书籍详情
化学工程手册.第5卷（第三版）
作者：袁渭康，王静康，费维扬，欧阳平凯 著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2019-10-01
ISBN：9787122348081
定价：¥358.00
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内容简介
作为化学工程领域标志性的工具书，本次修订秉承“继承与创新相结合”的编写宗旨，分5卷共30篇全面阐述了当前化学工程学科领域的基础理论、单元操作、反应器与反应工程以及相关交叉学科及其所体现的发展与研究新成果、新技术。在前版的基础上，各篇在内容上均有较大幅度的更新，特别是加强了信息技术、多尺度理论、微化工技术、离子液体、新材料、催化工程、新能源等方面的介绍。本手册立足学科基础，着眼学术前沿，紧密关联工程应用，全面反映了化工领域在新世纪以来的理论创新与技术应用成果。 本手册可供化学工程、石油化工等领域的工程技术人员使用，也可供相关高等院校的师生参考。
作者简介
李静海 手册编委会主任，中国科学院院士，第三世界科学院院士，瑞士工程院外籍院士，英国皇家工程院院士，国家自然科学基金委员会主任。曾任中国科学院副院长，中国科学技术协会副主席，是国家基金委创新群体学术带头人。主要从事颗粒流体两相系统量化设计和放大的研究。曾获国家自然科学二等奖、中科院自然科学一等奖等。袁渭康手册主编，中国工程院院士，华东理工大学教授。曾任化学工程联合国家重点实验室学术委员会主任等职。以化学反应工程为主要方向，创导了工业反应过程开发方法的主要思想；创导了“工业反应过程的开发方法论”。曾多次获国家教委科技进步二等奖等国家及部委奖励，获何梁何利科技进步奖。王静康手册主编，中国工程院院士，天津大学教授。长期致力于我国工业结晶科学与技术创新研发及其成果产业转化。先后获得包括国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖、何梁何利科学技术奖等在内的多项重大奖励。主持的“化工类多元化和国际化研究生教育创新体系的构建”研究生教改项目荣获第六届高等教学成果一等奖。费维扬手册主编，中国科学院院士，清华大学教授。长期从事化工分离科学和技术的研究工作，在萃取、吸收和精馏等传质分离设备的数学模型、设计放大和性能强化以及稳定轻同位素分离等方面进行了系统的研究。研究成果曾获国家科技发明奖、国家科技进步奖和国家专利创造发明金奖各1项，国际奖3项，省（部）级科技进步奖16项。欧阳平凯手册主编，中国工程院院士，南京工业大学教授，曾任南京工业大学校长。长期从事生物化工领域的教学与工程研究工作，组建和领导了国家生化工程技术研究中心。创造性地提出运用组合合成的方法构建与优化生物化工过程，使我国相关产品生产技术达到国际先进水平。先后获得包括国家科技进步一等奖、国家科技发明二等奖在内的多项奖励。
目录
第26篇生物化工
1概述26-2
1.1生化工程概况26-2
1.1.1生化工程定义和发展26-2
1.1.2生化工程的任务和内容26-2
1.2生物生产过程的特点26-4
1.3酶的概述26-4
1.3.1酶的分类和命名26-5
1.3.2酶的组成26-7
1.3.3酶的作用机制和调节26-8
1.3.4酶的修饰与改造26-10
1.3.5重要工业用酶简介26-11
1.4重要微生物和其他生物组织细胞26-12
1.4.1常用的工业微生物26-13
1.4.2植物组织细胞26-14
1.4.3动物细胞培养26-15
1.5微生物的培养26-16
1.5.1菌株选育26-16
1.5.2工业微生物培养基26-23
1.5.3微生物生长和生产条件26-27
1.5.4微生物代谢调节26-30
1.6生物化工的发展与展望26-32
参考文献26-33
2生物反应计量学和动力学26-35
2.1生物反应计量学26-35
2.1.1细胞的组成和计量表达式26-35
2.1.2生物反应的计量表达式26-36
2.1.3计量系数26-36
2.1.4生物反应中的能量平衡26-37
2.2生物反应动力学概述26-38
2.3酶催化反应动力学26-39
2.3.1米氏方程26-39
2.3.2动力学参数及其求取26-40
2.3.3有抑制的酶催化反应26-44
2.4细胞反应动力学26-50
2.4.1批式培养动力学26-50
2.4.2连续培养动力学26-56
2.4.3补料批式培养动力学26-59
参考文献26-61
3生物反应器26-63
3.1生物反应多相体系及其流动特性26-63
3.1.1反应体系中的固相生物颗粒及其特性26-63
3.1.2生物反应中的流体及其流动特性26-64
3.2生物反应器中的传递现象26-66
3.2.1生物反应器中的搅拌与混合26-66
3.2.2生物反应器中的氧传递26-68
3.2.3生物反应器中的液固传质26-70
3.2.4生物反应器中的热量传递26-72
3.3典型的生物反应器26-73
3.3.1机械搅拌罐26-74
3.3.2气升式反应器和鼓泡式反应器26-75
3.3.3液体喷射循环反应器26-79
3.3.4流化床反应器26-79
3.3.5固定床生物反应器26-80
3.3.6动物细胞培养反应器26-80
3.3.7植物细胞培养反应器26-81
3.4生物反应器的放大26-81
3.4.1生物反应器放大方法26-82
3.4.2机械搅拌罐的放大26-82
参考文献26-83
4细胞与酶固定化技术26-85
4.1细胞与酶固定化技术概述26-85
4.2固定化方法26-86
4.2.1吸附法26-86
4.2.2包埋法26-88
4.2.3交联法26-89
4.2.4化学共价法26-90
4.2.5逆胶束酶反应系统26-92
4.2.6絮凝法26-93
4.2.7新型固定化方法26-94
4.3固定化技术在工业上的应用举例26-95
4.3.1生产高果糖浆26-95
4.3.2生产L-氨基酸26-95
4.3.3在合成生物柴油中的应用26-97
4.3.4在医学与分析化学上的应用26-98
4.4固定化反应器设计原理26-100
4.4.1固定化细胞与酶的酶活收率26-100
4.4.2反应器中的流动26-101
4.4.3基本动力学模型26-101
4.4.4设计的优化26-106
4.5固定化酶和细胞反应器26-107
4.5.1制备固定化生物催化剂的装置26-107
4.5.2固定化颗粒及形状26-108
4.5.3填充床反应器（PFR）26-109
4.5.4连续搅拌式反应器（CSTR）26-110
4.5.5膜式或管式反应器26-111
4.5.6流化床反应器（FBR）26-111
4.5.7逆胶束萃取反应器26-113
参考文献26-113
5灭菌及安全防护技术26-115
5.1灭菌的方法26-115
5.2微生物的死亡规律26-117
5.3培养基的加热灭菌26-119
5.3.1温度的影响26-119
5.3.2分批灭菌26-119
5.3.3连续灭菌26-120
5.4空气除菌26-123
5.5污染的防止26-126
5.5.1纯种培养的保证26-126
5.5.2防止培养物污染环境26-128
参考文献26-131
6生化过程检测与控制26-132
6.1生化过程检测26-132
6.1.1概述26-132
6.1.2生化过程参数分类26-133
6.1.3几种主要的间接参数计算或测量方法26-133
6.2生物传感器26-136
6.2.1概述26-136
6.2.2酶传感器26-138
6.2.3微生物传感器26-139
6.2.4免疫传感器26-140
6.2.5生物传感器的换能器26-141
6.2.6生化过程培养液成分的在线检测26-147
6.3生化过程控制26-149
6.3.1概述26-149
6.3.2常规控制26-150
6.3.3高级控制26-152
6.3.4发酵过程故障诊断和早期预警26-162
参考文献26-168
7生物分离技术26-170
7.1概述26-170
7.1.1生物分离过程的特点26-170
7.1.2生物分离过程的一般流程及单元操作26-170
7.2细胞及其他固形物的回收和去除26-171
