化工过程分析与合成考点(精华)
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义夹点处,系统的传热温差最小等于ΔT min ,系统用能瓶颈位置;夹点处热流量为 0 ,夹点将系统分为热端和冷端两个子系统,热端在夹点温度以上,只需要公用工程加热热阱,冷端在夹点温度以下,只需要公用工程冷却热源；2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础,从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布,从中发现系统用能的“瓶颈”所在,并给与解瓶颈的方法;夹点设计法三条原则：1应该避免有热流量穿过夹点2夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流3夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题,它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构,操作参数的调优处理,已达到全过程系统能量的优化综合;以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合设备在系统中的合理放置：1分离器与过程系统热集成时,分离器穿越夹点是无效的热集成；2分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成;3热机不穿越夹点的设置,是有效的热集成;4热泵穿越夹点的设置是有效热集成;4、过程用能一致性原则利用热力学原理,把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来,把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题;5、利用夹点分析进行过程系统能量集成,调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷,减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷,增大总的冷流股的热负荷;即所谓的“加减原理”;6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系,与原型具有客观一致性,可再现原型发生的本质过程和特性的模型,来进行设计和研究原型过程的方法;对于化工过程,在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化实现过程系统最优运行,包括结构优化和参数优化结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接,以优化过程系统;参数优化：对于一确定的过程系统,对其中的操作参数进行优选,以使某些指标达到最优;8、过程系统综合按照规定的系统性能,寻找需要的系统结构和子系统特性,并按照规定的目标进行最优组合;4种基本方法：分解法、直观推断法、调优法、结构参数法9、过程系统分析对于已知的过程系统,在给定其输入参数,求解其输出参数;10、过程系统自由度过程系统有m个独立方程数,其中含有n个变量,则过程系统的自由度为： d=n-m,通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数;11、分离序列综合在给定进料流股状态流量、组成、温度、压力并规定分离产品要求的情况下,系统化地设计出分离方案并使总费用最小;分离序列综合的主要目的是选择合理的分离方法和确定最优的分离序列;分离序列综合是两水平问题：1 找出最优的分离序列和分离器性能；2 对每一分离器进行优化设计12、动态规划解决多阶段策略的整体决策问题的构造型方法;动态规划的最优化原理：无论前面的状态和决策如何,对前面的决策所形成的状态而言,余下的各阶段策略必须构成最优策略;13、复杂精馏模拟过程中的方程M：物料衡算方程E：相平衡方程S：组分归一方程H：热衡算方程14、过程系统分解对大规模复杂系统进行不相关独立子系统的识别、系统分割、最大循环网的断裂识别不相关独立子系统系统分隔识别不相关子系统中的循环回路或15、系统分解子系统中循环回路或最大循环网的断裂16、系统分解中的系统分隔识别出系统中的独立子系统,进一步识别出这些子系统中必须同时求解的方程组及其对应的循环回路或最大循环网,并用拟节点表示这些循环回路或最大循环网,将系统中的节点、拟节点按信息流方向排除没有回路的序列,确定有利的求解顺序;单元串搜索法系统分割方法：邻接矩阵法可及矩阵法xLee-Rudd断裂发回路矩阵最大循环网断裂方法：Upadhye和Grens断裂法权因子总和最小的非多余断裂族双层图断裂法求解方程组表示的过程系统选择设计变量的准则：最好的一组设计变量得到一个结构,其必须联立求解的方程数目最少；或最好的设计变量的准则使设计方程组得到一个开链结构;17、平衡的总组合曲线描述了全系统公用工程流股与过程流股间可以匹配的温位和负荷;18、门槛问题门槛问题：过程系统只需要一种公用工程物流门槛温度差：由门槛问题转变为夹点问题的温度差19、有序直观推断规则按顺序使用规则1：在所有其分离方法中,优先采用能量分离剂分离方法例如精馏, 