具体描述
内容简介
《化工过程的优化设计与控制》共分10章，在分析精馏塔动态特性与控制方法的基础上，结合实例详细介绍了变压精馏分离方案的建立与具体模拟步骤，随后分别讨论了萃取精馏和变压精馏分离低共沸物、分离共沸物系的精馏隔壁塔应用、具有特殊共沸特性的共沸物变压精馏分离、三元共沸物系变压精馏分离、二氧化碳捕集、三元物系间歇精馏分离过程的优化设计及控制方法，后综合讨论了工业典型案例——醋酸丁酯生产工艺的优化设计与控制。本书力求在关注学科新发展动态，并结合青岛科技大学科研特色的基础上，系统介绍化工过程的设计与控制思路及具体做法，并对工艺技术方法提出各种先进的改进措施，帮助读者尽快树立工程设计及控制观念。
《化工过程的优化设计与控制》可作为高等院校化工及相关专业（石油、制药、生物、环境、自动化、冶金等）的辅助教材使用，也可供有关部门从事科研、设计和生产的技术人员参考。
作者简介
王晓红，青岛科技大学化工学院，化工原理教研室主任，副教授，作者自1993年至今,在青岛科技大学化工学院化工原理教研室工作,承担了大量的化工原理各教学环节工作,积累了丰富的教学经验.科研方面主要从事化工系统工程方向的研究工作,正在承担和已经完成多项科研项目,内容涉及化工过程模拟优化、系统综合和故障诊断。目录
第1章精馏塔动态特性与控制方法11.1精馏塔控制原则1
1.2精馏塔的扰动分析2
1.2.1精馏塔动态特性2
1.2.2精馏塔动态影响2
1.3精馏塔被控变量分析3
1.3.1组成控制3
1.3.2温度控制3
1.3.3控制器调谐5
1.3.4中继反馈测试5
1.4精馏塔整体控制方案6
1.4.1基础控制6
1.4.2质量指标反馈6
1.4.3双重质量指标8
1.4.4精馏塔塔压控制9
1.4.5高级控制系统在精馏控制中的应用11
参考文献13
第2章变压精馏分离流程的开发步骤与方案实例14
2.1变压精馏分离流程稳态优化设计15
2.1.1高压塔（HPC）、低压塔（LPC）塔压的确定15
2.1.2塔序列的确定16
2.1.3建立变压精馏工艺流程16
2.1.4稳态流程优化19
2.2由稳态模拟转换为动态模拟21
2.2.1流程设置21
2.2.2确定设备尺寸22
2.3导入Aspen Plus Dynamics26
2.3.1Aspen Plus Dynamics的启动与初始化26
2.3.2Aspen Plus Dynamics默认控制器28
2.4热集成变压精馏分离流程的控制研究29
2.4.1回流罐液位控制器30
2.4.2塔釜液位控制器33
2.4.3进料流量控制器35
2.5安装温度控制器37
2.5.1安装塔板温度控制器37
2.5.2捕捉屏幕布局40
2.5.3安装死时间元40
2.5.4中继-反馈测试41
2.6带有回流比的控制结构46
2.6.1安装回流比控制46
2.6.2进料流量扰动48
2.6.3进料组成扰动52
2.7采用再沸器热负荷与进料比控制温度的控制结构54
2.7.1安装控制结构54
2.7.2进料流量扰动58
2.7.3进料组成扰动60
2.8组成-温度串级控制62
2.8.1安装组成控制器并调谐62
2.8.2进料流量扰动64
2.8.3进料组成扰动65
2.8.4Matlab绘制进料流量扰动图65
2.8.5Matlab绘制进料组成扰动图71
2.9部分热集成变压精馏分离流程的控制研究77
2.9.1基本温度控制结构77
2.9.2改进的组成-温度控制结构79
2.10完全热集成变压精馏分离流程的控制研究82
2.10.1基本控制结构82
2.10.2压力补偿温度控制结构84
2.10.3改进的压力补偿温度控制结构87
2.11不同进料组成对变压精馏塔序及动态控制的影响90
2.11.1稳态流程优化90
2.11.2用于不同进料组成的变压精馏方案讨论93
参考文献95
第3章萃取精馏分离最低共沸物96
3.1正庚烷-异丁醇共沸物分离的萃取精馏工艺稳态设计及动态控制96
3.1.1基于TAC最小的稳态流程优化96
3.1.2动态控制研究99
3.2THF-乙醇共沸物分离的萃取精馏工艺稳态设计及动态控制109
3.2.1过程稳态优化109
3.2.2过程动态控制110
参考文献116
第4章变压精馏分离最低共沸物117
4.1乙腈-正丙醇共沸物分离的变压精馏工艺稳态设计及动态控制117
4.1.1过程设计117
4.1.2过程优化118
4.1.3动态控制研究120
4.2乙醇-四氢呋喃共沸物分离的变压精馏工艺稳态设计及动态控制129
4.2.1流程设计与优化129
4.2.2动态控制研究132
4.2.3部分热集成(PHIPSD)与萃取精馏(ED)过程比较141
4.2.4不同进料组成的部分热集成工艺过程比较142
参考文献146
第5章分离共沸物系的精馏隔壁塔148
