化工過程分析與合成考點(diǎn)完美版精選

1、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【過程工藝】(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】一原料制備【包括】一化學(xué)反應(yīng)一產(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】化率反應(yīng)過程(5)【最重要的單元過程】換熱過程分離過程輸送過程(6)【化學(xué)反應(yīng)過程舉例】催化反應(yīng)過程,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)過程分甲空制過程控制技術(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

2、與分析直接迭代法知識(shí)點(diǎn)框架y回路搜索法其他零散知識(shí)點(diǎn)【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?！締卧Ｐ皖愋汀坷碚撃Ｐ汀⒔?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、半?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀！臼裁唇蟹€(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)問而發(fā)生變化的叫做穩(wěn)態(tài)。什么叫模擬】對(duì)過程系統(tǒng)模型進(jìn)行求解就叫模擬過程系統(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，最簡單的模型。決策變量-己知過程系統(tǒng)模型建立模型,并求解II標(biāo)值圖27過程系統(tǒng)的模擬分析2)過

3、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。,只熊里項(xiàng)求解“叢左到右一.3)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。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)、加花問題，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1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)輸出物流義量就是下一個(gè)相鄰單元

4、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)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。面向力程法（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兀模塊交替求解，又稱雙層法。可以利用前人開發(fā)的單元操作模塊；可以避免

5、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)格模型做成簡化模型時(shí)需要花費(fèi)機(jī)時(shí)。用簡化模型來尋求優(yōu)化時(shí)，其解與嚴(yán)格模型優(yōu)化解是否一致有爭(zhēng)論?！締卧K】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)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)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)一(3)【斷裂基本原則2)3) r4) 一切割流線總數(shù)最少切割流線所含變量數(shù)最少切割流線的總權(quán)重最小環(huán)路切割的總次數(shù)最少(4)【簡單回路】包含兩個(gè)以上流股，且其中的任何單元只被通過一次。矩陣：行一回路；列一物流。適合于

6、收斂單元應(yīng)滿足要求：】(1)對(duì)初值的要求不高。(2)數(shù)值穩(wěn)定性好(3)收斂速度快L(4)占用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間少【直接迭代法(會(huì)實(shí)際方程運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算不給分)優(yōu)化阻尼迭代法】優(yōu)點(diǎn)：方法簡單-缺點(diǎn)：迭代次數(shù)多、收斂速度慢通式：】xk1qxk(1q)Qxk)分析：】q為阻尼因子，可以人為給定q=0直接迭代0q1加權(quán)直接迭代，可改善收斂的穩(wěn)定性q1無意義?！久嫦蚍匠谭?適用于線性化，非線性方程組先線性化)】【優(yōu)缺點(diǎn)】一降維求解法【求解方法(填空)】一一聯(lián)立求解法降維求解法的程序步驟】(1)不相關(guān)子方程組的識(shí)別【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)

7、(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)【回路搜索法(告訴有向圖，會(huì)回路搜索)PPT2-0228】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【聯(lián)立模塊法】【優(yōu)缺點(diǎn)】聯(lián)節(jié)物流全切斷方式;【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【單純形表格計(jì)算】【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【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?！咀顑?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)。最優(yōu)化問題的建模方法】(1)機(jī)理模型(2)黑箱模型(3)混合模型系統(tǒng)最優(yōu)化

8、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(H.標(biāo)函數(shù)約束條件全部都為線性的數(shù)稱為線性規(guī)劃，一剩二為韭線它.函數(shù)加至線4生規(guī)疝(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單純形表格】圖解法(簡單，掌握)】單純形法】【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【標(biāo)準(zhǔn)化方法(會(huì)畫)】【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)【NLP非線性規(guī)劃】【拉格朗日乘子法通式】m(x,)f(x)e(x)x(x1

9、,x,x)jJJ12nej(x1,x2,xn)0j1,2,m【罰函數(shù)通式】2F(x)f(x(,xc,x)k.g.(x(,xc,x)j1,2,m1,2,nII1,2,7n777第五章、化工生產(chǎn)過程操作工況調(diào)優(yōu)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【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?！緭Q熱網(wǎng)絡(luò)合成目

10、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)?！緶囟葏^(qū)間求火點(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?！緯?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) DIiQ(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) IiQi(下個(gè)溫度區(qū)間的輸入=上個(gè)溫度區(qū)間的輸出)(3) DiIiQ(1T1)(FCpCFC%)(等于熱容流率乘以溫差)【夾點(diǎn)】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

11、接受熱量為零的點(diǎn)(判斷)對(duì)于熱公用工程是260C,對(duì)于冷公用工程是250C0物理意義：溫始圖上組合曲線垂直距離最低的點(diǎn)?！緤A點(diǎn)的三個(gè)特性】(1)能量特性(2)位置特性(3)傳熱特性【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【匹配的可行性原則】(1)總物流數(shù)可行性原則：夾點(diǎn)一側(cè)N流出N流入(2)FCp(熱熔流率)可行性原則夾點(diǎn)一側(cè)FCp亢出F%入【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。（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

12、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)的分離序列，以降低其各項(xiàng)費(fèi)用。（分離序列中）什么叫簡單塔】（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。三個(gè)計(jì)算】(D分離序列數(shù):SRS.j?ScRR(R1)!(2)分離子群數(shù):R(R1)(3)分離子問題數(shù)：U1j(R1R(R-1)(R1)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則（抽考）】(D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;(2)(3)(4)(5)(6) (8)(1)(2)(3)(4)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。高溫高壓分離。元素最少的分離序列首先應(yīng)移除腐蝕性和危險(xiǎn)性的組分相對(duì)揮發(fā)度接近于1的最后分離首先移除含量最多的組分等摩爾分割CES（分離度系數(shù)）最大的首先分割分離塔的最優(yōu)分離序列應(yīng)該如何尋找？有哪些方法？（名字知道）窮舉法動(dòng)態(tài)規(guī)劃法分離度系數(shù)大的優(yōu)先分離的方法相對(duì)費(fèi)用函數(shù)的方法F(1f)2.732,41T0.31【可能存在的原題，同類型題】換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)步驟有哪些？(1)先找At,判斷是夾點(diǎn)問題還是非夾點(diǎn)問題；(2)如果是非加