8-化工过程控制知识分享
化工生产中的过程控制技术与优化方案
化工生产中的过程控制技术与优化方案随着工业化进程的加速，化工行业在全球的发展越来越迅速，成为了各国经济的重要组成部分。
同时，随着全球经济的飞速发展，企业在化工生产过程中需要对技术进行不断地优化，提高生产效率，降低成本，保证产品的质量和安全。
因此，过程控制技术成为了必不可少的一部分。
本文将介绍化工生产中过程控制技术的应用和优化方案。
一、化工生产中的过程控制技术1.传统过程控制传统的化工生产过程控制措施主要使用PID控制技术，这种技术包括了比例、积分、微分等控制算法。
其基本思想是通过调节控制系统的输出信号以达到期望的工艺控制效果。
传统PID控制技术虽然简单易懂，但由于其控制精度不高，需要大量的工程经验和对特定过程的深入了解，因此需要人们不断探索新的过程控制技术以提高控制精度和抗干扰性。
2.先进过程控制技术进入21世纪以后，先进的过程控制技术逐步发展起来，如多变量模型预测控制（MPC）、先进的自适应控制（AAC）等。
同时，传感技术、人工智能的运用和数字化技术的发展等都为过程控制技术的升级提供了支撑。
这些技术的优势在于其能提高过程控制精度，抑制变量交互干扰，增大控制执行器的动态范围等。
二、化工生产过程控制技术的应用过程控制技术作为化工行业中的重要一环，对于生产效率的提升、运营成本的控制和产品质量的保证都有显著的作用。
通常，化工生产过程控制技术的应用可以从以下几个角度来考虑：1.质量控制随着化工行业的不断发展，对产品质量的需求也越来越高。
在化工生产过程控制中，通过数据采集、分析，实时跟踪工艺变量等手段，对生产中的关键环节进行精确控制和监控，以使产品质量稳定、一致。
2.成本控制成本控制是化工企业长期面临的重要问题。
随着劳动力成本、能源使用成本的不断攀升，对于如何控制成本、提高生产效率等问题，过程控制技术在其中起到了重要作用。
传统PID控制技术通过参数调整，最大限度地减少生产过程中的浪费和能源的消耗。
而高级过程控制技术则为企业在生产过程控制上提供了更精确的手段。
化工过程分析-Aspen Plus 08 流程-模型分析
优化模块(Optimization)及约束条件模块(Constraint)经常联用完成一个优 化过程。 采用优化模块，调整操纵变量(进料条件、模块参数或其它输入变量) 来使用户指定的某个目标函数值最大或最小。目标函数可以是含有一个或多 个流程变量的合法Fortran表达式。目标函数的容差是与优化问题相关的收 敛模块的容差。用户还可以对优化施加等式或不等式约束，约束可以是任意 的Fortran表达式或内嵌Fortran语句计算得到的流程变量函数，且必须指定 约束的容差。 定义优化问题主要包括以下几个步骤： 创建一个优化问题 标识目标函数中所用的采集变量 指定目标函数，并标识出与问题有关的约束 标识出操纵变量，并指定调整的范围 输入可选的Fortran语句 定义优化问题的约束条件
苯和丙烯反应生成异丙苯:
条件： 原料FEED，105℃，0.25MPa ,苯、丙烯摩尔流率各18kmol/hr 反应器REACTOR，绝热操作，0.1MPa，丙烯转化率90%， 反应方程式： 冷凝器COOLER，出口温度54℃，压降为0.7kPa 分离器SEP，绝热操作，压降为 0。
（6）冷凝器出口温度分别为50℃、60℃、70℃的情况做工况分析。
苯和丙烯反应生成异丙苯，求产品PRODUCT中异丙苯的摩尔流率
条件： 原料FEED， 105℃，0.25MPa , 苯、丙烯摩尔流率各18kmol/hr 反应器REACTOR， 绝热操作，0.1MPa，丙烯转化率90%， 反应方程式： C H C H C H
6 6 3 6 9 12
冷凝器COOLER，出口温度54℃，压降为0.7kPa 分离器SEP，绝热操作，压降为0
计算器（Calculator）模块又称为Fortran模块。用户可以自行编写Aspen Plus可执行的Fortran程序，把语句插入到流程计算中，以便执行用户定义 的任务。例如： 在使用输入变量前计算和设定它们（前馈控制）； 把信息写到控制面板上； 从一个文件中读取输入数据； 把结果写到Aspen Plus报告或写到任意外部文件中； 调用外部子程序； 编写用户子程序。
化工过程控制
化工过程控制又称过程控制，是化工生产过程自动控制的简称。
在50年代，曾采用化工自动化一词来概括化工生产过程的检测和控制两方面的内容，近年来倾向于将检测与控制分为两个概念。
化工过程控制主要是研讨控制理论在化工生产过程中的应用，包括各种自动化系统的分析、设计和现场的实施、运行，而不包括纯理论的研究和仪表的设计、制造。
需要着重指出的是，这里所述的化工过程属于学科性的广义化学工艺，而不是行政或部门的概念。
所以，化工过程存在于化学工业、石油炼制工业、轻工、热电、食品、漂染、冶炼等许多工业部门。
化工过程控制是一门较新学科，在40年代以前，虽然生产过程中已采用自动化装置，但其设计和运行都是根据经验进行的，没有系统的理论指导。
直至40年代中期，才开始把在电工中已较成熟的经典控制理论，初步应用到工业控制中来。
50年代早期，在生产上出现高度集中控制的自动化装置。
到60年代，高等院校化工系有较完整的教材，出现了控制系统的分析、设计和复杂的新型控制方案的文献资料，以及以计算机为控制工具，利用现代控制理论，进行多变量优化性质的设计的研究论文和学术报告。
但是，由于当时计算机的投资大，可靠性差，没有在生产上发挥计算机控制的作用。
直到70年代后期，微型计算机问世，在经济性和可靠性方面都有很大进展，在生产上发挥巨大的作用。
同时，计算机善长于逻辑判断、程序时序性的工作，因此除控制外，信号报警、生产调度、安全管理、自动开停等都可纳入计算机程序。
控制的特点化工过程控制与一般化工方法最大的区别是动态和反馈。
动态在过程控制中把各种工艺衡算所依据的平衡状态称稳态。
但是，实际生产总是在稳态附近波动而变化的。
当生产达到稳态时，一个干扰出现后，被控制的变量就会偏离稳态，然后在控制作用下又逐步回至稳态，这个偏离了稳态又回复到稳态的过程称动态过程。
在很多情况下，回复过程是振荡式的，可以回到原来起始的稳态，也可以回到另一个新的稳态。
多数控制系统的质量指标都是直接从这一动态过程曲线出发而制定的。
化工过程控制..