避免用质量分离剂分离方法例如萃取;当关键组分间的相对挥发度小于~时,应该采用质量分离剂分离方法例如萃取,此时质量分离剂应在下步立即分离;规则2：精馏分离过程尽量避免真空和制冷操作;规则3：当产品集中包括多个多元产品时,倾向于选择得到最少产品种类的分离序列;规则4：首先安排除去腐蚀性组分和有毒有害组分,从而避免对后继设备苛刻要求,提高安全操作保证,减少环境污染规则5：最后处理难分离或分离要求高的组分,特别是当关键组分间的相对挥发度接近1时,应当在没有非关键组分存在的情况下进行分离,这时分离净功耗可以保持较低水平规则6：进料中含量最多的组分应该首先分离出去,这样可以避免含量最多的组分在后续塔中多次气化与冷凝,降低了后续塔的负荷规则7：如果组分间的性质差异以及组分的组成变化范围不大,则倾向于塔顶和塔底产品量等摩尔分离; 如果不能按塔顶和塔底产品量等摩尔分离如分离点组分间相对挥发度太小等情况,则可选择具有最大分离易度系数处为分离点;20、断裂组与断裂族有效断裂组：能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组;多余断裂组有效断裂组非多余断裂组断裂族：任何一种单元计算序列都同时具有一种特定的收敛行为和与其对应的许多断裂组;把与每一种单元计算顺序对应的断裂组看做一个断裂族,同一断裂族的断裂组具有相同的收敛行为;断裂族可以定义为由替代规则联系起来的断裂组的集合;多余断裂族断裂族非多余断裂族寻找关键混合断裂组21、换热网络综合：就是确定这样的换热网络,具有最小的投资费用和操作费用,并满足每一个过程物流的工艺要求从初始温度达到目标温度,具有较好的柔性、可控性和操作性;换热网络的费用来源：换热单元数、换热面积和公用工程消耗;22、转运模型：确定把产品有工厂经由中间仓库再运送到目的地的最优网络;对于热回收问题,热量可看做产品,有热物流通过中间的温度间隔送到冷物流,在中间的温度间隔中,应当满足传热过程中的热力学上的约束,即冷热物流间传热温差要大于或等于允许的最小传热温差ΔT min;。
化工过程分析与合成考点
化工过程分析与合成考点1.化工过程基本原理：包括质量守恒、能量守恒以及物质守恒等基本原理。
考生需要掌握物质在化工过程中的转化过程，掌握流体力学、传热传质以及反应工程的基本原理。
2.化工过程流程分析：对化工过程进行流程分析，包括对物料流动、能量传递、物质传递以及反应转化等的分析。
考生需要理解流程图、平衡图以及相图等工具的使用方法，用以分析化工过程中的流程特点与问题。
3.化工过程的参数确定：化工过程中的参数确定是化工工程设计的重要环节。
考生需要了解不同参数对化工过程的影响，并能根据过程需求确定合理的参数范围。
此外，还需要了解参数确定的方法与技巧，包括试验方法、模型分析以及经验公式等。
4.化工过程的合成方法：化工过程的合成方法是实现化学转化与物质变换的重要手段。
考生需要了解常见的合成方法，包括物性分析、反应机理分析以及催化剂的设计与选择等内容。
此外，还需要了解合成方法的优化与控制策略，以便能够根据具体过程需求设计合适的合成方法。
在准备化工过程分析与合成的考试时，考生需要重点掌握以下知识点：1.物料平衡的计算方法：根据不同的化工过程，需要掌握不同的计算方法，包括闭式系统的物料平衡、开式系统的物料平衡以及多元物料平衡等。
2.能量平衡的计算方法：了解化工过程中的能量转化与传递过程，掌握能量平衡的计算方法，包括热平衡、热效益以及不同热传导方式的计算等。
3.反应动力学与反应工程：了解反应动力学的基本原理，掌握反应速率与反应物浓度的关系，了解反应器的选型与设计原则。
4.分离与纯化技术：了解不同的分离与纯化技术，包括蒸馏、吸附、萃取、结晶等方法，掌握其原理与应用。
5.废水处理与废气治理技术：了解废水处理与废气治理的基本原理和技术，包括生物处理、化学处理、物理处理以及催化氧化等方法。
6.过程设计与控制：了解化工过程设计与控制的原则与方法，包括流程设计原则、安全设计原则以及自动化控制等。
准备化工过程分析与合成的考试，需要考生从理论与实践两个方面进行综合准备。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成集散系统吸取了分散系统和集中系统两者的优点，集是集中管理，操作、控制这三方面的集中，散是指功能的分散，负荷分散和危险分散这就是克服了分散系统难于实现全局系统控制的缺点也克服了集中系统的危险集中。
化工过程分析主要分析过程系统的运行机、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数。
化工过程系统合成包括有：反应路径合、换热网络合成、分离序列合成、过程控制系统合成特别是主要解决由各个单元过程合成总体过程的系统任务。
稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中不包括时间参数，即是把过程中的各种因素都看成是不随时间而变化的。
过程系统模拟的三类问题1、过程系统模拟分析2、过程系统设计3、过程系统参数优化过程系统模拟的基本方法可归纳为三类：序贯模块法、面向方程法、联立模块法。
序贯模块法的基础是单元模块（子程序）序贯模块法的基本思想是：从系统入口物料开始，经过接受该物流变量的单元模块的计算得到输出物流变量，这个输出物流变量就是下一个相邻单元的输入物流变量。
依此逐个计算过程系统的各个单元，最终计算出系统物流。
最佳断裂准则1、断裂的物流数最少2、断裂物流变量数最少3、断裂物流权重因子之和最少4、断裂回路总次数最少简单回路：那种包含两个以上的流股，且其中的任何单元只被通过一次，称作简单回路一个不可分割的子系统可以包括若干个简单回路。
能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组称为有效断裂组。
方程的稀疏性可以用稀疏比来衡量：输出变量指定方法的步骤是，选事件矩阵中元素最少的行和元素最少的列的交点处元素对应的变量，作为优先指定的输出变量，然后从事件矩阵中删去该输出变量对应的行和列重复上述过程直至矩阵中所有的行和列都被删除。
