化工過程分析與合成考點(diǎn)(完美版)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化工過程分析與合成考點(diǎn)1、 什么叫過程：（1）客觀事物從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移?！具^程】 （2）在工藝生產(chǎn)上，對(duì)物料流進(jìn)行物理或化學(xué)的加工工藝稱作過程工藝?！具^程工藝】 （3）以天然物料為原料經(jīng)過物理或化學(xué)的加工制成產(chǎn)品的過程?！净み^程êêê】 原料制備 【êêê包括】 化學(xué)反應(yīng) 產(chǎn)品分離 （4）由被處理的物料流聯(lián)接起來，構(gòu)成化工過程生產(chǎn)工藝流程。 【單元過程】化學(xué)反應(yīng)過程（5）【êêê最重要的單元過程】 換熱過程分離過程輸送過程催化反應(yīng)過程（6）【êê

2、ê化學(xué)反應(yīng)過程舉例】 熱裂解反應(yīng)過程電解質(zhì)溶液離子反應(yīng)過程生化反應(yīng)過程 分散控制 （7）【êêê過程控制技術(shù)發(fā)展歷程】 計(jì)算機(jī)集中控制 集散控制（我國(guó)多） 現(xiàn)場(chǎng)總線控制 第二章、化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬與分析 直接迭代法知識(shí)點(diǎn)框架 回路搜索法 其他零散知識(shí)點(diǎn) 【êê模塊】模型和算法，一是要建模，二是這個(gè)模型的算法，兩者組一起才能算作模塊。 【êê單元模型類型】理論模型、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?【êêê什么叫穩(wěn)態(tài)（化工過程穩(wěn)態(tài)模擬）】各個(gè)工藝參數(shù)狀態(tài)量不隨時(shí)間而發(fā)生變化的叫做穩(wěn)態(tài)。 【

3、34;êê什么叫模擬】對(duì)過程系統(tǒng)模型進(jìn)行求解就叫模擬。 【êêê過程系統(tǒng)模擬可以解決哪些問題（會(huì)畫圖）】 （1）過程系統(tǒng)模擬分析問題； （2）過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題； （3）過程系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化問題。1） 過程系統(tǒng)模擬分析問題：已知決策變量輸入，已知過程參數(shù)，求輸出，是一個(gè)正向求解問題，最簡(jiǎn)單的模型。 2）過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題 ：已知輸出設(shè)計(jì)結(jié)果，已知過程參數(shù)，求決策變量輸入；看起來是已知輸出求輸入，實(shí)際上是假設(shè)輸入猜值去計(jì)算輸出與已知輸出進(jìn)行比較再調(diào)整猜值進(jìn)行計(jì)算。 只能單項(xiàng)求解，從左到右 3)過程系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化問題：過程系統(tǒng)模型與最優(yōu)化模型聯(lián)立求解，得到一

4、組使工況目標(biāo)函數(shù)最佳的決策變量，從而實(shí)施最佳工況。 【êêê過程系統(tǒng)模擬三種基本方法，及其優(yōu)缺點(diǎn)】 （1）序貫?zāi)K法（不適于解算設(shè)計(jì)、優(yōu)化問題，只適于模擬問題）（2）面向方程法（3）聯(lián)立模塊法（同時(shí)有（1）、（2）的優(yōu)點(diǎn)）方法含義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)序貫?zāi)K法【êêêêê】從系統(tǒng)入口物流開始，經(jīng)過接受該物流變量的單元模塊的計(jì)算得到輸出物流變量，這個(gè)輸出物流變量就是下一個(gè)相鄰單元的輸入物流變量。依次逐個(gè)各個(gè)單元，最終得出狀態(tài)變量值。與實(shí)際過程的直觀聯(lián)系強(qiáng)；模擬系統(tǒng)軟件的建立、維護(hù)和擴(kuò)充都很方便，易于通用化。計(jì)算出錯(cuò)時(shí)易于診斷出錯(cuò)

5、位置。計(jì)算效率低，尤其是解決設(shè)計(jì)和優(yōu)化問題的計(jì)算效率更低。面向方程法（大概意思）把描述過程系統(tǒng)的所有數(shù)學(xué)模型匯集到一起，形成一個(gè)非線性方程組求解。解算快模擬型計(jì)算與設(shè)計(jì)型計(jì)算一樣適合最優(yōu)化計(jì)算，效率高；便于與動(dòng)態(tài)模擬聯(lián)合實(shí)現(xiàn)要求給定較好的初值，否則可能得不到解。計(jì)算失敗后診斷錯(cuò)誤所在困難，形成通用化程序困難，難以繼承已有單元操作模塊。聯(lián)立模塊法（大概意思）將過程系統(tǒng)的近似模型方程與單元模塊交替求解，又稱雙層法?？梢岳们叭碎_發(fā)的單元操作模塊；可以避免序貫?zāi)K法中的循環(huán)流迭代。比較容易實(shí)現(xiàn)通用。將嚴(yán)格模型做成簡(jiǎn)化模型時(shí)需要花費(fèi)機(jī)時(shí)。用簡(jiǎn)化模型來尋求優(yōu)化時(shí)，其解與嚴(yán)格模型優(yōu)化解是否一致有爭(zhēng)論。 【

