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出版者:第1版 (1997年1月1日)

作者:化学工业部人事教育司等编

出品人:

页数:72 页

译者:

出版时间:1997年1月1日

价格:5.5

装帧:平装

isbn号码:9787502519254

丛书系列:

图书标签:

• 魔戒
• 化学工程
• Expertise
• 工艺流程图
• 装备布置图
• 工业工程
• 流程设计
• 设备布局
• 工厂规划
• 生产线设计
• 工程制图
• 工业自动化
• 精益生产

《精细化工生产控制与优化》 本书深入探讨了精细化工生产过程中至关重要的控制策略和优化技术，旨在为化工行业的工程技术人员、研发人员以及相关专业学生提供一套系统、实用的知识体系。 第一章 概述与基础理论 本章首先界定精细化工的范畴及其在国民经济中的地位，阐述了精细化工生产的特点，如多品种、小批量、高附加值、工艺复杂以及对产品质量和生产效率的严苛要求。随后，重点回顾了精细化工生产过程中涉及的基础理论，包括化学反应动力学、传质传热理论、流体力学原理、以及单元操作的共性与个性。强调了理解这些基础理论对于掌握和优化生产控制策略的重要性。 第二章 精细化工生产过程的典型环节与控制挑战 本章将精细化工生产过程分解为一系列典型环节，如反应、分离、提纯、混合、干燥等，并逐一分析这些环节在生产控制中面临的共性与特异性挑战。 反应控制： 详细阐述了反应温度、压力、浓度、催化剂活性、反应时间等关键参数对反应转化率、选择性以及副产物生成的影响。介绍了多种反应器类型（如间歇釜式反应器、连续流动反应器、微通道反应器等）的控制策略，以及如何通过精确控制反应条件来最大化目标产物的收率和纯度。重点讨论了放热反应的热量控制、易燃易爆物料的安全控制以及多相反应的传质限制控制。 分离与提纯控制： 涵盖了蒸馏、萃取、结晶、吸附、膜分离等常用分离技术的原理与控制要点。分析了影响分离效率的关键因素，如回流比、进料位置、温度梯度、载体选择、操作压力等，并提出了针对不同分离任务的控制方法。强调了如何通过优化分离参数来达到产品纯度要求，同时减少能源消耗和物料损失。 混合与配制控制： 针对液液混合、固液混合、气液混合等过程，探讨了混合均匀性、混合时间、混合效率等控制指标。介绍了不同类型搅拌器的选型原则及操作参数对混合效果的影响。在配制过程中，重点关注组分比例的精确控制和物料添加顺序的优化。 干燥与结晶控制： 分析了不同干燥设备（如烘箱、喷雾干燥器、流化床干燥器等）的操作特点及控制参数，如温度、湿度、气流速度、干燥时间等，以确保产品获得适宜的含水量和物理性质。在结晶过程中，研究了过饱和度、冷却速率、晶种添加、搅拌强度等对晶体尺寸、形貌和纯度的影响，并提出了相应的控制方法。 第三章 现代过程控制技术在精细化工中的应用 本章介绍了一系列先进的过程控制技术及其在精细化工生产中的具体应用，旨在提升生产过程的自动化水平、稳定性和经济性。 经典控制理论与应用： 回顾了PID（比例-积分-微分）控制、前馈控制、串级控制等经典控制策略的原理，并结合精细化工生产中的具体过程（如温度控制、流量控制、压力控制、液位控制）阐述了其设计与整定方法。 先进过程控制（APC）技术： 详细介绍了模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制（FLC）、神经网络控制（NNC）等APC技术。阐述了MPC如何利用过程模型预测未来行为并优化控制输出，特别适用于具有多变量耦合和长滞后特性的精细化工过程。探讨了FLC如何利用专家知识和模糊规则处理非线性、不确定性系统。介绍了NNC在复杂非线性建模和控制中的潜力。 软测量技术： 阐述了如何利用在线可测参数（如温度、压力、流量、pH值等）通过数学模型（如回归模型、偏最小二乘模型、人工神经网络模型）来估算难以直接测量的关键过程变量（如产品浓度、组分含量、反应转化率等）。强调了软测量在实现高密度在线监测和辅助控制方面的重要作用。 状态估计与故障诊断： 介绍了卡尔曼滤波等状态估计方法，用于融合多源传感器信息，提高被控变量的估计精度。探讨了基于模型的故障诊断方法，用于识别和定位生产过程中出现的异常工况，保障生产安全和产品质量。 第四章 精细化工生产过程的优化策略 本章聚焦于如何通过系统性的方法对精细化工生产过程进行优化，以提高效率、降低成本、减少环境影响。 操作参数优化： 详细讨论了如何通过实验设计（DOE）、响应面方法（RSM）等统计学方法，系统地研究关键操作参数（如反应温度、停留时间、催化剂用量、分离塔操作条件等）对过程输出（如收率、纯度、能耗、副产物生成量）的影响，并找到最佳操作区域。 过程模拟与放大： 介绍了Aspen Plus、HYSYS等化工过程模拟软件在精细化工过程设计、优化与放大中的应用。强调了如何利用模拟工具对现有工艺进行性能评估，探索改进方案，并在放大过程中规避放大效应带来的问题。 多目标优化与决策： 讨论了在精细化工生产中常常面临多目标冲突的情况（例如，提高收率可能增加能耗）。介绍了多目标优化算法，如遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）等，以及如何结合经济效益、环境保护和社会责任等因素进行综合决策。 能源集成与优化： 重点探讨了如何通过换热网络设计、热泵应用、余热回收等技术，实现生产过程的能源集成，降低整体能耗。分析了优化能源使用对降低生产成本和减少碳排放的显著效益。 绿色化工理念与可持续性： 强调了将绿色化工理念融入过程优化，例如选择环境友好的溶剂、开发低能耗的反应与分离技术、减少废弃物产生和排放等。讨论了可持续性在精细化工生产中的重要性及其实现途径。 第五章 案例分析与未来展望 本章通过选取几种典型的精细化工生产过程（如精细有机合成、药物中间体生产、高性能材料制备等），结合前述理论与技术，进行具体的控制与优化案例分析。详细展示了如何应用所学的控制策略和优化方法来解决实际生产中遇到的问题，并取得显著成效。 最后，对精细化工生产控制与优化的未来发展趋势进行展望，包括智能制造、工业互联网、大数据分析、人工智能等新技术在提升生产智能化、柔性化和绿色化水平方面的潜力，以及对下一代精细化工过程控制与优化的设想。 本书力求理论联系实际，语言通俗易懂，希望能为推动我国精细化工行业的技术进步和可持续发展提供有益的参考。

