化工系統工程(ChemicalProcessSystemsEngineering)1、教學安排及要求（1）學時48h 3學分

課程論文(4000字以上,上機題目)（2）成績評定：課程論文平時作業口頭報告50分期末考試50分2、教材：（1）過程系統工程（華東理工大學出版社，2009年6月）姚平經主編（2）化工過程分析與綜合

（大連理工大學出版社，2009年1月）都健主編姚平經主審

參考書：（1）楊友麒，《實用化工系統工程》，化學工業出版社，1989

（2）麻德賢，李成岳，張衛東，《化工過程分析與合成》，化學工業出版社，2002年（面向21世紀教材）

（3）姚平經，《過程系統分析與綜合》，大連理工大學出版社，2004年(第二版)

（4）姚平經，《化工過程系統工程》，大連理工大學出版社,1992年（第一版）

（5）姚平經，《全過程系統能量優化綜合》（大連理工大學教授學術叢書，95卷），大連理工大學出版社,1995（6）WarrenD.Seider,J.D.Seader,DanielR.Lewin

PRODUCT&PROCESSDESIGNPRINCIPLE——

Synthesis,Analysis,andEvaluation(2e)

產品與過程設計原理——合成、分析與評估朱開宏李偉錢四海（譯）

（華東理工大學出版社）

第1章緒論1.1

過程系統工程的發展歷史和研究內容

1.1.1過程系統工程的發展歷史

（1）化工過程化工過程是指用適當的原料經過一系列物理單元操作和化學反應的單元過程而轉化為合乎需要的產品的過程。（2）過程系統工程（PSE）

以處理物料-能量-資金-信息流的過程系統為研究對象，其核心功能是過程系統的組織、計劃、協調、設計、控制和管理。目的是在總體上達成技術及經濟上的最優化，以符合可持續發展的要求。（1961年AIChE討論會論文集上第一次用到PSE,ProcessSystemsEngineering)

20世紀60年代初，產生和發展時期。產生的基礎是化學工程、系統工程、運籌學、數值計算方法、過程控制論及計算機技術等學科。（3）發展歷史

20世紀60年代末至70年代末，產生和發展的理論準備時期，是學術醞釀期。明確了學科范疇為過程系統的分析、過程綜合和過程控制。20世紀80年代末至90年代末，成長時期。一方面計算機應用的普及，研制出化工流程通用模擬系統。另一方面，石油危機，節能降耗。

學術理論走向工業應用。新世紀開始至現在，擴展時期，研究范圍和研究內容都在擴大。20世紀90年代，環境問題的突出，“綠色過程系統工程”。1.1.2過程系統工程的研究內容（1）基礎部分

過程穩態模擬

過程系統優化

過程系統綜合與集成過程動態分析與控制（2）擴充部分面向過程工業的經營管理系統工程，如：計劃與調度計算機集成加工系統供應鏈管理以過犁程系抖統為池對象計，建乒立數潤學模飲型的珠過程杏稱為珍模型況化（Mo胖de月li爛ng），象求解沈數學構模型緞的過岸程稱晚為模伸擬。從傳搭統的度過程雀系統捧擴展宅到聯翁合裝善置，鉆整個路企業割，甚向至于音一個匪地區企的工驚業生剪態系館統，也向巨型油系統發展兩。為了剝研究冊過程眾機理心和產峽品設害計，微觀川尺度的原掩子/分子藏模擬虎用來饞洞察蛾分子鳳結構不與宏燥觀性兄能之筋間的棚定量妻關系撞。過程遞系統憶模擬剛的一閉般步吼驟有風：（a）需萌要立壯足于但堅實覽工程奧實踐糕基礎逢上的思創造有性思思維，嚇明確牛研究散目標檔和預罪期結紫果；（b）建傲立數檢學模冬型：診根據嗓問題工定義繩，寫盤出相苦關衡校算方筑程和抽過程卷機理餐關聯捐式，立作出棍可行方的假酒定，刮進行跨必要逝的實養驗室萍實驗捷和獲爽得有通關工醋程數況據；（c）選溜擇計數算方每法和辮策略網或計戴算機疊軟件犁；（d）對脾模擬恢結果粱合理燙性的工評價卡：模農擬結愧果是爆否已就恰當巾的表裹達了閥實際攝過程決并進編行正永確的需解釋帽，研悟究各摧種備銀選方喘案，鋤提出蹈修改左，更優新和宴完善議措施駝。（3）過康程系謝統優腸化（Op缺ti祥mi崇za的ti倒on慮)過程加系統璃優化茂是實辟現過蓋程系烘統優勝化設粱計、膛優化靜操作謙、優領化控回制和懷優化劃管理怪的數麥學手柔段。最具劇代表趙性的害方法床是數學騾規劃先法。數丹學規突劃法梯把過炒程系僻統優置化問徐題表稀征為尿目標惡函數躺和一麻系列沃等式例、不減等式療約束批的多櫻變量掛數學敘模型鉤，然重后采榴用適果宜的睜算法暫獲得久問題索的最秘優解效或近悉優解寺。大規串模的非線百性規克劃和混合抽整數親非線恩性規匙劃問題犯。算法飽主要嚇有兩類，一參是基狼于梯宋度尋蒜優的尸確定絹性算鬧法，劑另一潑是進含化算始法（睬智能捷算法桑），沙如遺乞傳算唇法等嶼。多目孟標優燒化：財經濟劣、環業境和渡可操礎作性涂等多目凍標優態化問蠟題極諷少存傍在絕熟對最輪優解蔽，而練是存雕在一仿個非醬劣解慮集（pa追re蜜to解集），催即其蓮中每咐一個柿解在云不犧朗牲其溫它子誤目標殺性能脂的前彎提下勒已無啊法再寺改進篇單個惠子目望標性機能。對于廳多目呀標優飯化問流題，梨首先鮮尋求背非劣駕解集隨，然礎后由旗決策揚者按滴著各原目標細的重什要性?；騼灢瘸虈冗x雨擇最丟佳折放衷解染。（4）過頸程系閉統綜哄合(S樓yn引th培es測is叨)與集凡成（In夏te鑰gr顛at注io鍋n)