第三章模型化是现代化学工程方法论的重要组成部分，尤其是过程动态学的核心根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方法，一般可以把数学模型分为集中参数模型、分布参数模型、和多级集中参数模型。
(完整版)化工过程分析与合成复习
化工过程分析与合成复习一、基本概念（1）名词解释1、化工过程系统模拟（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）2、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）3、过程系统合成（P5）4、过程系统自由度（过程系统有m个独立方程数，其中含有n个变量，则过程系统的自由度为：d=n-m，通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。
）5、夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）6、过程系统能量集成（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）7、过程系统的结构优化和参数优化（改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。
）二、判断以下问题是非（N，Y）• 1.自由度数只与过程系统有关。
（Y ）• 2.换热网络的夹点设计，要尽量避免物流穿过夹点。
（N ）• 3.在换热夹点分析中，没有物流穿过夹点，就无热流量穿过夹点。
（N ）• 4.在夹点上方尽量避免引入冷物流，夹点下方尽量避免引入热物流（N ）• 5.穿过夹点热流量为零，则夹点处传热量为零（N ）• 6.夹点上方热流股数NH.>NC，热流股总热负荷QH<QC，不能实现夹点匹配( N ) •7.精馏塔跨过夹点，则塔底要用热公用工程，塔顶要用冷公用工程。
（Y ）•8. 对于冷热流股换热系统，传热量一定的前提下，传热温差愈小，过程不可逆程度愈小，有效能损失愈小，但要求较大的热交换面积。
(Y)•9. 利用能量松弛方法对换热器网络的调优，并不影响冷热公用工程负荷。
(N)•10. 热物流穿过换热网络的夹点，必有热流量穿过夹点。
(N)•11. 热物流在夹点上方,冷物流在夹点下方。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成一，化工系统的定常态模拟与分析（一）模拟是对过程系统模型的求解1. 过程系统的模拟分析：对某个给定的过程系统模型进行模拟求解，可得出该系统的全部状态变量，从而可以对该过程系统进行工况分析2，过程系统设计：当对某个或某些系统变量提出设计规定要求时，通过调整某些决策变量使模拟结果满足设计规定要求3，过程系统参数优化：过程系统模型与最优化模型联解得到一组使工况目标函数最佳的决策变量（优化变量）。
从而实施最佳工况1. -序贯模块法：基本部分是单元模块（子程序），用以描述物性、单元操作以及系统其它功能。
单元模块具有单向性特点。
(1) 断裂：通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。
它适用于不可分割子系统；-不可分割子系统：过程系统中，若含有再循环物流，则构成不可分割子系统。
-实施序贯模块法进行过程系统模拟计算中必须要解决的问题——如何选择断裂物流、如何确定迭代序列。
-判断最佳断裂的准则：①断裂的物流数最少；②断裂物流的变量数最少；③断裂物流的权重因子之和最少；④断裂回路的总次数最少。
i=1，…，m ，代表回路；j =1，…，n,代表物流(2) 回路矩阵简单回路: 一个不可分割子系统包含若干个再循环回路。
包含两个以上再循环物流，且其中的任何单元只被通过一次，称作简单回路。
。
回路矩阵：过程系统中的简单回路可以用回路矩阵表示。
矩阵：行→回路；列→物流。
若某回路I 中包括有物流j 则相应的矩阵元素aji=1，否则为空白或零。
Upadyhe －Grens 断裂法需要解决的两个问题：一是要有一种能把所有的有效断裂物流组都能搜索出来的办法；二是要能把最优断裂组从中选择出来。
有效断裂组：能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组。
① 多余断裂组：如果从一个有效断裂组中至少可以除去一个流股，而得到的断裂组仍⎩⎨⎧=⎩⎨⎧=ij i j a j j x ij j 属于回路流股不属于回路流股被断裂流股未断裂流股,1,0,1,为有效断裂组，则原有效断裂组为多余断裂组。
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。
夹点设计法三条原则：（1）应该避免有热流量穿过夹点（2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流（3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。
（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）设备在系统中的合理放置：（1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成；（2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。
（3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。
（4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。
4、过程用能一致性原则利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。