5.1分离乙腈-正丙醇物系萃取精馏隔壁塔的优化设计与控制149
5.1.1过程设计149
5.1.2过程优化150
5.1.3萃取精馏隔壁塔动态控制研究150
5.2分离正丙醇-水物系的共沸精馏隔壁塔的过程设计及控制研究161
5.2.1过程设计161
5.2.2灵敏度分析及经济优化162
5.2.3共沸精馏隔壁塔的动态控制研究168
参考文献175
第6章特殊共沸特性的共沸物变压精馏分离177
6.1变压精馏过程设计与优化179
6.1.1过程设计179
6.1.2优化179
6.2变压精馏过程的动态控制研究184
6.2.1常规变压精馏过程的动态控制184
6.2.2非常规变压精馏过程的动态控制190
6.3两种过程的比较193
参考文献194
第7章三元共沸物的变压精馏分离195
7.1基础设计195
7.1.1物性方法195
7.1.2经济优化196
7.2三塔变压精馏工艺分离过程196
7.2.1利用剩余曲线图进行过程分析196
7.2.2压力确定196
7.2.3优化199
7.3分离序列的确定201
7.4热集成过程设计206
7.4.1部分热集成206
7.4.2完全热集成208
7.5动态控制研究208
7.5.1热集成流程控制209
7.5.2部分热集成流程的控制215
7.5.3完全热集成三塔变压精馏流程的控制220
7.5.4比较222
参考文献224
第8章二氧化碳捕集225
8.1稳态流程225
8.1.1流程设计225
8.1.2物性方法选择226
8.2动态模拟和控制策略228
8.2.1基础控制结构228
8.2.2改进控制结构230
参考文献233
第9章三元物系的间歇精馏分离234
9.1带有中间储罐的间歇精馏过程的稳态计算234
9.2间歇精馏的动态控制236
9.2.1间歇精馏初始条件设置236
9.2.2组成控制结构236
9.2.3温度控制结构240
9.2.4控制结构的比较248
参考文献249
第10章醋酸丁酯生产工艺的优化设计与控制250
10.1稳态工艺设计250
10.1.1工艺流程250
10.1.2反应动力学251
10.1.3气液相平衡251
10.1.4流程设计规定252
10.2过程经济优化253
10.2.1优化方法253
10.2.2优化过程253
10.2.3热集成工艺优化253
10.2.4部分热集成工艺优化256
10.2.5完全热集成工艺优化257
10.3全流程动态控制研究258
10.3.1热集成最优流程动态控制258
10.3.2部分热集成流程动态控制277
参考文献284
前言/序言
化工过程模拟对于化工过程的设计、经济评价、节能优化、动态控制起着重要的指导作用，国内出版了几部介绍化工流程模拟软件的著作，有力地推动了化工模拟技术的发展，但主要内容侧重Aspen Plus软件稳态模拟方面的使用，较少涉及动态控制的详细介绍，因此进行常见化工分离过程动态控制方案的设计，是本书的重点内容。《化工过程的优化设计与控制》采用化工流程动态模拟软件Aspen Dynamics，针对典型化工案例，系统介绍化工过程的设计与控制思路及具体做法，并对工艺技术方法提出各种先进的解决措施，帮助读者尽快树立工程设计及控制观念。书中大量典型实例的详细介绍与相关的优化及控制理念与方法对化工专业本科生、研究生及化工研究院、设计院的工程师有一定的参考价值。
本书工作得到国家自然科学基金项目“基于智能型遗传规划的精馏�材し掷胄滦图�成工艺优化研究（21676151）”与“两两共沸型均相三元物系萃取精馏中的定量构效模型与控制策略（21776145）”的资助，同时是2015年度山东省本科高校教学改革研究重点项目“基于拔尖创新型人才培养模式的化工过程与工程模拟课程群建设研究（2015Z047）”、山东省精品课程“化工原理”的重要建设内容。作者在编写本书时，力求深入浅出、循序渐进、层次分明、论述严谨，同时注意引入过程工业领域不断更新的思路、方法与技术。
本书包括十章内容。首先介绍精馏塔的动态控制原理，通过具体的分离实例，详细说明了如何对典型化工单元操作进行过程动态控制方案的优化设计。然后列举了变压精馏和萃取精馏分离共沸物的方法，包括如何在稳态优工艺的基础上开发稳健的控制结构以及如何在稳态经济性和动态控制性能方面进行权衡。后面几章包括二氧化碳捕集、三元体系间歇精馏过程、非均相隔壁塔等相对专业性较强且为当前研究热点的几个专题，后给出了一个完整生产工艺流程及其热集成工艺的优化设计与控制。
青岛科技大学化工学院的王晓红编写了第1、3～5章及第10章，王英龙编写了第2、6～8章及第9章内容，同时参加编审核对工作的有青岛科技大学化工学院的项曙光、朱兆友、李玉刚、田文德、王许云、张青瑞、杨霞、孙晓岩、夏力老师，及研究生田鹏、田光珍、谢力、张远鹏、于新帅、李明高、李文魁、崔培哲、孟庆信、王丽丽、张震、梁石生、李鑫、徐东芳、卜光乐、曹玉娟、刘薇、刘兴振、赵永滕、王永坤、赵婷然、李敏、贾慧、胡佳静、王勇，对此，一并致以诚挚谢意。