反应釜
反应釜
反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及 配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化 程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力 学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的
调控。其结构一般由釜体、传动装置、搅拌装置、加热装置、冷却
特殊精馏
恒沸精馏：在被分离的物系中加入共沸剂（或者称共沸组分），该 共沸剂必须能和物系中一个或几个组分形成具有最低沸点的恒沸物， 以至于使需要分离的集中物质间的沸点差（或相对挥发度）增大， 从而达到分离效果的精馏。 萃取精馏：在被分离的混合物中加入萃取剂，萃取剂的存在能使被 分离混合物的组分间的相对挥发度增大，而达到的精馏分离。
装置、密封装置组成。相应配套的辅助设备：分馏柱、冷凝器、分 水器、收集罐、过滤器等。
吸收塔
吸收塔
吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液
体中溶解度的不同，而达到分离目的的传质过程。分离是一个分离过
程，且分离的是气体混合物，分离的介质是某一种液体溶剂称之为吸 收剂，被吸收的气体混合物称为溶质。吸收式一个从气相往液相的传 质过程。吸收可以用做原料的预处理，尾气的处理等操作。
为单元操作。化学反应是化工生产的核心部分，它决定着产品的收率，
对生产成本有着重要影响。对于化工过程的控制主要是对化工过程中的 单元操作进行控制。
化工过程
化工过程中的主要单元操作涉及到原料 的预处理、反应过程的控制、反应产品的后
处理。这次实训的内容就是了解化工过程中
的单元操作流程，以及控制方法。包括干燥 器、反应釜、萃取、精馏、蒸馏、吸收等。 通过对控制系统的学习，和按一定比例缩小 的塔结构有了一定的了解。
化工过程知识点归纳总结
化工过程知识点归纳总结化工过程是指将原材料经过一系列的物理、化学或生物反应，加工成所需的化工产品的工艺过程。
在化工过程中，许多重要的知识点需要我们了解和掌握，以确保化工生产的安全性和高效性。
下面将对化工过程中的关键知识点进行归纳总结。
一、化工原理知识点1. 物理和化学基础知识：包括牛顿力学、热力学、化学平衡等基本理论知识，在化工过程中具有重要的应用价值。
2. 化工热力学：在化工过程中，热力学是一个非常重要的理论基础。
热力学的基本概念包括焓、内能、焓变、熵等重要参数。
3. 化工动力学：化工过程中的反应速率、反应机制、活化能等都是化工动力学的重要内容。
4. 化工流体力学：在化工过程中，液体和气体的流体特性对流动过程的研究是非常重要的。
5. 化工传热传质学：包括传热传质的基本原理、传热传质方程、传热传质设备的设计等内容。
6. 化工仪表自动化：在化工过程中，仪表自动化的应用越来越广泛，对控制系统、仪表设备的了解是需要的。
二、化工过程的基本操作技术1. 化工反应器的设计与运行：包括批式反应器、连续反应器、半连续反应器等反应器的设计原理和操作技术。
2. 化工分离技术：包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等分离技术的原理和操作技术。
3. 化工干燥技术：化工生产中，干燥是一个非常重要的环节，需要掌握干燥设备的原理和操作技术。
4. 化工混合技术：在化工过程中，混合是一个常见的操作环节，需要掌握各种混合设备的原理和操作技术。
5. 化工催化剂的应用：催化剂对化工反应的速率和选择性有重要影响，需要掌握催化剂的原理和应用技术。
6. 化工安全与环保技术：在化工生产中，安全和环保是非常重要的问题，需要了解化工安全技术和环保设备。
三、化工过程中的原料和产品分析1. 化工原料的分析方法：需要了解化工原料的物理性质、化学性质和组成成分的分析方法。
2. 化工产品的分析方法：需要了解化工产品的纯度、成分、质量和物性的分析方法。
3. 化工仪器分析技术：包括光谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分析等仪器分析技术的应用。
化工过程控制策略解析
化工过程控制策略解析引言在化工工业中，实施优质的过程控制策略对于生产过程的稳定性和效率至关重要。
通过合理的控制策略，可以实现生产过程的自动化、安全性、能耗控制以及产品质量的优化。
本文将探讨化工过程控制策略的相关原则和方法，以及在化工工业中应用的实例。
控制策略的目标在化工过程中，控制策略的目标通常包括以下几个方面：1.保证生产过程的安全性：化工过程中往往伴随着高温、高压等危险因素，控制策略需要确保设备的安全运行，防止事故的发生。
2.提高生产过程的稳定性：通过控制策略，可以减小工艺参数的变化范围，使得生产过程更加稳定，以减少产品质量的波动。
3.降低能耗：控制策略应该优化能量的利用，降低消耗。
4.提高产品质量：通过控制策略的优化，减少产品的变异性，提高产品的质量。
控制策略的设计原则实施有效的控制策略需要遵循以下原则：1.系统分析：在设计控制策略之前，需要对整个生产系统进行分析，了解不同设备之间的相互作用，找到关键的控制参数。
2.反馈控制：反馈控制是控制策略设计的核心原则之一。
通过传感器测量设备的输出信号，并与期望值进行比较，调整控制参数，以保持稳定的生产过程。
3.前馈控制：前馈控制是在预测设备输出的变化趋势的基础上，提前调整控制参数。
前馈控制可以提高系统的响应速度，并减小反馈控制的误差。
4.多变量控制：在复杂的化工过程中，往往存在多个相互关联的变量。
多变量控制策略能够同时调整多个控制参数，以实现综合的控制效果。
