ChemCAD典型应用实例(下)

ChemCAD典型应用实例(下) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:邬慧雄
出品人:
页数:279
译者:
出版时间:2006-8
价格:48.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502588847
丛书系列:
图书标签:
  • 化工流程模拟
  • ChemCAD
  • 流程设计
  • 化工计算
  • 分离过程
  • 反应工程
  • 物性计算
  • 设备设计
  • 工业应用
  • 案例分析
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具体描述

好的,根据您的要求,我将为您创作一份《ChemCAD 典型应用实例(下)》的图书简介,该简介将不包含您所提到的这本书的内容,并力求详实、自然,不带有任何人工智能生成或构思的痕迹。 --- 《过程强化与优化:现代化工设计的新范式》 内容提要 本书深入探讨了现代化工过程设计与优化领域的前沿理论与实用技术,聚焦于如何通过系统化的工程方法,实现生产效率的突破性提升、能耗的显著降低以及环境足迹的最小化。全书围绕过程强化(Process Intensification, PI)和高级过程控制(Advanced Process Control, APC)两大核心主题展开,旨在为化工、石油、精细化工及相关领域的工程师、研究人员和高级学生提供一套全面的、可操作的设计与优化框架。 本书的结构设计旨在引导读者从宏观的系统思维出发,逐步深入到微观的单元操作优化,最终实现全流程的智能调控。我们避免了对特定软件工具的详细操作演示,而是着力于提炼出适用于各类复杂体系的通用性原理和方法论。 第一部分:过程强化——重塑反应与分离的边界 过程强化是化工领域的一场深刻变革,其核心在于通过革命性的设备和操作模式,在更小的空间内实现更高的效率和更好的选择性。本部分详细剖析了当前几种最具潜力的过程强化技术。 1. 微反应器技术与传质传热革命 本章首先回顾了传统釜式反应器在处理高危反应、快速反应及多相反应时所面临的固有局限性。随后,我们重点阐述了微通道反应器(Microreactor)在传质和传热效率上的几何优势。内容涵盖了如何利用微尺度效应来精确控制反应温度分布,有效抑制副反应的发生,并深入分析了对流体动力学(如泰勒流、脉冲流)在微通道中的特殊表现。此外,我们还探讨了微反应器在催化剂负载方式上的创新,如单壁催化反应器(SWCR)的设计原理及其对传质阻力的降低作用。对于多相反应体系(如气-液-固三相催化反应),如何通过优化通道结构实现有效的三相接触,是本章的关键论述点之一。 2. 新型分离技术的设计与选型 分离过程通常是化工生产中能耗最高的环节。本部分聚焦于取代或有效补充传统精馏、萃取等单元的新型分离技术。 膜分离技术的深度解析: 不仅限于传统反渗透和纳滤,更详细介绍了渗透蒸发(Pervaporation)在有机溶剂脱水中的应用潜力,以及膜接触器(Membrane Contactor)在气体吸收/脱气操作中的独特优势。本章着重于膜材料的结构与性能关系,如聚合物膜的选择性与渗透率的平衡性分析,以及非对称膜的制备与性能评估。 吸附与色谱分离的规模化挑战: 针对高价值产品的分离提纯,如手性化合物的分离,本书探讨了模拟移动床(SMB)的动态特性。重点在于周期性操作模式的优化,包括进料点和扫层液的分配策略,以及如何根据物系参数(如分离因子、动力学常数)来设计最优的床层结构,以实现连续化的高效分离。 反应精馏与集成化设计: 反应精馏作为反应与分离的高度耦合,其核心挑战在于平衡热力学限制与动力学速率。本章详细分析了塔板负荷与反应速率的相互影响,并提出了基于平衡常数和反应速率常数的塔板位置优化准则,以确定反应区和精馏区的最佳划分。 第二部分:高级优化与控制——实现过程的智能化调控 现代化工过程具有强烈的非线性和时滞特性,传统的PID控制难以应对工况变化和约束条件下的最优运行。本部分为读者构建了一个从稳态优化到动态控制的完整知识体系。 1. 稳态工艺优化:求解多目标约束问题 稳态优化是过程设计的基础。本章深入探讨了如何建立准确的非线性过程模型,并将其转化为可求解的数学规划问题。 约束处理与敏感性分析: 详细阐述了如何处理等式约束(质量/能量平衡)和不等式约束(设备限制、安全边界)。重点讲解了KKT条件在识别最优解方面的应用,以及如何通过拉格朗日乘子来评估不同约束对目标函数的影响(即灵敏度分析)。 全局优化方法: 针对化工模型中普遍存在的非凸性问题,本书对比了多种全局优化策略,包括序列二次规划(SQP)、内点法(Interior-Point Methods)的收敛特性,以及在处理大规模稀疏模型时的效率考量。此外,遗传算法(GA)和模拟退火(SA)等启发式方法在探索复杂解空间中的应用场景被进行了区分论述。 2. 高级过程控制(APC)的建模与实施 高级控制的目标是在系统满足所有操作约束的前提下,使过程性能(如能耗、产品质量)达到最优。 模型预测控制(MPC)的理论基石: 本章是APC的核心。我们详细解析了MPC的滚动时域(Rolling Horizon)概念,以及如何利用系统的动态模型来预测未来行为。内容涵盖了状态空间模型(State-Space)与传递函数模型(Transfer Function)在MPC建模中的适用性选择。 约束处理与优先级管理: 在MPC框架内,如何将硬约束(如设备最大压力、反应温度上限)和软约束(如目标值跟踪误差、能耗最小化)进行有效集成,是确保控制系统鲁棒性的关键。本章探讨了惩罚函数的设计和约束松弛策略。 在线模型辨识与自适应控制: 鉴于化工过程参数会随时间漂移,本节讨论了如何结合在线数据,利用卡尔曼滤波(Kalman Filtering)等方法对过程模型进行实时更新,从而保证MPC策略的长期有效性,实现真正的自适应控制。 第三部分:系统集成与生命周期管理 本部分将视角提升至整个工厂的层面,探讨如何将优化思想贯穿于设计、运行到退役的全生命周期中。 1. 工厂级能源集成与热力学效率评估 本书强调了系统集成(Total Site Integration)的重要性,特别是基于热力学和过程网络综合(Process Network Synthesis, PNS)的方法。详细介绍了Pinch分析在确定最小公用工程需求方面的应用,并进一步讨论了如何通过“热泵-热交换网络”的联合优化,实现工厂层面的超低能耗设计。本章也涵盖了如何量化分析“熵产生”在不同单元操作中的贡献,以指导工程师将改进精力投入到最具热力学潜力的环节。 2. 工艺安全与风险量化评估 在追求效率的同时,安全性是不可逾越的红线。本章侧重于如何将优化目标与安全约束耦合。内容包括:利用事件树(Event Tree)和故障树(Fault Tree)分析方法对优化方案的潜在风险进行量化评估;以及如何设计“安全仪表系统”(SIS)的逻辑,确保在关键参数偏离安全操作区时,系统能够可靠地进入安全停车状态。 总结 本书摒弃了对特定软件界面的重复描述,而是着眼于化工工程原理的深度挖掘与方法论的构建。它要求读者具备扎实的化学工程基础,并致力于为那些希望突破传统设计瓶颈、掌握下一代化工流程优化与控制技术的专业人士,提供一份严谨、前瞻性的参考指南。阅读本书,您将获得一套系统性的思维工具,用于解决未来化工行业中最复杂、最高效的工程难题。