由于水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者提出宝贵意见。
编者
2017年4月
用户评价
在我眼中，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一次对化工过程精益求精的全面探索。作为一名在化工领域工作多年的工程师，我深知“优化”二字在化工生产中的分量，它不仅仅是提高效率，更是关乎成本、安全、环保，乃至企业生存的关键。这本书的出现，恰恰为我们提供了一套系统性的方法论和实践指南，让我从更深层次理解了“优化”的内涵。 本书最让我眼前一亮的是，它对“优化”和“设计”的深度融合。作者并没有简单地将优化与设计割裂开来，而是强调了优化应该贯穿于整个设计过程。优秀的设计能够从源头上为过程的优化打下坚实的基础，而先进的控制策略，则能进一步挖掘出设计方案的潜力。这种整体性的思维，让我对如何进行科学合理的工艺设计有了全新的认识。 书中对优化方法的介绍，非常深入且具有实践指导意义。作者并没有仅仅停留在罗列各种优化算法，而是通过对典型化工过程的案例分析，展示了如何运用线性规划、非线性规划、动态规划等优化工具，来解决实际生产中的问题。我尤其欣赏书中关于如何处理非线性、非凸优化问题，以及如何利用启发式算法来应对大规模、高维度问题的内容，这些都是我们在实际工作中经常会遇到的难题。 在控制理论方面，本书的讲解堪称典范。从基础的PID控制，到更高级的自适应控制、模糊控制，再到我一直在深入研究的模型预测控制（MPC），作者都进行了清晰、透彻的阐述。我尤其对MPC的章节印象深刻，书中详细介绍了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分在我看来，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一次对化工生产效率极限的深度挖掘。作为一名在化工行业摸爬滚打多年的工程师，我深知，在日益激烈的市场竞争中，如何最大限度地提升生产效率，降低生产成本，是企业能否立足的关键。而这本书，恰恰为我们提供了一套系统性的解决方案。 本书最让我印象深刻的一点，是它将“优化”与“设计”这两个概念进行了深度融合。作者认为，真正的优化，应该贯穿于整个设计过程。优秀的设计能够从源头上为过程的优化打下坚实的基础，而先进的控制策略，则能进一步挖掘出设计方案的潜力。这种整体性的思维，让我对如何进行科学合理的工艺设计有了全新的认识。 在优化设计方面，书中对各种优化方法的介绍，非常全面且富有实践意义。作者并没有仅仅停留在罗列数学公式，而是通过对典型化工过程的案例分析，展示了如何运用线性规划、非线性规划、动态规划等优化工具，来解决实际生产中的问题。我尤其欣赏书中关于如何处理非线性、非凸优化问题，以及如何利用启发式算法来应对大规模、高维度问题的内容，这些都是我们在实际工作中经常会遇到的难题。 在控制理论方面，本书的讲解堪称典范。从基础的PID控制，到更高级的自适应控制、模糊控制，再到我一直在深入研究的模型预测控制（MPC），作者都进行了清晰、透彻的阐述。我尤其对MPC的章节印象深刻，书中详细介绍了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分作为一名在化工行业摸爬滚打多年的资深工程师，我一直深切关注着化工过程的优化设计与控制这一核心课题。最近，我非常幸运地能够阅读到《化工过程的优化设计与控制》这本书，这无疑是我职业生涯中的一次重大收获。坦白说，在阅读这本书之前，我对优化设计和控制的理解更多是零散的、局部的，缺乏一个系统性的认知框架。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法，它像一盏明灯，照亮了我前行的道路。 这本书在开篇就非常巧妙地将优化设计与控制这两大主题融为一体，强调了它们之间密不可分的联系。作者并没有生硬地将它们割裂开来，而是从一个更高的维度，阐述了如何通过优化设计来为后续的精确控制打下坚实的基础，又如何通过先进的控制策略来充分发挥优化设计的潜力，实现工艺过程的动态最优。这一点在我看来是非常重要的，很多时候，我们过于注重某个环节的优化，而忽略了整体的协同效应。 书中关于优化设计的部分，我认为是其最核心的价值所在。作者深入浅出地讲解了各种优化方法，包括传统的图解法、数学规划法，以及更为先进的遗传算法、模拟退火等智能优化算法。