常用的控制策略方法在化工过程中，有一些常用的控制策略方法，包括：1.PID控制：PID控制是一种经典的控制策略方法。
通过比较设备输出信号与期望值的差异，计算出一个综合的控制量，并根据控制量来调整控制参数。
2.模型预测控制：模型预测控制（MPC）是一种基于时间序列模型的控制方法。
通过建立一个数学模型来预测设备输出的变化趋势，并根据模型预测结果来调整控制参数。
3.模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。
第八章 化工过程控制方案解读
11
第一节 流体输送设备的自动控制
1.直接控制流量
对于低压的离心式鼓风机，一般可在其出口直 接用控制阀控制流量。由于管径较大，执行器可采 用蝶阀。其余情况下，为了防止出口压力过高，通 常在入口端控制流量。因为气体的可压缩性，所以 这种方案对于往复式压缩机也是适用的。
为了减少阻力损失，对大型压缩机，往往不用 控制吸入阀的方法，而用调整导向叶片角度的方法。
4
第一节 流体输送设备的自动控制
2.控制泵的转速
图8-3中曲线1、2、3表示 转速分别为 n1 、 n2 、 n3 时的流 量特性，且有n1＞n2＞n3。 该方案从能量消耗的角度 来衡量最为经济，机械效率较 高，但调速机构一般较复杂， 所以多用在蒸汽透平驱动离心 泵的场合，此时仅需控制蒸汽 量即可控制转速。
Q KFtm
整理后，得
G2c2 t2 t1 G2c2 T1 T2 KFtm
KFt m t2 t1 G2c2
移项后改写为
19
第二节 传热设备的自动控制
如果载热体本身压力 不稳定，可另设稳压系统， 或者采用以温度为主变量、 流量为副变量的串级控制 系统。
图8-13 换热器串级控制系统
图8-14 用载热体旁路控 制温度
21
第二节 传热设备的自动控制
3.控制被加热流体自身流量
只能用在工艺介 质的流量允许变化 的场合。
图8-15 用介质自身流量调温度
22
第二节 传热设备的自动控制
4. 控制被加热流体自身流量的旁路
当被加热流体的总流 量不允许控制，而且换热 器的传热面积有余量时 ， 可将一小部分被加热流体 由旁路直接流到出口处 ， 使冷热物料混合来控制温 度。
化工流程题必背知识点
化工流程题必背知识点化工流程是指将原料经过一系列的物理、化学变化，最终得到所需产品的过程。
在化工流程中，有一些知识点是必须要背诵和掌握的，这些知识点涉及到化工原理、设备操作、安全生产等方面。
下面将介绍一些化工流程题必背知识点，希望对大家的学习和工作有所帮助。
首先，化工流程中的原料选择非常重要。
在选择原料时，需要考虑原料的纯度、稳定性、可获得性以及成本等因素。
不同的原料可能会对流程的稳定性和产品的质量产生影响，因此在化工流程中需要对原料有深入的了解和选择。
其次，化工流程中的反应条件是影响产品质量的重要因素。
反应条件包括温度、压力、反应时间、催化剂等。
这些条件的选择会直接影响到反应速率、产物选择、能量消耗等方面。
因此，在化工流程中需要对反应条件有充分的了解，并根据实际情况进行合理的选择和控制。
另外，化工流程中的设备操作也是至关重要的。
对于不同的反应，可能需要采用不同的设备进行操作，比如反应釜、蒸馏塔、分离器等。
对于这些设备的操作和维护，需要掌握其结构、原理、操作规程以及安全注意事项，确保设备的正常运行和操作人员的安全。
此外，化工流程中的安全生产是必须要重视的。
化工生产过程中可能会涉及到高温、高压、有毒有害物质等危险因素，因此需要严格遵守安全操作规程，做好防护措施，及时排除安全隐患，确保生产过程的安全稳定进行。
最后，化工流程中的产品质量检验也是非常重要的。
对于生产出的产品，需要进行质量检验，确保产品符合相关标准和要求。
质量检验包括外观检查、成分分析、物理性能测试等，需要严格按照相关标准和方法进行，确保产品质量稳定可靠。
综上所述，化工流程题必背知识点涉及到原料选择、反应条件、设备操作、安全生产、产品质量检验等方面。
这些知识点对于化工从业人员来说是非常重要的，希望大家能够加强学习和掌握，提高化工生产的质量和效率。
8-化工过程控制
仪表和计算机自动控制系统在化工过程中发挥着重要作用。强化化工流 程的自动控制，是化工生产过程的发展趋势和方向。 化工流程自动化控制的优点： ①、提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品质量或收率； ②、保证化工流程安全、稳定的运行； ③、对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性；
加热蒸汽
TI C
冷流股 换热器 冷 凝 水 5、设定值与控制精度 设定值－－－被控变量的工艺规定值。
热流股
（注意：对开环控制系统，控制变量也可以有设定值。） 控制精度－－－设定值允许的波动范围。 上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 80℃就是被控变量的设定值， ±1℃就是对热流股温度的控制精度要求。
加热蒸汽
TI C
冷流股 换热器 冷 凝 水 闭环控制系统作用原理：
热流股
通过被控变量的检测值与其设定值的偏差（包括偏差正负方向）， 反过来通过计算机控制装置对控制变量进行操纵调节。
开环控制系统与闭环控制系统的几点显著区别： ①、闭环控制系统是按被控变量的检测值与其设定值的偏差去操纵（影响）控制 变量；
8.2 化工过程控制设计要点与步骤
例如，当没有测量流股7和 8组成的工业色谱或价格过 于昂贵时可采用这种控制 方案。塔顶产品流股8的组 成是塔板温度的函数，可 用物料平衡、热量平衡、 相平衡方程求出塔板温度 与馏出液8组成的严格关系 式，或用传递函数表明两 者之间的关系。在得到这 种关系式后就可以利用热 电偶测出的温度来调节回 流量以控制塔顶产品8的质 量指标，右图
