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化工過程模擬--理論與實踐(卓越工程師教育培養計劃系列教材高等教育規劃教材)

  • 作者：編者:邱彤|責編:任睿婷//杜進祥
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122360199
  • 出版日期：2020/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：269
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    《化工過程模擬--理論與實踐(卓越工程師教育培養計劃系列教材高等教育規劃教材)》將化工過程模擬技術的理論、模擬實踐與工程實踐相結合，系統展示了如何將過程模擬技術的理論與方法應用於化工過程實踐。全書共分為三篇，上篇「化工過程模擬的基本方法」(第1?3章)，介紹化工過程穩態與動態模擬理論和過程模擬中常用的優化方法；中篇「簡單化工過程的模擬實踐」(第4?5章)，通過使用商業流程模擬軟體實現典型化工過程案例的模擬，在實踐中講述穩態和動態過程模擬的方法和技巧；下篇「乙烯裝置的動態模擬與優化實踐」(第6?9章)，通過凝練實際工程項目成果，講述乙烯裝置裂解、壓縮、分離及全流程的模擬實踐與優化，系統闡述如何將流程模擬技術應用於工程實踐。
    本書可作為高等學校化工及相關專業本科生和研究生的教學用書，也可為石油與化工等領域的研究人員和從事生產實踐的工程師提供參考。
作者介紹
編者:邱彤|責編:任睿婷//杜進祥
    邱彤，清華大學，研究員，研究方向包括乙烯裂解過程機理建模與模擬、化工流程動態模擬與優化、煉油過程分子管理研究、過程模擬與穩定性分析、生物燃料的全生命周期分析、能源經濟研究、過程大數據分析與校正，主持多項國家自然科學基金重點項目、973項目等。曾獲國家科技進步獎二等獎1項，中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎2項，中石油天集團科學技術進步一等獎1項，中國石油和化學工業科技進步一等獎1項。
目錄
上篇  化工過程模擬的基本方法
第1章  化工過程穩態模擬原理與步驟
  1.1  化工過程數學模型與自由度分析
    1.1.1  化工過程的數學模型
    1.1.2  系統的自由度分析
    1.1.3  氨合成系統的數學模型
  1.2  基於序貫模塊法的過程模擬
    1.2.1  帶有循環的化工系統序貫求解過程
    1.2.2  不可分割子系統的識別
    1.2.3  不可分割子系統的切割
    1.2.4  不可分割子系統的收斂
  1.3  基於聯立方程法的過程模擬
    1.3.1  大型稀疏非線性方程組的降維解法
    1.3.2  大型稀疏非線性方程組的聯立線性方程組解法
  1.4  基於聯立模塊法的過程模擬
    1.4.1  簡化模型的建立方法
    1.4.2  攝動法求簡化模型係數矩陣
  習題
第2章  化工過程動態模擬與控制
  2.1  基本概念
  2.2  動態數學模型
    2.2.1  總質量守恆方程
    2.2.2  組分守恆方程
    2.2.3  能量守恆方程
    2.2.4  動量守恆方程
    2.2.5  狀態方程
    2.2.6  平衡方程
  2.3  動態過程模型的實例
    2.3.1  串聯的等溫、等持液量全混釜
    2.3.2  串聯的等溫、變持液量全混釜
    2.3.3  串聯帶加熱的反應釜
    2.3.4  氣相帶壓CSTR
  2.4  常微分方程的數值解法
    2.4.1  顯式數值積分演算法
    2.4.2  隱式數值積分演算法
  2.5  動態模擬的實例
    2.5.1  重力流槽
    2.5.2  串聯CSTR
    2.5.3  非等溫CSTR
  2.6  動態響應與系統動態特性分析
    2.6.1  分類與定義
    2.6.2  線性化與擾動變數
    2.6.3  簡單線性系統的響應
  2.7  過程式控制制系統簡介
    2.7.1  簡單控制迴路介紹
    2.7.2  PID控制
  習題
第3章  化工過程模擬中常用的優化方法
  3.1  優化問題的基本概念與分類
    3.1.1  優化問題的基本概念