更令我赞赏的是，书中并没有仅仅停留在算法的介绍，而是结合了大量的实际化工案例，例如，如何通过优化反应器的操作参数来提高产品收率和选择性，如何通过集成换热网络来降低能源消耗，以及如何设计柔性化的工艺流程来适应市场需求的变化。这些案例的分析，条理清晰，逻辑严谨，让我对如何将这些优化方法应用于实际生产有了非常直观的认识。 在控制方面，这本书的讲解同样令人印象深刻。作者从基础的PID控制原理讲起，循序渐进地引入了更为复杂的控制策略，如解耦控制、自适应控制、模糊控制，以及我特别感兴趣的模型预测控制（MPC）。MPC部分的内容尤为详尽，作者详细阐述了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。书中对MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的应用，给我留下了深刻的印象，这对于我今后在复杂生产装置上的控制策略设计，具有极大的借鉴意义。 我特别欣赏书中关于“过程集成”的章节。在能源成本日益攀升的今天，如何最大限度地利用能源，减少浪费，已经成为化工企业生存和发展的关键。作者通过详细的案例分析，阐述了如何通过热集成、物质集成等手段，将不同单元操作的能量和物料进行有效整合，从而实现整体能效和物料利用率的最大化。这种系统性的思维方式，能够帮助我们打破传统的思维定式，从更高的层面去审视工艺流程的优化。 此外，书中对“灵活性”和“鲁棒性”的强调，也让我受益匪浅。在多变的市场环境下，化工装置的灵活性和鲁棒性变得越来越重要。一个好的工艺设计，不仅要在最佳工况下运行良好，更要在一定范围内能够适应各种扰动和变化，保持稳定运行。作者通过对相关理论和方法的阐述，为我们提供了实现工艺灵活性和鲁棒性的有效途径，这对于提升企业的市场竞争力至关重要。 这本书的另一个亮点在于其对仿真工具的介绍和应用。作者详细介绍了Aspen Plus、HYSYS等主流的化工模拟软件，并结合实例展示了如何利用这些工具进行工艺流程的模拟、优化和控制系统设计。这些仿真工具的应用，能够极大地缩短工程设计周期，降低试错成本，提高设计效率。书中对如何处理模型中的各种不确定性和收敛性问题，也给出了很多实用的建议，这对于我们在实际操作中提高仿真结果的可靠性，非常有帮助。 从写作风格上来说，这本书的语言严谨而不失生动，理论讲解深入浅出，结合了大量的图表和公式，但又不会让人感到枯燥乏味。作者在处理复杂概念时，善于运用形象的比喻和通俗的语言，使得即使是初学者也能够相对容易地理解。同时，书中对文献的引用也非常广泛，为读者提供了进一步深入研究的可能。 这本书的出版，无疑为化工行业的优化设计与控制领域注入了新的活力。它不仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。对于每一个致力于提升化工过程效率、降低生产成本、实现绿色可持续发展的工程师来说，这本书都绝对是不可或缺的。我深信，这本书将会对整个化工行业产生深远的影响，帮助更多企业实现技术升级和管理创新。
评分作为一名有着十几年化工一线工作经验的工程师，我对“化工过程的优化设计与控制”这个课题的关注度从未减退。当我看到《化工过程的优化设计与控制》这本书时，我立刻被它所吸引，因为它直接触及了我工作中最核心、也最具有挑战性的领域。这本书不仅仅是一本教材，更像是我的一个经验丰富的导师，为我指引了方向，也启发了新的思路。 这本书最让我眼前一亮的是其对“优化”和“设计”的深度融合。作者没有将优化设计与控制视为孤立的模块，而是将其置于一个完整的生命周期内进行考察。在设计阶段，它强调了如何通过系统性的方法，从源头上就为过程的优化打下基础，例如，通过合理的单元选择、流程配置，以及考虑未来的可扩展性和灵活性。这与我过去常常遇到的“先设计后优化”的模式形成了鲜明对比，也让我意识到，真正的优化是贯穿于整个设计过程的。 书中关于优化方法的介绍，非常有深度，但又十分注重实践性。作者并没有简单地罗列数学公式，而是通过分析不同的化工过程，例如，炼油厂的催化裂化装置、化肥厂的合成氨装置等，来展示如何运用各种优化工具，如线性规划、非线性规划、混合整数规划等，来解决实际生产中的问题。让我印象深刻的是，作者还探讨了如何处理非线性、非凸优化问题，以及如何利用启发式算法来应对大规模、高维度的问题，这些都是我们在实际工作中经常会遇到的难题。 在控制方面，这本书的叙述非常清晰，从基础的反馈控制、前馈控制，到先进的级联控制、比值控制，再到我一直非常关注的模型预测控制（MPC），作者都进行了详细的讲解。特别是在MPC章节，作者不仅介绍了MPC的基本原理，还深入探讨了MPC在化工过程中的应用，例如，如何建立过程模型，如何选择合适的优化算法，以及如何处理模型误差和系统约束。我尤其欣赏书中关于MPC在实现全局优化和多目标协调方面的应用，这对于提升生产效率和产品质量，具有革命性的意义。