7.2.1发酵液的预处理26-172
7.2.2凝聚和絮凝26-172
7.2.3过滤26-173
7.2.4离心分离26-174
7.3细胞破碎26-177
7.3.1破碎分类26-177
7.3.2机械破碎26-178
7.3.3非机械破碎方法26-180
7.4生化物质的提取26-181
7.4.1沉淀法26-182
7.4.2萃取26-185
7.4.3离子交换及吸附26-189
7.4.4膜分离26-189
7.5生化物质的纯化26-191
7.5.1色谱技术26-191
7.5.2电泳分离技术26-196
7.6生物产品的后加工26-205
7.6.1结晶26-205
7.6.2干燥26-205
参考文献26-206
8合成生物技术26-208
8.1概述26-208
8.2人工基因组的设计与合成26-209
8.2.1DNA合成技术——Building block构建26-209
8.2.2DNA组装技术——Minichunk构建26-210
8.2.3染色体替换技术——酵母染色体替换26-211
8.3天然产物的异源合成26-212
8.3.1天然产物及生产现状26-212
8.3.2合成生物技术对天然产物合成带来的发展机遇26-213
8.4酶和蛋白质工程26-215
8.4.1蛋白质设计与酶的优化26-215
8.4.2酶定向进化26-216
8.4.3理性设计26-217
8.4.4多酶催化组装26-218
参考文献26-218
9典型的生化过程26-220
9.1生化过程的分类26-220
9.2有机溶剂类产品生产过程26-220
9.2.1乙醇26-220
9.2.2丙酮、丁醇26-225
9.3有机酸类产品生产过程26-226
9.3.1柠檬酸26-226
9.3.2葡萄糖酸26-228
9.4氨基酸类产品生产过程26-232
9.4.1谷氨酸26-232
9.4.2赖氨酸26-237
9.5抗生素类产品生产过程26-239
9.5.1青霉素26-239
9.5.2红霉素26-240
9.5.3头孢菌素26-242
9.6酶制剂类产品生产过程26-243
9.6.1淀粉酶和糖化酶26-243
9.6.2葡萄糖异构酶26-245
9.6.3纤维素酶26-246
9.6.4脂肪酶26-248
9.6.5蛋白酶26-249
9.6.6植酸酶26-250
9.7维生素类产品生产过程26-251
9.7.1维生素B226-251
9.7.2维生素B1226-254
9.8蛋白质、多肽类药物等医药产品的生产过程26-256
9.8.1典型的多肽药物：胰岛素26-256
9.8.2典型的蛋白质药物：干扰素26-256
9.9生物燃气产品生产过程26-258
参考文献26-260
符号说明26-261
第27篇过程系统工程
1概论27-2
1.1过程系统工程的领域27-2
1.2过程系统工程的基本概念27-3
1.2.1系统，环境27-3
1.2.2过程系统27-3
1.2.3过程系统分析27-3
1.2.4过程系统综合27-4
1.2.5过程系统优化27-4
1.2.6过程系统设计27-5
1.3过程系统工程的研究方法与手段27-5
1.3.1图示法27-5
1.3.2数学模型法27-5
1.3.3数学模型的类型与建立27-5
1.4过程系统结构的表示27-6
1.4.1图形表示27-6
1.4.2矩阵表示27-6
参考文献27-9
2过程系统的稳态模拟27-10
2.1过程系统稳态模拟的基本知识27-10
2.1.1过程系统的数学模型27-10
2.1.2过程系统模拟的基本任务27-11
2.1.3过程系统稳态模拟的基本方法27-12
2.1.4流程模拟软件27-12
2.2过程单元与过程系统的自由度分析27-14
2.2.1自由度概念27-14
2.2.2过程单元的自由度分析27-15
2.2.3过程系统的自由度分析27-20
2.3过程系统模拟的序贯模块法27-21
2.3.1序贯模块法的基本问题27-22
2.3.2不相关子系统的分隔27-23
2.3.3不可分隔子系统的断裂27-29
2.3.4断裂流股变量的收敛27-34
2.3.5应用实例27-36
2.4过程系统模拟的联立方程法27-47
2.4.1联立方程法的基本思想和特点27-47
2.4.2稀疏线性方程组的解法27-50
2.5过程系统模拟的联立模块法27-56
2.5.1基本策略和特点27-56
2.5.2简化模型建立中问题的描述方式27-57
2.5.3单元简化模型的形式27-59
参考文献27-60
3过程系统综合27-62
3.1过程系统综合研究的主要领域27-62
3.2过程系统综合的基本方法27-63
3.3换热网络的综合27-64
3.3.1换热网络综合的目标27-65
3.3.2换热网络综合的方法27-67
3.4多组分分离序列的综合27-83
3.4.1分离序列综合问题27-83
3.4.2分离过程的能耗27-86
3.4.3直观推断规则27-87
3.4.4有序直观推断法27-88
3.4.5模糊直观推断法27-90
3.5公用工程系统的综合27-93
3.5.1各级蒸汽需求量的确定27-93
3.5.2公用工程系统的综合27-95
3.6过程系统能量集成27-98
3.6.1整个过程系统的设计27-98
3.6.2反应器和分离设备设计中的相互关系27-99
3.6.3分离过程与系统的热集成27-100
3.6.4公用工程与过程系统的能量集成27-106
3.7水网络集成27-109
3.7.1水网络集成的目标27-111
3.7.2水网络集成的方法27-112
3.8氢网络集成27-122
3.8.1氢网络集成的目标27-122
3.8.2氢网络集成的方法27-123
参考文献27-130
本篇一般参考文献27-132
符号说明27-133
第28篇过程控制
1控制工程基础28-2
引言28-2
1.1自动控制系统概述28-2
1.1.1自动控制系统的类型及组成28-3
1.1.2闭环控制系统的过渡过程及控制指标28-6
1.2控制系统的描述方法28-8
1.2.1微分方程28-8
1.2.2传递函数28-11
1.2.3状态空间模型28-18
1.2.4脉冲传递函数28-22
1.3线性连续控制系统28-22
1.3.1时间特性和频率特性28-23
1.3.2稳定性和稳定裕量28-26
1.4线性离散控制系统28-28
1.4.1采样器及保持器28-29
1.4.2z变换及脉冲传递函数28-30
1.4.3线性离散控制系统的分析方法28-33
1.5化工过程动态数学模型28-34
1.5.1动态数学模型的作用28-34
1.5.2机理模型的建立28-35
1.5.3系统辨识和参数估计28-37
1.5.4自由度分析28-38
1.6控制系统28-39
1.6.1静态控制28-40
1.6.2动态控制28-41
参考文献28-41
2过程检测仪表28-43
引言28-43
2.1过程检测仪表主要性能指标和测量误差28-43
2.1.1仪表主要性能指标28-43
2.1.2测量误差28-44
2.2压力测量仪表28-45
2.2.1压力表28-46
2.2.2弹性式压力表28-46
2.2.3液柱式压力计28-47
2.2.4负荷式压力计28-47
2.2.5压力传感器28-47
2.2.6压力开关28-48
2.2.7压力测量仪表的选用28-48
2.3物位测量仪表28-49
2.3.1浮力式液位计28-49
2.3.2差压式液位计28-49
2.3.3电容式液位计28-51
2.3.4雷达物位计28-52
2.3.5超声波物位计28-53
2.3.6放射性物位计28-53
2.3.7伺服液位计28-54
2.3.8磁致伸缩液位计28-55
2.3.9物位开关28-55
2.3.10物位测量仪表的选用28-56
2.4流量测量仪表28-57
2.4.1体积流量计28-57
2.4.2质量流量计28-62
2.4.3流量计的选用28-64
2.5温度测量仪表28-66
2.5.1玻璃液体温度计28-66
2.5.2双金属膨胀式温度计和压力式温度计28-66
2.5.3热电阻28-67
2.5.4热电偶28-68
2.5.5非接触式温度计28-69
