化工过程分析与合成题库

一、 1 2 3 4 5 6 7 8 9

填空题（每空1分）

10 11 12

13 14 15 16

17

稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中？？时间参数。

就其模拟计算求解方法而言，过程系统模拟可以归纳为： ？？、 ？？ 、 ？？ 。 序贯模块法的基础是 ？？ 。

求解超大型稀疏非线性方程组的方法大致分为 ？？、？？两类。

根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式，一般可以把动态模拟时的数学模型分为 ？？、 ？？ 和 ？？ 。

根据建立模型的不同方法，一般可以将数学模型分为 ？？ 、 ？？ 和介于两者之间的 ？？。

连续搅拌罐反应器（CSTR）的动态模型可以用 ？？ 参数模型进行描述。 ？？ 优化和 ？？ 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。

求解非线性有约束条件最优化问题的方法很多，比较常用的有 ？？ 和 ？？。它们的共同点在于都是将有约束最优化问题转变成 ？？ 最优化问题。

在分离序列的综合中，根据试探法的经验规则S2，难分离的组分应当 ？？ 分离。

化工分析过程，主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、 ？？ 、 ？？ 、优惠工况下的最佳操作参

绪论1化工过程：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。

2化工过程分析：化工过程系统的分析主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数；目标是使决择方案，技术上先进、可行，经济上优越、合理，对于操作工况的分析也就是通常说的生产操作调优。

的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。

3序贯模块法的基本思想： 从流程的第一个单元设备开始计算，即调用与该单元所对应的单元模块，由已知的输入与参数求输出流股变量，而该输出变量即为下一个单元的输入，再依次调用各单元模块，直至流程的最后一个单元模块，就可优化1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）可用于管理、过程设计和装置规范、车间操作。

2结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。 3参数优化：对于一确定的过程系统，对其中的操作参数进行优选，以使某些指标达到最优。（最终目的是以最小的投入获得最大的收益） 它的三个核心部分是确定最优目标、调优因素的分析、统计模型的建立。

换热网络 1换热网络的作用：换热是化工过程不可或缺的单元操作过程，换热器与

绪论1化工过程：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。

2化工过程分析：化工过程系统的分析主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数；目标是使决择方案，技术上先进、可行，经济上优越、合理，对于操作工况的分析也就是通常说的生产操作调优。

的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。

3序贯模块法的基本思想： 从流程的第一个单元设备开始计算，即调用与该单元所对应的单元模块，由已知的输入与参数求输出流股变量，而该输出变量即为下一个单元的输入，再依次调用各单元模块，直至流程的最后一个单元模块，就可优化1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）可用于管理、过程设计和装置规范、车间操作。

2结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接，以优化过程系统。 3参数优化：对于一确定的过程系统，对其中的操作参数进行优选，以使某些指标达到最优。（最终目的是以最小的投入获得最大的收益） 它的三个核心部分是确定最优目标、调优因素的分析、统计模型的建立。

换热网络 1换热网络的作用：换热是化工过程不可或缺的单元操作过程，换热器与

1、 过程系统的三种基本方法

a、 序贯模块法：通过对单元模块的依次计算来求解系统模型的方法 特点：（1）针对树形结构的过程系统（2）以单元模块为基础，定向性很强 （3）模拟计算的顺序由流程结构决定（4）对于含不可分隔子系统（再循环回路）的过程系统，必须通过断裂和收敛技术处理，才能用序贯模块法进行计算 (5)序贯模块法求解含有多个不可分隔子系统的过程系统时，各个回路分别单独收敛

b、 联立方程法：将描述一化工流程的所有方程汇总在一起，然后联立求解

特点：模拟时不受实际物流和流程结构影响，可灵活地确定输入坏人输出变量

c、 联立模块法：采用两种设备单元模型（严格模型和简化模型）交替进行模拟计算的方法 特点：利用单元模块的严格模型获取简化模型的系数，建立模块输入与输出的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。

2、 序贯模块法的基本思想

从流程的第一个单元设备开始计算，即调用与该单元所对应的单元模块，由已知的输入与参数求输出流股变量，而该输出变量即为下一个单元的输入，再依次调用各单元模块，直至流程的最后一个单元模块，就可求得各单元设备的输出

