第1章 汽-液相平衡（VLE）基础 1
1.1蒸气压 1
1.2二元体系VLE相图 2
1.3物性方法 5
1.4相对挥发度 6
1.5泡点计算 7
1.6三元相图 8
1.7 VLE的非理想性 9
1.8三元体系的剩余曲线 13
1.9精馏边界 17
1.10结论 20
第2章 精馏塔的分析 21
2.1设计的“自由度” 21
2.2二元体系McCabe-Thiele法 21
2.2.1操作线 23
2.2.2 q线 24
2.2.3逐板法求塔板数 25
2.2.4各参数的影响 25
2.2.5限制条件 26
2.3多元体系的近似方法 26
2.3.1 Fenske方程求最少塔板数 27
2.3.2 Underwood方程求最小回流比 27
2.4结论 27
第3章 建立一个稳态精馏模拟 29
3.1新建一个模拟例子 29
3.2定义化学组分及物性方法 34
3.3定义物流性质 38
3.4定义设备参数 39
3.4.1塔C1 39
3.4.2阀门和泵 41
3.5运行模拟算例 43
3.6使用“DESIGN SPEC/VARY”功能 44
3.7寻找最佳进料位置以及最小操作条件 55
3.7.1最佳进料位置 55
3.7.2最小回流比 55
3.7.3最少塔板数 55
3.8精馏塔尺寸设计 56
3.8.1塔高 56
3.8.2塔径 56
3.9概念设计 58
3.10结论 61
第4章 精馏的经济优化 62
4.1启发式优化法（Heuristic Optimization） 62
4.1.1将总塔板数定为最少理论板数的两倍 62
4.1.2将回流比定为最小回流比的1.2倍 63
4.2经济核算依据 64
4.3结果 65
4.4操作优化 68
4.5真空精馏塔压力的优化 73
4.6结论 74
第5章 复杂体系的精馏模拟 75
5.1萃取精馏 75
5.1.1设计 77
5.1.2模拟难点 79
5.2乙醇脱水 81
5.2.1 VLLE行为 83
5.2.2工艺流程模拟 84
5.2.3收敛流程 87
5.3变压共沸精馏 89
5.4双塔热耦合精馏 93
5.4.1流程 93
5.4.2净操作的收敛 94
5.5结论 97
第6章 通过稳态计算选择控制结构 98
6.1控制结构选择 98
6.1.1双组分控制 98
6.1.2单端控制 98
6.2进料组成灵敏度分析（ZSA） 98
6.3温度控制板的选择 100
6.3.1方法总结 100
6.3.2丙烷/异丁烷二元体系 101
6.3.3苯/甲苯/二甲苯（BTX）三元体系 105
6.3.4三元共沸体系 107
6.4结论 111
第7章 由稳态模拟转换为动态模拟 112
7.1设备定径 112
7.2导入Aspen Dynamics 114
7.3在Aspen Dynamics中打开动态模拟 115
7.4安装各基本控制器 117
7.4.1回流 122
7.4.2重点 123
7.5添置温度和组分控制器 123
7.5.1塔板温度控制 124
7.5.2组分控制 129
7.5.3组分-温度串级控制 130
7.6性能评估 131
7.6.1安装一个曲线图 131
7.6.2将动态结果导入Matlab中 133
7.6.3再沸器热量输入与进料流量比例 136
7.6.4带有CC-TC串级控制的温度控制结构比较 137
7.7结论 138
第8章 复杂精馏塔的控制 139
8.1萃取精馏工艺 139
8.1.1设计 139
8.1.2控制结构 140
8.1.3动态性能 142
8.2部分冷凝的精馏塔 143
8.2.1全汽相采出 143
8.2.2汽/液相采出 159
8.3热耦合精馏塔的控制 165
8.3.1工艺研究 166
8.3.2热耦合关系式 167
8.3.3控制结构 168
8.3.4动态性能 170
8.4共沸精馏塔/倾析器体系的控制 173
8.4.1转化为动态模拟和闭合循环回路 173
8.4.2安装控制结构 175
8.4.3动态性能 178
8.4.4数值积分问题 181
8.5非常规控制结构 182
8.5.1工艺研究 183
8.5.2稳态设计经济优化 185
8.5.3选择控制结构 186
8.5.4动态模拟结果 190
8.5.5可替代的控制结构 191
8.5.6小结 196
8.6结论 196
第9章 反应精馏 197
9.1引言 197
9.2反应精馏体系的种类 198
9.2.1单进料反应 198
9.2.2重组分产物的不可逆反应 198
9.2.3净操作与使用过量反应物的比较 199
9.3 TAME流程基本点 201
9.3.1预反应器 202
9.3.2反应精馏塔C1 202
9.4 TAME反应动力学和VLE 204
9.5全厂控制结构 208
9.6结论 211
第10章 侧线精馏塔的控制 212
10.1液相侧线精馏塔 212
10.1.1稳态设计 212
10.1.2动态控制 213
10.2汽相侧线塔 217
10.2.1稳态设计 217
10.2.2动态控制 217
