)癱瘓的危險(xiǎn)。由于這種缺陷的困擾，曾使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一度陷于難于發(fā)展的困境。20世紀(jì)70

6、年代中期集散系統(tǒng)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)出現(xiàn)了燦爛的應(yīng)用前景。1.3化工過(guò)程分析與合成化工過(guò)程分析與合成又稱(chēng)為化工過(guò)程系統(tǒng)工程，化工過(guò)程系統(tǒng)工程是在系統(tǒng)工程、化學(xué)工程、過(guò)程控制、計(jì)算數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科的邊緣上產(chǎn)生的一門(mén)綜合性學(xué)科，化工過(guò)程系統(tǒng)工程以處理物料-能量-信息流的過(guò)程系統(tǒng)為研究對(duì)象?！盎み^(guò)程系統(tǒng)工程”作為現(xiàn)代化學(xué)工程的一個(gè)組成部分，是新近發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興的邊緣科學(xué)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，將系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法應(yīng)用于化工過(guò)程就形成了化工過(guò)程系統(tǒng)工程，簡(jiǎn)稱(chēng)為化工系統(tǒng)工程。一化工過(guò)程系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程：以大系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行研究的跨學(xué)科的邊緣性科學(xué)。起源:該學(xué)科最

7、初發(fā)源于美國(guó)，由于二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)需要在有限的時(shí)間、空間和運(yùn)力條件下安排達(dá)到最大的運(yùn)送量。因此提出了如何對(duì)運(yùn)力進(jìn)行安排以實(shí)現(xiàn)最大運(yùn)送量的問(wèn)題。其后，在通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)存在著如何安排通信網(wǎng)絡(luò)以達(dá)到用最小的投入，得到最優(yōu)的通話(huà)效果的通信網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)配備問(wèn)題。由于先驅(qū)者的出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重面各有不同，對(duì)系統(tǒng)工程的理解和認(rèn)識(shí)也就各有不同.有些人強(qiáng)調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)管理和最優(yōu)控制。有些人則著眼于工程系統(tǒng)的規(guī)劃和最優(yōu)設(shè)計(jì)。當(dāng)強(qiáng)調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)管理和最優(yōu)控制時(shí)———現(xiàn)代管理科學(xué)。當(dāng)著眼工程的規(guī)劃及最優(yōu)設(shè)計(jì)——尋優(yōu)的綜合技術(shù)。系統(tǒng)工程的基本思想：從系統(tǒng)整體的觀念出發(fā)

8、，周密考慮系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組成部分相互間的制約關(guān)系，討論系統(tǒng)整體的最優(yōu)策