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化工安全數智化模擬模擬(高等學校人工智慧系列教材)

  • 作者：編者:楊傲//張俊//馮澤民//孫詩瑞|責編:張艷
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122502612
  • 出版日期：2026/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：346
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    《化工安全數智化模擬模擬》以Aspen Plus、MATLAB和Python為核心工具，結合實際案例，系統介紹了化工過程模擬與智能優化的基本原理、實現方法和典型應用，內容涵蓋化工模擬軟體基礎、物性估算與相平衡、單元操作模擬、優化演算法，以及多種典型分離過程的模擬、安全設計與智能優化策略。特別地，本書還引入了機器學習與人工智慧技術在化工安全預測、溶劑篩選與過程優化中的前沿應用。讀者按照書中的操作步驟進行練習即可快速掌握Aspen Plus、MATLAB和Python的使用方法和技巧。此外本書每章都配有課後習題，可掃描二維碼下載查看習題答案。
    本書可作為高等院校化工、化工安全和安全工程專業本科生和研究生教材與教學參考書，也可為石油、化工和製藥領域從事過程開發、設計和管理的工程技術人員提供參考。
作者介紹
編者:楊傲//張俊//馮澤民//孫詩瑞|責編:張艷
目錄
第1章  化工過程模擬模擬軟體及其典型應用
  1.1  Aspen Plus模擬模擬軟體
    1.1.1  Aspen Plus發展歷程
    1.1.2  Aspen Plus核心技術
    1.1.3  物性模擬界面
    1.1.4  模擬模擬界面
  1.2  MATLAB數值模擬模擬軟體
    1.2.1  MATLAB起源與商業化歷程
    1.2.2  MATLAB功能演進與技術特性
  1.3  Python數值模擬模擬軟體
    1.3.1  Python誕生與版本演進
    1.3.2  化學信息學工具鏈
  1.4  在油氣化工優化過程中的應用
    1.4.1  MATLAB集成化優化環境
    1.4.2  Python開放生態與靈活擴展
  1.5  分子性質預測與分子設計
    1.5.1  MATLAB融合物理模型與機器學習
    1.5.2  Python深度學習主導的預測框架
    1.5.3  MATLAB逆向設計與自動化生成
    1.5.4  Python生成式AI與高通量篩選
  課後習題
  參考文獻
第2章  物性估算與氣液相平衡
  2.1  基礎熱力學物性估算
    2.1.1  Joback基團貢獻法
    2.1.2  GC兩水平基團貢獻法
    2.1.3  MP基團相互作用貢獻方法
  2.2  氣液相平衡
    2.2.1  氣液相平衡簡介
    2.2.2  活度係數模型簡介
  2.3  三元相圖的拓撲性質
    2.3.1  剩餘曲線
    2.3.2  揮發度曲線
    2.3.3  三元相圖的分類
  2.4  混合物相平衡估算
    2.4.1  四氫?喃分子切分
    2.4.2  乙醇分子切分
    2.4.3  乙醇和四氫?喃氣液相平衡估算
  2.5  混合物相平衡數據回歸
    2.5.1  基於NIST資料庫的相平衡數據回歸
    2.5.2  基於實驗數據的相平衡數據回歸
  課後習題
  參考文獻
第3章  化工模擬過程簡單模塊過程模擬
  3.1  流體輸送單元過程模擬
    3.1.1  泵模擬
    3.1.2  壓縮機模擬
  3.2  流體換熱單元過程模擬
    3.2.1  加熱器Heater
    3.2.2  換熱器HeatX

