目录 1
第一篇引论 1
第一章目标和约束条件 1
1.1保质产品 1
1.1.1不合格 1
1.1.2通过调合使产品合格 2
1.1.3在平均值附近变化 3
1.1.4超过规格 3
1.1.5第三组分 4
1.2质量可变的产品 4
3.2.3多组分物料平衡 5
3.3多塔系统 5
3.2.2各组分之间的分离度 5
1.2.1第三组分的控制 5
1.2.3负价产品 7
1.2.2中间产品和副产品 7
1.2.4再循环的原料 8
1.3产品收率 8
1.3.1收率的定义 8
1.3.2收率与纯度 9
1.3.4最大收率 10
1.3.3未回收产品的成本 10
1.4.1能源 11
1.4加热和冷却成本 11
1.4.2冷源 12
1.4.3成本和转换系数 13
1.4.4最低能耗 14
1.4.5能耗与纯度 14
1.5能量传递的限制 15
1.5.1再沸器的约束条件 15
1.5.3浮压操作 17
1.5.2冷凝器的约束条件 17
1.6.1泄漏和脉动现象 18
1.6塔的约束条件 18
1.6.2液泛现象 19
1.6.3雾沫夹带和起泡 19
1.6.4预估液泛界限 19
1.6.5操作窗 20
6.4.1塔的差压控制 22
1.6.6总操作成本 22
第二章二元分离过程 23
2.1.1理想混合物 23
2.1相对挥发度 23
第二篇常规蒸馏过程 23
2.1.2相对挥发度的定义 23
2.1.3α随温度的变化 25
2.1.4全回流操作 26
2.2.1影响分离度的因素 27
2.2分离度 27
2.2.2分离度与V/F的关系 29
2.2.3恒定分离度的等值线 31
2.3物料平衡 32
2.3.1总物料平衡和组分平衡 32
2.3.2质量与数量 33
2.3.3内部平衡 33
2.3.4液体容量滞后 34
2.3.6回流罐的滞后 35
2.3.5成分的时间常数 35
2.3.7可控性 36
2.4.2液体蓄积量 37
2.4能量平衡 37
2.4.1总的能量平衡 37
2.4.3回流的热焓 38
2.4.4进料的热焓 39
2.5质量与能量之间的相互关联 39
2.5.1相关和控制 39
2.5.2操作回流比 40
2.5.3能量平衡的扰动 41
2.5.4部分冷凝器 42
2.5.5双塔 43
3.1.1气体在液体中的溶解度 45
3.1塔顶的第三组分 45
第三章多组分分离过程 45
3.1.2常压操作和用气体加压 46
3.1.3全部冷凝 47
3.1.4部分冷凝 48
3.1.5两相的塔顶产品 50
3.2双产品塔 50
3.2.1关键组分 51
3.3.1轻馏分的分馏 55
3.3.2再循环流体 56
3.3.3蓄液量的控制 57
3.3.4能量的综合利用 58
3.4多产品塔 59
3.4.1精制塔（即巴氏塔） 59
3.4.2蒸汽侧线与液体侧线 61
3.4.3多股进料 62
3.5.1常压塔 63
3.5天然原料的蒸馏 63
3.5.2产品的规格 64
3.5.3过闪蒸残渣 65
3.5.4物料平衡 65
3.5.5热量回收 66
第三篇特殊蒸馏过程 67
第四章吸收、汽提（解吸）和萃取蒸馏 67
4.1物理吸收和解吸 68
4.1.1吸收平衡 68
4.1.2预吸收作用 69
4.1.3吸收剂的性质 69
4.1.4物料平衡 70
4.2.1化学平衡 71
4.2化学吸收与解吸 71
4.1.5再沸式汽提塔 71
4.2.2pH调节 72
4.2.3酸性气体 73
4.2.4烟道气的脱硫 74
4.3萃取蒸馏 75
4.3.1萃取剂的循环回路 76
4.3.2萃取机理 77
4.3.3萃取剂的选择 78
4.3.4热量平衡 79
4.4用水蒸气汽提 80
4.4.1单液相 80
4.4.2双液相 81
4.4.3热量平衡 82
5.1.1糠醛－水系统 84
5.1二元多相共沸混合物 84
第五章共沸蒸馏 84
5.1.2用倾析器的进料汽提 85
5.1.3用塔的进料汽提 87
5.1.4双塔操作 88
5.1.5能量平衡 89
5.2.1在两种压力下操作 90
5.2对压力敏感的均相共沸混合物 90
5.2.2能量的需要量 91
5.2.3能量的综合利用 92
5.3三元多相共沸混合物 92
5.3.1用苯从水中分离乙醇 92
5.3.2塔板上的双液相 93
5.3.3物料和能量平衡 93
5.4含有二元共沸混合物的 94
三元系统 94
5.4.1醋酸－水－醋酸乙酯系统 95
5.4.2萃取过程 95
5.4.3酸的脱水 96
5.4.4物料平衡的若干考虑 97
5.4.5调整溶剂－水的比值 98
