化工过程分析与合成
化工系统工程课件-化工过程分析与合成
流程模拟与优化
利用流程模拟软件对化工过程 进行模拟，通过优化算法对过 程进行优化。
效果评估
对改进措施的实施效果进行评 估，总结经验教训。
02
化工过程建模与仿真
化工过程建模
总结词
化工过程建模是化工系统工程的基础，它通过建立数学模型来描述化工过程的 动态行为和性能。
详细描述
化工过程建模的主要目的是将实际的化工过程转化为数学模型，以便进行仿真、 优化和控制。建模过程中需要考虑各种因素，如化学反应动力学、热力学、流 体动力学等，以及各种设备的特性。
生物化工过程分析与合成应用案例
以某生物化工厂为例，通过对其生产过程中的多个单元操 作进行优化，实现了降低能耗、提高产品质量和减少环境 污染的目标。同时，该案例还展示了化工系统工程在解决 实际问题中的重要性和优势。
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案例一：石油化工过程分析与合成
石油化工过程分析与合成概述
石油化工是以石油为原料，通过化学反应和分离过程将石油转化为各种化学品、燃料和材 料的过程。在化工过程中，分析和合成是关键环节，对于提高产品质量、降低能耗和减少 环境污染具有重要意义。
石油化工过程分析与合成技术
石油化工过程涉及多种化学反应和分离技术，如蒸馏、萃取、吸附、结晶等。通过对这些 技术的分析和优化，可以确能耗和物耗。
化工系统工程课件-化工过程 分析与合成
目录
• 化工过程分析与合成概述 • 化工过程建模与仿真 • 化工过程操作与控制 • 化工系统工程应用案例
01
化工过程分析与合成概述
定义与目标
定义
化工过程分析与合成是一门研究化工 生产过程中物质和能量转换、传递和 平衡的学科。它通过对化工过程的系 统分析，实现过程优化、节能减排和 提高经济效益的目标。
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。
化工过程分析与合成考点(精华)
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。
化工过程包括：原料制备、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。
（5）【最重要的单元过程】化学反应过程、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【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、半经验模型.【什么叫稳态（化工过程稳态模拟)】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。
【么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟.【过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】(1）过程系统模拟分析问题；（2）过程系统设计问题；（3）过程系统参数优化问题。
过程系统模拟分析问题:已知决策变量输入，已知过程参数,求输出,是一个正向求解问题，最简单的模型。
2)过程系统设计问题：已知输出设计结果,已知过程参数,求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。
只能单项求解，从左到右3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量,从而实施最佳工况.【过程系统模拟三种基本方法，及其优缺点】(1）序贯模块法（不适于解算设计、优化问题，只适于模拟问题(2)面向方程法(3）联立模块法(同时有(1)、（2)的优点）【单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序.具有单向性特点【断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成介绍化工过程分析与合成是化学工程的重要领域之一，它涉及到化学反应的过程分析以及合成过程的设计和优化。
