化工过程分析与合成期末复习

化工过程分析与合成期

末复习

Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

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。

集中参数模型

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分布参数模型

多级集中参数模型

统计模型（经验模型）（黑箱模型）

根据建立模型的不同方法，一般可将数学模型分为确定性模型（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

结构优化（设计参数、操作参数）

P76 化工过程优化 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

k k k k s x x α+=+1

索步长的确定，即

P115 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.

技术密集性

动态性

P160 间歇化工的特点多样性

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。

间歇过程中的设备尺寸的设计并不是很精确的（能够用来生产多个产品）。

连续过程中的安全系统，主要是降低系统的停车时间。间歇过程不需要。

间歇过程通常为小批量、高附加值的化学品而设计的，一个生产周期只能生产一批产品。连续过程通常是为需求量很大的特定产品而设计的，原料连续加入，产品连续排出。

间歇过程必须对整个生产过程，进行有效的排序或进行生产时间表安排。

由于间歇过程的柔韧性和弹性，它适合于市场供求不稳定的产品的生产。连续过程则适合于市场供求稳定的产品的生产。对于市场需求量很大的产品，其初始阶段一般也是用间歇过程生产的

单纯的间歇设备

P161 间歇过程的设备半连续设备

中间存贮设备

P162 间歇过程的分类单产品厂、多产品厂、多装置厂、多目的厂。

P164 在间歇j独立操作过程中，某台设备加工两批物料的时间间隔称为“该设备的循环时间”，

整个间歇级加工两批物料的时间间隔称为“间歇级j的循环时间”。

顺序地从工厂得到两批产品之间的时间间隔称为“限定循环时间（LCT）”，也称为“批间隔”

P195 对于一个含有换热物流的工艺流程，将其中的换热物流提取出来，组成了换热网络系统

其中被加热的物流称为冷物流，被冷却的物流称为热物流。

P195 换热的目的不仅是为了使物流温度满足工艺要求，而且也是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。

基于这种思想进行的换热网络设计称为换热网络合成。

换热网络合成的任务，是确定换热物流的合理匹配方式，从而以最小的消耗代价，获得最大的能量利用效益。

P20简单回路和回路矩阵（分析题）