本书在综述现有化工过程本质安全化研究工作的基础上，重点对化工生产过程在不确定因素扰动下维持稳定操作的关键科学问题进行了论述。首先介绍了化工过程多稳态现象及多稳态解的求解方法，化工过程多稳态解的稳定性分析方法，稳定稳态解的稳定性量化的表征方法； 然后介绍了化工过程中可能引发振荡现象的奇异点的求解方法以及在化工过程设计中规避这些奇异点的方法； 之后介绍了综合考虑稳定性和系统奇异点特性的化工过程本质安全化的设计方法； 接着详细介绍了工业聚丙烯过程的多稳态现象及其稳定性分析； 并展望了在设计过程中将稳定性与柔性分析相结合的方法。在本书的写作过程中，我们参考了有关的重要专著和相关的众多期刊文献，书中大部分内容为作者多年来从事化工过程多稳态解及稳定性分析的基础理论与应用研究工作的一些成果。

本书的编写得到了清华大学化工系过程系统过程研究所团队的关心及支持，本书第7章的内容主要取材于刘柱彬的硕士论文(2014)，第8章的内容主要取材于蒋浩的学士论文(2013)，张楠对书中的多张图片做了仔细修改，在此向他们表示衷心的感谢！自2006年以来，编著者在这方面的研究先后获得一项“973”课题(2012CB720500)、一项国家自然科学青年基金(21306100)、一项博士点科研基金(20100002110021)、两项博士后科研基金(20100480282、2012T50099)的资助，借此对上述各单位的支持表示感谢！

面向本质安全化的化工过程设计的理论与方法等仍是当前国内外的研究热点课题。由于我们的研究能力与水平所限，错误与不足之处在所难免，恳请读者给予批评指正。

编著者
2016年1月于清华大学

面向本质安全化的化工过程设计-多稳态及其稳定性分析 目录

第1章引言

1.1背景简介

1.2本质安全化设计方法研究进展

1.3本书内容介绍

参考文献

第2章化工过程中的多稳态现象

2.1引言

2.2非线性方程组求解方法

2.2.1线性方程组高斯消元法和共轭梯度法

2.2.2牛顿法及其变体

2.2.3同伦延拓法

2.2.4多启动延拓法

2.2.5单纯形算法和长方体算法

2.2.6郭涛算法

2.2.7扩展的同伦延拓法

2.2.8算法小结

2.3案例一全混釜串联反应过程

2.3.1反应过程简介

2.3.2反应过程数学模型

2.3.3单参数变化时的多稳态解现象

2.3.4稳态解在操作参数空间中的分布

2.3.5结果讨论

2.4案例二甲苯氧化反应过程

2.4.1引言

2.4.2化工过程


2.4.3甲苯氧化过程数学模型

2.4.4甲苯氧化过程模拟

2.4.5甲苯氧化过程的多稳态解现象

2.4.6结果讨论

2.5本章小结

参考文献

第3章化工过程多稳态点的稳定性分析

3.1引言

3.2稳定性的概念

3.3稳定性的判断方法

3.3.1李雅普诺夫判断方法

3.3.2用奇异点判断系统的稳定性

3.4案例一发酵反应过程

3.4.1发酵反应过程的数学模型

3.4.2稳态点的稳定性判断

3.4.3不同操作条件下的稳定性区域划分

3.4.4结果讨论

3.5案例二苯乙烯聚合反应

3.5.1苯乙烯聚合反应过程简介

3.5.2苯乙烯聚合过程的数学模型

3.5.3苯乙烯聚合过程的多稳态及其稳定性

3.5.4结果讨论

3.6本章小结

参考文献

第4章稳定稳态点的稳定性的量化及其应用

4.1引言

4.2稳定稳态操作点稳定性的表征

4.2.1稳定稳态点所能承受的*大扰动范围

4.2.2稳定稳态点在扰动下的收敛速率

4.3稳定稳态操作点的稳定性量化表征

4.3.1稳定稳态点所能承受的*大扰动范围的量化表征

4.3.2稳定稳态点在扰动下的收敛速率的量化表征

4.4本章小结

参考文献

第5章化工过程中的奇异点及相应的设计方法研究

5.1引言

5.2微生物连续发酵过程中的振荡现象

5.3化工过程中的奇异点

5.3.1Hopf点的识别

5.3.2Hopf分岔周期解的计算

5.3.3Hopf奇异点分析框架

5.4运动发酵单胞菌连续发酵生产生物乙醇

5.4.1发酵过程模型

5.4.2体系中的Hopf奇异点与极限环

5.4.3参数变化对Hopf奇异点的影响

5.4.4结果讨论

5.5肺炎克雷伯菌连续发酵生产1，3?丙二醇

5.5.1引言

5.5.2发酵过程描述

5.5.3厌氧发酵过程的代谢路径

5.5.4发酵过程的模型

5.5.5奇异点及振荡现象

5.5.6Hopf奇异点区域

5.5.7定量描述操作点到奇异点区域的表征方法

5.5.81，3?丙二醇生产过程的优化设计

5.5.9考虑Hopf奇异点分布的优化计算结果

5.5.10考虑稳定性的优化计算结果

5.5.11结果讨论

5.6设计思路

5.7本章小结

参考文献

第6章本质安全化的化工过程设计方法框架

6.1引言

6.2设计框架

6.3稳定性量化表征在优化设计中的应用

6.3.1设计步骤

6.3.2计算案例

6.4考虑Hopf奇异点影响范围的优化设计

6.4.1奇异点分布

6.4.2未考虑奇异点区域影响的优化设计

6.4.3综合考虑奇异点区域影响的优化设计

6.5本章小结

参考文献

第7章稳定性分析的工业实例

7.1聚丙烯工业发展概况

7.2气相卧式搅拌釜聚丙烯反应器的稳态模型

7.2.1气相卧式搅拌釜聚丙烯反应器介绍

7.2.2反应器模型

7.2.3物性方法

7.2.4反应动力学

 2/3   首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页

工业技术 化学工业 其他化学工业

在线阅读