5.4.6间接测量酸的质量 99
第四篇控制 101
第六章能量引入控制 101
6.1热力学与节能 101
6.1.1不可逆过程 102
6.1.2调合 103
6.1.3调节阀 105
6.1.4传热 108
6.2再沸器 110
6.2.1沸腾 110
6.2.2再沸器的特性 111
6.2.3逆响应 114
6.3加热介质 117
6.3.1水蒸气和其它蒸汽 117
6.3.2用液体加热 119
6.3.3燃料的直接燃烧 120
6.4控制蒸汽流量 122
6.4.2用计算单元控制传热 123
6.4.3控制预热 124
第七章能量引出控制 126
7.1冷凝器 126
7.1.1空气冷却式冷凝器 126
7.1.2蒸发式冷凝器 128
7.1.3水冷式冷凝器 129
7.1.4直接接触式冷凝器 132
7.2压缩和膨胀 132
7.2.1热泵 132
7.2.2压缩机控制 135
7.2.3膨胀和液化 137
7.2.4减压系统 139
7.3致冷 140
7.3.1单组分致冷剂 141
7.3.2多组分致冷剂 143
7.3.3吸收系统 144
7.3.4水蒸气喷射致冷 145
7.4压力和回流的控制 146
7.4.1浮压控制 147
7.4.2部分冷凝器 149
7.4.3内回流控制 152
第八章产品质量控制 154
8.1物料平衡控制 154
8.1.1常规控制系统 154
8.1.2物料平衡控制 156
8.1.3对进料成分的灵敏度 157
8.1.4对控制作用的灵敏度 159
8.1.5多组分系统的灵敏度 161
8.1.6动态响应 162
8.2前馈控制系统 164
8.2.1前馈控制 165
8.2.2稳态模型 165
8.2.3强迫内部平衡 167
8.2.4动态补偿 168
8.2.5反馈调整 169
8.2.6标度换算 171
8.3分离度的影响 172
8.3.1维持恒定的分离度 172
8.3.2恒汽化量操作 173
8.3.3分离度的调整 175
8.3.4对压力变化的补偿 176
8.4质量的反馈控制 176
8.4.1间接测量法 176
8.4.2在线分析器 178
8.4.3反馈回路的动态 179
8.4.4采样控制 180
8.4.5补偿增益的变化 181
第九章约束条件内的控制 183
9.1选择性控制系统 183
9.1.1自加的约束条件 183
9.1.2超驰控制 185
9.1.3可变结构系统 187
9.1.4开车、停车和备用操作 188
9.2加热系统的管理 190
9.2.1防止过量的燃料 190
9.2.2补充燃烧 191
9.2.3多再沸器塔 191
9.3修改质量控制 192
9.3.1符合几种规格 192
9.3.2前馈控制的改变 193
9.3.3质量控制的失灵 194
9.3.4重新构成质量控制回路 194
9.4最大生产率 197
9.4.1约束条件的估计 197
9.4.2估算塔的能力 199
9.4.3平衡塔间负荷 201
9.4.4生产调度 201
第十章相关与去偶 203
10.1相对增益的概念 203
10.1.1相对增益的确定 204
10.1.2正相关 206
10.1.3负相关 207
10.1.4动态影响 208
10.2涉及单一产品的相关 210
10.2.1矩阵化简 211
10.2.2叠套式控制回路 211
10.2.3成分和液位之间的相关 212
10.2.4并联再沸器 213
10.3成分回路之间的相关 214
10.3.1操作产品和分离度 215
10.3.2操作回流量与汽化量 216
10.3.3附加组分的影响 218
10.3.4多产品塔 219
10.4去偶系统 221
10.4.1正相关的去偶 221
10.4.2负相关的去偶 223
10.4.3动态补偿 224
10.4.4多产品的去偶 225
10.4.5部分去偶 225
第五篇最优化 227
第十一章最优控制系统 227
11.1最优化的原则 227
11.1.2目标函数 228
11.1.1最优化水平 228
11.1.3用前馈和反馈实现最优 229
化的比较 229
11.1.4操作变量的选择 230
11.2单塔最优化 231
11.2.1生产保质产品的塔 231
11.2.2无保质产品的塔 235
11.2.3求最优进料量 237
11.3多塔最优化 239
11.3.1双塔最优化 239
11.3.2有限能源的分配 241
附录A二元分离过程的逐板计算程序 243
附录B符号表 245
附录C成分的换算 246
附录D逆响应的动态分析 247
英－公制单位换算表 248