10.3带有汽提塔的液相侧线精馏塔 221
10.3.1稳态设计 221
10.3.2动态控制 222
10.4带有整流器的汽相侧线精馏塔 226
10.4.1稳态设计 226
10.4.2动态控制 227
10.5侧线吹洗塔 234
10.5.1稳态设计 234
10.5.2动态控制 235
10.6结论 239
第11章 石油分馏的控制 240
11.1石油馏分 241
11.2原油的表征 244
11.3预蒸馏塔的稳态设计 250
11.4预闪蒸塔的控制 255
11.5大型蒸馏塔的稳态设计 260
11.5.1稳态设计概述 260
11.5.2在Aspen Plus中建立大型蒸馏塔 262
11.5.3设计参数的影响 269
11.6大型蒸馏塔的控制 271
11.7结论 278
第12章 隔壁塔（热偶精馏） 279
12.1引言 279
12.2稳态设计 281
12.2.1 MultiFrac模型 281
12.2.2 RadFrac模型 288
12.3隔壁塔的控制 290
12.3.1控制方案 290
12.3.2 Aspen Dynamics模拟 293
12.3.3动态模拟结果 295
12.4常规精馏塔的控制 299
12.4.1控制方案 299
12.4.2动态结果与比较 300
12.5结论和讨论 301
第13章 动态安全分析 303
13.1引言 303
13.2安全方案 303
13.3过程研究 304
13.4基本的严格精馏塔模块 304
13.4.1恒定热负荷的模型 305
13.4.2恒温模型 305
13.4.3 LMTD模型 305
13.4.4冷凝或蒸发介质模型 305
13.4.5再沸器的动态模型 306
13.5带有显示换热器的严格精馏塔动态模型 306
13.5.1塔 307
13.5.2冷凝器 307
13.5.3回流罐 308
13.5.4液体分离 308
13.5.5再沸器 308
13.6动态模拟 309
13.6.1基础例子的控制结构 309
13.6.2严格例子的控制结构 310
13.7动态响应的比较 310
13.7.1冷凝器的冷凝故障 310
13.7.2输入热量增加 311
13.8其他问题 313
13.9结论 313
第14章 二氧化碳的捕集 314
14.1低压空气燃烧火力发电厂的二氧化碳捕集 315
14.1.1流程设计 315
14.1.2模拟问题 316
14.1.3全厂性的控制结构 318
14.1.4动态行为 321
14.2高压IGCC火力发电厂的二氧化碳捕集 324
14.2.1设计 325
14.2.2全厂性控制结构 327
14.2.3动态行为 329
14.3结论 331
第15章 精馏塔的降荷操作控制 332
15.1引言 332
15.2控制问题 333
15.2.1双温度控制 333
15.2.2阀位控制 335
15.2.3循环控制 336
15.3过程描述 337
15.4斜坡干扰下的动态特性 339
15.4.1双温度控制 339
15.4.2阀位控制 340
15.4.3循环控制 341
15.4.4比较 341
15.5阶跃干扰下的动态特性 343
15.5.1双温度控制 343
15.5.2 VPC控制 344
15.5.3循环控制 344
15.6其他控制结构 346
15.6.1无温度控制 346
15.6.2双重温度控制 347
15.7结论 349
第16章 精馏塔中压力补偿的温度控制 350
16.1简介 350
16.2算例研究 351
16.3传统控制结构的选择 352
16.4温度、压力、组成之间的相互关系 355
16.5 Aspen Dynamics的应用 356
16.6动态结果对比 357
16.6.1进料流量的影响 357
16.6.2压力的扰动 358
16.7结论 360
第17章 乙醇脱水 361
17.1引言 361
17.2酒精蒸馏釜（预浓缩器）的优化 362
17.3共沸塔和回收塔的优化 364
17.3.1优化进料位置 365
17.3.2塔板数优化 365
17.4整体工艺的优化 367
17.5环己烷夹带剂 368
17.6流程的循环收敛 369
17.7结论 370
第18章 外部复位反馈防止积分饱和 371
18.1简介 371
18.2实现外部复位反馈电路 372
18.2.1生成误差信号 372
18.2.2控制器增益的放大 373
18.2.3增加滞后输出 373
18.2.4信号低选器 373
18.2.5 Lag模块的设置 373
18.3闪蒸罐案例 374
18.3.1工艺流程和普通控制结构 374
18.3.2没有外部复位反馈的超驰控制结构 375
18.3.3有外部复位反馈的超驰控制结构 376
18.4精馏案例 379
18.4.1普通的控制结构 380
18.4.2没有外部复位的普通和超驰控制器 381
18.4.3有外部复位的普通和超驰控制器 383
18.5结论 386
索引 387