2.5.6温度测量仪表的选用28-70
2.6过程分析仪表28-70
2.6.1热导式气体分析器28-71
2.6.2磁导式氧气分析器28-71
2.6.3红外线分析器28-72
2.6.4工业用气相色谱仪28-72
2.6.5电化学式分析器28-74
2.6.6电导式分析器28-76
2.6.7热化学式分析器28-76
2.6.8光电比色分析器28-76
2.6.9工业黏度计28-77
2.6.10轴位移和轴振动测定仪28-77
2.7变送器28-78
2.7.1变送器量程迁移和零点迁移28-78
2.7.2压力（差压）变送器28-80
2.7.3温度变送器28-82
2.7.4智能式变送器28-83
2.8显示仪表28-85
2.8.1模拟式显示仪表28-85
2.8.2数字式显示仪表28-85
参考文献28-87
3过程控制装置28-89
引言28-89
3.1控制器28-90
3.1.1模拟式控制器28-90
3.1.2离散PID算法28-92
3.1.3PID算式改进形式28-93
3.1.4采用离散PID算法与连续PID算法的性能比较28-93
3.1.5数字式控制器28-94
3.2可编程序控制器（PLC）28-97
3.2.1PLC的基本结构组成28-98
3.2.2PLC的应用注意事项28-98
3.2.3PLC主要产品介绍28-100
3.3集散控制系统（DCS）28-102
3.3.1DCS发展经历28-102
3.3.2DCS的硬件结构组成28-104
3.3.3DCS的软件28-110
3.3.4DCS主要产品介绍28-112
3.4现场总线控制系统（FCS）28-113
3.4.1FCS的基本结构组成28-114
3.4.2典型的现场总线28-115
3.5紧急停车系统（ESD）28-119
3.5.1ESD的类型28-120
3.5.2ESD的常用指标28-120
3.5.3ESD的可靠性设计原则28-122
3.5.4工艺联锁和顺序控制与紧急停车联锁28-124
3.6安全仪表系统（SIS）28-124
3.6.1SIS的基本结构组成28-124
3.6.2SIS的功能28-124
3.6.3安全仪表系统设计的基本原则28-125
参考文献28-125
4过程控制28-127
引言28-127
4.1简单控制系统28-127
4.1.1被控变量的选择28-128
4.1.2操纵变量的选择28-128
4.1.3控制规律的选择28-128
4.1.4控制阀的选择28-129
4.1.5控制器参数的工程整定28-132
4.2串级控制系统28-134
4.2.1串级控制系统的结构及方框图28-134
4.2.2串级控制系统的特点28-135
4.2.3串级控制系统的设计28-135
4.3均匀控制系统28-136
4.3.1简单均匀控制系统28-136
4.3.2串级均匀控制系统28-137
4.4比值控制系统28-137
4.4.1单闭环比值控制系统28-138
4.4.2双闭环比值控制系统28-138
4.4.3变比值（串级比值）控制系统28-138
4.5前馈控制系统28-140
4.5.1前馈控制系统原理28-140
4.5.2前馈控制系统的几种形式28-141
4.6分程控制系统28-142
4.6.1不同工况需要不同的控制手段28-142
4.6.2扩大调节阀的可调范围28-144
4.7选择性控制系统28-144
4.7.1超驰控制系统28-144
4.7.2其他类型的选择性控制系统28-146
4.8双重控制系统28-147
4.9纯滞后补偿系统28-148
4.10解耦控制系统28-151
4.10.1系统的关联分析（相对增益）28-151
4.10.2解耦控制28-152
4.10.3解耦设计中的有关问题28-153
参考文献28-154
5先进控制技术28-155
引言28-155
5.1软测量28-155
5.1.1软测量技术简介28-155
5.1.2辅助变量选择28-156
5.1.3数据选择与处理28-157
5.1.4软测量建模方法28-157
5.1.5软测量优化方法28-162
5.2差拍控制28-163
5.2.1差拍控制简介28-163
5.2.2达林算法28-164
5.2.3V.E.控制算法28-164
5.3推断控制28-165
5.3.1推断控制简介28-165
5.3.2狭义推断控制28-165
5.3.3广义推断控制28-166
5.4预测控制28-167
5.4.1模型预测控制简介28-167
5.4.2预测函数控制28-169
5.4.3脉冲响应控制28-169
5.4.4动态矩阵控制（DMC）28-170
5.4.5广义预测控制（GPC）28-170
5.4.6多变量预测控制28-171
5.4.7连续重整装置预测控制实例28-171
5.5自适应与自校正控制28-174
5.5.1自适应控制简介28-174
5.5.2自整定调节器28-174
5.5.3模型参考型自适应控制系统28-176
5.5.4自校正控制系统28-176
5.5.5鲁棒自适应控制28-177
5.6模糊控制28-177
5.6.1模糊控制简介28-177
5.6.2模糊控制的数学基础28-178
5.6.3模糊控制器的基本结构28-179
5.6.4模糊控制器设计分析28-181
5.7神经网络控制28-183
5.7.1神经网络控制简介28-183
5.7.2典型神经网络28-184
5.7.3神经网络控制28-185
5.7.4神经网络控制应用实例28-186
5.8专家控制系统28-188
5.8.1专家控制简介28-188
5.8.2专家控制系统的特点28-189
5.8.3专家控制系统的组织结构28-189
5.8.4常见的专家控制系统28-190
5.8.5专家控制系统应用实例28-191
参考文献28-192
6化学工程单元操作控制策略28-194
引言28-194
6.1流体输送设备的控制28-194
6.1.1离心泵的控制28-195
6.1.2往复泵与位移式旋转泵的控制方案28-196
6.1.3离心式压缩机的控制28-197
6.1.4离心式压缩机的防喘振控制28-197
6.2传热设备的控制方案28-200
6.2.1一般传热设备的控制28-200
6.2.2管式加热炉的控制28-202
6.2.3锅炉设备的控制28-204
6.2.4蒸汽过热系统的控制28-209
6.3精馏塔的控制28-210
6.3.1精馏塔的基本控制方案28-211
6.3.2采用计算指标的控制28-215
6.3.3精馏塔的节能控制方案28-219
6.4化学反应器的控制28-221
6.4.1取反应产品成分或反应转化率作为被控变量28-222
6.4.2取反应过程的工艺状态变量作为被控变量28-223
6.4.3稳定外围的控制方案28-226
6.4.4开环不稳定反应器的控制28-226
6.5应用案例——原油蒸馏装置（CDU）的控制28-228
6.5.1常压炉和减压炉的综合控制28-228
6.5.2产品质量指标的软测量28-228
6.5.3初馏塔和常压塔的先进控制器28-229
6.5.4减压塔的先进控制器28-231
参考文献28-232
7化工生产过程操作优化28-233
引言28-233
7.1操作优化的数学模型28-233
7.1.1目标函数28-233
7.1.2过程化模型28-234
7.1.3约束28-236
7.2化方法28-236
7.2.1线性规划法28-236
7.2.2非线性规划法28-236
7.2.3智能优化算法28-236
7.2.4混合整数规划28-237
7.2.5动态优化方法28-237
7.3化工过程操作优化典型应用案例28-238
7.3.1乙烯装置裂解深度优化控制28-238
7.3.2聚乙烯分子量分布优化28-241
7.3.3复杂反应过程控制优化28-243
7.3.4精馏塔的优化28-244
参考文献28-247
8炼化过程的计划优化与调度28-248
引言28-248
8.1化工过程的生产计划优化28-248
8.2炼化过程的生产调度28-253
8.3化工过程的计划优化与调度应用案例28-258
参考文献28-260
9企业综合自动化系统28-262