5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。
即所谓的“加减原理”。
6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。
（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
(完整word版)化工过程分析与合成
名词解释1. 夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2. 过程系统能量集成（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）3. 过程系统的结构优化和参数优化（改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。
）4、化工过程系统模拟（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）5、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）6、过程系统合成（化工过程系统合成包括：反应路径合成；换热网络合成；分离序列合成；过程控制系统合成；特别是要解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务）7、过程系统自由度（过程系统有m个独立方程数，其中含有n 个变量，则过程系统的自由度为：d=n-m ，通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。
）填空题1. 稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中（不含）时间参数2. （集中参数模型）认为状态变量在系统中呈空间均匀分布，如强烈搅拌的反应罐就可以用这一类模型来描述.3. （统计模型）又称为经验模型，纯粹由统计、关联输入输出数据而得。
（确定性模型）又称为机理模型4. （结构）优化和（参数）优化是过程系统的两大类优化问题，它们贯穿于化工过程设计和化工过程操作。
5. 换热网络的消耗代价来自三个方面：（换热单元（设备）数）（传热面积）（公用工程消耗）6. 过程系统模拟方法有、和。
7. 试判断图a 中换热匹配可行性1 , 2 ,3 ,4 。
8. 在夹点分析中，为保证过程系统具有最大热回收，应遵循三条基本原则：避免夹点之上 热物流与夹点之下冷物流间的匹配；夹点之上禁用冷却器；夹点之下禁用加热器。
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为0，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。
夹点设计法三条原则：（1）应该避免有热流量穿过夹点（2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流（3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。
（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）设备在系统中的合理放置：（1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成；（2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。
（3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。
（4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。
4、过程用能一致性原则利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。
5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。
即所谓的“加减原理”。
6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。
（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成绪论：1：化工过程的定义：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。
2：实现方法：通过反应、分离、混合、加热、冷却、压力改变和颗粒尺寸的变化等一系列步骤实现的。
3：工艺流程：独立转化的单元过程由被处理的物料流连接起来，成化工过程生产工艺流程。
4：最重要的也是最常用的单元过程：1：化学反应过程2：分离过程3：换热过程4：流体输送过程5：设计的目标：高效益、易控制、环境友好和安全的过程。
6：两类优化流程结构的方法：探试法、算法方法7：判断最佳断裂的准则分为四类：①断裂的物流数最少；②断裂物流的变量数最少；③断裂物流的权重因子之和最少；④断裂回路的总次数最少。
8：自由度（设计变量）的选择原则：1：所选择的自由度必须真正独立2：自由度的选择应使问题求解尽量方便9：模拟型问题：理论级数、进料位置、塔顶（或塔底馏出量)、回流比→→塔顶、塔底的产品组成10：设计型问题：轻关键组分的塔顶回收率、重关键组分的塔底回收率、进料位置判据、回流比→→理论级数、进料位置、塔顶和塔底馏出量第二章：1：非理想体系——采用状态方程与活度系数相结合的模型；2：汽相状态方程模型：非理想气体模型：Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling（BWRS）；Hayden-O’Connell（用于Hexamerization的氢-氟化物状态方程）理想气体模型：Lee-Kesler（LK）；Lee-Kesler-Plocker；Peng-Robinson（PR）；采用Wong-Sandler混合规则的SRK或PR；采用修正的Huron-Vidal-2混合规则的SRK或PR；用于聚合物的Sanchez-Lacombe模型。