在化工过程分析与合成中，我们需要通过对化学反应的分析，研究反应机理，并运用化学工程原理进行合成过程的设计和优化，以实现高产率、高选择性和低能耗的化学反应过程。
化工过程分析化工过程分析是指通过对化学反应过程的分析，研究和理解反应过程中的物质转化、反应速率以及反应动力学等基本性质。
化工过程分析的目的是为了深入了解反应的机理，通过对反应物质的性质和反应条件的调控，实现反应过程的控制和优化。
在化工过程分析中，我们需要运用物质平衡、能量平衡和动量平衡等基本的化工原理和方程式，来推导化学反应过程的数学描述，从而得到各种物理和化学参数的计算方法，以判断反应过程的可行性和稳定性。
化工过程分析通常包括以下几个方面的内容：1.反应机理的研究：通过实验和理论模型的建立，研究化学反应过程中的反应物质转化、活化能以及反应速率等基本性质，为后续的反应条件优化提供理论依据。
2.反应条件的优化：根据反应物质的性质和反应机理的研究结果，通过调整反应条件（例如温度、压力、物质浓度等），来实现反应过程的最优化，以提高产率和选择性，并减少能源消耗。
3.反应过程的控制：通过对反应过程中的物料流动、传热、传质等工艺操作进行优化，实现对反应过程的精确控制，以提高产品质量和稳定性。
化工合成化工合成是指通过化学反应将原料物质转化为目标产品的过程。
在化工合成中，我们需要根据反应物质的性质和反应机理，设计合成过程的反应条件和操作流程，以实现预期的化学反应和产品转化。
化工合成的目标是在保证产品质量和反应过程安全的前提下，实现高产率、高选择性和低能耗。
化工合成通常包括以下几个步骤：1.原料物质的选择和准备：在化工合成过程中，我们需要选择合适的原料物质，并对其进行准备，以满足反应条件和要求。
2.反应条件的设计：根据反应物质的性质和反应机理，设计合适的反应条件，包括温度、压力、催化剂等，以控制反应过程的速率和转化率。
化工过程分析与合成考点
化工过程分析与合成考点1.化工过程基本原理：包括质量守恒、能量守恒以及物质守恒等基本原理。
考生需要掌握物质在化工过程中的转化过程，掌握流体力学、传热传质以及反应工程的基本原理。
2.化工过程流程分析：对化工过程进行流程分析，包括对物料流动、能量传递、物质传递以及反应转化等的分析。
考生需要理解流程图、平衡图以及相图等工具的使用方法，用以分析化工过程中的流程特点与问题。
3.化工过程的参数确定：化工过程中的参数确定是化工工程设计的重要环节。
考生需要了解不同参数对化工过程的影响，并能根据过程需求确定合理的参数范围。
此外，还需要了解参数确定的方法与技巧，包括试验方法、模型分析以及经验公式等。
4.化工过程的合成方法：化工过程的合成方法是实现化学转化与物质变换的重要手段。
考生需要了解常见的合成方法，包括物性分析、反应机理分析以及催化剂的设计与选择等内容。
此外，还需要了解合成方法的优化与控制策略，以便能够根据具体过程需求设计合适的合成方法。
在准备化工过程分析与合成的考试时，考生需要重点掌握以下知识点：1.物料平衡的计算方法：根据不同的化工过程，需要掌握不同的计算方法，包括闭式系统的物料平衡、开式系统的物料平衡以及多元物料平衡等。
2.能量平衡的计算方法：了解化工过程中的能量转化与传递过程，掌握能量平衡的计算方法，包括热平衡、热效益以及不同热传导方式的计算等。
3.反应动力学与反应工程：了解反应动力学的基本原理，掌握反应速率与反应物浓度的关系，了解反应器的选型与设计原则。
4.分离与纯化技术：了解不同的分离与纯化技术，包括蒸馏、吸附、萃取、结晶等方法，掌握其原理与应用。
5.废水处理与废气治理技术：了解废水处理与废气治理的基本原理和技术，包括生物处理、化学处理、物理处理以及催化氧化等方法。
6.过程设计与控制：了解化工过程设计与控制的原则与方法，包括流程设计原则、安全设计原则以及自动化控制等。
准备化工过程分析与合成的考试，需要考生从理论与实践两个方面进行综合准备。
《化工过程分析与合成》教学大纲