引言28-262
9.1综合自动化与MES系统简介28-262
9.2MES的技术标准与规范28-263
9.3MES项目研发和实施策略28-264
9.3.1需求分析28-264
9.3.2功能确定28-267
9.3.3实施原则与方法28-268
9.4MES产品介绍28-268
9.4.1Honeywell解决方案28-269
9.4.2Proficy解决方案28-269
9.4.3HOLLIAS-MES解决方案28-269
9.4.4浙江中控MES-Suite化工行业MES解决方案28-270
9.5MES在石化过程中的应用案例28-271
参考文献28-273
符号说明28-274
第29篇污染治理
1废气污染控制29-2
1.1概述29-2
1.1.1废气污染控制的目的和任务29-2
1.1.2废气污染控制技术进展29-2
1.2大气污染控制标准和规范29-3
1.2.1大气环境质量标准29-4
1.2.2大气污染物排放标准29-5
1.2.3相关检测规范29-7
1.2.4废气治理技术规范29-8
1.3颗粒物的控制29-9
1.3.1概述29-9
1.3.2机械除尘器29-10
1.3.3湿式除尘器29-15
1.3.4过滤式除尘器29-19
1.3.5电除尘器29-22
1.3.6除尘器的选用及发展趋势29-24
1.4气态污染物的控制29-24
1.4.1概述29-24
1.4.2吸收法29-25
1.4.3吸附法29-31
1.4.4燃烧法29-34
1.4.5生物法29-38
1.4.6光催化法29-40
1.4.7低温等离子体法29-40
1.4.8泄漏检测与修复29-40
1.4.9其他新技术29-41
1.4.10不同VOCs控制技术适用性汇总29-42
1.5废气收集系统29-43
1.5.1集气罩设计29-44
1.5.2管线系统设计29-52
参考文献29-58
2废水处理29-59
2.1废水处理概述29-59
2.1.1化工废水的来源、特征及分类29-59
2.1.2化工废水中的主要污染物种类及其危害29-60
2.1.3化工废水排放标准、规范29-62
2.1.4化工废水处理方法的分类29-62
2.1.5化工废水处理工艺的选择及原则29-62
2.2预处理29-63
2.2.1概述29-63
2.2.2物理分离29-63
2.2.3物理化学处理29-75
2.2.4化学处理技术29-92
2.3废水生物处理技术29-112
2.3.1生物处理技术基础29-112
2.3.2生物脱氮除磷原理29-115
2.3.3活性污泥法29-116
2.3.4改良活性污泥法29-120
2.3.5生物膜法29-123
2.3.6厌氧生物处理29-128
2.4污泥处理处置29-137
2.4.1污泥的性质29-137
2.4.2污泥浓缩29-139
2.4.3污泥的消化技术29-140
2.4.4污泥的干化技术29-143
2.4.5污泥的焚烧技术以及终处置技术29-145
2.5废水处理技术集成及资源化29-146
2.5.1概述29-146
2.5.2废水处理技术集成29-147
2.5.3废水资源化技术29-148
参考文献29-150
3固废处理与处置29-152
3.1概述29-152
3.2工业固废的来源和特性29-153
3.2.1工业固废的分类和来源29-153
3.2.2工业固废的特性29-158
3.2.3危险废物29-160
3.3工业固废的收集、贮存与运输29-162
3.3.1收集与贮存29-162
3.3.2运输29-165
3.4工业固废的处理29-166
3.4.1处理技术简介29-166
3.4.2预处理29-166
3.4.3好氧堆肥29-168
3.4.4厌氧发酵29-169
3.4.5焚烧29-172
3.4.6热解29-180
3.4.7危险废物的固化与稳定化29-180
3.5工业固废的资源化29-183
3.6工业固废的处置29-184
3.6.1土地填埋29-185
3.6.2危险废物的安全填埋29-185
参考文献29-193
第30篇过程安全
1绪论30-2
1.1安全计划30-3
1.2事故和损失统计30-4
1.3可接受风险30-9
1.4公众感知30-9
1.5事故过程特征30-9
1.6事故案例30-12
参考文献30-15
2化工过程安全理论基础30-17
2.1火灾和爆炸30-17
2.1.1火三角30-17
2.1.2基本概念30-18
2.1.3燃烧特性30-19
2.1.4极限氧浓度30-24
2.1.5可燃性图表30-25
2.1.6点火源30-27
2.1.7点火能30-27
2.1.8气溶胶和薄雾30-28
2.1.9爆炸30-28
2.1.10蒸气云爆炸30-36
2.1.11沸腾液体扩展蒸气爆炸30-37
2.1.12粉尘爆炸30-38
2.1.13静电30-45
2.2毒性30-56
2.2.1毒性的评价指标30-56
2.2.2毒物危险控制30-56
2.3其他危险性30-57
2.3.1真空危害30-57
2.3.2惰性物质的危险性30-58
参考文献30-60
3危险化学品和化学反应危险性30-61
3.1物质化学结构与活性危险性30-61
3.1.1爆炸性化合物特有官能团30-61
3.1.2易形成过氧化物的化学结构30-63
3.1.3混合危险物质30-64
3.1.4容易发生事故的化学反应 30-65
3.1.5与危险化学反应有关的操作30-66
3.2物质危险性评价程序30-68
3.3基于化学结构的燃爆特性定量预测30-69
3.3.1闪点预测30-70
3.3.2自燃点预测30-71
3.3.3爆炸极限预测30-72
3.3.4燃烧热预测30-73
3.3.5撞击感度预测30-73
3.4化工工艺过程危险性30-74
3.4.1全生命周期30-74
3.4.2控制预期反应的工艺过程设计30-75
3.4.3抑制不可控反应系统的设计30-78
3.4.4反应危险性评估和过程危险性分析30-78
3.4.5反应数据的来源30-79
参考文献30-79
4化工过程安全分析30-81
4.1常见的泄漏源30-81
4.2液体泄漏30-82
4.2.1液体通过小孔泄漏30-82
4.2.2储罐中液体通过小孔泄漏30-84
4.2.3液体通过管道泄漏30-86
4.3气体泄漏30-90
4.3.1气体通过小孔泄漏30-90
4.3.2气体通过小孔泄放30-91
4.3.3气体通过管道泄漏30-91
4.4扩展的泄漏模型30-98
4.4.1小孔泄漏的一般求解方法30-98
4.4.2过冷液体泄漏30-100
4.4.3小孔泄漏的数值解求解方法30-101
4.4.4可压缩流体的泄漏模型30-101
4.4.5小孔和水平管道流的均相平衡模型30-102
4.4.6斜管泄漏的均相平衡模型30-103
4.4.7均相平衡模型的非均相扩展30-105
4.5大气扩散及影响因素30-105
4.5.1污染源30-106
4.5.2大气和地形参数30-106
4.5.3大气与污染物之间的相互作用30-107
4.6大气扩散模型30-108
4.6.1术语30-109
4.6.2Pasquill-Gifford扩散模型30-109
4.6.3重气扩散模型（Britter-McQuaid）30-110
4.7容器爆炸损伤估计30-114
4.7.1必要假设30-114
4.7.2爆炸特性30-114
4.7.3碎片的形成30-115
4.7.4碎片初始速度30-115
4.7.5装有活性气体混合物的容器爆炸 30-115
4.7.6装有惰性高压液体的容器爆炸30-116
4.7.7碎片的移动距离30-116
4.7.8碎片的打击速度30-116
4.7.9冲击波的响应30-116
参考文献30-117
5安全装置30-118
5.1泄压系统30-118
5.1.1泄压系统术语30-118
5.1.2泄放场景30-118
5.1.3泄压装置30-120
5.1.4泄压系统计算30-121
5.2紧急泄放装置的泄放物收集和处理30-127
5.2.1设备的类型30-127
5.2.2设备选择准则和指南30-133
5.3阻火安全装置30-135