  3.3  流體反應單元過程模擬
    3.3.1  RStoic反應器
    3.3.2  RCSTR反應器
    3.3.3  RPlug反應器
  3.4  流體閃蒸過程模擬
    3.4.1  Flash2模塊
    3.4.2  甲醇-水閃蒸過程模擬
  課後習題
  參考文獻
第4章  化工過程智能優化方法
  4.1  化工過程優化的重要性和意義
  4.2  化工過程常見優化問題和目標函數
    4.2.1  基於Python的優化求解問題
    4.2.2  基於MATLAB的優化求解問題
    4.2.3  基本指標
    4.2.4  經濟指標
    4.2.5  能源指標
    4.2.6  環境指標
    4.2.7  安全指標
  4.3  化工過程數學優化方法
    4.3.1  單目標優化問題
    4.3.2  多目標優化問題
    4.3.3  多目標優化問題的求解方法
  4.4  化工過程模擬收斂方法
    4.4.1  直接迭代法
    4.4.2  牛頓迭代法
    4.4.3  Wegstein方法
    4.4.4  Secant方法
    4.4.5  Broyden方法
  4.5  化工過程模擬軟體與優化軟體的數據傳輸
    4.5.1  化工過程模擬中使用MATLAB進行優化
    4.5.2  化工過程模擬中使用Python進行優化
  課後習題
  參考文獻
第5章  常規二元組分精餾過程安全設計和智能優化
  5.1  二元組分
  5.2  DSTWU簡捷模型
  5.3  RadFrac嚴格模型
  5.4  苯-甲苯分離過程靈敏度分析
  5.5  基於經濟和本質安全的苯-甲苯分離過程智能優化
  課後習題
  參考文獻
第6章  二元共沸組分變壓精餾過程安全設計和智能優化
  6.1  丙酮-甲醇二元體系
    6.1.1  丙酮-甲醇組分
    6.1.2  Aspen Plus組分輸入與熱力學模型選擇
    6.1.3  丙酮-甲醇組分二元相圖分析
  6.2  高壓-低壓分離過程設計和模擬
    6.2.1  概念設計與過程模擬
    6.2.2  丙酮-甲醇分離過程的靈敏度分析

  6.3  低壓-高壓分離過程設計和模擬
    6.3.1  概念設計與過程模擬
    6.3.2  丙酮-甲醇分離過程的靈敏度分析
  6.4  基於經濟和本質安全的丙酮-甲醇分離過程智能優化
  課後習題
  參考文獻
第7章  二元共沸組分萃取精餾過程安全設計和智能優化
  7.1  溶劑篩選
    7.1.1  Aspen Plus組分輸入與熱力學模型選擇
    7.1.2  丙酮-甲醇-萃取劑二元相圖分析
  7.2  DMSO為萃取劑的萃取精餾模擬及靈敏度分析
    7.2.1  萃取精餾模擬
    7.2.2  靈敏度分析
  7.3  WATER為萃取劑的萃取精餾模擬及靈敏度分析
    7.3.1  萃取精餾模擬
    7.3.2  靈敏度分析
  7.4  基於經濟和本質安全的丙酮-甲醇萃取精餾分離過程智能優化
    7.4.1  經濟安全評價
    7.4.2  智能優化結果
  課後習題
  參考文獻
第8章  常規三元組分精餾過程安全設計與智能優化
  8.1  苯-甲苯-二甲苯三元體系
    8.1.1  苯-甲苯-二甲苯
    8.1.2  Aspen Plus組分輸入與熱力學模型選擇
    8.1.3  苯-甲苯-二甲苯三元體系熱力學相圖分析
  8.2  常規三組分分離工藝流程概念設計
    8.2.1  SEP2物料平衡設計
    8.2.2  DSTWU多組分精餾簡捷設計
    8.2.3  RadFrac模塊嚴格精餾工藝設計
    8.2.4  RadFrac模塊設計規定
    8.2.5  苯-甲苯-二甲苯三組分常規精餾直接順序工藝流程圖
  8.3  分壁塔設計與模擬
    8.3.1  分壁塔工藝模擬模型
    8.3.2  分壁塔工藝概念設計
  8.4  分壁塔的智能優化
    8.4.1  三組分分壁塔優化決策變數
    8.4.2  經濟優化目標
    8.4.3  單目標優化問題
    8.4.4  優化程序設置
    8.4.5  分壁塔工藝本質安全評估
  課後習題
  參考文獻
第9章  三元共沸組分變壓精餾過程安全設計與智能優化
  9.1  三元共沸組分
    9.1.1  三元組分
    9.1.2  Aspen Plus組分與熱力學模型選擇
    9.1.3  四氫?喃-甲醇-乙醇三元相圖分析
  9.2  變壓精餾分離乙醇-甲醇-四氫?喃可行性分析
  9.3  乙醇-甲醇-四氫?喃變壓精餾工藝設計和模擬

