精馏过程的建模,优化与控制

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1、精馏过程的建模、优化与控制刘兴高著北京内容简介节能与环保是当今世界科技发展的两大主题，精馏过程是石油、化工、冶金等行业使用最为广泛的一个操作单元，占其总能耗的三分之一，其节能优化控制潜力很大。本书系统阐述了精馏过程的建模、优化和控制三个层面上的理论、方法、研究成果和前沿动态，分为常规精馏过程的建模、优化与控制和先进精馏节能技术的建模、优化与控制两个篇章。内容包括：精馏过程节能与控制优化，乙烯生产分离过程的建模与仿真，空分过程的建模与优化，间歇精馏过程的控制策略，以及内部热耦合精馏节能技术的建模、优化与控制。本书

2、对于石油、化工、冶金、能源、机械等工业领域内从事精馏、分离和空分等工作，以及从事建模与优化控制工作的广大科技工作者是一本很有实用价值的参考书。可作为自动化、化工、系统工程、计算机、工业工程、低温工程等有关专业的高年级本科生或研究生的教材或参考书。图书在版编目（CIP）数据精馏过程的建模、优化与控制／刘兴高著．—北京：科学出版社，２００７ISBN９７８唱７唱０３唱０１８３２３唱１　Ⅰ．精…　Ⅱ．刘…　Ⅲ．①精馏唱化工过程唱建立模型②精馏唱化工过程唱最佳控制　Ⅳ．TQ０２８．３中国版本图书馆CIP数据核字（２００７

3、）第０３３１３０号责任编辑：张敏／责任校对：郑金红责任印制：刘士平／封面设计：耕者工作室中国科学院印刷厂印刷科学出版社发行各地新华书店经销　倡２００７年３月第一版开本：B５（７２０×１０００）２００７年３月第一次印刷印张：１９３／４印数：１—２５００　　字数：３７３０００定价：45畅00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙环伟枛）前言节能与环保是当今世界科技发展的两大主题。世界各国的经验表明，过程建模、先进控制、优化技术是提高企业的经济效益、降低能耗、确保安全稳定的主要手段，它使人们从生产现场用主观经验操作和设

4、计装置，转为用计算机对生产工况和过程设计进行分析优化研究，从而实现“桌面节能生产”过程和连续过程的概念设计和虚拟智能制造。精馏过程作为石油、化工、冶金等行业使用最为广泛的一个操作单元，占其总能耗的三分之一，其节能控制潜力很大。本书从工业实际应用和概念设计的角度，系统阐述了精馏过程在建模、优化和控制三个层面上的理论方法、研究成果和前沿动态。分为常规精馏过程的建模、优化与控制和内部热耦合精馏节能技术的建模、优化与控制两个篇章，分别对常规精馏过程和先进的精馏节能过程进行了阐述。全书分为８章。第１章从精馏过程的节能分析

5、、节能方法、过程控制、过程优化和集成设计等方面，阐述了精馏过程节能与控制优化；第２章首先阐述了精馏过程建模和流程模拟，然后从平衡级和非平衡级的角度，阐述了乙烯实际工业生产分离过程的建模与仿真；第３章阐述了基于商业化软件平台和自主编程两种研究方法的低温空分过程的建模与优化；第４章对间歇精馏过程的控制策略进行了综述性研究，同时指出了相应的研究方案与策略。第１～４章构成上篇，阐述了常规精馏过程的建模、优化与控制。第５章阐述了内部热耦合精馏塔的模型化和稳态特性；第６章阐述了内部热耦合精馏塔的不同纯度下的动态特性；第７章

6、阐述了内部热耦合精馏塔在不同纯度下的先控策略，包括预测、鲁棒、IMC、GMC、DMC等；第８章阐述了基于节能潜力和操作费用节省等不同优化目标下，内部热耦合精馏塔的优化建模和集成优化研究。第５～８章构成下篇，阐述了迄今为止所提出的四大精馏节能技术中最具节能潜力，也是唯一没有工业化的内部热耦合精馏节能技术的建模、优化与控制前沿研究。全书由清华大学徐用懋教授审阅，在此表示由衷的敬意和诚挚的感谢。作者的部分研究生及进行毕业设计的学生参与了一些计算机仿真等工作，在此一并致谢。本书是作者近十年来从事精馏节能控制等方面研究工

7、作的一个结晶。由于作者水平有限，难免存在不当之处，敬请读者批评指正。刘兴高２００６年８月目录前言上篇常规精馏过程的建模、优化与控制第1章精馏过程节能与控制优化………………………………………………３　　１畅１　引言………………………………………………………………………３　　１畅２　精馏过程的节能分析……………………………………………………５１畅２畅１　热力学评价…………………………………………………………５１畅２畅２　推动力分析…………………………………………………………７１畅２畅３　操作线分析………………………

8、…………………………………８１畅２畅４　热源和冷源………………………………………………………１０　　１畅３　精馏过程的节能方法…………………………………………………１０１畅３畅１　单塔热回收………………………………………………………１０１畅３畅２　双效精馏…………………………………………………………１２１畅３畅３　热泵精馏…………………………………………………………１３１畅３畅４　全面