3：液体活度系数模型：Eletrolyte NRTL；Flory-Huggins；NRTL；Scatchard-Hilde-Brand；UNIQUAC；UNIFAC；van Laar；WILSON。
(完整版)化工过程分析与合成考点(精华)
化工过程分析与合成考点1、什么叫过程：（1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。
【过程】（2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。
【过程工艺】（3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。
化工过程包括：原料制备、化学反应、产品分离（4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。
（5）【最重要的单元过程】化学反应过程、换热过程、分离过程、输送过程、催化反应过程（6）【化学反应过程举例】热裂解反应过程、电解质溶液离子反应过程生化反应过程、分散控制（7）【过程控制技术发展历程】计算机集中控制、集散控制（我国多）、现场总线控制第二章、化工过程系统稳态模拟与分析【模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才能算作模块。
【单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型。
【什么叫稳态（化工过程稳态模拟）】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。
【么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟。
【过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】（1）过程系统模拟分析问题；（2）过程系统设计问题；（3）过程系统参数优化问题。
过程系统模拟分析问题：已知决策变量输入，已知过程参数，求输出，是一个正向求解问题，最简单的模型。
2）过程系统设计问题：已知输出设计结果，已知过程参数，求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。
只能单项求解，从左到右3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量，从而实施最佳工况。
【过程系统模拟三种基本方法，及其优缺点】（1）序贯模块法（不适于解算设计、优化问题，只适于模拟问题（2）面向方程法（3）联立模块法（同时有（1）、（2）的优点）【单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序。
具有单向性特点【断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。
夹点设计法三条原则：（1）应该避免有热流量穿过夹点（2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流（3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。
（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）设备在系统中的合理放置：（1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成；（2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。
（3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。
（4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。
4、过程用能一致性原则利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。
5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。
即所谓的“加减原理”。
6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。
（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。
夹点设计法三条原则：（1）应该避免有热流量穿过夹点（2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流（3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。
（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）设备在系统中的合理放置：（1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成；（2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。