化工过程分析与合成课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：化学工程与工艺、课程代码：41E01016学时分配：32赋予学分：2学分先修课程：高等数学、化工原理、化工设备机械基础、化学反应工程后续课程：化工设计、化工过程开发二、课程性质与任务1课程性质：《化工过程分析与合成》课程是一门具有综合性、应用性、研究性特色的化工类专业主干课程，以科学研究的方法论为主线，培养成人教育学生将实践经验与所学知识相结合分析和解决工程问题的能力。
2课程任务：通过本课程教学，使学生在学习了化工原理、化工热力学、化学反应工程等课程的基础上，学会以系统工程的方法来处理化工过程的分析与合成问题。
三、教学目的与要求本课程以科学研究的方法论为主线，培养学生将实践经验与所学知识相结合、分析和解决工程问题的能力。
通过本课程的学习，使学生掌握将实验室研究成果（新工艺、新产品等）实现工业化的主要方法，掌握化工过程及系统工程的发展概况；氨合成工艺介绍了化工过程系统稳态模拟方法及其分析求解方法；化工过程系统动态模拟的特性、方法及数学处理；化工过程系统的优化和求解方法；化工生产过程操作工况调优的数学模型及调优计算，以及人工神经元网络的基础知识；间歇化工过程的基本概念、模型化方法及设计优化；换热网络的合成及其夹点技术进行了全面的介绍；分离塔序列合成的方法等环节的过程研究。
通过列举大量化工过程开发的实例，让学生了解正确的理论指导、科学的实验方法、以及工艺与工程相结合的工程观念在化工过程开发中的重要作用。
四、教学内容与安排第一章绪论（课堂讲授学时：2）1.1 化工过程1.2 化工过程生产操作控制1.3 化工过程的分析与合成1.4 化工过程模拟系统1.5 化工企业CIPS技术第二章化工过程系统稳态模拟与分析（课堂讲授学时：4）2.1 典型的稳态模拟与分析问题2.2 过程系统模拟的三类问题及三种基本方法2.3 过程系统模拟的序贯模块法2.4 过程系统模拟的面向方程法2.5 过程系统模拟的联立模块法2.6 氨合成工艺流程的模拟与分析第三章化工过程系统动态模拟与分析（课堂讲授学时：4）3.1 化工过程系统的动态模型3.2 连续搅拌罐反应器的动态特性3.3 精馏塔的动态特性第四章化工过程系统的优化（课堂讲授学时：4）4.1 概述4.2 化工过程系统优化问题基本概念4.3 化工过程系统最优化问题的类型4.4 化工过程中的线性规划问题4.5 化工过程中非线性规划问题的解析求解4.6 化工过程中非线性规划问题的数值求解第五章化工生产过程操作工况调优（课堂讲授学时：2）5.1 化工生产过程操作工况调优的作用与意义5.2 化工生产过程操作工况离线调优的方法第六章间歇化工过程（课堂讲授学时：6）6.1 间歇过程与连续过程6.2 过程动态模型及模拟6.3 间歇过程的最优时间表6.4 多产品间歇过程的设备设计与优化第七章换热网络合成（课堂讲授学时：4）7.1 化工生产流程中换热网络的作用和意义7.2 换热网络合成问题7.3 换热网络合成--夹点技术7.4 夹点法设计能量最优的换热网络第八章分离塔序列的综合（课堂讲授学时：6）8.1 精馏塔分离序列综合概况8.2 分离序列综合的基本概念8.3 动态规划法8.4 分离度系数有序探试法8.5 相对费用函数法8.6 分离序列综合过程的评价五、教学设备和设施多媒体教室、黑板、黑板笔六、课程考核与评估期末闭卷考试，考试时间100min。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成集散系统吸取了分散系统和集中系统两者的优点，集是集中管理，操作、控制这三方面的集中，散是指功能的分散，负荷分散和危险分散这就是克服了分散系统难于实现全局系统控制的缺点也克服了集中系统的危险集中。
化工过程分析主要分析过程系统的运行机、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。
化工过程系统合成包括有：反应路径合、换热网络合成、分离序列合成、过程控制系统合成特别是主要解决由各个单元过程合成总体过程的系统任务。
稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中不包括时间参数，即是把过程中的各种因素都看成是不随时间而变化的。