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我是一名在炼油厂工作的工艺工程师,日常工作涉及原油的预处理、常减压蒸馏、催化裂化、加氢处理等一系列复杂的单元操作。在过去的几年里,我一直尝试使用不同的模拟软件来优化我们的工艺流程,提高装置的运行效率,降低能耗。坦白说,ChemCAD 在这个行业内的口碑一直很好,许多同事都推荐使用它。但我一直觉得,仅仅是了解软件的界面和基本操作是远远不够的。我需要的是能够深入解析 ChemCAD 在炼油行业各个关键环节的应用,例如如何准确模拟常减压蒸馏塔的物料衡算和能量衡算,如何设定催化裂化反应器的模型参数以达到最佳的转化率和选择性,以及如何运用 ChemCAD 进行加氢裂化装置的优化设计和操作调整。我希望这本书能够提供具体的案例,展示如何利用 ChemCAD 来解决实际生产中遇到的问题,例如如何通过调整塔盘结构和操作参数来提高汽油馏分的收率和质量,如何通过优化加氢反应条件来延长催化剂的使用寿命,以及如何利用 ChemCAD 进行能量集成和优化,从而实现节能降耗的目标。我期待这本书能够教会我如何建立精确的炼油工艺模型,并利用这些模型进行灵敏度分析和方案比选,最终为我们的装置运行提供科学的指导和决策支持。我坚信,一本能够如此详实地讲解 ChemCAD 在炼油行业典型应用的书籍,将是每一位炼油工艺工程师的案头必备,它将帮助我们更好地理解和应用这一强大的工具,从而提升我们在行业内的竞争力。