6、êêê單元模塊】是依據(jù)相應(yīng)過程單元的數(shù)學(xué)模型和求解算法編制而成的子程序。具有單向性特點(diǎn) 【êêê斷裂】通過迭代把高維方程組降階為低維方程組的辦法。（1） 它適用于不可分割子系統(tǒng)；（2） 【êê不可分割子系統(tǒng)】過程系統(tǒng)中，若含有再循環(huán)物流，則構(gòu)成不可分割子系統(tǒng)。 1) 切割流線總數(shù)最少 （3）【êêêêê斷裂基本原則】 2) 切割流線所含變量數(shù)最少 3) 切割流線的總權(quán)重最小 4) 環(huán)路切割的總次數(shù)最少 （4）【ê簡(jiǎn)單回路】包含兩個(gè)以上流股，且其中的任何單元

7、只被通過一次。 矩陣：行回路；列物流。 （1）對(duì)初值的要求不高。 【êêê適合于收斂單元應(yīng)滿足要求：】 （2）數(shù)值穩(wěn)定性好 （3）收斂速度快 （4）占用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間少 【ê直接迭代法（會(huì)實(shí)際方程運(yùn)算 【êê阻尼迭代法】 代數(shù)運(yùn)算不給分）】 優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：迭代次數(shù)多、收斂速度慢?！?#234;êê通式：】 【êêê分析：】q為阻尼因子，可以人為給定q=0 直接迭代0q<1 加權(quán)直接迭代，可改善收斂的穩(wěn)定性q<0 外推直接迭代，加速收斂，但穩(wěn)定性下降q1 無意義【&#

8、234;ê面向方程法（適用于線性化，非線性方程組先線性化）】 【êêê優(yōu)缺點(diǎn)】 降維求解法 【êêêê求解方法（填空）】聯(lián)立求解法 【êêê降維求解法的程序步驟】（1）不相關(guān)子方程組的識(shí)別 【êê不相關(guān)子方程組】子方程組中只含有特有的某些變量，這些變量不出現(xiàn)在其他子方程組中（與基本變量相似）（2）不可分解子方程組的識(shí)別（方程組的分解，確定計(jì)算范圍）【êêêêê回路搜索法（告訴有向圖，會(huì)回路搜索）PPT2-02 28】

9、輸出變量的確定畫有向圖回路搜索鄰接矩陣法（3）不可分解稀疏方程組的斷裂降維解法【êê聯(lián)立模塊法】 【êêê優(yōu)缺點(diǎn)】聯(lián)結(jié)物流全切斷方式； 【êêê兩種切斷方式】回路切斷方式。第四章、化工過程系統(tǒng)的優(yōu)化【êêêêê單純形表格計(jì)算】【êêêê最優(yōu)化問題包括要素（內(nèi)容）】 （1）目標(biāo)函數(shù)（2）優(yōu)化變量（3）約束條件（4）可行域 【êêê可行域】滿足約束條件的方案集合，構(gòu)成了最優(yōu)化問題的可行域。 【

10、4;ê最優(yōu)解】過程系統(tǒng)最優(yōu)化問題是在可行域中尋求使目標(biāo)函數(shù)取最小值的點(diǎn)。【êêêê最優(yōu)化問題的建模方法】（1） 機(jī)理模型（2） 黑箱模型（3） 混合模型【êêêê系統(tǒng)最優(yōu)化方法的分類】（1） 無約束最優(yōu)化與有約束最優(yōu)化（2） 線性規(guī)劃LP（目標(biāo)函數(shù)約束條件全部都為線性函數(shù)稱為線性規(guī)劃，剩一個(gè)為非線性函數(shù)為非線性規(guī)劃）（3） 單維最優(yōu)化和多維最優(yōu)化（4） 解析法與數(shù)值法（5） 可行路徑法與不可行路徑法【êêêêê單純形表格】 【êê

11、34;ê圖解法（簡(jiǎn)單，掌握）】 【êêêêê單純形法】 【êêê標(biāo)準(zhǔn)型】（1）目標(biāo)函數(shù)值一定是最小值（2）約束條件中沒有不等式約束，全是等式約束（3）所有的變量全是非負(fù)條件【êêêêê標(biāo)準(zhǔn)化方法（會(huì)畫）】 【êêêê單純型表格（空表已給出，告訴典范式）】 典范形？ 進(jìn)基變量如何選?。?離基變量如何選?。?（標(biāo)準(zhǔn)化后如果不是典范型，構(gòu)造典范型）【êêNLP非線性規(guī)劃】 【êê&#