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程柔性化设计”和“过程鲁棒性设计”。在当今瞬息万变的市场环境下，化工装置的柔性和鲁棒性显得尤为重要。作者通过分析不同类型的扰动，如原料成分变化、市场需求波动、设备故障等，提出了相应的优化设计和控制策略，以确保装置在各种工况下都能稳定、高效地运行。这对于提高企业的风险抵御能力和市场竞争力，提供了宝贵的指导。 另外，本书在“绿色化工”和“可持续发展”方面的论述，也深深地吸引了我。作者在各个章节中，都渗透着环保和节能的理念，例如，如何通过优化设计来降低能耗和物耗，如何减少废弃物排放，如何提高催化剂的利用率等。这些内容不仅符合当前社会发展的趋势，也为我们工程师在实践中提供了明确的方向。 我还特别要提到的是，书中对“仿真技术”的应用和介绍。作者详细地阐述了如何利用Aspen Plus、HYSYS等专业的仿真软件，对化工过程进行建模、仿真和优化。这些工具的使用，极大地降低了工程设计的风险和成本，也使得我们能够更有效地进行实验和方案比选。书中关于如何处理仿真中的收敛性问题、参数不确定性等实际操作中的难点，给予了非常实用的指导。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格非常独特。它既有学术著作的严谨和深度，又充满工程师的务实和灵活性。作者在讲解复杂的概念时，善于用生动的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论、实践、创新于一体的杰作。它不仅填补了我知识体系中的一些空白，更重要的是，它为我打开了新的视野，让我对化工过程的优化设计与控制有了更深刻的理解和更广阔的认识。我毫不犹豫地向所有从事化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会成为你工作中的得力助手。
评分我是一名在化工领域深耕多年的工程师，最近有幸拜读了《化工过程的优化设计与控制》这本书，真是相见恨晚。这本书的出版，无疑为我们这些在生产一线摸爬滚打的从业者提供了一本集理论与实践于一体的宝典。在我印象中，化工过程的优化设计与控制是一个非常宏大且复杂的议题，涉及到的知识点繁多，从基础的物料衡算、能量衡算，到精细的反应动力学、传质传热理论，再到先进的数学建模、仿真技术，乃至现代控制理论的应用，每一个环节都充满挑战。 这本书在内容编排上，我感觉作者花了很大的心思。它并非简单地罗列各种公式和定理，而是将这些抽象的概念与实际的工程案例紧密结合。例如，在讨论反应器设计时，作者不仅仅给出了各种反应器类型的优缺点分析，更重要的是，他通过分析不同工艺条件对反应收率、选择性和能耗的影响，引导读者思考如何根据具体物料特性和产品要求，选择最经济、最高效的反应器类型。书中对动力学模型的建立和参数辨识的讲解也尤为深入，让我对如何准确描述化学反应过程有了更清晰的认识，这对于后续的模拟和优化至关重要。 此外，书中对传质传热过程的优化设计也做了详尽的阐述。无论是塔器设计中的板型、填料选择，还是换热器设计中的管束排列、流道设计，作者都从理论出发，结合实际工程中的各种限制条件，给出了切实可行的优化策略。我特别欣赏书中关于“能级分析”和“过程集成”的章节，这些思想的引入，极大地拓宽了我的视野，让我开始从整体流程的角度去审视能源的有效利用，以及不同单元操作之间的能量协同效应。这对于降低生产成本、减少环境污染具有深远的意义。 在控制部分，这本书的贡献同样不可小觑。从传统的PID控制到先进的MPC（模型预测控制），作者层层递进，将复杂的控制理论讲解得通俗易懂。我尤其对MPC的章节印象深刻，书中不仅详细介绍了MPC的基本原理和算法，更重要的是，它展示了如何利用化工过程的模型来实现对生产过程的实时优化和最优控制。通过引入各种约束条件，如设备能力限制、安全操作范围等，MPC能够提前预测未来一段时间的状态，并根据预测结果调整控制策略，从而实现比传统控制更加平稳、高效的运行。 这本书的另一大亮点在于其对仿真技术的运用。作者通过大量实例，展示了如何利用Aspen Plus、HYSYS等主流的化工模拟软件，对工艺流程进行建模、仿真和优化。这些仿真工具的应用，极大地缩短了工程设计周期，降低了试错成本。在阅读过程中，我仿佛置身于一个虚拟的工厂，可以随意调整各种参数，观察其对生产过程的影响，从而找到最优的解决方案。书中对如何处理模型中的收敛性问题、参数不确定性等实际操作中的难点，也给予了详细的指导，这对于提高仿真结果的可靠性非常有帮助。 化工过程的优化设计与控制，归根结底是为了实现经济效益和社会效益的最大化。这本书在这一点上做得非常出色，它不仅仅关注技术层面的问题，更将经济分析和绿色化工的理念融入其中。