化工過程的優化設計與控製 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

《化工過程的優化設計與控製》共分10章，在分析精餾塔動態特性與控製方法的基礎上，結閤實例詳細介紹瞭變壓精餾分離方案的建立與具體模擬步驟，隨後分彆討論瞭萃取精餾和變壓精餾分離低共沸物、分離共沸物係的精餾隔壁塔應用、具有特殊共沸特性的共沸物變壓精餾分離、三元共沸物係變壓精餾分離、二氧化碳捕集、三元物係間歇精餾分離過程的優化設計及控製方法，後綜閤討論瞭工業典型案例——醋酸丁酯生産工藝的優化設計與控製。
本書力求在關注學科新發展動態，並結閤青島科技大學科研特色的基礎上，係統介紹化工過程的設計與控製思路及具體做法，並對工藝技術方法提齣各種先進的改進措施，幫助讀者盡快樹立工程設計及控製觀念。
《化工過程的優化設計與控製》可作為高等院校化工及相關專業（石油、製藥、生物、環境、自動化、冶金等）的輔助教材使用，也可供有關部門從事科研、設計和生産的技術人員參考。

作者簡介

王曉紅，青島科技大學化工學院，化工原理教研室主任，副教授，作者自1993年至今,在青島科技大學化工學院化工原理教研室工作,承擔瞭大量的化工原理各教學環節工作,積纍瞭豐富的教學經驗.科研方麵主要從事化工係統工程方嚮的研究工作,正在承擔和已經完成多項科研項目,內容涉及化工過程模擬優化、係統綜閤和故障診斷。

目錄

第1章精餾塔動態特性與控製方法1
1.1精餾塔控製原則1
1.2精餾塔的擾動分析2
1.2.1精餾塔動態特性2
1.2.2精餾塔動態影響2
1.3精餾塔被控變量分析3
1.3.1組成控製3
1.3.2溫度控製3
1.3.3控製器調諧5
1.3.4中繼反饋測試5
1.4精餾塔整體控製方案6
1.4.1基礎控製6
1.4.2質量指標反饋6
1.4.3雙重質量指標8
1.4.4精餾塔塔壓控製9
1.4.5高級控製係統在精餾控製中的應用11
參考文獻13
第2章變壓精餾分離流程的開發步驟與方案實例14
2.1變壓精餾分離流程穩態優化設計15
2.1.1高壓塔（HPC）、低壓塔（LPC）塔壓的確定15
2.1.2塔序列的確定16
2.1.3建立變壓精餾工藝流程16
2.1.4穩態流程優化19
2.2由穩態模擬轉換為動態模擬21
2.2.1流程設置21
2.2.2確定設備尺寸22
2.3導入Aspen Plus Dynamics26
2.3.1Aspen Plus Dynamics的啓動與初始化26
2.3.2Aspen Plus Dynamics默認控製器28
2.4熱集成變壓精餾分離流程的控製研究29
2.4.1迴流罐液位控製器30
2.4.2塔釜液位控製器33
2.4.3進料流量控製器35
2.5安裝溫度控製器37
2.5.1安裝塔闆溫度控製器37
2.5.2捕捉屏幕布局40
2.5.3安裝死時間元40
2.5.4中繼-反饋測試41
2.6帶有迴流比的控製結構46
2.6.1安裝迴流比控製46
2.6.2進料流量擾動48
2.6.3進料組成擾動52
2.7采用再沸器熱負荷與進料比控製溫度的控製結構54
2.7.1安裝控製結構54
2.7.2進料流量擾動58
2.7.3進料組成擾動60
2.8組成-溫度串級控製62
2.8.1安裝組成控製器並調諧62
2.8.2進料流量擾動64
2.8.3進料組成擾動65
2.8.4Matlab繪製進料流量擾動圖65
2.8.5Matlab繪製進料組成擾動圖71
2.9部分熱集成變壓精餾分離流程的控製研究77
2.9.1基本溫度控製結構77
2.9.2改進的組成-溫度控製結構79
2.10完全熱集成變壓精餾分離流程的控製研究82
2.10.1基本控製結構82
2.10.2壓力補償溫度控製結構84
2.10.3改進的壓力補償溫度控製結構87
2.11不同進料組成對變壓精餾塔序及動態控製的影響90
2.11.1穩態流程優化90
2.11.2用於不同進料組成的變壓精餾方案討論93
參考文獻95
第3章萃取精餾分離最低共沸物96
3.1正庚烷-異丁醇共沸物分離的萃取精餾工藝穩態設計及動態控製96
3.1.1基於TAC最小的穩態流程優化96
3.1.2動態控製研究99
3.2THF-乙醇共沸物分離的萃取精餾工藝穩態設計及動態控製109
3.2.1過程穩態優化109
3.2.2過程動態控製110
參考文獻116
第4章變壓精餾分離最低共沸物117
4.1乙腈-正丙醇共沸物分離的變壓精餾工藝穩態設計及動態控製117
4.1.1過程設計117
4.1.2過程優化118
4.1.3動態控製研究120
4.2乙醇-四氫呋喃共沸物分離的變壓精餾工藝穩態設計及動態控製129
4.2.1流程設計與優化129
4.2.2動態控製研究132
4.2.3部分熱集成(PHIPSD)與萃取精餾(ED)過程比較141
4.2.4不同進料組成的部分熱集成工藝過程比較142
參考文獻146
第5章分離共沸物係的精餾隔壁塔148
5.1分離乙腈-正丙醇物係萃取精餾隔壁塔的優化設計與控製149
5.1.1過程設計149
5.1.2過程優化150
5.1.3萃取精餾隔壁塔動態控製研究150
5.2分離正丙醇-水物係的共沸精餾隔壁塔的過程設計及控製研究161
5.2.1過程設計161
5.2.2靈敏度分析及經濟優化162
5.2.3共沸精餾隔壁塔的動態控製研究168
參考文獻175
第6章特殊共沸特性的共沸物變壓精餾分離177
6.1變壓精餾過程設計與優化179
6.1.1過程設計179
6.1.2優化179
6.2變壓精餾過程的動態控製研究184
6.2.1常規變壓精餾過程的動態控製184
6.2.2非常規變壓精餾過程的動態控製190
6.3兩種過程的比較193
參考文獻194
第7章三元共沸物的變壓精餾分離195
7.1基礎設計195
7.1.1物性方法195
7.1.2經濟優化196
7.2三塔變壓精餾工藝分離過程196
7.2.1利用剩餘麯綫圖進行過程分析196
7.2.2壓力確定196
7.2.3優化199
7.3分離序列的確定201
7.4熱集成過程設計206
7.4.1部分熱集成206
7.4.2完全熱集成208
7.5動態控製研究208
7.5.1熱集成流程控製209
7.5.2部分熱集成流程的控製215
7.5.3完全熱集成三塔變壓精餾流程的控製220
7.5.4比較222
參考文獻224
第8章二氧化碳捕集225
8.1穩態流程225
8.1.1流程設計225
8.1.2物性方法選擇226
8.2動態模擬和控製策略228
8.2.1基礎控製結構228
8.2.2改進控製結構230
參考文獻233
第9章三元物係的間歇精餾分離234
9.1帶有中間儲罐的間歇精餾過程的穩態計算234
9.2間歇精餾的動態控製236
9.2.1間歇精餾初始條件設置236
9.2.2組成控製結構236
9.2.3溫度控製結構240
9.2.4控製結構的比較248
參考文獻249
第10章醋酸丁酯生産工藝的優化設計與控製250
10.1穩態工藝設計250
10.1.1工藝流程250
10.1.2反應動力學251
10.1.3氣液相平衡251
10.1.4流程設計規定252
10.2過程經濟優化253
10.2.1優化方法253
10.2.2優化過程253
10.2.3熱集成工藝優化253
10.2.4部分熱集成工藝優化256
10.2.5完全熱集成工藝優化257
10.3全流程動態控製研究258
10.3.1熱集成最優流程動態控製258
10.3.2部分熱集成流程動態控製277
參考文獻284