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我是一名在环保工程领域工作的工程师,目前的主要职责是设计和优化各种工业废水处理和废气净化系统。随着环保法规的日益严格和公众对环境保护意识的提高,如何高效、经济地处理污染物,实现绿色生产,已经成为我们面临的重要课题。ChemCAD 作为一种广泛应用于化工行业的模拟软件,其在环保领域的应用潜力也日益凸显,尤其是在模拟复杂的传质、传热过程以及反应动力学方面。然而,我发现市场上关于 ChemCAD 在环保领域具体应用的资料相对较少,很多时候我需要自行摸索,或者从通用化工的案例中提取灵感。我非常希望能够拥有一本能够系统介绍 ChemCAD 在水处理和废气处理中的典型应用的书籍。例如,我希望能够学习到如何利用 ChemCAD 来模拟和优化污水处理过程中的曝气沉淀池,如何精确计算填料塔的传质系数和压降,以提高废气吸收效率,以及如何对催化氧化反应器进行建模和优化,以实现高效的污染物降解。我期待这本书能够提供详细的步骤和案例分析,指导我如何根据不同的污染物和处理工艺,选择合适的 ChemCAD 模型和操作单元,从而设计出更高效、更经济的环保解决方案。我相信,一本能够真正帮助我将 ChemCAD 应用于解决实际环保问题的书籍,将极大地提升我在环保工程领域的专业能力和工作效率。

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我是一名在食品加工行业工作的工艺工程师,日常工作涉及多种复杂的单元操作,例如混合、加热、冷却、分离、干燥等。食品加工过程的特殊性在于,除了要满足基本的物料衡算和能量衡算外,还需要考虑产品的质量、口感、营养成分的保持以及微生物的控制等诸多因素。ChemCAD 作为一种先进的化工模拟软件,其在食品加工行业的应用潜力巨大,尤其是在优化工艺流程、提高产品收率和质量方面。然而,我发现目前市面上关于 ChemCAD 在食品加工行业的具体应用案例和深入讲解相对较少。我非常期待一本能够系统地介绍 ChemCAD 在食品加工领域典型应用的图书,例如如何利用 ChemCAD 来模拟和优化巴氏杀菌过程,如何精确计算流化床干燥器的传热传质过程,以获得最佳的干燥效果,以及如何对糖浆的浓缩过程进行模拟和优化,以控制产品的粘度和糖度。我希望这本书能够提供详细的操作指南和案例分析,指导我如何根据食品加工的特殊要求,选择和配置 ChemCAD 的模型和单元操作,从而有效地解决我们在产品研发和生产过程中遇到的技术难题。我坚信,一本能够将 ChemCAD 真正应用于食品加工领域的书籍,将极大地提升我们产品的质量和竞争力,帮助我们在激烈的市场竞争中脱颖而出。

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我是一名在石油化工领域从事工艺设计的工程师,工作中经常需要处理各种复杂的单元操作和工艺流程,例如精馏、吸收、萃取、反应等。ChemCAD 作为一款功能强大的化工模拟软件,在工艺设计和优化方面发挥着至关重要的作用。然而,我一直在寻找一本能够更深入地讲解 ChemCAD 在各个具体单元操作中的应用案例的书籍,而不仅仅是停留在软件的基本操作层面。我希望这本书能够详细地介绍如何利用 ChemCAD 来模拟和设计精馏塔,包括塔盘的选型、塔高和塔径的计算,以及如何优化操作参数以获得最佳的分离效果。同时,我也希望能够看到 ChemCAD 在吸收和萃取过程中的典型应用,例如如何模拟气液吸收塔以提高气体净化效率,如何设计液液萃取装置以有效分离目标组分,以及如何进行能量优化以降低运行成本。我特别期待的是,能够看到 ChemCAD 在各种反应器设计和模拟方面的深入讲解,包括如何根据反应类型选择合适的反应器模型,如何模拟反应动力学,以及如何优化反应条件以提高产率和选择性。我希望这本书能够提供真实案例的分析和演示,让我能够学习到如何将 ChemCAD 灵活地应用于实际的工艺设计中,解决我们在设计过程中遇到的各种挑战。一本真正能够指导我深入理解和应用 ChemCAD 在化工设计中的书籍,将是我的职业生涯中不可或缺的宝贵财富。