化工流程的控制系统类型，绝大多数为闭合控制系统。
关于化工流程控制回路的控制算法（控制器算法）
◆普通固定PID算法； ◆自校正PID算法； ◆自适应控制算法； ◆自校正控制算法； ◆模糊（FUZZY）控制算法； ◆专家控制系统算法； ◆ ……
化工过程知识点总结归纳
化工过程知识点总结归纳一、化工过程介绍化工过程是指利用化学原理和工程技术进行物质转化和生产的过程。
化工过程广泛应用于化工工业、石油化工、生物工程、环保工程等领域，是现代工业生产的重要组成部分。
化工过程包括化学反应、分离提纯、催化转化、加工成型等多个环节，涉及多种化工原料和产品。
化工过程的设计和操作需要系统地掌握化学原理、工程技术和安全管理知识，以确保生产过程稳定、高效、安全。
二、化工过程的基本知识点1. 化学反应化学反应是化工过程的核心环节，它指不同物质之间的化学变化。
化学反应包括合成反应、分解反应、置换反应、氧化还原反应等多种类型。
在化工生产中，化学反应通常需要在特定的条件下进行，如控制温度、压力、反应物比例、催化剂等。
2. 反应动力学反应动力学研究化学反应速率和反应机理。
了解反应速率对于控制反应过程、优化生产条件和提高产物纯度具有重要意义。
反应动力学常用的工具包括反应速率方程、反应级数、活化能等。
3. 分离提纯化工生产过程中常涉及物料的提取分离和纯化。
分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附、膜分离等多种方法，每种方法都有适用的场合和操作要点。
4. 催化转化催化转化是指利用催化剂加速化学反应的过程。
催化剂可以改变反应的活化能、提高反应速率、改变反应路径等，从而实现在较温和条件下进行高效的反应转化。
熟悉催化剂的种类、选择原则和操作技巧是化工工程技术的重要组成部分。
5. 反应设备反应设备是进行化学反应的装置，主要包括反应釜、管式反应器、搅拌釜等。
各种反应设备的结构特点、操作原理和选型依据需要进行系统的学习和掌握。
6. 安全管理化工过程的安全意识和安全管理是至关重要的。
了解化工过程中常见的危险因素、事故原因和应急预案，掌握相应的安全技术和管理方法，能够有效预防事故发生，保障生产人员和设备的安全。
7. 环保技术环保技术在化工过程中扮演着越来越重要的角色。
了解废气处理、废水处理、固体废物处理等环保技术，合理应用环保设备和工艺，符合环保法规和标准，是化工生产的必备条件之一。
化工流程题必背知识点
化工流程题必背知识点化工流程是指将原料通过一系列的物理、化学或生物反应，转化成所需的产品的过程。
在化工生产中，掌握一些必备的知识点对于理解和掌握化工流程至关重要。
下面我们来看看化工流程题必背的知识点有哪些。
首先，我们需要了解化工流程中的一些基本概念。
比如，原料的选择和处理，反应的类型和条件，产物的提取和纯化等。
在化工流程中，原料的选择和处理非常重要，它直接影响到反应的进行和产物的质量。
而不同类型的反应需要不同的条件，比如温度、压力、催化剂等。
产物的提取和纯化则是保证产品质量的关键步骤。
其次，我们需要掌握一些常见的化工反应类型和条件。
比如，酸碱中和反应、氧化还原反应、加成反应、裂解反应等。
不同类型的反应有不同的特点和条件，我们需要了解它们的基本原理和实际应用。
另外，化工流程中常用的设备和工艺也是我们需要重点掌握的知识点。
比如，反应釜、蒸馏塔、萃取塔、结晶器等。
这些设备和工艺在化工生产中起着至关重要的作用，我们需要了解它们的结构、原理和操作方法。
此外，化工生产中的安全和环保问题也是我们必须要重视的知识点。
化工生产过程中可能会产生一些有害物质，我们需要了解如何安全处理和排放这些物质，以及如何保证生产过程中的安全。
最后，我们还需要了解一些化工产品的应用和市场前景。
化工产品广泛应用于各个领域，比如化肥、医药、日化、材料等。
了解这些产品的应用和市场前景，有助于我们更好地理解化工流程的意义和价值。
综上所述，化工流程题必背的知识点包括基本概念、反应类型和条件、设备和工艺、安全和环保、产品应用和市场前景等。
掌握这些知识点对于理解和掌握化工流程具有重要意义，希望大家能够认真学习和掌握这些知识点，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
化工过程设计知识点
化工过程设计知识点化工过程设计是指通过合理地设计化工生产过程的各个环节和参数，以达到预定的生产目标和经济效益的科学方法。
在化工过程设计中，需要涉及到一系列的知识点。
一、物料平衡物料平衡是化工过程设计的基础，是指在化工生产过程中，对物料的进出量进行平衡计算。
通过物料平衡，可以确定各个装置的输入和输出物料流量，以及反应过程中各个组分的转化率。
在进行物料平衡计算时，需要考虑到各种反应、蒸馏、吸收、萃取等化工操作过程。
二、能量平衡能量平衡是指在化工过程中，对能量的输入和输出进行平衡计算，以确定能量的转换和利用方式。
通过能量平衡，可以确定各设备的能耗和热交换需求，以及判断各个装置是否能够满足工艺要求。
能量平衡计算中需要考虑到化学反应的热效应、物料的相变、传热和传质等过程。
三、反应工程学反应工程学是研究化学反应在工程上的应用的学科，主要研究反应过程中的动力学、热力学和传质过程。
在进行化工过程设计时，需要根据反应工程学的知识，确定反应的动力学参数、热力学平衡条件和传质过程的速率，以达到最优的反应条件和产率。
四、设备选择与设计在化工过程设计中，需要选择和设计适当的化工设备，以实现预定的物料和能量平衡。
设备选择与设计需要考虑到化学反应的条件、操作压力和温度、材料的耐腐蚀性以及设备的可靠性和经济性等因素。
常见的化工设备包括反应釜、蒸馏塔、换热器、泵和压缩机等。
五、工艺流程图工艺流程图是化工过程设计中的重要工具，用于描述化工生产过程中各个操作和设备之间的关系。