12、234;拉格朗日乘子法通式】 【êêê罰函數(shù)通式】 第五章、化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)【êêêê調(diào)優(yōu)方式】（1） 離線調(diào)優(yōu)： 模型與裝置分離計(jì)算數(shù)據(jù)取報(bào)表記錄調(diào)優(yōu)結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)（2） 在線開環(huán)調(diào)優(yōu)：模型與裝置相連計(jì)算數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù) 調(diào)優(yōu)結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)（3） 在線閉環(huán)調(diào)優(yōu)：模型與裝置相連計(jì)算數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)優(yōu)結(jié)果直接返回控制系統(tǒng)第七章、換熱網(wǎng)絡(luò)合成【êêêê換熱網(wǎng)絡(luò)合成】通俗地講就是將物流匹配在一起，充分利用熱物流去加熱冷物流，提高系統(tǒng)的熱回收，以便盡可能地減少輔助加熱與輔助冷卻負(fù)荷。

13、【êêê換熱網(wǎng)絡(luò)合成目的】（1） 讓某一個(gè)物料從初始溫度到目標(biāo)溫度；（一定要達(dá)成）（2） 盡可能的回收余熱；（3） 盡可能的減少換熱設(shè)備數(shù)?！?#234;êêê溫度區(qū)間求夾點(diǎn)（會(huì)畫溫度區(qū)間表）】 將熱物流的起始溫度與目標(biāo)溫度減去最小允許溫差Tmin，然后與冷物流的起始、目標(biāo)溫度一起按從大到小排序，構(gòu)成溫度區(qū)間。【êêêê會(huì)問題表法求夾點(diǎn)（熱容流率單位，冷減熱）】 記住兩個(gè)公式： （1）（每一個(gè)溫度區(qū)間的凈熱需求等于上個(gè)溫度區(qū)間的輸入-溫度區(qū)間的輸出） （2）（下個(gè)溫度區(qū)間的輸入=上個(gè)溫度區(qū)間的輸

14、出） （3）（等于熱容流率乘以溫差）【êêêê夾點(diǎn)】ê在溫度區(qū)間中，高溫度區(qū)間向低溫度區(qū)間傳遞的熱量為零的點(diǎn)，不是接受熱量為零的點(diǎn)（判斷）對(duì)于熱公用工程是260,對(duì)于冷公用工程是250。物理意義：溫焓圖上組合曲線垂直距離最低的點(diǎn)?！?#234;êê夾點(diǎn)的三個(gè)特性】（1） 能量特性（2） 位置特性（3） 傳熱特性【êêêê夾點(diǎn)設(shè)計(jì)的三原則】（1）避免夾點(diǎn)之上熱物流與夾點(diǎn)之下冷物流間的匹配（2）夾點(diǎn)之上禁用冷卻器（3）夾點(diǎn)之下禁用加熱器【êêêê匹配

15、的可行性原則】（1） 總物流數(shù)可行性原則： 夾點(diǎn)一側(cè) （2） FCp（熱熔流率）可行性原則 夾點(diǎn)一側(cè) 【êêê換熱網(wǎng)絡(luò)合成中的實(shí)際問題】 熱物流所作線性的逼近不能高于熱物流線，對(duì)冷物流所作的線性逼近不能低于冷物流線?！?#234;êê（物流）禁止匹配與強(qiáng)制匹配適用范圍】 考慮到腐蝕、操作安全、設(shè)備布置、管線鋪設(shè)、操作方便等問題，可能會(huì)禁止某些物流間的匹配或強(qiáng)制進(jìn)行某些物流間的匹配。老廠改造時(shí)應(yīng)充分利用原有設(shè)備，就屬于強(qiáng)制匹配。第八章、分離塔序列的綜合【êêê分離序列綜合的目的】 選擇最合理的分離方法，確定最優(yōu)的分離

16、序列，以降低其各項(xiàng)費(fèi)用?！?#234;êê（分離序列中）什么叫簡(jiǎn)單塔】 （1） 一個(gè)進(jìn)料分離為兩個(gè)產(chǎn)品；（2） 每一個(gè)組分只出現(xiàn)在一個(gè)產(chǎn)品中，即銳分離；（3） 塔底采用再沸器，塔頂采用全凝器?！?#234;êê三個(gè)計(jì)算】（1） 分離序列數(shù)：（2） 分離子群數(shù)：（3） 分離子問題數(shù)：【êêê經(jīng)驗(yàn)規(guī)則（抽考）】（1） 優(yōu)先采用使用能量分離劑，使用質(zhì)量分離劑的塔后馬上分離出去；只有用它可以顯著增加揮發(fā)度，用它可以直接得到產(chǎn)品時(shí)使用質(zhì)量分離劑。（2） 高溫高壓分離。（3） 元素最少的分離序列（4） 首先應(yīng)移除腐蝕性和危險(xiǎn)性的組分（5） 相對(duì)揮發(fā)度接近于1的最后分離（6） 首先移除含量最多的組分（7） 等摩爾分割（8） CES（分離度系數(shù)）最大的首先分割【êêêê分離塔的最優(yōu)分離序列應(yīng)該如何尋找？有哪些方法？（名字知道）】（1） 窮舉法（2） 動(dòng)態(tài)規(guī)劃法（3） 分離度系