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在我看来，工艺流程图的精髓在于其“可读性”和“可操作性”。一本好的技术书籍，应该能够教会读者不仅会画图，更重要的是能“读懂”图，并且能“用好”图。《工艺流程图与装备布置图》这本书，在介绍绘制规范方面做得还可以，但对于如何基于工艺流程图进行故障诊断、性能评估，甚至是如何进行应急预案的制定，我感觉涉猎不深。我曾经遇到过一个工艺过程中突发异常的状况，当时我们团队花费了大量时间去翻阅各种图纸，试图从中找到问题根源，如果当时有一套基于流程图的系统性故障分析方法论，或者是一些针对常见工艺异常的图示化解释，我想我们能更快地找到解决方案。这本书在这一方面的探讨，我感觉可以有更大的空间。

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我之所以对《工艺流程图与装备布置图》这本书抱有很高的期望，是因为我一直觉得，一个优秀的工艺流程图不仅仅是线条和符号的堆砌，它更应该是一个动态的、能够反映生产过程核心逻辑的“活地图”。尤其是在对现有生产线进行优化改造的时候，如何通过对工艺流程图的细致解读，发现瓶颈、识别冗余，并在此基础上提出改进方案，是我一直在探索的课题。我曾设想，书中是否能详细讲解如何从流程图的宏观结构入手，逐步深入到每一个单元操作的细节，并提供一套行之有效的分析方法，比如利用流程图进行能量平衡、物料衡算，甚至是通过模拟软件进行动态分析的思路。然而，这本书在这一方面的论述，更多的是停留在绘制技巧和基本元素的介绍上，对于如何利用这些图纸进行深度的工程分析和优化，我感觉内容相对欠缺，并没有给我带来突破性的启发。

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在某些高度专业化的工艺领域，例如生物制药、食品加工等，对工艺流程图的精度和规范要求极高，一丝一毫的疏忽都可能导致产品质量的下降甚至安全事故。《工艺流程图与装备布置图》这本书，在普及基础知识方面做得不错，但对于这些对精度要求极高的行业，如何绘制更精细、更符合特殊要求的流程图，例如如何体现洁净区划分、如何标记物料的溯源信息、如何展示无菌操作流程等，我感觉内容还不够聚焦。我一直希望能够找到一些能够指导我如何在这些特定领域绘制出符合行业最高标准的流程图的书籍，而这本书，更多的是停留在通用性的指导层面。

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对于装备布置图，我一直认为它是一个“平衡的艺术”。如何在有限的空间内，最大化地利用资源，同时还要兼顾安全、环保、经济性以及未来的可扩展性，这其中的权衡非常微妙。《工艺流程图与装备布置图》这本书，虽然展示了一些典型的布置图示例，但我总觉得，这些示例更多的是一种“静态”的展示，缺乏对于“动态”的考量。例如，在设备的选型和布置过程中，如何考虑到设备生命周期内的维修、更换成本，如何预留设备升级改造的空间，以及如何在布置时就考虑好物料的输送路径和能源的供应，这些都涉及到长远的规划。我期待书中能提供更详尽的案例分析，能够说明在不同的工艺场景下，是如何进行这些复杂的权衡和决策的，而不仅仅是展示一个最终的布置结果。