5.3.1阻火器30-135
5.3.2安全液封30-136
5.3.3单向阀30-137
5.3.4阻火闸门30-137
参考文献30-138
6危险源辨识及风险评价30-139
6.1危险源辨识30-139
6.1.1过程危险检查表30-140
6.1.2危险调查30-144
6.1.3危险和可操作性（HAZOP）研究30-148
6.1.4其他方法30-151
6.2风险评价30-151
6.2.1回顾概率理论30-152
6.2.2事件树30-158
6.2.3事故树30-160
6.2.4QRA和LOPA30-166
参考文献30-171
7本质安全30-173
7.1本质安全与全过程生命周期30-173
7.1.1本质安全30-173
7.1.2全过程生命周期考虑本质安全30-174
7.2本质安全设计原理30-174
7.2.1本质安全层次30-174
7.2.2本质安全设计流程30-176
7.3本质安全评价方法30-176
7.3.1Dow火灾爆炸指标法和蒙德指标法30-176
7.3.2本质安全原型指标30-179
7.3.3本质安全指标法30-179
7.3.4基于模糊理论的本质安全指标法30-181
7.3.5综合本质安全指标法30-181
7.3.6其他本质安全指标评价方法30-182
7.3.7本质安全指标评价方法的比较30-182
参考文献30-183
本卷索引本卷索引1
全书索引全书索引1
1概述26-2
1.1生化工程概况26-2
1.1.1生化工程定义和发展26-2
1.1.2生化工程的任务和内容26-2
1.2生物生产过程的特点26-4
1.3酶的概述26-4
1.3.1酶的分类和命名26-5
1.3.2酶的组成26-7
1.3.3酶的作用机制和调节26-8
1.3.4酶的修饰与改造26-10
1.3.5重要工业用酶简介26-11
1.4重要微生物和其他生物组织细胞26-12
1.4.1常用的工业微生物26-13
1.4.2植物组织细胞26-14
1.4.3动物细胞培养26-15
1.5微生物的培养26-16
1.5.1菌株选育26-16
1.5.2工业微生物培养基26-23
1.5.3微生物生长和生产条件26-27
1.5.4微生物代谢调节26-30
1.6生物化工的发展与展望26-32
参考文献26-33
2生物反应计量学和动力学26-35
2.1生物反应计量学26-35
2.1.1细胞的组成和计量表达式26-35
2.1.2生物反应的计量表达式26-36
2.1.3计量系数26-36
2.1.4生物反应中的能量平衡26-37
2.2生物反应动力学概述26-38
2.3酶催化反应动力学26-39
2.3.1米氏方程26-39
2.3.2动力学参数及其求取26-40
2.3.3有抑制的酶催化反应26-44
2.4细胞反应动力学26-50
2.4.1批式培养动力学26-50
2.4.2连续培养动力学26-56
2.4.3补料批式培养动力学26-59
参考文献26-61
3生物反应器26-63
3.1生物反应多相体系及其流动特性26-63
3.1.1反应体系中的固相生物颗粒及其特性26-63
3.1.2生物反应中的流体及其流动特性26-64
3.2生物反应器中的传递现象26-66
3.2.1生物反应器中的搅拌与混合26-66
3.2.2生物反应器中的氧传递26-68
3.2.3生物反应器中的液固传质26-70
3.2.4生物反应器中的热量传递26-72
3.3典型的生物反应器26-73
3.3.1机械搅拌罐26-74
3.3.2气升式反应器和鼓泡式反应器26-75
3.3.3液体喷射循环反应器26-79
3.3.4流化床反应器26-79
3.3.5固定床生物反应器26-80
3.3.6动物细胞培养反应器26-80
3.3.7植物细胞培养反应器26-81
3.4生物反应器的放大26-81
3.4.1生物反应器放大方法26-82
3.4.2机械搅拌罐的放大26-82
参考文献26-83
4细胞与酶固定化技术26-85
4.1细胞与酶固定化技术概述26-85
4.2固定化方法26-86
4.2.1吸附法26-86
4.2.2包埋法26-88
4.2.3交联法26-89
4.2.4化学共价法26-90
4.2.5逆胶束酶反应系统26-92
4.2.6絮凝法26-93
4.2.7新型固定化方法26-94
4.3固定化技术在工业上的应用举例26-95
4.3.1生产高果糖浆26-95
4.3.2生产L-氨基酸26-95
4.3.3在合成生物柴油中的应用26-97
4.3.4在医学与分析化学上的应用26-98
4.4固定化反应器设计原理26-100
4.4.1固定化细胞与酶的酶活收率26-100
4.4.2反应器中的流动26-101
4.4.3基本动力学模型26-101
4.4.4设计的优化26-106
4.5固定化酶和细胞反应器26-107
4.5.1制备固定化生物催化剂的装置26-107
4.5.2固定化颗粒及形状26-108
4.5.3填充床反应器（PFR）26-109
4.5.4连续搅拌式反应器（CSTR）26-110
4.5.5膜式或管式反应器26-111
4.5.6流化床反应器（FBR）26-111
4.5.7逆胶束萃取反应器26-113
参考文献26-113
5灭菌及安全防护技术26-115
5.1灭菌的方法26-115
5.2微生物的死亡规律26-117
5.3培养基的加热灭菌26-119
5.3.1温度的影响26-119
5.3.2分批灭菌26-119
5.3.3连续灭菌26-120
5.4空气除菌26-123
5.5污染的防止26-126
5.5.1纯种培养的保证26-126
5.5.2防止培养物污染环境26-128
参考文献26-131
6生化过程检测与控制26-132
6.1生化过程检测26-132
6.1.1概述26-132
6.1.2生化过程参数分类26-133
6.1.3几种主要的间接参数计算或测量方法26-133
6.2生物传感器26-136
6.2.1概述26-136
6.2.2酶传感器26-138
6.2.3微生物传感器26-139
6.2.4免疫传感器26-140
6.2.5生物传感器的换能器26-141
6.2.6生化过程培养液成分的在线检测26-147
6.3生化过程控制26-149
6.3.1概述26-149
6.3.2常规控制26-150
6.3.3高级控制26-152
6.3.4发酵过程故障诊断和早期预警26-162
参考文献26-168
7生物分离技术26-170
7.1概述26-170
7.1.1生物分离过程的特点26-170
7.1.2生物分离过程的一般流程及单元操作26-170
7.2细胞及其他固形物的回收和去除26-171
7.2.1发酵液的预处理26-172
7.2.2凝聚和絮凝26-172
7.2.3过滤26-173
7.2.4离心分离26-174
7.3细胞破碎26-177
7.3.1破碎分类26-177
7.3.2机械破碎26-178
7.3.3非机械破碎方法26-180
7.4生化物质的提取26-181
7.4.1沉淀法26-182
7.4.2萃取26-185
7.4.3离子交换及吸附26-189
7.4.4膜分离26-189
7.5生化物质的纯化26-191
7.5.1色谱技术26-191
7.5.2电泳分离技术26-196
7.6生物产品的后加工26-205
7.6.1结晶26-205
7.6.2干燥26-205
参考文献26-206
8合成生物技术26-208
8.1概述26-208
8.2人工基因组的设计与合成26-209
8.2.1DNA合成技术——Building block构建26-209
8.2.2DNA组装技术——Minichunk构建26-210
8.2.3染色体替换技术——酵母染色体替换26-211
8.3天然产物的异源合成26-212
8.3.1天然产物及生产现状26-212
8.3.2合成生物技术对天然产物合成带来的发展机遇26-213
8.4酶和蛋白质工程26-215
8.4.1蛋白质设计与酶的优化26-215
8.4.2酶定向进化26-216
8.4.3理性设计26-217
8.4.4多酶催化组装26-218
参考文献26-218
9典型的生化过程26-220
