化工过程分析与合成完整版PPT课件
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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 ,
第二次作业
一、单项选择题。本大题共14个小题,每小题 5.0 分,共70.0分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是(B)。
脱氢过程
裂化反应
热裂解反应过程
催化过程
数值稳定性好,通常,迭代收敛过程有(C)。
很缓慢
很快
四种可能情况
收敛解
氨合成过程的物料必须进行循环,主要集中在(D)。
制气工段
压缩工段
脱硫工段
氨合成工段
蒸馏的原理是(A)。
物质的沸点不同
物质分子量大小
物料的浓度
进料快慢
过程系统结构的优化属于过程系统的(B)。
过程系统的问题
合成问题
过程系统的分析
优化问题
氨厂包括的工序有(A)。
原料气制备
原料气脱硫
氨的分离
空气净化
天然气中的主要成分是(B)。
氩
甲烷(CH4)
氢气
氮气
实验数据归纳的模型被称为(A)。
经验模型
半经验模型
特定模型
多级参数模型
工业上已得到广泛应用的低能耗分离技术是(D)。 气体分离技术
吸附分离技术
非定态技术
变压吸附
乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程是(A)。
脱氢反应
制苯乙烯
裂解反应过程
催化过程
对均一系物料的气相分离,可采用(A)。
吸附吸收
汽提
蒸发
萃取
变压吸附是在工业上已经得到广泛应用的(D)。
气体分离技术
非定态技术
节能分离技术
吸附分离技术
化工过程系统合成是(C)。
产品生产合成
设备合成
换热网络合成
反应物料合成
泡点温度是指气液平衡时与液相组成相对应的(C)。
液相起泡时温度
沸腾温度
平衡温度
气相温度
二、多项选择题。本大题共6个小题,每小题 5.0 分,共30.0分。在每小题给出的选项中,有一项或多项是符合题目要求的。
用人工智能技术模拟人脑的思维过程,两种不同的成功途径是(DE)。
离散模拟
模糊模拟
非数值模拟
客观模拟
微观模拟
单元操作模拟中每个模块中包含有(AB)。
单元操作相关方程
相关的物性计算程序
<>试题(A)
一、填空题(每空1分,共30分)
1. 过程系统模拟的基本方法有
法、
法和
法。
2.
过程系统由过程单元及各单元间的联结关系构成,这些联结关系包括 和 。
3. 收敛单元实质上就是一个数值迭代求解非线性方程组的子程序,请列举出三种常见的求解非线性方程的数值迭代方法: 、 、 。
4. 对过程系统进行动态模拟时,根据对状态变量分布特征的不同描述方式,可以把数学模型分为 、 、 ,其中 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,这种模型的数学形式为 方程组。
5. 一个含有C组分的独立流股具有 个自由度。
6. 试判断下图中换热匹配的可行性:1 , 2 , 3 ,4 。
7. 在换热网络设计中,夹点将整个温度区间分为了两部分,夹点之上需要 器,夹点之下需要 器。
8. 对于夹点下方的夹点匹配换热器,其流股数可行性原则是 , FCp可行性原则是 。
9. 过程系统优化主要分为 优化和 优化两个方面。
10. 如下图所示,T-H图中热、冷物流的组合曲线分别为AB和CD,则最小冷公用工程用量为 kW,最小热公用工程用量 kW,最大热回收量 kW。
11. 用常规精馏的方法将含有5个组分的混合物分离成纯组分产品,则切分点的数目为 ,分离序列数为 ,分离的子群数为 。
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 )