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第一章 绪论 1

1.1 过程系统工程的发展 1

1.2 基本概念 2

1.2.1 过程系统 2

1.2.2 过程系统分析 2

1.2.3 过程系统综合 2

1.2.4 过程系统优化 2

1.3 过程模拟的一般方法 3

1.3.1 物理模拟和数学模拟 3

1.3.2 数学模型化的步骤 3

1.3.3 数学模型的类型 3

1.4 本课程的特点 5

本章小结 5

参考文献 6

第二章 单元过程的模拟 7

2.1 自由度 7

2.1.1 独立流股的自由度 7

2.1.2 自由度的实质 7

2.1.3 自由度分析的目的 8

2.1.4 设计变量与状态变量 8

2.1.5 设计变量确定的原则 8

2.2 过程系统自由度分析 8

2.2.1 单元过程自由度分析 8

2.2.2 过程装置自由度分析 12

2.2.3 过程系统自由度分析 12

2.3 单元过程的稳态模拟 13

2.3.1 单元过程稳态模拟步骤 13

2.3.2 单元过程稳态模拟实例 14

2.4 单元过程的动态模拟 23

2.4.1 动态模拟与稳态模拟的区别 23

2.4.2 动态模拟系统的分类 24

本章小结 25

习题 25

参考文献 26

第三章 过程系统的模拟 27

3.1 过程系统模拟的基础知识 27

3.1.1 过程系统模拟问题的类型 27

3.1.2 过程模拟软件的基本结构 29

3.2 过程系统的数学模型 30

3.3 过程系统结构的数学模型 31

3.3.1 流程图 31

3.3.2 信息流图 31

3.3.3 矩阵表示 33

3.4 序贯模块法 36

3.4.1 序贯模块法的基本问题 36

3.4.2 过程系统的分隔 38

3.4.3 不可分隔子系统的断裂 44

3.4.4 断裂流股变量的收敛方法 46

3.4.5 序贯模块法的优缺点 50

3.5 联立方程法 51

3.5.1 联立方程法的基本问题 51

3.5.2 方程组的分隔 53

3.5.3 不可（再）分隔方程组的断裂 56

3.5.4 稀疏线性方程组的分解 59

3.5.5 联立方程法的优缺点 62

3.6 联立模块法 62

3.6.1 简化模型的建立方法 63

3.6.2 联立模块法的特点 64

3.7 化工过程模拟软件简介及其应用 65

3.7.1 化工过程系统模拟的一般步骤 65

3.7.2 化工过程模拟软件简介 66

3.7.3 应用实例 69

本章小结 83

习题 84

参考文献 86

第四章 换热网络综合 87

4.1 换热网络综合方法及一般步骤 87

4.2 热力学目标法换热网络综合的基本概念 88

4.2.1 传热过程有效能分析 88

4.2.2 温-焓图 89

4.2.3 组合曲线 89

4.3 过程系统的夹点及其意义 92

4.3.1 夹点在温-焓图上的描述 93

4.3.2 问题表格法确定夹点 96

4.3.3 夹点的意义 99

4.3.4 传热温差ΔT min的确定 99

4.4 过程系统总组合曲线 101

4.4.1 总组合曲线的绘制 101

4.4.2 总组合曲线的意义 103

4.5 基于有效能分析的换热网络综合 104

4.6 基于夹点设计法的换热网络综合 105

4.6.1 夹点处物流匹配的可行性规则 105

4.6.2 物流匹配换热的经验规则 106

4.6.3 夹点设计法换热网络综合 108

4.7 换热网络调优 113

4.7.1 换热网络调优的基本概念 114

4.7.2 换热网络调优过程 115

4.8 应用实例 118

本章小结 124

习题 125

参考文献 127

第五章 分离序列综合 128

5.1 分离序列综合的基本概念 128

5.1.1 简单塔 129

5.1.2 顺序表 129

5.1.3 顺式流程 130

5.1.4 可能的分离序列数 130

5.1.5 分离子群 131

5.1.6 分离子问题 131

5.1.7 目标产物组 133

5.1.8 分离序列方案评价指标 133

5.1.9 分离序列综合方法 134

5.2 直观推断法 134

5.2.1 M类规则 135

5.2.2 D类规则 135

5.2.3 S类规则 136

5.2.4 C类规则 137

5.3 调优法 140

5.3.1 建立初始分离序列 141

5.3.2 确定调优规则 141

5.3.3 制定调优策略 141

5.4 动态规划法 146

5.5 分离序列综合软件及精馏塔的优化设计实例 150

5.5.1 分离序列综合软件介绍 150

5.5.2 精馏塔的优化设计 150

本章小结 164

习题 165

参考文献 166

第六章 过程系统集成 168

6.1 过程系统能量集成 168

6.1.1 蒸馏过程与过程系统的能量集成 169

6.1.2 公用工程与过程系统的能量集成 172

6.1.3 全局能量集成 174

6.1.4 夹点分析在过程系统能量集成中的应用 178

6.2 过程系统的质量集成 181

6.2.1 质量交换网络综合的基本概念 181

6.2.2 利用组合曲线法确定传质过程夹点 184

6.2.3 利用浓度间隔图表法确定传质过程夹点 186

6.2.4 质量交换网络综合 191

6.2.5 质量交换网络的优化 195

6.2.6 过程系统的质量集成网络 197

6.3 水系统集成 197

6.3.1 水系统集成的基本概念 197

6.3.2 夹点法确定最小新鲜水用量目标 199

6.3.3 最小新鲜水用量目标的水系统集成 205

本章小结 206

习题 207

参考文献 208