前言/序言

化工過程模擬對於化工過程的設計、經濟評價、節能優化、動態控製起著重要的指導作用，國內齣版瞭幾部介紹化工流程模擬軟件的著作，有力地推動瞭化工模擬技術的發展，但主要內容側重Aspen Plus軟件穩態模擬方麵的使用，較少涉及動態控製的詳細介紹，因此進行常見化工分離過程動態控製方案的設計，是本書的重點內容。
《化工過程的優化設計與控製》采用化工流程動態模擬軟件Aspen Dynamics，針對典型化工案例，係統介紹化工過程的設計與控製思路及具體做法，並對工藝技術方法提齣各種先進的解決措施，幫助讀者盡快樹立工程設計及控製觀念。書中大量典型實例的詳細介紹與相關的優化及控製理念與方法對化工專業本科生、研究生及化工研究院、設計院的工程師有一定的參考價值。
本書工作得到國傢自然科學基金項目“基於智能型遺傳規劃的精餾�材し擲胄灤圖�成工藝優化研究（21676151）”與“兩兩共沸型均相三元物係萃取精餾中的定量構效模型與控製策略（21776145）”的資助，同時是2015年度山東省本科高校教學改革研究重點項目“基於拔尖創新型人纔培養模式的化工過程與工程模擬課程群建設研究（2015Z047）”、山東省精品課程“化工原理”的重要建設內容。作者在編寫本書時，力求深入淺齣、循序漸進、層次分明、論述嚴謹，同時注意引入過程工業領域不斷更新的思路、方法與技術。
本書包括十章內容。首先介紹精餾塔的動態控製原理，通過具體的分離實例，詳細說明瞭如何對典型化工單元操作進行過程動態控製方案的優化設計。然後列舉瞭變壓精餾和萃取精餾分離共沸物的方法，包括如何在穩態優工藝的基礎上開發穩健的控製結構以及如何在穩態經濟性和動態控製性能方麵進行權衡。後麵幾章包括二氧化碳捕集、三元體係間歇精餾過程、非均相隔壁塔等相對專業性較強且為當前研究熱點的幾個專題，後給齣瞭一個完整生産工藝流程及其熱集成工藝的優化設計與控製。
青島科技大學化工學院的王曉紅編寫瞭第1、3～5章及第10章，王英龍編寫瞭第2、6～8章及第9章內容，同時參加編審核對工作的有青島科技大學化工學院的項曙光、硃兆友、李玉剛、田文德、王許雲、張青瑞、楊霞、孫曉岩、夏力老師，及研究生田鵬、田光珍、謝力、張遠鵬、於新帥、李明高、李文魁、崔培哲、孟慶信、王麗麗、張震、梁石生、李鑫、徐東芳、蔔光樂、曹玉娟、劉薇、劉興振、趙永滕、王永坤、趙婷然、李敏、賈慧、鬍佳靜、王勇，對此，一並緻以誠摯謝意。
由於水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者提齣寶貴意見。

編者
2017年4月

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