过程系统模拟的三类问题1、过程系统模拟分析2、过程系统设计3、过程系统参数优化过程系统模拟的基本方法可归纳为三类：序贯模块法、面向方程法、联立模块法。
序贯模块法的基础是单元模块（子程序）序贯模块法的基本思想是：从系统入口物料开始，经过接受该物流变量的单元模块的计算得到输出物流变量，这个输出物流变量就是下一个相邻单元的输入物流变量。
依此逐个计算过程系统的各个单元，最终计算出系统物流。
最佳断裂准则1、断裂的物流数最少2、断裂物流变量数最少3、断裂物流权重因子之和最少4、断裂回路总次数最少简单回路：那种包含两个以上的流股，且其中的任何单元只被通过一次，称作简单回路一个不可分割的子系统可以包括若干个简单回路。
能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组称为有效断裂组。
方程的稀疏性可以用稀疏比来衡量：输出变量指定方法的步骤是，选事件矩阵中元素最少的行和元素最少的列的交点处元素对应的变量，作为优先指定的输出变量，然后从事件矩阵中删去该输出变量对应的行和列重复上述过程直至矩阵中所有的行和列都被删除。
第三章模型化是现代化学工程方法论的重要组成部分，尤其是过程动态学的核心根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方法，一般可以把数学模型分为集中参数模型、分布参数模型、和多级集中参数模型。
化工过程分析与合成
化工过程分析与合成第一章绪论（2学时）●化工过程●系统工程→化工过程系统工程●化工过程的分析与合成●化工过程系统模拟（稳态模拟、动态模拟）●过程系统模拟的三种基本方法（序贯模块法、面向方程法、联立模块法）第一节化工过程化工过程是以天然物料为原料，经过物理或化学加工制成产品的过程。
其往往由多种多样的单元过程组成，如最重要也是最多用的单元过程是：化学反应过程、换热过程和分离过程。
第二节系统工程系统工程是20世纪50年代形成的新兴学科，目前正处于兴旺的发展时期。
1984年郑春瑞在《系统工程学概论》中，对系统工程做出下列综合性的阐述：系统工程是以系统（尤以大系统）为研究对象的一门跨学科的边缘学科。
它是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法、策略和手段等从横的方面有效地组织起来应用于人类实践中，是应用现代数学和电子计算机等工具对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，是为更加合理地研制和运用系统而采取的各种组织管理技术的总称，归根结底是一种工程学的方法论。
20世纪30年代美国雷德无线电公司在对电视广播系统的电波覆盖问题进行研究时，首先提出“系统”和“系统模拟研究”的思想。
40年代，美国贝尔电话公司在研究微波通讯网络的覆盖传输效率时，提出了“系统工程”的概念。
50年代各工业国对系统工程尤为重视，如1954年美国MIT首先在大学讲授系统工程课程。
1957年美国正式出版了第一本专著《系统工程》。
60年代起系统工程逐步推广应用于工业、宇航、交通、经济规划等部门。
如60年代初，在系统工程、运筹学、化学工程、过程控制及计算机技术等学科的基础上，产生和发展起来一门新兴的技术学科——化工过程系统工程（简称化工系统工程）。
70年代是化工系统工程走上实用的时期。
随着计算机应用的普及，采用化工系统工程方法，陆续研制出有效的工业用化工流程通用模拟系统，并对过程生产实现计算机控制，取得显著经济效益。
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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 ）。
状态方程平衡常数 k组分特性气液平衡体系的焓、熵模拟模块中包含有（DE ）。
物流焓值程进口物料组成出口组成相关的物性计算程序单元操作相关方第一次作业一、单项选择题。
本大题共 20 个小题，每小题 5.0 分，共 100.0 分。
在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。