待綜合的過程系統給定渣的或荷可選蛾擇的小輸入所要驕求的難或希塊望的欺輸出過程粥系統你綜合崇是指哈按著統規定罷的系猶統特鎖性，脅尋求柴所需同的系丸統結強構及僅其各望子系湯統的柄性能跳，并瞧使系代統按遲規定響的目組標進嗓行最階優組完合；籠是過叨程系咸統設勢計中齊最具雀創造躍性的后步驟蘿。包括閘兩種衛決策誼：一偵是由宴相互刷作用感的單煉元/子系仰統之駐間的伯拓撲工和特久性而隙規定霉的各鋪種結構雞替換傳方案的選降擇，鏡另一座是組初成該你系統貫的各肝個單栽元/子系畝統的煉替換方案縣的設莊計。從數老學上蟲講，菜第一驅個決騾策可掛表示淚為整伏數規粘劃問漂題，餃第二吵個決綢策是穩非線頑性規高劃問盤題。綜合蒼方法煉：(a既)直觀衡推斷獵法(H語eu礎ri漠st很ic譜)(b此)調優貸法(E亂vo立lu槳ti哥on安ar苦y)(c片)分解倘法(D砌ec剝om敞po負si戰ti禮on阻)(d齒)結構橋參數蹄法(S述tr方uc悔tu您ra蚊l瞧pa禍ra態me突te慣r醒ap品pr窩oa詢ch聯)(e凱)人工剪智能(A旦rt挎if恨ic摩ia婆l目in齊te唯ll標ig牽en蔽ce觸)過程羊系統鎖綜合調的主噸要課消題：（a）底反應評路徑泥的綜版合較（b）反欄應器典網絡應綜合（c）挽換熱幸器網靈絡綜向合綠（d）分昨離序尿列綜抬合（e）瘦公用伸工程佳系統役綜合柴（f）遍控制糠系統肅綜合（g）武全流召程系制統綜鄭合禍（h）過湊程系藏統能菊量、悟質量乏集成過程項系統棗集成是從殲過程給系統娘設計其的整建體考距慮，果綜合油利用朵物質夾和能賊量，兩將物鏟質流選、能賞量流弊和信忘息流盞整體控優化壩，找京到理飯想的產過程禁系統茂。過程醒系統屬集成扛包括能量敘集成和質量原集成兩個側主要旁方面夕，相新伴隨罪的是浩信息團集成液。過程荷能量云集成是以覺合理歷利用南能量偽為目泥標的騰全過插程系誼統綜撓合問和題，些把反偵應、賢分離略、熱券回收拖和公釀用工章程子偷系統佳一體久化地逗考慮息能量傾的供沒求關恨系以除及過旦程結適構、贈操作悲參數村的調斬優處仰理，大達到陶全系隱統能鍛量的蒼優化比綜合雷。質量丑集成考慮泊物質晌的總射體分躍配，赤包括挺過程店中物娘質的絨利用匯、循屆環、治截斷滑，流輛股的齊分割喂、混濁合等海，涉柿及把座所有翠物質竹轉化蠢為最拌有價隆值產到物的跟路徑膚，有貞效的飯生產脆理想許產品唉，使況副產戰物和刺廢物晌最小蔬化。1.陵3本課工程的懂研究皂方法疤和特割點特點論：系領統的篩方法丙論、世研究須對象消為一哀個整體君、優勿化的思恭想。過程躁系統環進行幕科學丘研究阻的方過法察：第一叼步，建播立過名程系捆統的室數學屢模型擦，或守運用桿已有俗模擬投軟件帝，進袖行數泉學模里