适用于普通本科，重庆田华制

化工过程分析与合成考点

1、 什么叫过程：

（1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。【过程】

（2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。【过程

工艺】

（3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。

【化工过程???】

原料制备

【???包括】 化学反应 产品分离

（4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。 【单元过程】

化学反应过程

（5）【???最重要的单元过程】换热过程

分离过程 输送过程

催化反应过程

（6）【???化学反应过程举例】热裂解反应过程

电解质溶液离子反应过程 生化反应过程

分散控制

（7）【???过程控制技术发展历程】 计算机集中控制 集散控制（我国多）

现场总线控制

第二章、化工过程系统稳态模拟与分析

直接迭代法

知识点框架 回路搜索法 其他零散知识点

【??模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才

能算作模块。

【??单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验

生化学院 化学工程与工艺专业 081611班 王猛 016108046

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟

系统。Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。 一、概述 “如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。”

----Aspen World 1997

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。 二、产品特点

1）产品具有完备的物性数据库

物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为A

生化学院 化学工程与工艺专业 081611班 王猛 016108046

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟

系统。Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。 一、概述 “如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。如果你不了解它，你就不能改进它。而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。”

----Aspen World 1997

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。 二、产品特点

1）产品具有完备的物性数据库

物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为A

模拟考试试题 （1）卷

一、填空(每空2分,共20分)

1、气液传质分离过程的热力学基础是( )。如果所有相中的温度压力相等、每一组分的逸度也相等，则此时达到了 。

2. 一烃类混合物送入精馏装置进行分离，进料组成和相对挥发度a值如下，现有A、B 两种方案可供选择（见下图），你认为哪种方案合理？为什么？

异丁烷 正丁烷 戊烷 异丁烷 正丁烷 戊烷

摩尔% 25 30 45 相对挥发度：1.24 1.00 0.34 2、精馏塔计算中每块板温度变化是由于 改变，每块板上的温度利

用 确定。

3、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为 型计算和 型计算。

4、只在塔顶或塔釜出现的组分为 。

5、 超滤是以 为推动力，按( )选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。 6、吸收操作在传质过程上的主要特征是 二、推导分析(20分)

1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。

?czi(Ki?1)?0i?1(Ki?1?)?1 式中： Ki——相平衡常数；?——气相分率

“化工传递过程”复习大纲

一 课程基本内容

(1)动量传递建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。

(2)热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子(直角坐标和柱坐标)。在非稳态导热中注意对毕渥特数(Bi)的判别，掌握集总热容法(Bi<0.1)，和无限大物体导热的高斯误差函数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及热流通量。类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。

(3)质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与(1)(2)部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对

“化工传递过程”复习大纲

一 课程基本内容

(1)动量传递建立动量传递方程组，介绍方程组礁层流、湍流中的应用。其应用是指在特定的条件下求解：流体的速度分布、应力分布及流量计算。介绍边界层概念和方程，湍流概念和方程。这部分内容是学习传递过程的基础，务必一开始就扎扎实实地加以掌握。

(2)热量传递在这部分内容中首先建立了热量传递方程组，接着在稳态、非稳态热传导和稳态层流、湍流传热领域展开讨论。主要解决在定解条件下固体、流体内的温度分布、局部热量通量和总热流率。稳态导热中要掌握一维导热例子(直角坐标和柱坐标)。在非稳态导热中注意对毕渥特数(Bi)的判别，掌握集总热容法(Bi<0.1)，和无限大物体导热的高斯误差函数法，其它情况可采用图解法计算。对沿板的精确解、近似解所导出的公式会正确使用，如利用公式求解温度分布、边界层层厚及热流通量。类比解主要是用在湍流传递中，其思想是利用较易得到的摩擦阻力系数类推得出湍流传热系数和湍流传质系数或是用对流传热系数类推出对流传质系数，类比解注意对J因数类似法的掌握运用。

(3)质量传递在上述部分基础上，进一步讨论了与化工生产最为密切的质量传递，它是传递与分离过程间的桥梁。在这部分中建立了组元的质量传递方程，用于解决浓度分布问题，介绍了传质方式和原理，介绍了对流传质系数的定义和在层流、湍流下传质系数的求解公式。这部分内容在方程的建立，求解思路和所用的数学解法与(1)(2)部分雷同，学习时可注意借鉴上述知识。学完这部分内容后，注意全篇的融会贯通、归纳整理。如每一部分开始都是建立各自的微分方程。三传的层流解、湍流解、类比解、图解等都可加以归纳。进行对