化工过程的核心是（C ）。
催化剂分离过程化学反应加热和冷却现代化工过程生产操作控制最先进的是（D）。
物料参数控制集散系统控制连锁控制DCS 的先进控制化工过程系统合成有（B ）。
反应物料合成换热网络合成设备合成产品生产合成化工过程中最简单、最常见的单元操作之一是（B ）。
化学反应蒸发浮选筛分过程系统模拟的三类问题之一是（A ）。
过程系统设计确定过程参数物流流向过程单元数氨合成工艺流程主要包括工艺之一是（B ）。
空气净化原料气制备原料气脱硫氨的分离氨合成循环气中的惰性气体是（B）。
氩甲烷（CH4）氢气氮气过程系统稳态模拟软件是（C）。
ChemCADPDMSAspen plusCAD统计模型又常被称为（ A ）。
经验模型半经验模型特定模型多级参数模型变压吸附是工业上已得到广泛应用的（ B ）。
气体分离技术吸附分离技术非定态技术节能分离技术最优化就是在特定条件下获得（ C ）。
最大产量节能效果最好的结果最纯产品用机理模型进行优化的特点是（C ）。
对机理较了解认识了化学本质结果比较精确比较简化化工过程合成是指（A）。
系统结构优化参数优化系统管理优化操作优化泡点温度就是气液平衡时与液相组成相对应的（A）。
平衡温度液相起泡时温度沸腾温度气相温度高技术密集和知识密集的新型产业有（ B ）。
电子技术生物化工环保化工高新农业化工过程中的混合过程是（C ）。
搅拌过程充分搅拌过程间歇过程单元操作换热是化工生产不可缺少的（A ）。
单元操作过程热交换过程简单操作节能过程冷、热物料进行换热时，期间热流量为零的点被称为（A）。
夹点无热量交换点温度相等点温度平衡点夹点的能量特性是（D）。
能量平衡了能量不再交换了限制了能量回收能量不可回收了化工过程中的热量都是（C）。
可用能能量低级能可散失能1、化工过程的核心是（C）。
A.催化剂B.分离过程C.化学反应D.加热和冷却2、现代化工过程生产操作控制最先进的是（D）。
A.物料参数控制B.集散系统控制C.连锁控制D.DCS的先进控制3、化工过程系统合成有（B）。
A.反应物料合成 B.换热网络合成 C.设备合成 D.产品生产合成4、化工过程中最简单、最常见的单元操作之一是（B）。
A.化学反应 B.蒸发 C.浮选 D.筛分5、过程系统模拟的三类问题之一是（A）。
A.过程系统设计 B.确定过程参数 C.物流流向D.过程单元数6、氨合成工艺流程主要包括工艺之一是（B）。
A.空气净化 B.原料气制备 C.原料气脱硫D.氨的分离7、氨合成循环气中的惰性气体是（B）。
A.氩B.甲烷（CH4）C.氢气D.氮气8、过程系统稳态模拟软件是（C）。
A.ChemCAD B.PDMS C.Aspen plus D.CAD9、统计模型又常被称为（A）。
A.经验模型B.半经验模型C.特定模型D.多级参数模型10、变压吸附是工业上已得到广泛应用的（B）。
A.气体分离技术 B.吸附分离技术 C.非定态技术D.节能分离技术二、多项选择题：（每小题2分，5题共10分）（题后给出的5个选项中只有两项是正确的，选定后填于题后括弧中，选对一项得一分。
多选、不选或错选均不得分。
）11、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）。
A.离散模拟 B. 模糊模拟C.非数值模拟D.客观模拟E.微观模拟12、单元操作模拟中每个模块中包含有（AB）。
A.单元操作相关方程 B.相关的物性计算程序C.物流焓值D.进口物料组成E.出口组成- 2 –13、对化工过程进行描述的数学模型有（CD）。
A.机理模型 B.经验模型 C.集中参数模型D.分布参数模型E.人工智能模型14、在典型的工厂中优化可能涉及（BC）。
A.一个车间B.过程设计和装置规范C.车间操作D.某个过程E.某个装置15、物性模型包括的重要两项是（AB）。
A.状态方程 B.平衡常数k C.组分特性 D.气液平衡E.体系的焓、熵三、专业名词理解题（每题6分、共5题，共30分）16、BP神经网络算法（6分）。
答：和统计回归一样，利用BP算法求解时，先必须为模型采集一套x，y的样本数据。
只不过BP算法采用是数值解法。
17、主要的化学反应过程（6分）。