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我是一名在精细化工领域工作的工艺开发工程师,我们公司主要生产各种高附加值的特种化学品,例如染料、颜料、香料、表面活性剂等。精细化工产品的生产工艺往往具有反应条件复杂、分离要求高、产品纯度要求严苛等特点。ChemCAD 作为一种强大的模拟软件,在精细化工领域的应用具有巨大的潜力,尤其是在反应器设计、结晶分离、膜分离以及色谱分离等方面。然而,我发现市面上关于 ChemCAD 在精细化工领域具体应用的案例和深入讲解相对较少,很多时候我需要自行摸索,或者从通用化工的案例中提取灵感。我非常期待拥有一本能够系统地介绍 ChemCAD 在精细化工领域典型应用的图书,例如如何利用 ChemCAD 来模拟和优化连续流反应器,以实现高效、安全的化学品合成,如何精确计算和优化结晶过程的参数,以获得目标粒径和形貌的晶体,以及如何设计和模拟模拟移动床层析系统,以实现高纯度特种化学品的分离。我希望这本书能够提供详细的操作指南和案例分析,指导我如何根据精细化工的特殊要求,选择和配置 ChemCAD 的模型和单元操作,从而有效地解决我们在产品研发和生产过程中遇到的技术难题。我坚信,一本能够将 ChemCAD 真正应用于精细化工领域的书籍,将极大地提升我们产品的质量和竞争力,帮助我们在激烈的市场竞争中脱颖而出。

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作为一名在制药行业工作的研发工程师,我深知工艺开发和优化对于药物生产的重要性。从实验室的小试、中试到工业化生产,每一个环节的精准控制和高效转化都离不开对化学反应和分离过程的深刻理解。ChemCAD 作为一种先进的化工过程模拟软件,在制药行业的应用也越来越广泛,尤其是在复杂反应器设计、高效分离技术选型和纯化工艺优化等方面。然而,我之前接触到的关于 ChemCAD 的资料,大多偏向于通用化工领域,对于制药行业特有的工艺特点,例如生物发酵、结晶、膜分离、层析等,涉及的案例和讲解都相对较少。我非常渴望能有一本书,能够系统地展示 ChemCAD 在制药行业内的典型应用,例如如何利用 ChemCAD 来模拟和优化酶催化反应的动力学参数,如何设计和模拟模拟移动床层析系统以实现高纯度药物的分离,以及如何对连续结晶过程进行建模和优化,以获得目标粒径分布的晶体。我希望这本书能够提供具体的步骤和方法,指导我如何根据制药行业的特殊需求,选择和配置 ChemCAD 的模型和单元操作,从而有效地解决我们在药物合成、分离和纯化过程中遇到的瓶颈问题。我期待的是,通过阅读这本书,我能够将 ChemCAD 真正地融入到我的研发工作中,加速新药的开发进程,提高药物生产的效率和质量。

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我是一名在化肥生产行业工作的工艺工程师,主要负责尿素、硝酸铵等产品的生产装置的运行和优化。化肥生产工艺的特点是流程长、单元多、操作条件苛刻,而且对产品的品质和成本有着极高的要求。ChemCAD 在化肥行业的应用非常广泛,尤其是在氨合成、尿素合成、硝酸生产等关键环节。然而,我发现很多通用的 ChemCAD 教程在介绍化肥行业的具体应用时,都显得不够深入和全面。我非常需要一本能够详细介绍 ChemCAD 在化肥生产各环节的典型应用的书籍,例如如何精确模拟氨合成回路的能量平衡和物料平衡,如何优化尿素合成塔的操作参数以提高转化率和减少副产物,以及如何利用 ChemCAD 进行硝酸生产过程的能量回收和优化,从而降低生产成本。我希望这本书能够提供具体的工程案例,展示如何利用 ChemCAD 来解决我们在生产过程中遇到的实际问题,例如如何通过调整操作压力和温度来提高氨合成的转化率,如何优化尿素装置的循环比和水率来提高产品收率,以及如何通过改进硝酸装置的换热网络来降低能耗。我坚信,一本能够如此详实地讲解 ChemCAD 在化肥生产行业典型应用的书籍,将是每一位化肥工艺工程师的案头必备,它将帮助我们更好地理解和应用这一强大的工具,从而提升我们在行业内的竞争力。