    9.3.1  乙醇-甲醇-四氫?喃變壓精餾工藝概念設計
    9.3.2  乙醇-甲醇-四氫?喃變壓精餾啟髮式計算
    9.3.3  乙醇-甲醇-四氫?喃變壓精餾工藝模擬
    9.3.4  乙醇-甲醇-四氫?喃變壓精餾工藝靈敏度分析
  9.4  乙醇-四氫?喃-甲醇變壓精餾工藝設計和模擬
    9.4.1  乙醇-四氫?喃-甲醇變壓精餾工藝概念設計
    9.4.2  乙醇-四氫?喃-甲醇變壓精餾啟髮式計算
    9.4.3  乙醇-四氫?喃-甲醇變壓精餾工藝模擬
    9.4.4  乙醇-四氫?喃-甲醇變壓精餾工藝靈敏度分析
  9.5  基於經濟和本質安全的三塔變壓精餾智能優化
  課後習題
  參考文獻
第10章  三元共沸組分萃取精餾過程安全設計與智能優化
  10.1  三元體系簡介
  10.2  Aspen Plus組分輸入與熱力學性質分析
    10.2.1  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元體系熱力學模型選擇
    10.2.2  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元體系熱共沸特徵
    10.2.3  二元相圖分析
    10.2.4  三元相圖分析
  10.3  萃取劑的選擇
  10.4  三元共沸組分萃取精餾過程概念設計
    10.4.1  萃取塔T
    10.4.2  萃取塔T
    10.4.3  萃取塔T
    10.4.4  萃取劑循環設置
    10.4.5  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三組分萃取精餾概念設計工藝流程模擬
  10.5  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元共沸組分萃取精餾工藝優化
    10.5.1  工藝優化決策變數
    10.5.2  優化目標
    10.5.3  多目標優化問題
    10.5.4  優化程序設置
  課後習題
  參考文獻
第11章  機器學習技術基礎理論
  11.1  機器學習基礎
  11.2  機器學習常用演算法
    11.2.1  支持向量機
    11.2.2  神經網路
    11.2.3  樸素貝葉斯分類器
    11.2.4  決策樹
    11.2.5  集成學習和隨機森林
    11.2.6  聚類
    11.2.7  降維
  11.3  深度學習
    11.3.1  卷積神經網路
    11.3.2  循環神經網路
    11.3.3  其他神經網路
  11.4  強化學習
  11.5  遷移學習
  11.6  本章小結

  課後習題
  參考文獻
第12章  人工智慧在油氣化工安全過程中的應用
  12.1  構建基於隨機森林演算法的溶劑閃點預測模型
    12.1.1  溶劑閃點
    12.1.2  預測模型建模前準備工作
    12.1.3  預測模型構建
    12.1.4  模擬實驗模型準確度測試
  12.2  基於AI技術實現多因素智能應急決策模型的預測和評估
    12.2.1  實驗原理
    12.2.2  模擬實驗軟體和數據準備
    12.2.3  構建基於機器學習的智能應急決策模型
  課後習題
  參考文獻
第13章  基於人工智慧的綠色-安全-高效溶劑篩選
  13.1  異丙醇
  13.2  人工智慧輔助溶劑篩選步驟
    13.2.1  數據準備
    13.2.2  構建基於混合表示的深度神經網路性質預測框架
  13.3  溶劑篩選結果與過程模擬
    13.3.1  基於HrDNN的溶劑性質預測模型結果
    13.3.2  基於人工智慧的IPA/水共沸物綠色溶劑篩選結果與過程模擬
  課後習題
  參考文獻

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