工艺流程图需要清晰地展示物料和能量的流动路径，以及各个操作单元的功能和作用。
通过工艺流程图，可以帮助工程师和操作人员理解和控制化工生产过程。
六、安全与环保在进行化工过程设计时，需要考虑到对人员和环境的安全与环保。
这包括对危险品的储存和使用、防火防爆设计、废水废气的处理以及事故应急措施等。
化工过程设计中的安全与环保措施需要符合国家和行业的相关法律法规和标准。
综上所述，化工过程设计涉及到物料平衡、能量平衡、反应工程学、设备选择与设计、工艺流程图以及安全与环保等知识点。
化学化工生产过程的安全控制
化学化工生产过程的安全控制化学化工生产一直以来都是一项危险性极高的活动，因为其中涉及到许多的化学反应和高温高压等条件，一旦出现安全事故则会给环境和人们带来巨大的危害。
因此，对于化学化工生产中的安全控制问题，必须高度重视。
首先，安全控制应该始于生产过程的规范化和标准化。
生产前必须制定出安全标准和规程，生产过程必须按照这些标准和规程进行。
工人进行安全培训，能够使他们了解生产过程中的各种风险并提高安全意识。
其次，在化学化工生产过程中常用的设备和管道等方面，需要努力避免出现任何设备缺陷或操作失误。
设备和管道应定期进行维护和检查，以确保其无缺陷和漏洞。
相关工作人员还需要熟练掌握各种检测和监控技术，如红外线成像，气体检测等，及时发现异常情况并及时处理。
此外，在生产过程中需要有严格的操作流程，化工工作人员必须严格按照操作流程进行，包括注意观察反应的发生以及对反应的控制。
在进行操作时，需要严格按照操作程序进行，以确保操作的正确性和顺序，以此确保反应物料和试剂的安全运输。
在化学化工生产过程中，应对可能产生的各种危险情况进行充分的预先计划和备案。
应建立和完善一套完整的应急预案和应急响应机制，确保在出现意外事故时能够迅速而有效地解决问题。
对各项预案和方案应定期演练，并与相关部门沟通。
对于重要的工段和关键环节，在投产前应进行仿真实验来检测流程安全性和可行性。
同时，对环境污染和资源浪费等问题，也要考虑是否存在足够的控制和管理，以确保工具的生产环保和节能。
最后，必须要明确，并以行动诠释：安全一定要放在第一位。
任何成功的企业都必须始终坚持以人为本，并将安全问题置于至高不下的位置，以此得到广泛的认同和道德支持。
总而言之，化学化工生产过程的安全控制是一个复杂系统的工作，涉及众多方面。
通过生产场地规范化、设备机器的完整管理和定期检查、熟练技艺及适时办法和应急响应机制，合理化制定[…]的计划和仿真等综合措施，可以提升工作环境和人员的安全保障能力。
化学工程师中的化工过程控制
化学工程师中的化工过程控制化工过程控制是化学工程师的重要职责之一。
化学工程师在工业生产中负责设计、优化和管理化工生产过程，以确保产品的质量和安全性。
本文将介绍化工过程控制的基本原理和方法，并探讨化学工程师在此领域的角色和职责。
一、化工过程控制的定义及意义化工过程控制是指通过监控和调整化工过程的操作条件，以实现预期的产品产量和质量要求，并确保工艺安全和经济效益。
化工过程控制旨在最大程度地优化生产过程，减少废品和能源消耗，提高生产效率和产品质量。
化工过程控制的目标包括：1. 维持设备和工艺的稳定运行，避免过程异常和事故的发生；2. 实现产品质量的一致性和稳定性；3. 最大限度地利用资源，降低生产成本；4. 实现自动化控制，提高生产效率和可靠性。
二、化工过程控制的基本原理化工过程控制的基本原理是通过对关键过程参数的监控和调节，使系统保持在期望的操作状态。
下面介绍几种常见的过程控制方法：1. 反馈控制：反馈控制是根据系统的实际输出与期望输出之间的差异来调整输入，以达到控制目标。
反馈控制通常通过传感器测量过程变量，并将测量值与设定值进行比较，然后根据差异进行调整。
2. 前馈控制：前馈控制是根据已知的输入和输出之间的关系来预测所需的控制输入，并直接应用到系统中，以消除外部干扰。
前馈控制可以预先消除一些可预测的扰动，提高系统的响应速度和稳定性。
3. 模型预测控制：模型预测控制是根据数学模型预测过程的未来行为，并根据预测结果进行控制决策。
模型预测控制可以通过优化算法反复进行模拟和预测，以确定最佳的控制策略。
4. 多变量控制：多变量控制是指在一个或多个有关联的过程变量上进行控制，以实现更好的系统性能。
多变量控制方法可以综合考虑多个变量之间的相互作用，提高系统的稳定性和响应速度。
三、化学工程师在化工过程控制中的角色和职责化学工程师在化工过程控制中扮演着重要的角色，他们需要具备以下知识和技能：1. 工艺设计：化学工程师需要了解化工过程的基本原理和工艺流程，能够设计出稳定、高效的化工生产系统。
化工行业中的过程控制系统使用技巧探讨
化工行业中的过程控制系统使用技巧探讨在化工行业中，过程控制系统是关键的技术装备之一，它对生产过程的精确控制起着至关重要的作用。
本文将讨论化工行业中过程控制系统的使用技巧，帮助提高生产效率和质量。
首先，化工企业在选择过程控制系统时应考虑系统的稳定性和可靠性。
稳定性是过程控制系统的基本要求，它可以确保生产过程在不受外界干扰的情况下保持稳定。
可靠性是指系统的故障率低，能够长时间稳定运行。
因此，在选择过程控制系统时，应该选择那些经过验证、具有稳定运行记录的系统。
其次，合理设置过程控制系统的控制策略对提高生产效率和质量至关重要。
控制策略是指通过合理的参数设置和逻辑控制，使过程控制系统能够自动调节工艺参数，保持生产过程在目标状态下运行。
在设置控制策略时，化工企业应考虑生产过程的特点和需求，选择合适的控制方法和控制算法，以达到最佳的控制效果。
另外，合理的传感器布置是实现准确控制的重要技巧之一。
传感器是获取过程参数的重要设备，它能够实时监测过程参数的变化，并将数据反馈给控制系统。