    3.1.2  優化問題的分類
    3.1.3  局部最優解與全局最優解，凸規劃
  3.2  無約束最優化問題
    3.2.1  無約束最優化問題的特點和求解方法概述
    3.2.2  一維最小化
    3.2.3  最速下降法
    3.2.4  共軛梯度法
    3.2.5  牛頓法
    3.2.6  擬牛頓法
  3.3  帶約束最優化問題
    3.3.1  帶約束最優化問題解的判定條件
    3.3.2  罰函數法、障礙法和增廣Lagrangian函數法
    3.3.3  二次規劃
    3.3.4  序貫二次型法
  習題

中篇  簡單化工過程的模擬實踐
第4章  基於Aspen Plus的穩態化工過程模擬應用
  4.1  乙烯、丁二烯合成環己烯反應模擬實例
    4.1.1  組分與物性方法輸入
    4.1.2  反應器模擬
  4.2  脫丙烷模擬實例
    4.2.1  脫丙烷工藝簡介
    4.2.2  單塔脫丙烷簡捷計算
    4.2.3  單塔脫丙烷嚴格計算
    4.2.4  脫丙烷塔的靈敏度分析與設計規定
    4.2.5  高、低壓脫丙烷塔模擬
  4.3  甲苯加氫制苯工藝實例
    4.3.1  原料進料單元
    4.3.2  反應單元
    4.3.3  閃蒸單元
    4.3.4  精餾單元
    4.3.5  建立循環
  4.4  聯立方程法在Aspen Plus模擬中的應用
    4.4.1  Aspen Plus中的EO模型
    4.4.2  基於聯立方程法的模擬與參數估計
    4.4.3  基於聯立方程法的優化
    4.4.4  基於聯立方程法的參數校正
  習題
第5章  基於Aspen Plus Dynamics的動態化工過程模擬應用
  5.1  重力流槽
    5.1.1  穩態模擬
    5.1.2  穩態轉動態
    5.1.3  動態模擬
  5.2  串聯CSTR
    5.2.1  穩態模擬
    5.2.2  穩態轉動態
    5.2.3  動態模擬
  5.3  非等溫CSTR
    5.3.1  穩態模擬

    5.3.2  穩態轉動態
    5.3.3  動態模擬
  5.4  乙醇-水精餾塔開車動態模擬
    5.4.1  穩態模擬
    5.4.2  穩態轉動態
    5.4.3  動態模擬
  習題

下篇  乙烯裝置的動態模擬與優化實踐
第6章  乙烯裂解爐的模擬與優化
  6.1  乙烯裂解爐穩態模擬
    6.1.1  過程模型
    6.1.2  反應模型
    6.1.3  分子模型
    6.1.4  裂解爐模擬求解演算法
    6.1.5  算例：石腦油裂解過程計算
  6.2  多周期裂解爐動態模擬與操作條件優化
    6.2.1  結焦動力學模型
    6.2.2  裂解爐多周期模擬計算
    6.2.3  裂解爐多周期操作條件優化模型
    6.2.4  算例：石腦油多周期裂解操作條件優化
思考題
第7章  乙烯裝置壓縮系統的模擬與優化
  7.1  進料組成變化情況下的壓縮機性能預測
  7.2  進料組成變化情況下的壓縮機性能模擬
思考題
第8章  乙烯裝置分離系統的開車動態模擬與優化
  8.1  深冷系統混合烴開車的動態模擬研究
    8.1.1  基於參數修正的開車狀態初始化演算法
    8.1.2  開車方案的動態模擬研究
  8.2  精餾塔全迴流操作與全迴流組分的選擇
    8.2.1  精餾塔開車過程簡介
    8.2.2  精餾塔全迴流操作的適用性
    8.2.3  精餾塔全迴流開車介質組分選擇
思考題
第9章  乙烯裝置的開車動態模擬與優化
  9.1  基於動態模擬的開車介質組成分析
    9.1.1  混合烴組成的計算演算法
    9.1.2  確定氫氣含量
    9.1.3  確定混合烴分子量下限
    9.1.4  確定混合烴的組分種類
    9.1.5  選取混合烴的總流量及操作壓力
    9.1.6  確定混合烴的分子量上限
    9.1.7  透平提供的最大功率
    9.1.8  實例研究
  9.2  基於動態模擬的開車過程操作優化
    9.2.1  裂解、壓縮系統建模與分析
    9.2.2  前脫乙烷系統建模與分析
    9.2.3  綜合分析優化
思考題

參考文獻

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