化工过程分析与合成A
化工过程分析与合成
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）。
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物流焓值进口物料组成出口组成对化工过程进行描述的数学模型有（CD）。
机理模型经验模型集中参数模型分布参数模型人工智能模型在典型的工厂中优化可能涉及（BC）。
一个车间过程设计和装置规范车间操作某个过程某个装置物性模型包括的重要两项是（AB）。
《化工过程分析与合成》习题
《化工过程分析与合成》习题第一章1.化工过程分析的含义是什么？化工过程合成的含义是什么？2.常见化学反应过程的类型有哪些？请举例说明。
3.化工PID是什么请解释DCS的含义和作用。
4.稳态模拟和动态模拟的特征分别是怎样的？5.人工智能技术的含义是什么？6.人工神经网络的含义和用途。
第二章1.过程系统模拟有哪几类问题？2.过程系统的模拟分析是指什么，用流程框图画出其示意图。
3.过程系统设计的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。
4.过程系统参数优化的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。
5.请解释过程系统模拟的序贯模块法含义，特点，适用范围。
6.请解释过程系统模拟的面向方程法含义，特点，适用范围。
7.请解释过程系统模拟的联立方程法含义，特点，适用范围。
8.在计算再循环物流时，需要对某些物流进行“断裂”，此处“断裂”的含义是什么？9.判断最佳断裂的准则是什么，如何用数学表达式表示？10.请解释有效断裂组、多余断裂组、非多余断裂组。
11.请描述搜索断裂组的替代规则。
12.解释断裂族的概念。
13.再循环物流断裂处设置收敛单元，其功能有哪些？14.适合于收敛单元的数值计算方法一般应满足哪些条件？15.直接迭代法的原理和优缺点是什么？16.阻尼迭代的含义是什么，请用公式表达，阻尼因子的选择对迭代收敛有何影响？17.一个大型稀疏方程组，阶数为60,非零系数个数为240,求稀疏比和方程中为零的单元有多少个？18.请画出下面不可分割子系统的回路矩阵，并寻求最优断裂组。
19.直接迭代法求解下列方程组。
20.直接迭代法求解下列方程组。
2X 1＋X 23=35.568X 12－0.5X 2=0.36 第四章1. 某工厂甲、乙两种产品，每件甲产品要耗钢材2kg 、煤2kg 、产值为120元；每件乙产品要耗钢材3kg ，煤1kg ，产值为100元。
现钢厂有钢材600kg ，煤400kg ，试确定甲、乙两种产品各生产多少件，才能使该厂的总产值最大？2. 某工厂在计划期内要安排甲、乙两种产品。
化工过程分析与合成-3
化工过程分析与合成-31. 引言化工过程分析与合成是化学工程领域的重要分支，涉及到化学反应、原料处理、能量转换等方面的内容。
本文将介绍化工过程分析与合成的基本概念，以及常见的分析方法和合成技术。
2. 化工过程分析2.1 分析方法化工过程分析旨在确定化工过程中物质的组成、浓度、质量流动、能量转化等参数。
常用的分析方法包括：•质谱法：通过物质的质谱图谱扫描，确定物质的组成和相对分子质量。
•红外光谱法：通过物质对红外辐射的吸收特性，确定物质的官能团和化学键。
•核磁共振法：通过物质在磁场中的特殊核磁共振现象，确定物质的结构和组成。
•气相色谱法：通过物质在气相色谱柱中的分离和检测，确定物质的组分和浓度。
•液相色谱法：通过物质在液相色谱柱中的分离和检测，确定物质的组分和浓度。
2.2 过程分析的重要性化工过程分析是化工工艺改进和优化的基础，通过对化工过程的分析，可以确定问题所在，找到改进和优化的方向。