在优化设计阶段，作者会考虑原材料成本、能源消耗、设备投资、产品附加值等经济因素，引导读者做出最优的选择。在控制阶段，则强调如何通过精确控制，提高产品收率，减少副产物生成，从而降低生产成本，同时减少环境污染，符合可持续发展的要求。 我尤其欣赏书中关于“灵活性设计”的章节。在当前多变的市场环境下，化工过程的灵活性显得尤为重要。一个好的工艺设计，不仅要能够在稳定工况下高效运行，更要能够适应原料波动、负荷变化等动态需求。书中关于如何设计具有良好柔韧性的工艺流程，如何实现操作条件的平滑切换，以及如何通过先进控制策略来应对外部干扰，都提供了非常有价值的思路和方法。这对于提升企业在市场竞争中的韧性，具有重要的现实意义。 这本书的另一个让我受益匪浅之处在于，它非常强调“全局观”和“协同优化”的思想。在传统的工程设计中，我们往往倾向于对各个单元操作进行单独优化，而忽略了它们之间的相互影响。然而，化工过程是一个复杂的系统，各个单元操作之间是相互关联、相互制约的。这本书通过系统工程的视角，引导读者认识到，只有将整个过程作为一个整体来考虑，才能实现全局的最优。例如，对某个单元操作的微小改进，可能反而会增加整个流程的能耗或物料损失，反之亦然。 在我看来，这本书的语言风格既严谨又不失生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和生动的案例，使得抽象的理论知识变得易于理解。即使是对于非专业读者，只要具备一定的化工基础，也能够从中获得深刻的启发。书中对各种图表的运用也恰到好处，能够直观地展示数据和趋势，帮助读者更好地理解内容。这种将学术严谨性与科普易读性相结合的写作方式，是很多技术书籍所缺乏的。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的优秀著作。它不仅能够帮助化工专业的学生夯实理论基础，更能为广大工程技术人员提供解决实际问题的有力工具。书中涵盖的知识点广泛而深入，从基础理论到前沿技术，都进行了详尽的阐述。我强烈推荐这本书给所有对化工过程优化设计与控制感兴趣的读者，相信你们一定能从中获得巨大的收获，如同我一样。
评分作为一名在化工行业摸索了十多年的工程师，我一直深切关注着“化工过程的优化设计与控制”这一核心课题。近期，我有幸拜读了《化工过程的优化设计与控制》这本书，我必须说，这本书给我带来了前所未有的启发和深刻的认识。它就像一本“百科全书”，将看似零散的知识点串联起来，形成了一个完整且系统的优化设计与控制的框架。 本书最让我眼前一亮的地方，在于它对“优化”与“设计”的深度融合。作者没有将优化与设计视为两个独立的环节，而是强调了优化应该贯穿于整个设计过程。他详细阐述了如何通过合理的流程设计，为后续的优化控制打下良好的基础，例如，如何选择最经济的反应器类型，如何布置最有效的换热网络，以及如何设计具有高柔性的操作单元。这让我意识到，很多时候，后期通过控制手段来弥补设计的不足，是事倍功半的。 书中对优化方法的介绍，是我见过最系统、最深入的。作者从基础的线性规划讲起，循序渐进地引入了非线性规划、动态规划，甚至还探讨了诸如遗传算法、粒子群优化等智能优化算法在化工过程中的应用。他并没有简单地罗列这些算法，而是结合了大量的实际工程案例，例如，如何通过优化操作参数来提高产品收率，如何通过优化催化剂配方来延长其使用寿命，以及如何通过优化调度来提高生产效率。这些案例的分析，条理清晰，逻辑严谨，让我对如何将这些优化方法应用于实际生产有了非常直观的认识。 在控制理论方面，本书的讲解同样令人印象深刻。作者从基础的PID控制原理讲起，循序渐进地引入了更为复杂的控制策略，如解耦控制、自适应控制、模糊控制，以及我一直非常感兴趣的模型预测控制（MPC）。MPC部分的内容尤为详尽，作者详细阐述了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。书中对MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的应用，给我留下了深刻的印象。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分在我看来，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一次对化工过程精益求精的极致探索。作为一名化工行业的从业者，我深知“优化”二字在化工生产中的分量，它不仅仅是提高效率，更是关乎成本、安全、环保，乃至企业生存的关键。这本书的出现，恰恰为我们提供了一套系统性的方法论和实践指南，让我从更深层次理解了“优化”的内涵。 这本书在开篇就非常巧妙地将“设计”与“控制”这两个看似独立的环节紧密联系起来。