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一直以来,我都在化工领域摸索,从本科接触到各种模拟软件,到如今在工作中需要处理复杂的工艺流程,都深感理论与实践结合的重要性。 ChemCAD 作为一个在化工领域广泛应用的模拟软件,其强大的功能和灵活的配置早已让我心生向往。然而,面对浩瀚的软件功能和繁多的应用场景,我总觉得自己在实际操作中显得有些捉襟见肘。我曾经尝试过阅读一些通用的化工模拟教程,但总感觉它们过于浅显,或者过于理论化,缺乏针对性,很难直接应用到我工作中遇到的具体问题上。我需要的,是一个能够系统地梳理 ChemCAD 在各种典型化工单元操作和工艺流程中的实际应用案例的书籍,能够从实际出发,教会我如何利用 ChemCAD 来解决我们在生产过程中遇到的各种难题,例如优化反应条件、提高分离效率、降低能耗等等。我期待的是,通过阅读这本书,我能够更深入地理解 ChemCAD 的各项功能,掌握在不同工况下选择合适的模型和参数的方法,并且能够灵活运用这些知识来指导我的实际工作。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师一样,带着我一步一步地走进 ChemCAD 的世界,让我能够真正地“玩转”这个强大的工具,让它成为我职业生涯中的得力助手,而不是束之高阁的摆设。我对于能够看到这样一本详实、实用、贴近实际的图书内容充满期待,它将极大地弥补我在理论与实践之间的鸿沟,让我能够更加自信地面对未来的挑战。

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我是一名在化工研究机构工作的研究员,主要从事新型催化剂的开发和反应工艺的优化。ChemCAD 在我们的研究工作中扮演着越来越重要的角色,它能够帮助我们快速地评估不同催化剂的性能,预测反应产物的分布,以及优化反应条件以获得最佳的转化率和选择性。然而,我经常会遇到一些非常规的或具有挑战性的模拟问题,例如涉及多相反应、复杂传质传热耦合以及非理想流体行为等。我非常渴望能够拥有一本能够深入探讨 ChemCAD 在这些复杂模拟场景下的高级应用技巧和解决方案的书籍。我希望这本书能够提供关于如何建立自定义模型、如何处理边界条件、如何进行灵敏度分析和不确定性量化等方面的详细指导。同时,我也希望能够看到 ChemCAD 在新材料合成、能源转化等前沿领域的应用案例,例如如何模拟固相反应器,如何优化二氧化碳捕获和利用的工艺,以及如何模拟生物质转化的过程。我期待这本书能够提供一些高级的模拟策略和算法,帮助我解决在科研过程中遇到的瓶颈问题,并推动我在这两个领域的研究进展。一本能够挑战我认知边界并激发我创新思维的书籍,将是我科研生涯中不可多得的宝贵财富。

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我是一名刚入职化工行业的应届毕业生,对 ChemCAD 充满学习的兴趣,并希望能够尽快掌握这项重要的技能。在大学期间,我们接触过一些化工模拟的理论知识,也简单了解过 ChemCAD 的界面和基本功能,但总觉得离实际应用还有很大的距离。我渴望能够拥有一本能够帮助我快速入门并深入理解 ChemCAD 在实际工程中应用的图书。我希望这本书能够从最基础的单元操作开始,例如如何建立一个简单的物料衡算模型,如何进行简单的热量计算,以及如何利用 ChemCAD 进行简单的分离模拟。同时,我也希望能够看到一些更复杂的应用案例,例如如何模拟一个完整的工艺流程,如何进行参数优化,以及如何解读模拟结果并将其应用于实际生产。我非常期待这本书能够提供详细的图文并茂的讲解,能够用通俗易懂的语言解释复杂的概念,并且能够提供一些练习题和实例,让我能够边学边练,巩固所学的知识。我相信,一本能够系统、全面地介绍 ChemCAD 应用的书籍,将是我职业生涯初期最宝贵的学习资源,它将帮助我快速成长,成为一名优秀的化工工程师。

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