9.1生化过程的分类26-220
9.2有机溶剂类产品生产过程26-220
9.2.1乙醇26-220
9.2.2丙酮、丁醇26-225
9.3有机酸类产品生产过程26-226
9.3.1柠檬酸26-226
9.3.2葡萄糖酸26-228
9.4氨基酸类产品生产过程26-232
9.4.1谷氨酸26-232
9.4.2赖氨酸26-237
9.5抗生素类产品生产过程26-239
9.5.1青霉素26-239
9.5.2红霉素26-240
9.5.3头孢菌素26-242
9.6酶制剂类产品生产过程26-243
9.6.1淀粉酶和糖化酶26-243
9.6.2葡萄糖异构酶26-245
9.6.3纤维素酶26-246
9.6.4脂肪酶26-248
9.6.5蛋白酶26-249
9.6.6植酸酶26-250
9.7维生素类产品生产过程26-251
9.7.1维生素B226-251
9.7.2维生素B1226-254
9.8蛋白质、多肽类药物等医药产品的生产过程26-256
9.8.1典型的多肽药物：胰岛素26-256
9.8.2典型的蛋白质药物：干扰素26-256
9.9生物燃气产品生产过程26-258
参考文献26-260
符号说明26-261
第27篇过程系统工程
1概论27-2
1.1过程系统工程的领域27-2
1.2过程系统工程的基本概念27-3
1.2.1系统，环境27-3
1.2.2过程系统27-3
1.2.3过程系统分析27-3
1.2.4过程系统综合27-4
1.2.5过程系统优化27-4
1.2.6过程系统设计27-5
1.3过程系统工程的研究方法与手段27-5
1.3.1图示法27-5
1.3.2数学模型法27-5
1.3.3数学模型的类型与建立27-5
1.4过程系统结构的表示27-6
1.4.1图形表示27-6
1.4.2矩阵表示27-6
参考文献27-9
2过程系统的稳态模拟27-10
2.1过程系统稳态模拟的基本知识27-10
2.1.1过程系统的数学模型27-10
2.1.2过程系统模拟的基本任务27-11
2.1.3过程系统稳态模拟的基本方法27-12
2.1.4流程模拟软件27-12
2.2过程单元与过程系统的自由度分析27-14
2.2.1自由度概念27-14
2.2.2过程单元的自由度分析27-15
2.2.3过程系统的自由度分析27-20
2.3过程系统模拟的序贯模块法27-21
2.3.1序贯模块法的基本问题27-22
2.3.2不相关子系统的分隔27-23
2.3.3不可分隔子系统的断裂27-29
2.3.4断裂流股变量的收敛27-34
2.3.5应用实例27-36
2.4过程系统模拟的联立方程法27-47
2.4.1联立方程法的基本思想和特点27-47
2.4.2稀疏线性方程组的解法27-50
2.5过程系统模拟的联立模块法27-56
2.5.1基本策略和特点27-56
2.5.2简化模型建立中问题的描述方式27-57
2.5.3单元简化模型的形式27-59
参考文献27-60
3过程系统综合27-62
3.1过程系统综合研究的主要领域27-62
3.2过程系统综合的基本方法27-63
3.3换热网络的综合27-64
3.3.1换热网络综合的目标27-65
3.3.2换热网络综合的方法27-67
3.4多组分分离序列的综合27-83
3.4.1分离序列综合问题27-83
3.4.2分离过程的能耗27-86
3.4.3直观推断规则27-87
3.4.4有序直观推断法27-88
3.4.5模糊直观推断法27-90
3.5公用工程系统的综合27-93
3.5.1各级蒸汽需求量的确定27-93
3.5.2公用工程系统的综合27-95
3.6过程系统能量集成27-98
3.6.1整个过程系统的设计27-98
3.6.2反应器和分离设备设计中的相互关系27-99
3.6.3分离过程与系统的热集成27-100
3.6.4公用工程与过程系统的能量集成27-106
3.7水网络集成27-109
3.7.1水网络集成的目标27-111
3.7.2水网络集成的方法27-112
3.8氢网络集成27-122
3.8.1氢网络集成的目标27-122
3.8.2氢网络集成的方法27-123
参考文献27-130
本篇一般参考文献27-132
符号说明27-133
第28篇过程控制
1控制工程基础28-2
引言28-2
1.1自动控制系统概述28-2
1.1.1自动控制系统的类型及组成28-3
1.1.2闭环控制系统的过渡过程及控制指标28-6
1.2控制系统的描述方法28-8
1.2.1微分方程28-8
1.2.2传递函数28-11
1.2.3状态空间模型28-18
1.2.4脉冲传递函数28-22
1.3线性连续控制系统28-22
1.3.1时间特性和频率特性28-23
1.3.2稳定性和稳定裕量28-26
1.4线性离散控制系统28-28
1.4.1采样器及保持器28-29
1.4.2z变换及脉冲传递函数28-30
1.4.3线性离散控制系统的分析方法28-33
1.5化工过程动态数学模型28-34
1.5.1动态数学模型的作用28-34
1.5.2机理模型的建立28-35
1.5.3系统辨识和参数估计28-37
1.5.4自由度分析28-38
1.6控制系统28-39
1.6.1静态控制28-40
1.6.2动态控制28-41
参考文献28-41
2过程检测仪表28-43
引言28-43
2.1过程检测仪表主要性能指标和测量误差28-43
2.1.1仪表主要性能指标28-43
2.1.2测量误差28-44
2.2压力测量仪表28-45
2.2.1压力表28-46
2.2.2弹性式压力表28-46
2.2.3液柱式压力计28-47
2.2.4负荷式压力计28-47
2.2.5压力传感器28-47
2.2.6压力开关28-48
2.2.7压力测量仪表的选用28-48
2.3物位测量仪表28-49
2.3.1浮力式液位计28-49
2.3.2差压式液位计28-49
2.3.3电容式液位计28-51
2.3.4雷达物位计28-52
2.3.5超声波物位计28-53
2.3.6放射性物位计28-53
2.3.7伺服液位计28-54
2.3.8磁致伸缩液位计28-55
2.3.9物位开关28-55
2.3.10物位测量仪表的选用28-56
2.4流量测量仪表28-57
2.4.1体积流量计28-57
2.4.2质量流量计28-62
2.4.3流量计的选用28-64
2.5温度测量仪表28-66
2.5.1玻璃液体温度计28-66
2.5.2双金属膨胀式温度计和压力式温度计28-66
2.5.3热电阻28-67
2.5.4热电偶28-68
2.5.5非接触式温度计28-69
2.5.6温度测量仪表的选用28-70
2.6过程分析仪表28-70
2.6.1热导式气体分析器28-71
2.6.2磁导式氧气分析器28-71
2.6.3红外线分析器28-72
2.6.4工业用气相色谱仪28-72
2.6.5电化学式分析器28-74
2.6.6电导式分析器28-76
2.6.7热化学式分析器28-76
2.6.8光电比色分析器28-76
2.6.9工业黏度计28-77
2.6.10轴位移和轴振动测定仪28-77
2.7变送器28-78
2.7.1变送器量程迁移和零点迁移28-78
2.7.2压力（差压）变送器28-80
2.7.3温度变送器28-82
2.7.4智能式变送器28-83
2.8显示仪表28-85
2.8.1模拟式显示仪表28-85
2.8.2数字式显示仪表28-85
参考文献28-87
3过程控制装置28-89
引言28-89
3.1控制器28-90
3.1.1模拟式控制器28-90
3.1.2离散PID算法28-92
3.1.3PID算式改进形式28-93
3.1.4采用离散PID算法与连续PID算法的性能比较28-93
3.1.5数字式控制器28-94
3.2可编程序控制器（PLC）28-97
3.2.1PLC的基本结构组成28-98
3.2.2PLC的应用注意事项28-98
3.2.3PLC主要产品介绍28-100
3.3集散控制系统（DCS）28-102
3.3.1DCS发展经历28-102
3.3.2DCS的硬件结构组成28-104