（3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。
（4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。
4、过程用能一致性原则利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。
5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。
即所谓的“加减原理”。
6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。
（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
名词解释—化工过程分析与合成
名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min），系统用能瓶颈位置。
夹点处热流量为0，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；）2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈”所在，并给与解瓶颈的方法。
夹点设计法三条原则：（1）应该避免有热流量穿过夹点（2）夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流（3）夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题，它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构，操作参数的调优处理，已达到全过程系统能量的优化综合。
（以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合）设备在系统中的合理放置：（1）分离器与过程系统热集成时，分离器穿越夹点是无效的热集成；（2）分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成。
（3）热机不穿越夹点的设置，是有效的热集成。
（4）热泵穿越夹点的设置是有效热集成。
4、过程用能一致性原则利用热力学原理，把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来，把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题。
5、利用夹点分析进行过程系统能量集成，调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷，减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷，增大总的冷流股的热负荷。
即所谓的“加减原理”。
6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系，与原型具有客观一致性，可再现原型发生的本质过程和特性的模型，来进行设计和研究原型过程的方法。
（对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化（实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成绪论1化工过程：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。
2化工过程分析：化工过程系统分析主要是分析化工过程的运行机理、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立以及优先工况下的最佳运行参数；目标是使决策方案在技术上先进、可行、经济上优越、合理。
操作条件分析通常被称为生产操作优化。
的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。
以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。
3.顺序模块法的基本思想：从流程的第一个单元设备开始，即调用该单元对应的单元模块，根据已知的输入和参数计算输出流变量，输出变量为下一个单元的输入，然后依次调用每个单元模块，直到流程的最后一个单元模块，工艺系统优化（实现工艺系统的优化运行，包括结构优化和参数优化）可用于管理、工艺设计、设备规范和车间操作。
2结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。
3参数优化：对于一确定的过程系统，对其中的操作参数进行优选，以使某些指标达到最优。
（最终目的是以最小的投入获得最大的收益）它的三个核心部分是确定最优目标、调优因素的分析、统计模型的建立。
热交换网络1热交换网络的功能：热交换是化工过程中不可缺少的单元操作过程。
换热器和换热物流形成了一个换热网络。
为了使温度满足工艺要求，回收工艺废热，降低公用工程消耗（换热装置数量、换热面积和公用工程消耗）。
意义：确定换热物流的合理匹配模式，以最低的消耗成本获得最大的能源利用率。
3.化工过程系统综合包括：反应路径综合、换热网络综合、分离序列综合和过程控制系统综合；此类优化问题往往具有非线性、奇异性、约束性、多极性等特点。
模拟退火和进化算法。
4稳态模拟：描述过程对象的模型不包括时间参数。
动态模拟一般包括：启动、停车和事故处理。
稳态模拟分析1化工过程系统的稳态模拟与分析，就是对化工工艺流程系统进行稳态模拟与分析。