作者认为，一个成功的化工过程，其优化潜力的挖掘，始于设计之初。优秀的设计能够为后续的精确控制奠定基础，而先进的控制策略则能充分挖掘出设计方案的剩余价值。这种整体性的思维，打破了我以往将设计和控制割裂开来处理的模式，让我看到了一个更加宏观的优化视角。 书中对优化方法的介绍，非常全面且富有洞察力。作者不仅仅停留在罗列各种优化算法，而是深入剖析了不同算法的适用范围、优缺点，以及如何在实际化工过程中有效地运用它们。例如，在讨论反应器优化时，书中结合了动力学模型，展示了如何通过多变量优化来寻找最佳的操作条件，以最大化目标产物的收率，同时最小化副产物的生成。这种理论与实践的紧密结合，极大地增强了本书的指导意义。 在控制部分，作者对现代控制理论的讲解，堪称教科书级别的。从基础的PID控制，到更高级的自适应控制、模糊控制，再到我一直在深入研究的模型预测控制（MPC），每一个章节都讲解得条理清晰，深入浅出。我尤其对MPC的章节印象深刻，书中详细阐述了MPC在处理化工过程中的多变量耦合、约束优化等复杂问题上的优势，并通过具体的案例，展示了MPC如何在实际生产中实现全局优化和动态性能的提升。 让我感到非常惊喜的是，书中专门设立了一个章节讨论“过程集成”。在当前能源危机和环保压力的背景下，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了一种全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格非常专业，但又不会让人感到晦涩难懂。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和生动的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分在我看来，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一次对化工生产效率极限的深度挖掘。作为一名在化工行业摸爬滚打多年的工程师，我深知，在日益激烈的市场竞争中，如何最大限度地提升生产效率，降低生产成本，是企业能否立足的关键。而这本书，恰恰为我们提供了一套系统性的解决方案。 本书最让我印象深刻的一点，是它将“优化”与“设计”这两个概念进行了深度融合。作者没有将两者视为两个独立的课题，而是强调了优化应该从设计的源头开始。他详细阐述了如何通过合理的流程设计，为后续的优化控制打下良好的基础，例如，如何选择最经济的反应器类型，如何布置最有效的换热网络，以及如何设计具有高柔性的操作单元。这让我意识到，很多时候，后期通过控制手段来弥补设计的不足，是事倍功半的。 书中关于优化方法的介绍，是我见过最系统、最深入的。作者从基础的线性规划讲起，循序渐进地引入了非线性规划、动态规划，甚至还探讨了诸如遗传算法、粒子群优化等智能优化算法在化工过程中的应用。他并没有简单地罗列这些算法，而是结合了大量的实际工程案例，例如，如何通过优化操作参数来提高产品收率，如何通过优化催化剂配方来延长其使用寿命，以及如何通过优化调度来提高生产效率。这些案例的分析，条理清晰，逻辑严谨，让我对如何将这些优化方法应用于实际生产有了非常直观的认识。 在控制理论方面，本书的讲解同样令人印象深刻。作者从基础的PID控制原理讲起，循序渐进地引入了更为复杂的控制策略，如解耦控制、自适应控制、模糊控制，以及我一直非常感兴趣的模型预测控制（MPC）。MPC部分的内容尤为详尽，作者详细阐述了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。书中对MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的应用，给我留下了深刻的印象。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分对于一名在化工行业摸索了十多年的工程师而言，《化工过程的优化设计与控制》这本书，就像是一本我一直在寻找的“武林秘籍”。它没有华丽的辞藻，却句句直击要害，点出了化工生产中最核心的问题。在我看来，这本书的价值，远不止于理论的讲解，更在于它所提供的切实可行的解决方案。 这本书最让我赞叹的地方，在于它对“优化”与“设计”的精妙结合。作者没有将两者视为两个独立的课题，而是将其视为一个整体，强调了优化应该从设计的源头开始。他详细阐述了如何通过合理的流程设计，为后续的优化控制打下良好的基础，例如，如何选择最经济的反应器类型，如何布置最有效的换热网络，以及如何设计具有高柔性的操作单元。这让我意识到，很多时候，后期通过控制手段来弥补设计的不足，是事倍功半的。 书中关于优化方法的介绍，是我见过最系统、最深入的。