化工过程流程重构

　　本书围绕进料位置不合适引起的塔内部传热/传质异常问题展开，研究了精馏塔系统进料瓶颈的识别方法，探讨了消除进料瓶颈进料位置调整的流程重构策略，并设计出重构后系统的再优化及关键过程设备的控制策略。以乙烯裂解过程多进料脱甲烷系统为例，提出了化工过程流程重构的设计、识别及操作条件再优化的系统理论和实践方法。本书适合从事化工系统工程和控制工程的工程技术人员及科研工作者阅读，也可作为高等院校教师、研究生和高年级本科生教学与参考用书。

　　罗雄麟，中国石油大学（北京），教授、系主任，从事工业自动化和化学工程等方面的教学和科研工作，主要讲授“过程控制工程”、“过程控制工程专题”、“大系统控制论”等课程。主编和参编《石油炼制工程》（第三版、第四版）、《化学工程（石油加工）专业英语阅读教程》等教材或丛书4部。已培养硕士毕业研究生136名、博士毕业研究生17名、博士后3名，在读硕博研究生17名。科研工作涉及控制理论及应用、过程控制工程、过程系统工程和机器学习等，同时长期从事炼油化工过程软测量仪表与先进控制、过程流程模拟与实时优化等技术开发与工程应用工作。主持和参加“六五”至“九五”国家重点科技攻关项目多项、“十五”国家863项目1项、国家自然科学基金项目5项、国家重点基础研究发展计划（973计划）项目1项，主持和参加省部级科研项目和炼油化工公司科技开发项目30多项。发表学术研究论文380多篇，其中SCI和EI检索收录240多篇次，获国家发明专利授权13项。

第1章　绪论 1
第2章　背景分析 9
第3章　脱甲烷塔装置仿真平台的建立 21
3．1 脱甲烷塔装置平台建模 23
3．1．1 脱甲烷塔装置的仿真平台简介 23
3．1．2 仿真软件及物性方法的选择 25
3．1．3 冷箱换热器简易模型 26
3．1．4 脱甲烷塔模型 29
3．1．5 循环物流问题解决策略 31
3．2 平台仿真结果 33
第4章　基于传热/传质的多股进料脱甲烷塔进料瓶颈识别方法 39
4．1 塔板的传热/传质状态分析 40
4．2 多股进料精馏塔进料瓶颈的识别 41
4．2．1 塔板的传热温差与传热量 43
4．2．2 塔板的传质浓度差与传质量 45
4．2．3 基于传热/传质综合的进料瓶颈识别方法 48
4．3 乙烯裂解过程多股进料脱甲烷塔进料瓶颈的识别 50
4．3．1 三种假设下脱甲烷塔进料虚拟闪蒸结果的分析 50
4．3．2 多股进料脱甲烷塔进料瓶颈的识别 53
第5章　多股进料脱甲烷塔流程重构的设计及过程动态分析 57
5．1 多股进料脱甲烷塔的进料位置流程重构的可行性分析 59
5．2 多股进料脱甲烷塔流程重构策略 60
5．2．1 进料位置调整对塔内传质规律的影响 61
5．2．2 多股进料脱甲烷塔进料位置调整策略及能耗分析 62
5．2．3 处理量及产品质量变化时脱甲烷塔进料位置重构对能耗的影响 65
5．3 多股进料脱甲烷塔流程重构的过程动态分析 68
5．3．1 塔顶和塔底温度的动态分析 71
5．3．2 塔顶关键组分的动态分析 71
5．3．3 塔底关键组分的动态分析 73
第6章　脱甲烷塔装置操作条件再优化策略 75
6．1 单元优化与复合系统优化简介 77
6．2 脱甲烷塔装置的单塔优化 80
6．2．1 单塔优化问题的描述 80
6．2．2 脱甲烷塔装置的单塔优化及结果分析 83
6．3 脱甲烷塔装置的复合塔优化 85
6．3．1 复合塔优化问题的描述 85
6．3．2 脱甲烷塔装置的复合塔优化及结果分析 88
6．4 两种优化方案的对比 90
第7章　多股进料脱甲烷塔的控制策略的研究 93
7．1 多股进料脱甲烷塔的过程控制与协同优化策略 94
7．1．1 控制与协同优化的理论基础 95
7．1．2 控制与协同优化的实施策略 98
7．1．3 在多股进料脱甲烷塔装置上的应用实例 101
7．2 多股进料脱甲烷塔进料位置切换的控制策略 107
7．2．1 固定塔顶和塔底控制指标的进料位置切换 108
7．2．2 调整控制指标下的多股进料位置的切换 111
参考文献 114