因此，在布置传感器时，应考虑传感器的灵敏度、准确性和可靠性，选择合适的传感器类型和布置位置，确保能够准确获取过程参数，实现精确控制。
此外，合理的数据采集和处理也是应用过程控制系统的重要技巧。
数据采集是指通过传感器获取过程参数数据，并传输给数据处理系统。
数据处理是指对采集的数据进行分析和处理，从而得到过程参数的变化趋势和异常情况。
在数据采集和处理过程中，化工企业应考虑数据采样频率、数据传输方式和数据处理算法，以获得准确和可靠的数据，帮助分析过程状态和进行故障诊断。
此外，对过程控制系统及时进行维护和升级也是提高其可靠性和性能的重要技巧。
化工企业应建立完善的维护制度，定期对过程控制系统进行检修和保养，及时更换老化和损坏的设备和元件。
同时，随着科技的发展，过程控制系统也在不断升级和更新，化工企业应积极引进新技术，及时对过程控制系统进行升级，以提高其性能和功能。
化工过程控制原理
化工过程控制原理
化工过程控制原理是指在化工生产过程中，基于控制理论和化学原理，对生产过程进行控制的方法和原理的总称。
其主要包括以下内容：
1. 化工生产过程的数学模型与仿真：通过建立化工生产过程的数学模型，对生产过程进行仿真，以便于理解和优化生产过程。
2. 过程控制的基本概念：包括控制系统的组成、控制对象的特性、控制器的分类等内容，以便于了解过程控制的基本原理。
3. 控制策略与算法：包括PID控制、模型预测控制、优化控制等内容，以便于选择和应用不同的控制策略。
4. 控制器的设计与调整：包括控制器参数的选择与调整、控制器结构的优化等内容，以便于设计和优化控制器。
5. 过程控制系统的应用与实现：包括过程控制系统的硬件和软件的选择、控制系统的实施与调试等内容，以便于实现过程控制。
通过学习化工过程控制原理，可以掌握过程控制的基本原理和方法，了解化工生产过程的数学模型和仿真方法，掌握不同的控制策略和算法，设计和优化控制器，实现过程控制系统，并在实际生产中应用控制技术，提高生产效率和产品质量。
- 1 -。
化工过程控制
例如储罐不应溢流或抽空，精馏塔不应液泛或漏液。因此， 应设置储罐V101，V102，V103的液面测量，精馏塔T102， T103的压降测量等措施。
(5)经济：
• 优化控制设备：例如反应器R101的优化控制问题，是否 采用优化控制要根据可能性和经济评价结论确定； • 在乙烯、苯、乙基苯、冷却水总管、蒸汽总管等管道上 设置流量计，为计算车间成本提供所必须的产量和原料、 辅助材料以及公用工程的消耗量。重要的流量计不仅能 提供和显示瞬间值，而且有累计功能。
变 量
时间
稳定系统的响应特性
过程变量 x，如温度、压力、流量、浓度等，在受到外部 因素影响时，可能有两种变化： （1）稳定系统——在开始时受到外界的影响而波动，但 随时间的变化，x 无需外界干预就能稳定，即不需要利用 控制机构就能回复到初值。 （2）不稳定系统——受到外界的影响不能随着时间的变 化恢复原状。
• 比例积分微分调节
微分调节规律是：
0 d ( T T ' 0 2 2 ) Q Q dt
与比例积分调节相结合，如果微分时间选择恰当，能提高 惯性滞后较大的对象的调节品质，提高系统的稳定性。
第七章
• 控制要求：
过程控制
抑制外部扰动，使过程在优化的状态下操作
•
•
控制系统的设计要点及步骤 温度控制 流量控制 前馈控制
(2)产品质量：
乙苯的质量由乙苯精馏塔塔顶产品的组成决定。为确保该 组成为预期值，测量参数有以下三种方案：
• 反馈控制
• 前馈控制
• 推断控制
• 反馈控制
E105
10
8
T102
AIC
------利用被控变量的直接测量值调节控制变量
7
化工过程控制管理心得
化工过程控制管理心得化工过程控制管理是化工生产中至关重要的一环，它对于保证产品质量、提高生产效率和降低生产成本起着重要的作用。
在长期的工作中，我总结了一些化工过程控制管理的心得体会，希望能够与大家分享。
化工过程控制管理需要建立合理的控制策略。
在化工生产过程中，我们需要根据不同的工艺要求和产品特性，制定相应的控制策略。
例如，在温度控制方面，对于某些反应来说，需要保持恒定的温度，而对于某些反应来说，需要按照一定的温度曲线进行控制。
因此，我们需要根据具体情况，确定合适的控制策略，以确保生产过程的稳定性和产品质量的可控性。
化工过程控制管理需要选择合适的控制器。
控制器是实现过程控制的核心设备，它根据反馈信号和设定值进行计算，输出相应的控制信号来调节过程变量。
在选择控制器时，我们需要考虑到控制对象的特性、控制要求和控制器的性能指标等因素。
常见的控制器有比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器等，我们需要根据实际情况选择合适的控制器，以实现对过程变量的精确控制。
化工过程控制管理需要合理设置控制参数。
控制参数是控制器运行的关键，它直接影响到控制效果。
在设置控制参数时，我们需要根据控制对象的特性和控制要求，合理地选择和调整控制参数。
通常，我们可以通过试探法和经验法来确定控制参数的初值，并根据实际效果进行适当地调整。
合理设置控制参数可以提高控制系统的稳定性和控制精度。
化工过程控制管理需要进行及时的故障诊断和维护。
在化工生产中，设备故障和过程异常是不可避免的，因此我们需要建立完善的故障诊断和维护机制，及时发现和处理故障，以保证生产过程的连续稳定运行。
故障诊断和维护可以通过监测设备状态和过程变量，分析故障原因，并采取相应的措施进行修复。
化工过程控制管理需要进行数据分析和优化。
数据分析可以帮助我们了解生产过程的运行情况，发现问题和改进空间。
通过对历史数据和实时数据的分析，我们可以找出影响产品质量和生产效率的关键因素，并采取相应的措施进行优化。
注册化工工程师专业基础考试之化工过程控制知识点整理
