化工過程分析與合成

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1、化工過程分析與合成化工過程分析與合成課程要求認(rèn)真聽課，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)課考試成績占總分70%。1緒論2化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬與分析3化工過程系統(tǒng)動態(tài)模擬與分析4化工過程系統(tǒng)的優(yōu)化5化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)6間歇化工過程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緒論化工過程分析與合成過程：客觀事物從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。過程工藝：對物料流進(jìn)行物理或化學(xué)的加工工藝?；ぃ捰停剩?、輕工、冶金過程、醫(yī)藥生產(chǎn)過程等。

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

3、熱或冷卻的過程。換熱網(wǎng)絡(luò)：滿足這種換熱要求的熱量或冷量，可以來自流程中的工藝物料流或是來自公用工程，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、能滿足分離要求的最佳方案.分離過程選擇:非均一系物料的氣固相分離:采用沉降、過濾、濕法除塵、電除塵等單元操作。液固相分離:過

4、濾、干燥、沉降等。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)過程換熱過程分離過程不同的化工過程只是這三類過程的不同組合化工系統(tǒng)工程研究內(nèi)容:這三類，其中主要是換熱過程和分離過程1.2化工過程生產(chǎn)操作控制化工過程生產(chǎn)操作控制：對生產(chǎn)操作工況的調(diào)節(jié)。主要是對物料流溫度、壓力、流量、液位、組成等操作參數(shù)的調(diào)節(jié)?；み^程生產(chǎn)操作控制分類分散控制集中控制化工過程生產(chǎn)操作控制對生產(chǎn)過程是否能正常進(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程控制技術(shù)，采用基地式控制儀表

5、實(shí)施單輸入、單輸出的簡單回路控制，又稱為分散控制，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

6、于難于發(fā)展的困境。20世紀(jì)70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化工過程分析與合成化工過程分析與合成又稱為化工過程系統(tǒng)工程，化工過程系統(tǒng)工程是在系統(tǒng)工程、化學(xué)工程、過程控制、計(jì)算數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科的邊緣上產(chǎn)生的一門綜合性學(xué)科，化工過程系統(tǒng)工程以處理物料-能量-信息流的過程系統(tǒng)為研究對象?！盎み^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)展起來的一門新興的邊緣科學(xué)。簡單地說，將系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法應(yīng)用于化工過程就形成了化工過程系統(tǒng)工程，簡稱為化工系統(tǒng)工程。一化工過程系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程：以大系統(tǒng)為對象進(jìn)行研究

7、的跨學(xué)科的邊緣性科學(xué)。起源:該學(xué)科最初發(fā)源于美國，由于二次世界大戰(zhàn)期間，美國需要在有限的時(shí)間、空間和運(yùn)力條件下安排達(dá)到最大的運(yùn)送量。因此提出了如何對運(yùn)力進(jìn)行安排以實(shí)現(xiàn)最大運(yùn)送量的問題。其后，在通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過程中，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)的通話效果的通信網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)配備問題。由于先驅(qū)者的出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重面各有不同，對系統(tǒng)工程的理解和認(rèn)識也就各有不同.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)

8、。系統(tǒng)工程的基本思想：從系統(tǒng)整體的觀念出發(fā)，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