答：有催化反应过程，热裂解反应过程，电解质溶液离子反应过程，生物化学反应过程。
18、过程系统模拟的三类问题（6分）。
答：是过程系统的模拟分析，过程系统设计，过程系统参数优化。
19、确定性动态模型的数学处理（6分）。
答：首先是正问题——模型方程组的求解，逆问题——模型参数的估计，过程系统的定性分析。
20、非线性系统特有的一系列复杂性质（6分）。
答：主要是指定态多重性，稳定性，参数敏感性，自激振荡，象混沌现象这一类的复杂。
四、回答问题题（每小题10分，2题共20分）21、化工系统过程优化的目标函数应要求达到些什么（10分）？、答：其目标函数应达到：系统的产量最大；系统的经济收益最大；系统的能量消耗最小；系统的原料利用率最高；系统的操作成本最低；系统的投资成本最低；系统稳定操作周期最长等。
五、应用题（每小题15分，共2题，共30分）22、确定一个产品的年生产天数为D时应选择哪一台设备进行优化，一般的选择原则是什么（15分）？答：（1）选择所有产品都要使用的设备；（2）尽可能选择最昂贵的设备以保证投资的有效利用；（3）选择处理量不允许有较大变化的设备，如蒸馏塔；（4）若存在着对操作时间起限制作用的设备，一般应选用这一设备；（5）若不存在上述设备，则可选择最重要的设备。
23、在热网络合成分析中，所谓夹点具有哪些特点（15分）答：应从以下几方面来理解夹点的特点： A.夹点的能量特性：夹点限制了能量的进一步回收，它表明换热网络消耗的公用工程用量已达到了最小状态。
B.夹点具有位置特性，夹点把整个问题分解成了夹点上热端与夹点下冷端两个独立的子系统。
在夹点之上，换热网络仅需要热公用工程，因而是一个热阱。
在夹点之下，换热网络只需要冷公用工程，因而是一个冷源。
C.夹点表明了热网络的传热特性。
一、单项选择题：（每小题2分，共10题20分）（每题后列出4个选项，只有一个是正确的，请将正确选项填于题后括弧中，选错或多选不得分）1、重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是（B）。
A.脱氢过程B.裂化反应C.热裂解反应过程D.催化过程2、数值稳定性好，通常，迭代收敛过程有（C）。
A.很缓慢 B.很快 C.四种可能情况 D.收敛解3、氨合成过程的物料必须进行循环，主要集中在（D）。
A.制气工段B.压缩工段C.脱硫工段D.氨合成工段4、蒸馏的原理是（A）。
A.物质的沸点不同B.物质分子量大小C.物料的浓度D.进料快慢5、过程系统结构的优化属于过程系统的（B）。
A.过程系统的问题B.合成问题C.过程系统的分析D.优化问题6、最优化就是在特定条件下获得（C）。
A.最大产量 B.节能效果 C.最好的结果 D.最纯产品7、用机理模型进行优化的特点是（C）。
A.对机理较了解B.认识了化学本质C.结果比较精确D.比较简化8、化工过程合成是指（A）。
A.系统结构优化B.参数优化C.系统管理优化D.操作优化9、泡点温度就是气液平衡时与液相组成相对应的（A）。
A.平衡温度B.液相起泡时温度C. 沸腾温度D.气相温度10、高技术密集和知识密集的新型产业有（B）。
A.电子技术B.生物化工C.环保化工D.高新农业二、多项选择题：（每小题3分，5题共15分）（题后给出的5个选项中只有两项是正确的，选定后填于题后括弧中，选对一项得1.5分。
多选、不选或错选均不得分。
）11、人工智能技术模拟的两种不同的成功途径是（DE）。
A.离散模拟B.模糊模拟C.非数值模拟D.客观模拟E.微观模拟12、模拟模块中包含有（AB）。
A.单元操作相关方程 B.相关的物性计算程序 C.物流焓值D.进口物料组成E.出口组成- 2 –13、描述对化工过程的数学模型有（CD）。
A.机理模型 B.经验模型 C.集中参数模型 D.分布参数模型E.人工智能模型14、工厂中优化问题可能涉及（BC）。
A.一个车间 B.过程设计和装置规范 C.车间操作 D. 某个过程E.某个装置15、物性计算模型包括的重要两项是（AB）。
A.状态方程 B.平衡常数k C.组分特性 D.气液平衡E.体系的焓、熵三、专业名词理解题（每题6分、共5题，共30分）16、化工过程优化（6分）。