3 化工过程控制⑴ 过程控制系统概念自动控制系统的基本组成：一部分是起控制作用的自动化装置，包括检测元件与变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动控制装置控制的被控对象。
阶跃扰动下，过渡过程曲线一般的形式有5种过程，其中衰减振荡过程能够很快地使系统达到稳定状态，所以在多数情况下，希望阶跃扰动作用下过渡过程曲线为衰减振荡。
衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期等。
方块与方块之间的连接线，只是代表方块之间的信号联系，不代表物料；自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统（20XX 年40题）；⑵ 被控对象的特性①被控对象的特性：被控对象的输入量发生变化时，其输出量的变化规律。
被控对象的输出量是自动控制系统的被控变量，而被控对象的输入量是自动控制系统的操纵变量及各种扰动量。
②被控对象的输入变量至输出变量的信号联系称为通道。
扰动变量至被控变量的信号联系称为扰动通道；操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道。
③ 数学模型()()()tx K t y t t y T ⋅=+++0d 0d τττ0为纯滞后时间（20XX 年37题）。
④放大系数K ：数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，即 输入的变化量输出的变化量=K ，A K ∞)y(= ，K 也称为静态增益，A 为输入阶跃信号的幅值， 阶跃响应函数为()()T t e KA t y --⋅=1，其中T 为时间常数。
⑤时间常数T ：指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始加速度变化，达到新的稳态值所需要的时间。
是对象的一个重要的动态参数⑥滞后时间τ：是纯滞后时间τ0和容量滞后时间τc 的总和。
输出变量的变化落后于输入变量变化的时间成为纯滞后时间，一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。
⑶ 工艺参数的测量绝对误差：真值（标准值）测量值=∆； 相对误差：真值（标准值）∆=y ； 仪表引用误差：量程∆±=δ×100%；仪表最大引用误差，即允许误差：量程最大∆±=m ax δ×100%，仪表精度。
化工生产操作与控制讲义
化工生产操作与控制讲义1. 引言化工生产操作与控制是化工工程中不可或缺的重要环节。
通过准确、稳定地控制化工过程中的各项参数，可以提高生产效率、降低能耗、保证产品质量稳定等。
本讲义将介绍化工生产操作与控制的基本原理、常用的控制方法和相关设备。
2. 化工生产操作2.1 生产操作的基本概念在化工生产过程中，操作是指根据工艺要求，按照一定的程序和方法对物料进行处理、加工、传递、储存等操作工作。
生产操作的核心目标是保证生产安全、提高生产效率和产品质量。
2.2 常见的生产操作•搅拌：将多种物料按照一定比例混合，并保持搅拌速度和时间的稳定，以确保混合效果。
•分离：将混合物或溶液中的成分分开，常用的分离方法包括过滤、蒸馏、萃取等。
•干燥：将湿润物料中的水分除去，以提高产品的质量和稳定性。
•反应：将不同物料进行化学反应，生成目标产物。
•浓缩：将溶液中的水分去除，以提高溶液中其他成分的浓度。
2.3 生产操作的注意事项•操作员应熟悉操作规程，并按照规程进行操作。
•操作前应对设备进行检查和准备工作，确保设备状态良好。
•在操作过程中，应随时注意设备运行状态，及时发现并处理异常情况。
•操作结束后，应进行设备清理和维护工作，以保证下次使用时设备的性能和安全。
3. 化工生产控制3.1 生产控制的基本概念生产控制是指通过对化工生产过程中的各项参数进行调节和控制，实现对工艺过程的精确控制和优化。
生产控制可以分为开环控制和闭环控制，其中闭环控制是指通过测量反馈信号并进行比较，调整控制参数以实现目标值的控制。
3.2 常用的生产控制方法•PID控制：PID控制是一种常用的闭环控制方法，通过比例、积分和微分三个控制环节对输入信号进行调节，以实现对输出信号的控制。
•模糊控制：模糊控制是一种基于的控制方法，可以适应非线性、时变的控制系统。
•预测控制：预测控制是一种通过建立数学模型进行未来状态预测，并根据预测结果进行控制的方法。
•统计控制：统计控制是一种基于统计学原理的控制方法，通过对过程数据进行分析和优化，实现生产过程的稳定控制。
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加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 3、控制变量（操纵变量）
定义：受执行装置（自控阀门）操纵，用来使被控变量保持在设定值 的某个物理量。
上述例子中，加热蒸汽的流量。
4、干扰变量（扰动变量）
定义：除控制变量以外，作用于被控对象，并可能引起被控变量发生 变化的一些物理量。
①产品数量 该生产过程的产品 是EB，但决定EB数量的控制因 素是原料E的流量。为了计量目 的，应测量流股8的流量；为了 控制目的，应测定流股2的流量。
“CAC”－－－Computer Aided Control “CAO”－－－Computer Aided Operation
化工流程中经常需要控制的部分工艺变量（参数）：
温度 压力 流量 液位 搅拌转速 PH值 浊度、粘度、各种组份浓度
对一个化工流程进行控制
人工控制 仪表和计算机控制（自动控制）
计算机自动控制系统
计算机控制装置
A/D、D/A（模入、模出）
动作机构（自控阀门）
控制软件（平台软件及二次 开发的控制应用软件）