同时，过程分析还可以帮助实现化工过程的控制和监测，确保产品的质量和安全。
3. 化工合成技术化工合成技术是化学工程的核心内容之一，涉及到化学反应、反应器设计、反应条件控制等方面的内容。
常见的化工合成技术包括：3.1 催化剂催化剂在化工合成过程中起到重要的作用，可以加快反应速率、提高产率和选择性。
常见的催化剂有金属催化剂、酶催化剂和固体催化剂等。
3.2 反应器设计反应器是化工合成过程中的关键设备，其设计要考虑反应物料的性质、反应条件和反应速率等因素。
常见的反应器设计包括批量反应器、连续流式反应器和固定床反应器等。
3.3 反应条件控制反应条件控制是化工合成过程中的关键环节，可以通过控制温度、压力、反应物料配比等参数，实现反应的高效进行和产物的优化。
4. 实例分析4.1 乙烯制备过程分析乙烯是化工工业中重要的原料之一，其制备过程复杂，涉及到多个反应和分离步骤。
通过化工过程分析，可以确定乙烯制备过程中的关键问题，找到优化的方向，提高乙烯的产率和质量。
化工过程分析及其合成
化工过程分析及其合成概述化工过程分析是指对化工过程进行系统的分析和评估，以确定其优化和改进的方法。
通过分析化工过程，可以找出其中的问题和不足，并设计合成方法，实现对化工过程的优化。
合成是化学领域中的一项重要技术，在化工过程中广泛应用。
合成过程涉及对原始材料进行化学反应，从而合成所需的化合物。
化工过程分析和合成的关系密切，通过对化工过程进行分析，可以确定合成方法的可行性和优化方案。
本文将介绍化工过程分析的基本概念和方法，并讨论合成过程在化工过程中的应用。
在此基础上，将探讨化工过程分析和合成的关系，以及如何通过分析来优化合成过程。
化工过程分析化工过程分析是对化工过程进行系统分析和评估的过程。
该过程包括以下几个主要步骤：1.数据收集：收集化工过程中涉及的各种数据，包括原始材料的性质、反应条件、产物的性质等。
这些数据是进行分析和评估的基础。
2.数据处理：对收集到的数据进行处理和整理，以便后续分析。
数据处理包括数据清洗、数据转换和数据统计等。
3.问题识别：根据收集到的数据和分析结果，识别化工过程中存在的问题和不足。
问题可能涉及反应效率低、产物纯度不高、操作困难等方面。
4.原因分析：对已识别的问题进行深入分析，找出问题的具体原因和根本原因。
原因分析可以采用各种方法，如物理模拟、数学模型和实验研究等。
5.优化方案设计：根据原因分析的结果，设计合理的优化方案。
优化方案应综合考虑经济性、可行性和安全性等因素。
6.方案实施与评估：对设计的优化方案进行实施，并进行评估和验证。
评估结果可以作为进一步改进和优化的依据。
化工过程分析的目标是找出问题和不足，并提出解决方案，从而优化化工过程。
通过分析，可以提高反应效率、改善产物质量、减少能源消耗等。
合成过程在化工中的应用合成是一种将原始材料转化为所需产品的过程。
在化工领域，合成广泛应用于各种化学反应和合成化合物的过程中。
1.有机合成：有机合成是化工中最常见的合成过程之一。
它涉及将无机或有机原料转化为有机化合物的过程。
化工过程分析与合成作业
化工过程分析与合成作业1. 简介化工过程分析与合成是化工工程中的重要环节，它涉及了化工工艺的设计、优化、改进等方面。
本文将介绍化工过程分析与合成的基本概念和方法，并通过具体案例分析来进一步说明其应用。
2. 化工过程分析化工过程分析是指对化工过程进行系统的分析和评估，了解化工过程中的流程、反应、能耗等因素，并优化工艺条件以提高产品质量和产能。
化工过程分析包括以下几个方面：•流程分析：对化工过程中的物料流动、能量流动、传热传质等进行分析，找出可能存在的问题并提出改进建议。
•反应分析：对化工过程中的反应进行分析，包括反应动力学、反应器设计等方面。
