化工過程的最佳化設計與控制

《化工過程的最佳化設計與控制》是2018年化學工業出版社出版的圖書，作者是王曉紅、王英龍。

基本介紹

• 中文名：化工過程的最佳化設計與控制
• 作者：王曉紅、王英龍
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2018年2月
• 頁數：284 頁
• 定價：98 元
• 開本：16K
• 裝幀：精裝
• ISBN：978-7-122-30704-0

內容簡介

《化工過程的最佳化設計與控制》共分10章，在分析精餾塔動態特性與控制方法的基礎上，結合實例詳細介紹了變壓精餾分離方案的建立與具體模擬步驟，隨後分別討論了萃取精餾和變壓精餾分離最低共沸物、分離共沸物系的精餾隔壁塔套用、具有特殊共沸特性的共沸物變壓精餾分離、三元共沸物系變壓精餾分離、二氧化碳捕集、三元物系間歇精餾分離過程的最佳化設計及控制方法，最后綜合討論了工業典型案例——醋酸丁酯生產工藝的最佳化設計與控制。

本書力求在關注學科最新發展動態，並結合青島科技大學科研特色的基礎上，系統介紹化工過程的設計與控制思路及具體做法，並對工藝技術方法提出各種先進的改進措施，幫助讀者儘快樹立工程設計及控制觀念。

《化工過程的最佳化設計與控制》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、設計和生產的技術人員參考。

圖書目錄

第1章精餾塔動態特性與控制方法1

1.1精餾塔控制原則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精餾塔被控變數分析3

1.3.1組成控制3

1.3.2溫度控制3

1.3.3控制器調諧5

1.3.4中繼反饋測試5

1.4精餾塔整體控制方案6

1.4.1基礎控制6

1.4.2質量指標反饋6

1.4.3雙重質量指標8

1.4.4精餾塔塔壓控制9

1.4.5高級控制系統在精餾控制中的套用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最佳化設計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穩態流程最佳化19

2.2由穩態模擬轉換為動態模擬21

2.2.1流程設定21

2.2.2確定設備尺寸22

2.3導入Aspen Plus Dynamics26

2.3.1Aspen Plus Dynamics的啟動與初始化26

2.3.2Aspen Plus Dynamics默認控制器28

2.4無熱集成變壓精餾分離流程的控制研究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進料流量控制器35

2.5安裝溫度控制器37

2.5.1安裝塔板溫度控制器37

2.5.2捕捉螢幕布局40

2.5.3安裝死時間元40

2.5.4中繼-反饋測試41

2.6帶有回流比的控制結構46

2.6.1安裝回流比控制46

2.6.2進料流量擾動48

2.6.3進料組成擾動52

2.7採用再沸器熱負荷與進料比控制溫度的控制結構54

2.7.1安裝控制結構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-溫度串級控制62

2.8.1安裝組成控制器並調諧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制研究77

2.9.1基本溫度控制結構77

2.9.2改進的組成-溫度控制結構79

2.10完全熱集成變壓精餾分離流程的控制研究82

2.10.1基本控制結構82

2.10.2壓力補償溫度控制結構84

2.10.3改進的壓力補償溫度控制結構87

2.11不同進料組成對變壓精餾塔序及動態控制的影響90

2.11.1穩態流程最佳化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制96

3.1.1基於TAC最小的穩態流程最佳化96

3.1.2動態控制研究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制109

3.2.1過程穩態最佳化109

3.2.2過程動態控制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制117

4.1.1過程設計117

4.1.2過程最佳化118

4.1.3動態控制研究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制129

4.2.1流程設計與最佳化129

4.2.2動態控制研究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章分離共沸物系的精餾隔壁塔148

5.1分離乙腈-正丙醇物系萃取精餾隔壁塔的最佳化設計與控制149

5.1.1過程設計149

5.1.2過程最佳化150

5.1.3萃取精餾隔壁塔動態控制研究150

5.2分離正丙醇-水物系的共沸精餾隔壁塔的過程設計及控制研究161

5.2.1過程設計161

5.2.2靈敏度分析及經濟最佳化162

5.2.3共沸精餾隔壁塔的動態控制研究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最佳化179

6.1.1過程設計179

6.1.2最佳化179

6.2變壓精餾過程的動態控制研究184

6.2.1常規變壓精餾過程的動態控制184

6.2.2非常規變壓精餾過程的動態控制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經濟最佳化196

7.2三塔變壓精餾工藝分離過程196

7.2.1利用剩餘曲線圖進行過程分析196

7.2.2壓力確定196

7.2.3最佳化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動態控制研究208

7.5.1無熱集成流程控制209

7.5.2部分熱集成流程的控制215

7.5.3完全熱集成三塔變壓精餾流程的控制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動態模擬和控制策略228

8.2.1基礎控制結構228

8.2.2改進控制結構230

參考文獻233

第9章三元物系的間歇精餾分離234

9.1帶有中間儲罐的間歇精餾過程的穩態計算234

9.2間歇精餾的動態控制236

9.2.1間歇精餾初始條件設定236

9.2.2組成控制結構236

9.2.3溫度控制結構240

9.2.4控制結構的比較248

參考文獻249

第10章醋酸丁酯生產工藝的最佳化設計與控制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過程經濟最佳化253

10.2.1最佳化方法253

10.2.2最佳化過程253

10.2.3無熱集成工藝最佳化253

10.2.4部分熱集成工藝最佳化256

10.2.5完全熱集成工藝最佳化257

10.3全流程動態控制研究258

10.3.1無熱集成最優流程動態控制258

10.3.2部分熱集成流程動態控制277

參考文獻284