作者从基础的线性规划讲起，循序渐进地引入了非线性规划、动态规划，甚至还探讨了诸如遗传算法、粒子群优化等智能优化算法在化工过程中的应用。他并没有简单地罗列这些算法，而是结合了大量的实际工程案例，例如，如何通过优化操作参数来提高产品收率，如何通过优化催化剂配方来延长其使用寿命，以及如何通过优化调度来提高生产效率。这些案例的分析，条理清晰，逻辑严谨，让我对如何将这些优化方法应用于实际生产有了非常直观的认识。 在控制理论方面，这本书的讲解同样令人印象深刻。作者从基础的PID控制原理讲起，循序渐进地引入了更为复杂的控制策略，如解耦控制、自适应控制、模糊控制，以及我一直非常感兴趣的模型预测控制（MPC）。MPC部分的内容尤为详尽，作者详细阐述了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。书中对MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的应用，给我留下了深刻的印象。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
评分作为一名在化工生产一线摸爬滚打多年的工程师，我一直深切关注着“化工过程的优化设计与控制”这一核心课题。近期，我有幸拜读了《化工过程的优化设计与控制》这本书，我必须说，这本书给我带来了前所未有的启发和深刻的认识。它就像一本“百科全书”，将看似零散的知识点串联起来，形成了一个完整且系统的优化设计与控制的框架。 本书最让我眼前一亮的地方，在于它对“优化”与“设计”的深度融合。作者没有将优化与设计视为两个独立的环节，而是强调了优化应该贯穿于整个设计过程。他详细阐述了如何通过合理的流程设计，为后续的优化控制打下良好的基础，例如，如何选择最经济的反应器类型，如何布置最有效的换热网络，以及如何设计具有高柔性的操作单元。这让我意识到，很多时候，后期通过控制手段来弥补设计的不足，是事倍功半的。 书中对优化方法的介绍，是我见过最系统、最深入的。作者从基础的线性规划讲起，循序渐进地引入了非线性规划、动态规划，甚至还探讨了诸如遗传算法、粒子群优化等智能优化算法在化工过程中的应用。他并没有简单地罗列这些算法，而是结合了大量的实际工程案例，例如，如何通过优化操作参数来提高产品收率，如何通过优化催化剂配方来延长其使用寿命，以及如何通过优化调度来提高生产效率。这些案例的分析，条理清晰，逻辑严谨，让我对如何将这些优化方法应用于实际生产有了非常直观的认识。 在控制理论方面，本书的讲解同样令人印象深刻。作者从基础的PID控制原理讲起，循序渐进地引入了更为复杂的控制策略，如解耦控制、自适应控制、模糊控制，以及我一直非常感兴趣的模型预测控制（MPC）。MPC部分的内容尤为详尽，作者详细阐述了MPC的原理、模型建立、优化求解等关键环节，并通过具体的化工过程实例，展示了MPC在实现过程最优控制方面的巨大优势。书中对MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的应用，给我留下了深刻的印象。 让我感到惊喜的是，书中还专门辟出章节讨论了“过程集成”这一重要课题。在能源成本日益攀升、环保要求日益严格的今天，过程集成的重要性不言而喻。作者通过详细的案例分析，阐述了如何利用热集成、物料集成等技术，最大化能源和物料的利用效率，从而实现节能降耗，减少环境污染。这种从整体流程出发的优化思路，为我们提供了全新的思考方式。 另外，书中对“过程弹性化”和“过程鲁棒性”的探讨，也给了我很大的启发。化工过程往往面临着各种不可预测的因素，如原料波动、设备故障、市场变化等。作者通过分析这些因素对过程性能的影响，提出了相应的优化设计和控制策略，以提高过程的弹性和鲁棒性，从而确保企业在复杂环境下能够保持稳定运行。 从阅读体验上来说，这本书的语言风格既严谨又生动。作者在讲解复杂的概念时，善于运用形象的比喻和贴切的例子，使得抽象的理论知识变得容易理解。同时，书中大量的图表和流程图，也帮助读者更直观地把握内容。 我尤其要强调的是，这本书在“安全”和“环保”方面的考量。作者在优化设计和控制策略的制定过程中，始终将安全和环保放在首位，强调了如何通过优化来降低风险，减少污染。这符合当前化工行业可持续发展的要求，也为我们工程师在实践中提供了重要的指导。 总而言之，《化工过程的优化设计与控制》这本书，是一部集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的杰作。它不仅仅是一本教科书，更是一本值得反复研读的工具书。我毫不犹豫地向所有化工行业的专业人士推荐这本书，相信它一定会为你带来深刻的启发和巨大的帮助。
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