•能耗分析：对化工过程中的能耗进行分析，找出能耗高的环节，并提出相应的改进措施。
•设备分析：对化工过程中使用的设备进行分析，包括设备选型、设备性能评估等。
化工过程分析需要运用多种工程技术和工具，如流程模拟软件、能量平衡分析工具等。
3. 化工过程合成化工过程合成是指根据需求，设计出满足要求的化工过程。
一个化工过程合成涉及到多个环节：•需求分析：明确化工产品的要求和目标，包括产品质量、产能、经济性等。
•工艺设计：根据需求，设计出合适的工艺流程，选择适当的反应器、分离装置和控制系统。
•优化：通过模拟和分析，对工艺进行优化，提高产品质量和产能，降低能耗和成本。
•安全性分析：对工艺进行安全性评估，确保操作安全和环境保护。
化工过程合成需要综合考虑技术、经济、环境等因素，并运用现代化工工程技术进行设计。
4. 案例分析：甲醇合成工艺4.1 工艺概述甲醇合成是一种重要的化工过程，其产能和质量直接影响到甲醇生产的经济效益。
甲醇合成工艺主要包括气相合成和液相合成两种方式，本案例将以液相合成为例进行分析。
液相甲醇合成工艺的主要步骤包括气化、合成气净化、甲醇合成和甲醇精制等。
4.2 过程分析在甲醇合成过程中，流程分析和反应分析是非常重要的。
对于气化过程，需要分析物料流动和能量流动情况，找出可能存在的瓶颈并提出改进措施。
化工过程分析与合成作业
化工过程分析与合成作业
一、催化工艺过程分析：
1、催化反应机理：C-H键相互作用，使芳基空位的活性提升，运氧
修饰后芳基空位可被电子稀释，从而形成反应底物活性中心，当反应受体
进入反应中心，共振调和后释放出能量，完成催化反应；
2、催化反应用催化剂：一般用金属酸盐类催化剂，如钯，铂，铑，
钌等，中间体配体可以促进反应剂与金属配体之间发生配位反应，从而形
成最终产物。
3、催化反应反应条件：一般选择常温，温度可以调节，以便促进反
应进行，可使用催化剂的浓度调节，保持反应反应水平，采用气体环境可
以促进催化反应，保持良好环境，防止反应的干扰，并可以运用多重反应
来改善产物结构。
二、合成反应过程：
1、将原料2-氧代均三甲基氯化铵钠和钯催化剂放入反应釜，加入足
量的乙酸乙酯，加热至100摄氏度；
2、待温度升至100摄氏度后，快速加入一定量的N,N-二甲基甲酰胺，振荡搅拌；
3、勤搅拌，直至钯催化剂完全溶解；
4、再将振荡液搅拌至反应液的温度升至110摄氏度，转移至液相色
谱分析，将反应液加入色谱柱中，检测反应物；
5、分析结果显示，98%以上的原料均被催化反应转化。
《化工过程分析与合成》教学大纲
《化工过程分析与合成》教学大纲一、课程信息课程名：化工过程分析与合成（Analysis and synthesis of chemical Process）学时：51学分：3适用专业: 化工类各专业（包括制药工程、生物工程、冶金工程、轻化工程、食品工程及高分子材料等）开课单位：化工学院化工系开课学期：三年级下期(春季)二、课程的性质、任务和目的课程性质：必修（化学工程与工艺专业），选修（制药、生物工程、环境工程、轻工、食品、高分子材料等专业）课程说明（性质、目的和任务）：化学工程与工艺专业的专业核心课，也适合化工类其他专业尤其是生物工程、制药工程和冶金工程的学生选修。
本课程以化工过程系统为研究对象，使学生初步掌握对过程进行模拟、分析、优化和合成的系统工程方法，培养综合运用化工基础知识和专业知识处理实际问题的能力。
三、教学基本要求1.掌握过程系统的概念，过程系统分析与合成的基本概念、基本原理与方法；2.掌握过程系统稳态模型、动态模型建立的基本原理，熟悉过程系统模拟与优化的基本步骤与方法，掌握分离序列合成方法，熟练运行夹点技术进行换热网络合成；3.理解过程系统稳态模型、动态模型求解算法，明确过程系统操作调优的原理、步骤和方法。