模拟是对过程系统模型的求解，可以解决3类问题：过程系统的模拟分析、过程系统设计和过程系统参数优化。
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化工过程分析与合成考点1、什么叫过程：（1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移.【过程】(2)在工艺生产上,对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。
【过程工艺】(3)以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。
化工过程包括：原料制备、化学反应、产品分离(4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。
（5）【最重要的单元过程】化学反应过程、换热过程、分离过程、输送过程、催化反应过程(6）【化学反应过程举例】热裂解反应过程、电解质溶液离子反应过程生化反应过程、分散控制（7）【过程控制技术发展历程】计算机集中控制、集散控制（我国多)、现场总线控制第二章、化工过程系统稳态模拟与分析【模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才能算作模块.【单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型.【什么叫稳态（化工过程稳态模拟)】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。
【么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟.【过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】(1）过程系统模拟分析问题；（2）过程系统设计问题；（3）过程系统参数优化问题。
过程系统模拟分析问题:已知决策变量输入，已知过程参数,求输出,是一个正向求解问题，最简单的模型。
2)过程系统设计问题：已知输出设计结果,已知过程参数,求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。
只能单项求解，从左到右3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量,从而实施最佳工况.【过程系统模拟三种基本方法，及其优缺点】(1）序贯模块法（不适于解算设计、优化问题，只适于模拟问题(2)面向方程法(3）联立模块法(同时有(1)、（2)的优点）【单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序.具有单向性特点【断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。
它适用于不可分割子系统;【不可分割子系统】过程系统中，若含有再循环物流，则构成不可分割子系统.【断裂基本原则】1) 切割流线总数最少、2）切割流线所含变量数最少、3) 切割流线的总权重最小、4) 环路切割的总次数最少【简单回路】包含两个以上流股,且其中的任何单元只被通过一次. 矩阵:行→回路；列→物流。
【适合于收敛单元应满足要求：】(1)对初值的要求不高、（2）数值稳定性好、（3）收敛速度快、(4）占用计算机存储空间少【面向方程法(适用于线性化，非线性方程组先线性化）】第四章、化工过程系统的优化【最优化问题包括要素(内容）】(1)目标函数（2）优化变量（3）约束条件（4）可行域【可行域】满足约束条件的方案集合，构成了最优化问题的可行域.【最优解】过程系统最优化问题是在可行域中寻求使目标函数取最小值的点。
【最优化问题的建模方法】机理模型、黑箱模型、混合模型【系统最优化方法的分类】无约束最优化与有约束最优化、、线性规划LP（目标函数约束条件全部都为线性函数称为线性规划，剩一个为非线性函数为非线性规划、单维最优化和多维最优化、解析法与数值法、可行路径法与不可行路径法【标准型】目标函数值一定是最小值、约束条件中没有不等式约束，全是等式约束、所有的变量全是非负条件第七章、换热网络合成【换热网络合成】通俗地讲就是将物流匹配在一起,充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收，以便尽可能地减少辅助加热与辅助冷却负荷。
【换热网络合成目的】让某一个物料从初始温度到目标温度（一定要达成）、尽可能的回收余热、尽可能的减少换热设备数。
【温度区间求夹点（会画温度区间表）】将热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小排序，构成温度区间。
【夹点】在温度区间中，高温度区间向低温度区间传递的热量为零的点，不是接受热量为零的点(判断）对于热公用工程是260C。
,对于冷公用工程是250C。
物理意义：温焓图上组合曲线垂直距离最低的点。
【夹点的三个特性】能量特性、位置特性、传热特性【夹点设计的三原则】（1）避免夹点之上热物流与夹点之下冷物流间的匹配、（2）夹点之上禁用冷却器、(3）夹点之下禁用加热器【匹配的可行性原则】（1） 总物流数可行性原则：夹点一侧 流入流出N N ≥（2） FCp （热熔流率）可行性原则夹点一侧 流入流出FCp FCp ≥【换热网络合成中的实际问题】热物流所作线性的逼近不能高于热物流线，对冷物流所作的线性逼近不能低于冷物流线。
【(物流）禁止匹配与强制匹配适用范围】考虑到腐蚀、操作安全、设备布置、管线铺设、操作方便等问题，可能会禁止某些物流间的匹配或强制进行某些物流间的匹配.老厂改造时应充分利用原有设备，就属于强制匹配。