化工流程自控仪表的一些图形符号：
序号 1
名称 变送器
2 就地安装仪 表
3 机组盘装仪 表
符号
序号 4 5 6
名称
控制室 仪表
孔板流 量计
转子流 量计
符号
自控参量代号：
T——温度 L——物位 A——分析
上述例子中，加热蒸汽的压力（温度）、冷流股的流量及温度。
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 5、设定值与控制精度 设定值－－－被控变量的工艺规定值。 （注意：对开环控制系统，控制变量也可以有设定值。）
控制精度－－－设定值允许的波动范围。
上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 80℃就是被控变量的设定值， ±1℃就是对热流股温度的控制精度要求。
F——流量 C——浓度 V——黏度
P——压力或真空度 pH——氢离子浓度 M——搅拌转速
自控功能代号：
I——指示 J——记录 L——联锁
C——控制 X——信号 A——报警
Q——累积 T——调节 R——人工遥控
例如：
FIC 表示将位号为101的流量信号引入计算机自控系统，显示并控制该值。
101
TI 表示在设备附近就地加装仪表显示温度101，而不引入计算机自控系统。
第八章 化工流程的自动控制
仪表和计算机自动控制系统在化工过程中发挥着重要作用。强化化工流 程的自动控制，是化工生产过程的发展趋势和方向。
化工流程自动化控制的优点： ①、提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品质量或收率； ②、保证化工流程安全、稳定的运行； ③、对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性； ④、降低工人的劳动强度，减少人为因素对化工生产过程的影响；
而开环控制系统是按照控制变量本身的设定值或干扰变量的大小去操纵（影 响）控制变量。
②、闭环控制系统在被控变量 的回路。
控制装置
控制变量之间形成了相互影响
即：控制变量可以改变到被控变量，反过来，被控变量的信息有可以指导控 制变量的调节。
而开环控制系统不存在此相互影响的回路。
③、闭环控制系统必须有被控变量的检测，而开环控制系统可以没有被控变量的 检测。
101
8.1 化工流程自控控制的一些基本概念 一、自动控制术语
加热蒸汽
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI C
热流股
要求：热流股温度控制在80±1℃
加热蒸汽冷流股换Fra bibliotek器TI C
热流股
冷 凝 水
1、被控对象（被控过程、被控设备）
定义：需要实现自动控制的生产流程（过程）或设备。
上述例子中，被控对象就是换热器。 2、被控变量（被控参数）
化工流程的控制系统类型，绝大多数为闭合控制系统。
关于化工流程控制回路的控制算法（控制器算法）
◆普通固定PID算法； ◆自校正PID算法； ◆自适应控制算法； ◆自校正控制算法； ◆模糊（FUZZY）控制算法； ◆专家控制系统算法； ◆ ……
在化工流程的实际控制中，经常遇到一些干扰变量多、大滞后等问题， 对控制回路的控制算法提出了挑战。
对连续过程，设定值是一个定值
温度（℃）
80 时间
对间歇过程，设定值也可以是一个随时间而变的曲线（时变曲线） 温度（℃）
时间
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 6、控制偏差 控制偏差－－－被控变量的设定值与其实际测量值之差。
上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 如果实际检测为80.6℃，那么 0.6 ℃就是控制偏差。
换热器 冷 凝 水
加热蒸汽
TI
热流股
2、闭环控制系统
加热蒸汽
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI C
热流股
闭环控制系统作用原理：
通过被控变量的检测值与其设定值的偏差（包括偏差正负方向）， 反过来通过计算机控制装置对控制变量进行操纵调节。
开环控制系统与闭环控制系统的几点显著区别：
①、闭环控制系统是按被控变量的检测值与其设定值的偏差去操纵（影响）控制 变量；
偏差在控制精度以内－－－控制有效（成功控制），如80.9 ℃ 偏差在控制精度以外－－－控制失控，如81.2 ℃
控制失效的原因有多种。
二、控制系统类型
开环控制系统
计算机自动控制系统 1、开环控制系统
闭环控制系统
人工预先给定蒸汽流量值 计算机控制装置
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI
热流股
冷 凝 水
FI
冷流股
8.2 化工过程控制设计要点与步骤 一、确定达到设计要求所需测量的参数 现以苯（B）和乙烯（E）气相烃化的反应过程为例说明，主要的化学反应方程如下：
8.2 化工过程控制设计要点与步骤
一、确定达到设计要求所需测量 的参数
反应生成的乙苯（ EB ）为主产 品，二乙苯（DEB）为联产品二 甲苯（DMB）和甲苯（MB）为 副产品。反应采用的催化剂较易 失活，当苯过量时能减缓催化剂 的失活和提高反应的选择性。最 简单的工艺流程如右图所示，要 求根据设计目标决定需测量的参 数如下：
自动控制是在人工控制的基础上发展而来的，由检测仪表、计算机
装置、自控阀门组成的自动控制系统分别代替人的眼睛观察、大脑判断 决策、手动操作。
计算机自动控制系统示意图
化工过程（或化工设备） （物理量）
一次仪表
二次仪表 （变送器）
4～20mA 0～5V
计算机控制装置
执行机构 （自控阀门）
仪表（一次和二次仪表） 计算机主机（硬件、软件）