明确间歇系统模拟、优化与合成的特殊性；4.了解过程系统对象的特性，学科的发展，该领域的前沿及与其它学科的关系。
四、教学内容及学时分配第1章：化工过程及系统工程的发展概况（2学时）；第2章*：化工过程系统稳态模拟及其分析求解方法：过程系统模拟的序贯模块法、面向方程法以及联立模块法；以氨合成工艺为例说明模拟与分析方法的应用（8学时）；第3章*：化工过程系统动态模拟的特性、方法、数学处理及应用：化工过程系统的动态模型，连续搅拌罐反应器和精馏塔的动态特性（8学时）；第4章*：化工过程系统的优化：化工过程系统优化问题的基本概念，化工过程系统最优化问题的类型，化工过程中的线性规划问题及非线性规划问题（8学时）；第5章*：化工生产过程操作工况调优的数学模型及调优计算，人工神经元网络的基础知识（6学时）；第6章：间歇化工过程的基本概念、模型化方法及设计优化（6学时）第7章*：换热网络的合成、能量最优网络的夹点技术设计法、实际工程项目的换热网络合成（8学时）；第8章：分离塔序列合成的基本概念及方法（5学时）。
(完整word版)化工过程分析与合成
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 ,3 ,4 。
8. 在夹点分析中，为保证过程系统具有最大热回收，应遵循三条基本原则：避免夹点之上 热物流与夹点之下冷物流间的匹配；夹点之上禁用冷却器；夹点之下禁用加热器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
<<化工过程分析与合成>>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 。
二、判断题（每题1分，共10分）
1. 对过程系统进行稳态模拟，描述过程对象的模型中不包括时间参数。
2. 组合曲线上斜率发生变化的点称为角点，夹点一定出现在角点处。
3. 在一个工厂的设计中，要想最大限度的减少公用工程的用量，可以通过采用高效率的换热器，并增大换热
夹点
2
2
1
1
4
4 3
3
H 1
H 2 C 1
C 2
面积来实现。
4. 在分离序列的综合中，应优先考虑使用能量分离剂的方法，其次才考虑采用质量分离剂的方法。
5. 为了使换热网络的公用工程消耗最小，应避免夹点之上的热物流与夹点之下的冷物流间的匹配。
6. 用面向方程法进行过程系统模拟时，可以把设计规定的变量直接作为决策变量。
7. 热物流在夹点上方，冷物流在夹点下方。
8. 穿过换热网络夹点的热流量为零，则夹点处传热推动力为零。
9. R组分简单塔精馏分离序列的综合问题，可以看成是R-1阶段决策问题。
10. 进行过程系统模拟既要输入流股参数，也要提供过程单元的操作参数。
三、简答题（共17分）
1. (3分) 什么是过程系统工程？
2. (4分) 复杂精馏塔的模拟过程中用到的M、E、S、H方程是指那几类方程？
3. (5分) 什么是过程系统自由度，进行自由度分析的作用是什么？
4. (5分) 计算给定温度下的闪蒸时，需要核实闪蒸问题是否成立，请写出五种热状况的判据。
四、模拟与综合题（共43分）
1.(10分) 请写出下图所示的多组分等温闪蒸过程的模型方程及求解方法。
2.(7分) 如下图所示的敞口连续操作搅拌罐，其横截面积为A，进料量为F，原有料液高度为H0，设排液量S 与罐中料液的高度H成正比关系，即：S＝k·H，试求自开工后排料量S随时间t的变化情况。
3.(17分) 利用表中数据，（1）采用问题表格法计算该系统所需要的最小公用工程消耗；（2）画出一种能量最
优的冷热物流匹配方案。
（已知：最小允许传热温差为20℃）
4.（9
工艺要求得到高纯度的单组分产品，请指出应采用的分离方法，并用有序直观推断法进行分离序列的综合。