第八章、分离塔序列的综合【分离序列综合的目的】选择最合理的分离方法，确定最优的分离序列，以降低其各项费用.【（分离序列中)什么叫简单塔】 一个进料分离为两个产品、每一个组分只出现在一个产品中，即锐分离、塔底采用再沸器，塔顶采用全凝器【经验规则（抽考)】(1）优先采用使用能量分离剂，使用质量分离剂的塔后马上分离出去；只有用它可以显著增加挥发度，用它可以直接得到产品时使用质量分离剂.（2）高温高压分离。
（3）元素最少的分离序列（4)首先应移除腐蚀性和危险性的组分（5)相对挥发度接近于1的最后分离(6)首先移除含量最多的组分（7）等摩尔分割（8)CES （分离度系数）最大的首先分割【分离塔的最优分离序列应该如何寻找？有哪些方法？（名字知道)】穷举法、动态规划法、分离度系数大的优先分离的方法、相对费用函数的方法31.0]41.273.2)1[(-∆+-=T f F换热网络设计步骤有哪些？（1） 先找Δt ，判断是夹点问题还是非夹点问题；（2）如果是非加点问题，必须当Δt 大于Δt 域值的时候才能寻找最优的换热网络。
（3)如果是夹点问题，先找最小传热温差，然后温度区间法寻找夹点；寻找夹点之后进行夹点两个可行性的匹配,如果不可行进行流股分割；匹配完了之后得到能量最优的换热网络。
再看有没有独立的热负荷回路，如果有用能量松弛法合并该回路得到减少换热单元.最后在能量最优和换热单元最少之间找到一个折中。
P14 过程系统模拟的三种基本方法：序贯模块法、面向方程法、联立模块法。
P16 序贯模块法的基本思想 (简答)从系统入口物流开始，经过接受该物流变量的单元模块的计算得到输出物流变量，作为下一个相邻单元的输入物流变量。
依此逐个的计算过程系统中的各个单元，最终计算出系统的输出物流。
计算得出过程系统中所有的物流变量值,也即状态变量值。
P16 什么叫结构单元图?利用结点和边的结合对系统结构进行数学描述，构成结构单元图或简称“图"。
图可以分成无向图和有向图. 结构单元图由结构单元与流股构成。
结构单元也称为结点，可以是一个单元设备，也可以是一个虚拟单元。
在有向图中,射入一个结点的边的数目称为该结点的入度,由一个结点射出的边数称为该结点的出度，而结点的入度与出度之和为该结点的度数.重要的子图有以下几种:（1)路：路是图中任意两个结点之间，由其他结点和相互顺序连接的边构成的交替序列。
（2）通路:图中两个结点之间按有向边方向与其他结点连接的点、边交替序列。
（3）回路:起始结点和终止结点为同一结点时的通路,即封闭的通路。
（4）环路：除起始点外其余结点均仅通过一次的回路称为环路.环路是网络的一个特征,这种环路的存在与过程系统中再循环反馈直接有关.（5）相互连接的图:当图中任意一对结点均可通过路来连接时，称该图为相互连接的图。
（6)整体：是子图的一种特别重要的概念——不可再分块（整体)，通常是由多个相互关联的环路组成，这些环路具有至少一个公共结点。
(7）树：由根、枝组成，往下生长，构成数学上的“树”。
P29 EOM （面向方程法)的基本思想:描述整个过程系统的数学方程式联立求解，从而得出模拟计算结果。
把描述过程系统的所有数学模型汇集到一起，形成一个非线性方程组进行求解P30 面向方程法的核心问题是 求解超大型非线性方程组，求解方法大致分为两类为:①将为求解法；②联立求解法P31 方程组的分解方法有 回路搜索法 和 矩阵法 两大类。
P54 化工过程系统通过一系列物理化学分离和化学反应（包括催化、电化与生化)改变原料状态、微观结构和/或化学组成的加工技术.动态特性是化工过程系统最基本的特性之一。
模型化是现代化学工程方法论的重要组成部分,尤其是过程动态学的核心. 根据过程系统中状态变量分布特性的不同，一般把数学模型分为：集中参数模型、分布参数模型、多级集中参数模型根据建立模型的不同方法，一般可将数学模型分为：统计模型（经验模型）（黑箱模型）、确定性模型(又称机理模型）、介于两者之间的半经验模型P55 确定性动态模型的数学处理（1）正问题、（2)逆问题、（3）过程系统的定性分析P57 连续搅拌反应器的动态特性—---集中参数模型代表P63 精馏塔的动态特性--—多级集中参数模型P68 变压吸附过程--—分布参数动态模型P76 化工过程优化、结构优化（设计参数、操作参数）、参数优化、管理优化P77 求解做优化问题就是要找到一组是的目标函数J 达到最大或最小的决策变量。
最小值的点位最优解. 过程变量向量主要由两部分组成，即决策变量和状态变量。
P78 变量y 的取值范围一般都要给以一定的限制,称为约束条件。
等式约束条件由等式设计规定要求和尺寸成本关系式两部分组成满足约束条件的方案集合，构成了最优化问题的可行域.P90 无约束条件最优化问题的经典求解方法一阶导数为零、二阶导数大于等于零P107 多变量问题的搜索中有约束问题的求解是以无约束问题的求解为基础的多变量问题的求解是以单位变量搜索为基础的单变量问题的搜索又是以解析解法中的相关顶哦里和结论为基础的。
多变量非线性规划问题的求解思路总体上可归结为搜搜方向和搜索步长的确定,即kk k k s x x α+=+1P115 求解（OPT1)最优化问题的优化方法视其约束条件的方式分为两大类：可行路径型和不可行路径型. P126过程系统的最优化模型分为机理模型、黑箱模型、混合模型机理模型法、（统计模型法、智能模型法）P159按最终产品的输出形式，工业加工过程可分为:连续、离散和间歇过程。
动态性P160 间歇化工的特点：技术密集性、多样性、柔韧性、不确定性间歇过程与连续过程的比较动态特性是间歇过程的本质,而连续过程的本质是稳态操作在间歇过程中，原料必须按配方规定的加工任务和顺序，在合适的设备中进行加工。
在连续过程中,原料连续加入，各加工任务同时进行通过详细的系统分析，可找到连续过程的瓶颈问题，而间歇过程的瓶颈问题随产品及操作策略而改变。