3.3.3DCS的软件28-110
3.3.4DCS主要产品介绍28-112
3.4现场总线控制系统（FCS）28-113
3.4.1FCS的基本结构组成28-114
3.4.2典型的现场总线28-115
3.5紧急停车系统（ESD）28-119
3.5.1ESD的类型28-120
3.5.2ESD的常用指标28-120
3.5.3ESD的可靠性设计原则28-122
3.5.4工艺联锁和顺序控制与紧急停车联锁28-124
3.6安全仪表系统（SIS）28-124
3.6.1SIS的基本结构组成28-124
3.6.2SIS的功能28-124
3.6.3安全仪表系统设计的基本原则28-125
参考文献28-125
4过程控制28-127
引言28-127
4.1简单控制系统28-127
4.1.1被控变量的选择28-128
4.1.2操纵变量的选择28-128
4.1.3控制规律的选择28-128
4.1.4控制阀的选择28-129
4.1.5控制器参数的工程整定28-132
4.2串级控制系统28-134
4.2.1串级控制系统的结构及方框图28-134
4.2.2串级控制系统的特点28-135
4.2.3串级控制系统的设计28-135
4.3均匀控制系统28-136
4.3.1简单均匀控制系统28-136
4.3.2串级均匀控制系统28-137
4.4比值控制系统28-137
4.4.1单闭环比值控制系统28-138
4.4.2双闭环比值控制系统28-138
4.4.3变比值（串级比值）控制系统28-138
4.5前馈控制系统28-140
4.5.1前馈控制系统原理28-140
4.5.2前馈控制系统的几种形式28-141
4.6分程控制系统28-142
4.6.1不同工况需要不同的控制手段28-142
4.6.2扩大调节阀的可调范围28-144
4.7选择性控制系统28-144
4.7.1超驰控制系统28-144
4.7.2其他类型的选择性控制系统28-146
4.8双重控制系统28-147
4.9纯滞后补偿系统28-148
4.10解耦控制系统28-151
4.10.1系统的关联分析（相对增益）28-151
4.10.2解耦控制28-152
4.10.3解耦设计中的有关问题28-153
参考文献28-154
5先进控制技术28-155
引言28-155
5.1软测量28-155
5.1.1软测量技术简介28-155
5.1.2辅助变量选择28-156
5.1.3数据选择与处理28-157
5.1.4软测量建模方法28-157
5.1.5软测量优化方法28-162
5.2差拍控制28-163
5.2.1差拍控制简介28-163
5.2.2达林算法28-164
5.2.3V.E.控制算法28-164
5.3推断控制28-165
5.3.1推断控制简介28-165
5.3.2狭义推断控制28-165
5.3.3广义推断控制28-166
5.4预测控制28-167
5.4.1模型预测控制简介28-167
5.4.2预测函数控制28-169
5.4.3脉冲响应控制28-169
5.4.4动态矩阵控制（DMC）28-170
5.4.5广义预测控制（GPC）28-170
5.4.6多变量预测控制28-171
5.4.7连续重整装置预测控制实例28-171
5.5自适应与自校正控制28-174
5.5.1自适应控制简介28-174
5.5.2自整定调节器28-174
5.5.3模型参考型自适应控制系统28-176
5.5.4自校正控制系统28-176
5.5.5鲁棒自适应控制28-177
5.6模糊控制28-177
5.6.1模糊控制简介28-177
5.6.2模糊控制的数学基础28-178
5.6.3模糊控制器的基本结构28-179
5.6.4模糊控制器设计分析28-181
5.7神经网络控制28-183
5.7.1神经网络控制简介28-183
5.7.2典型神经网络28-184
5.7.3神经网络控制28-185
5.7.4神经网络控制应用实例28-186
5.8专家控制系统28-188
5.8.1专家控制简介28-188
5.8.2专家控制系统的特点28-189
5.8.3专家控制系统的组织结构28-189
5.8.4常见的专家控制系统28-190
5.8.5专家控制系统应用实例28-191
参考文献28-192
6化学工程单元操作控制策略28-194
引言28-194
6.1流体输送设备的控制28-194
6.1.1离心泵的控制28-195
6.1.2往复泵与位移式旋转泵的控制方案28-196
6.1.3离心式压缩机的控制28-197
6.1.4离心式压缩机的防喘振控制28-197
6.2传热设备的控制方案28-200
6.2.1一般传热设备的控制28-200
6.2.2管式加热炉的控制28-202
6.2.3锅炉设备的控制28-204
6.2.4蒸汽过热系统的控制28-209
6.3精馏塔的控制28-210
6.3.1精馏塔的基本控制方案28-211
6.3.2采用计算指标的控制28-215
6.3.3精馏塔的节能控制方案28-219
6.4化学反应器的控制28-221
6.4.1取反应产品成分或反应转化率作为被控变量28-222
6.4.2取反应过程的工艺状态变量作为被控变量28-223
6.4.3稳定外围的控制方案28-226
6.4.4开环不稳定反应器的控制28-226
6.5应用案例——原油蒸馏装置（CDU）的控制28-228
6.5.1常压炉和减压炉的综合控制28-228
6.5.2产品质量指标的软测量28-228
6.5.3初馏塔和常压塔的先进控制器28-229
6.5.4减压塔的先进控制器28-231
参考文献28-232
7化工生产过程操作优化28-233
引言28-233
7.1操作优化的数学模型28-233
7.1.1目标函数28-233
7.1.2过程化模型28-234
7.1.3约束28-236
7.2化方法28-236
7.2.1线性规划法28-236
7.2.2非线性规划法28-236
7.2.3智能优化算法28-236
7.2.4混合整数规划28-237
7.2.5动态优化方法28-237
7.3化工过程操作优化典型应用案例28-238
7.3.1乙烯装置裂解深度优化控制28-238
7.3.2聚乙烯分子量分布优化28-241
7.3.3复杂反应过程控制优化28-243
7.3.4精馏塔的优化28-244
参考文献28-247
8炼化过程的计划优化与调度28-248
引言28-248
8.1化工过程的生产计划优化28-248
8.2炼化过程的生产调度28-253
8.3化工过程的计划优化与调度应用案例28-258
参考文献28-260
9企业综合自动化系统28-262
引言28-262
9.1综合自动化与MES系统简介28-262
9.2MES的技术标准与规范28-263
9.3MES项目研发和实施策略28-264
9.3.1需求分析28-264
9.3.2功能确定28-267
9.3.3实施原则与方法28-268
9.4MES产品介绍28-268
9.4.1Honeywell解决方案28-269
9.4.2Proficy解决方案28-269
9.4.3HOLLIAS-MES解决方案28-269
9.4.4浙江中控MES-Suite化工行业MES解决方案28-270
9.5MES在石化过程中的应用案例28-271
参考文献28-273
符号说明28-274
第29篇污染治理
1废气污染控制29-2
1.1概述29-2
1.1.1废气污染控制的目的和任务29-2
1.1.2废气污染控制技术进展29-2
1.2大气污染控制标准和规范29-3
1.2.1大气环境质量标准29-4
1.2.2大气污染物排放标准29-5
1.2.3相关检测规范29-7
1.2.4废气治理技术规范29-8
1.3颗粒物的控制29-9
1.3.1概述29-9
1.3.2机械除尘器29-10
1.3.3湿式除尘器29-15
1.3.4过滤式除尘器29-19
1.3.5电除尘器29-22
1.3.6除尘器的选用及发展趋势29-24
1.4气态污染物的控制29-24
1.4.1概述29-24
1.4.2吸收法29-25
1.4.3吸附法29-31
1.4.4燃烧法29-34