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在阅读《工艺流程图与装备布置图》的过程中，我一直在寻找关于“装备布置”方面更具实践指导意义的内容。我理解，一个合理有效的装备布置图，对于提高生产效率、降低能耗、确保操作安全以及方便维护管理都至关重要。我曾参与过一个大型制药厂的工艺车间设计，当时我们面临着如何将复杂精密的生产设备，在满足GMP要求的前提下，尽可能地紧凑、高效地布置在有限的空间内。这涉及到设备的流向、人员的通行、物料的搬运、消防安全、洁净度分区等等诸多复杂因素的综合考量。我期待这本书能提供一套详细的装备布置设计原则和方法论，比如如何进行初步的空间布局规划，如何考虑设备之间的相互影响，如何优化管线走向以减少压力损失，以及如何在高密度布置下确保操作和维护的可达性。遗憾的是，书中对于这些实际工程中经常遇到的复杂问题，着墨不多，更多的是一些通用性的原则和示例。

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我一直对如何将抽象的工艺理念转化为直观、可操作的工程图纸充满好奇。《工艺流程图与装备布置图》这本书的标题听起来正是我需要的，毕竟，在一个庞大的工业项目中，这些图纸是连接设计者、施工者和操作者的关键桥梁。我尤其感兴趣的是，在涉及复杂多相流、多组分混合以及高危物料处理的工艺中，如何精确地绘制能够反映所有关键工艺参数和控制点，并且保证信息传递的准确无误。我本希望书中能提供一些针对特定行业（例如石油化工、精细化工或制药）的典型工艺流程图绘制案例，并详细解析其绘制的逻辑和细节，包括如何选择最恰当的符号、如何规范标注、如何体现工艺的连续性和非连续性等。然而，这本书的内容，虽然在介绍基本概念和绘制规范方面有所涉猎，但对于这些更具挑战性的应用场景，我感觉它并没有提供足够深入的指导。

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我一直相信，工艺流程图和装备布置图并不是孤立存在的，它们之间存在着紧密的联系，并且共同服务于整个工程项目的目标。《工艺流程图与装备布置图》这本书，虽然将两者放在一起介绍，但我总感觉，它在论述两者之间的“协同效应”方面，还有待加强。例如，在进行装备布置时，如何充分利用工艺流程图中体现的物料流、能量流信息，来指导最优的设备选型和空间布局？反过来，一套合理的装备布置，又能为实现更优化的工艺流程提供哪些硬件上的支持？我期待这本书能提供一些更具体的案例，能够展示工艺流程图的设计如何直接影响装备布置的决策，以及装备布置的合理性又如何反过来促进工艺流程的效率和稳定性。

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作为一名多年在生产一线工作的工程师，我深知，一套清晰、准确的装备布置图，是日常生产管理和设备维护的基石。尤其是在面对老旧工厂的改造升级时，精确掌握现有设备的布局，并在此基础上进行合理的优化，避免“拆东墙补西墙”的低效操作，是我一直在努力的方向。我期望《工艺流程图与装备布置图》这本书，能提供一些关于如何进行现有装备布置图的详细测量、记录和更新的实用技巧，甚至是一些利用BIM（建筑信息模型）等先进技术来辅助装备布置管理的思路。书中虽然提到了布置图的绘制，但更多的是从新建项目的角度出发，对于如何“盘活”现有图纸，使其更好地服务于生产和维护，这方面的内容我感觉还有待加强，未能满足我在实际工作中遇到的具体需求。

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这本书的标题《工艺流程图与装备布置图》直接点明了其核心内容，然而，我拿到这本书后，翻阅许久，却发现它并没有深入探讨我一直以来在实际工程中遇到的那些具体困惑。例如，在某个化工项目的设计初期，我们团队就曾为了选择最合适的管道材质而争论不休，各方都有自己的道理，基于不同的经验和对未来运行环境的预判。我本期待这本书能提供一套系统性的决策框架，能够帮助我们权衡不同材料的耐腐蚀性、耐温性、强度、成本以及易于维护性等多种因素，并且能够结合实际的工艺流程，给出量化分析的依据。书中虽然提到了管道，但更多的是对管道符号、连接方式的介绍，对于这种需要深思熟虑的选材难题，似乎只是浅尝辄止，缺乏那种能够指导实践操作的深度。

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在实际的工程项目管理中，我们常常需要对已有的工艺流程图和装备布置图进行更新和维护，以确保它们能够及时反映现场的实际情况。《工艺流程图与装备布置图》这本书，虽然介绍了图纸的基本绘制方法，但我一直希望能够找到一些关于如何进行图纸版本管理、如何实现图纸的电子化和信息化，以及如何建立一套有效的图纸变更审批和发布流程的书籍。在信息时代，图纸的管理不应该仅仅停留在纸面上，而应该更加智能化和高效化。这本书在这一方面的论述，我感觉还比较传统，未能充分体现现代工程管理的要求。

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