1.4.5生物法29-38
1.4.6光催化法29-40
1.4.7低温等离子体法29-40
1.4.8泄漏检测与修复29-40
1.4.9其他新技术29-41
1.4.10不同VOCs控制技术适用性汇总29-42
1.5废气收集系统29-43
1.5.1集气罩设计29-44
1.5.2管线系统设计29-52
参考文献29-58
2废水处理29-59
2.1废水处理概述29-59
2.1.1化工废水的来源、特征及分类29-59
2.1.2化工废水中的主要污染物种类及其危害29-60
2.1.3化工废水排放标准、规范29-62
2.1.4化工废水处理方法的分类29-62
2.1.5化工废水处理工艺的选择及原则29-62
2.2预处理29-63
2.2.1概述29-63
2.2.2物理分离29-63
2.2.3物理化学处理29-75
2.2.4化学处理技术29-92
2.3废水生物处理技术29-112
2.3.1生物处理技术基础29-112
2.3.2生物脱氮除磷原理29-115
2.3.3活性污泥法29-116
2.3.4改良活性污泥法29-120
2.3.5生物膜法29-123
2.3.6厌氧生物处理29-128
2.4污泥处理处置29-137
2.4.1污泥的性质29-137
2.4.2污泥浓缩29-139
2.4.3污泥的消化技术29-140
2.4.4污泥的干化技术29-143
2.4.5污泥的焚烧技术以及终处置技术29-145
2.5废水处理技术集成及资源化29-146
2.5.1概述29-146
2.5.2废水处理技术集成29-147
2.5.3废水资源化技术29-148
参考文献29-150
3固废处理与处置29-152
3.1概述29-152
3.2工业固废的来源和特性29-153
3.2.1工业固废的分类和来源29-153
3.2.2工业固废的特性29-158
3.2.3危险废物29-160
3.3工业固废的收集、贮存与运输29-162
3.3.1收集与贮存29-162
3.3.2运输29-165
3.4工业固废的处理29-166
3.4.1处理技术简介29-166
3.4.2预处理29-166
3.4.3好氧堆肥29-168
3.4.4厌氧发酵29-169
3.4.5焚烧29-172
3.4.6热解29-180
3.4.7危险废物的固化与稳定化29-180
3.5工业固废的资源化29-183
3.6工业固废的处置29-184
3.6.1土地填埋29-185
3.6.2危险废物的安全填埋29-185
参考文献29-193
第30篇过程安全
1绪论30-2
1.1安全计划30-3
1.2事故和损失统计30-4
1.3可接受风险30-9
1.4公众感知30-9
1.5事故过程特征30-9
1.6事故案例30-12
参考文献30-15
2化工过程安全理论基础30-17
2.1火灾和爆炸30-17
2.1.1火三角30-17
2.1.2基本概念30-18
2.1.3燃烧特性30-19
2.1.4极限氧浓度30-24
2.1.5可燃性图表30-25
2.1.6点火源30-27
2.1.7点火能30-27
2.1.8气溶胶和薄雾30-28
2.1.9爆炸30-28
2.1.10蒸气云爆炸30-36
2.1.11沸腾液体扩展蒸气爆炸30-37
2.1.12粉尘爆炸30-38
2.1.13静电30-45
2.2毒性30-56
2.2.1毒性的评价指标30-56
2.2.2毒物危险控制30-56
2.3其他危险性30-57
2.3.1真空危害30-57
2.3.2惰性物质的危险性30-58
参考文献30-60
3危险化学品和化学反应危险性30-61
3.1物质化学结构与活性危险性30-61
3.1.1爆炸性化合物特有官能团30-61
3.1.2易形成过氧化物的化学结构30-63
3.1.3混合危险物质30-64
3.1.4容易发生事故的化学反应 30-65
3.1.5与危险化学反应有关的操作30-66
3.2物质危险性评价程序30-68
3.3基于化学结构的燃爆特性定量预测30-69
3.3.1闪点预测30-70
3.3.2自燃点预测30-71
3.3.3爆炸极限预测30-72
3.3.4燃烧热预测30-73
3.3.5撞击感度预测30-73
3.4化工工艺过程危险性30-74
3.4.1全生命周期30-74
3.4.2控制预期反应的工艺过程设计30-75
3.4.3抑制不可控反应系统的设计30-78
3.4.4反应危险性评估和过程危险性分析30-78
3.4.5反应数据的来源30-79
参考文献30-79
4化工过程安全分析30-81
4.1常见的泄漏源30-81
4.2液体泄漏30-82
4.2.1液体通过小孔泄漏30-82
4.2.2储罐中液体通过小孔泄漏30-84
4.2.3液体通过管道泄漏30-86
4.3气体泄漏30-90
4.3.1气体通过小孔泄漏30-90
4.3.2气体通过小孔泄放30-91
4.3.3气体通过管道泄漏30-91
4.4扩展的泄漏模型30-98
4.4.1小孔泄漏的一般求解方法30-98
4.4.2过冷液体泄漏30-100
4.4.3小孔泄漏的数值解求解方法30-101
4.4.4可压缩流体的泄漏模型30-101
4.4.5小孔和水平管道流的均相平衡模型30-102
4.4.6斜管泄漏的均相平衡模型30-103
4.4.7均相平衡模型的非均相扩展30-105
4.5大气扩散及影响因素30-105
4.5.1污染源30-106
4.5.2大气和地形参数30-106
4.5.3大气与污染物之间的相互作用30-107
4.6大气扩散模型30-108
4.6.1术语30-109
4.6.2Pasquill-Gifford扩散模型30-109
4.6.3重气扩散模型（Britter-McQuaid）30-110
4.7容器爆炸损伤估计30-114
4.7.1必要假设30-114
4.7.2爆炸特性30-114
4.7.3碎片的形成30-115
4.7.4碎片初始速度30-115
4.7.5装有活性气体混合物的容器爆炸 30-115
4.7.6装有惰性高压液体的容器爆炸30-116
4.7.7碎片的移动距离30-116
4.7.8碎片的打击速度30-116
4.7.9冲击波的响应30-116
参考文献30-117
5安全装置30-118
5.1泄压系统30-118
5.1.1泄压系统术语30-118
5.1.2泄放场景30-118
5.1.3泄压装置30-120
5.1.4泄压系统计算30-121
5.2紧急泄放装置的泄放物收集和处理30-127
5.2.1设备的类型30-127
5.2.2设备选择准则和指南30-133
5.3阻火安全装置30-135
5.3.1阻火器30-135
5.3.2安全液封30-136
5.3.3单向阀30-137
5.3.4阻火闸门30-137
参考文献30-138
6危险源辨识及风险评价30-139
6.1危险源辨识30-139
6.1.1过程危险检查表30-140
6.1.2危险调查30-144
6.1.3危险和可操作性（HAZOP）研究30-148
6.1.4其他方法30-151
6.2风险评价30-151
6.2.1回顾概率理论30-152
6.2.2事件树30-158
6.2.3事故树30-160
6.2.4QRA和LOPA30-166
参考文献30-171
7本质安全30-173
7.1本质安全与全过程生命周期30-173
7.1.1本质安全30-173
7.1.2全过程生命周期考虑本质安全30-174
7.2本质安全设计原理30-174
7.2.1本质安全层次30-174
7.2.2本质安全设计流程30-176
7.3本质安全评价方法30-176
7.3.1Dow火灾爆炸指标法和蒙德指标法30-176
7.3.2本质安全原型指标30-179
7.3.3本质安全指标法30-179
7.3.4基于模糊理论的本质安全指标法30-181
7.3.5综合本质安全指标法30-181
7.3.6其他本质安全指标评价方法30-182
7.3.7本质安全指标评价方法的比较30-182
参考文献30-183
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