优化的目标函数通常是多目标函数

1、优化的目标函数通常是多目标函数第一节. 现代过程工程/国际化学工业开展趋势第二节. 绿色化学科学与工程准那么第三节. 化工过程设计的根本内容第四节. 计算机辅助化工设计的开展第五节. 工程伦理学与责任关心准那么第一章 化工过程设计 本“化工设计 教材(496页)：是高等教育十五、十二.五国家级规划教材,希望同学课下参考教材学习。第二节. 绿色化学科学与工程准那么工厂公用工程及联产系统的节能、减少排放及废物最小化a. 水网络系统的集成淡水资源危机b. 反响器网络的集成c. 减少有机挥发物的排放d. 热交换网络节能系统绿色过程集成方法交换网络:绿色深度过程集成方法 热交换网络的建立仍是化工节能的主

2、要技术 因为化学工业能耗中有43%用于别离，别离设备投资占总投资的4070%，而别离中精馏用能又占其中95%，因此，如何通过集成减少精馏过程耗能就自然成为研究重点。复杂精馏包括预精馏，侧线精馏，侧线汽提和完全热耦化的Petlyuk精馏,交换网络可以大幅度降低能耗。复杂精馏塔的集成案例：交换网络:绿色深度过程集成方法I 20世纪70年代-II 80年代-III90年代-IV21世纪响应性质资源环境挑战被动响应接受现实主动予防业务策略建设性规划生态化规划预见性注意焦点末端治理注意源头产品和产业结构生态化系统功能主要行动者专业人员管理人员行业和地区全社会优化目标最小污染最小排放优化结构多目标大系统优

3、化生态对策污染防治清洁生产生态产业生态园区、城市-国际社会对可持续开展响应的四个开展阶段 第三节. 化工过程设计的根本内容化工过程设计的目的过程设计的核心目的：要确定出一个综合优化的设计方案，使其各个方面皆能处于优化状态。过程设计的详细目的： 1. 确定最正确流程与设备单元及其间的最正确组合；寻找最正确操作条件，在此条件下，能使产品以最低本钱，到达所希望的产率； 2. 同时还必须考虑平安与环境保护的必要约束条件。过程设计是过程工程中极有意义的一个阶段。通常是指继过程开发研究之后直至完成课题全部设计图纸的阶段。过程设计阶段是总结过程开发阶段的全部信息，进而完成全部过程的合成或过程的改善方案。因此

4、，从事过程设计的设计者必须全面掌握过程开发的工作内容，分清所开发的内容哪些是属于成熟的、有操作经历的技术；哪些是没有经历的、不具备工业理论条件的技术。对于不具备工业理论条件的技术慎重地对待，应在使用传统的设计方法及常用的数学模型，作进一步考察之后再下结论。大型石油化工厂照片车间内计算机辅助控制室精馏塔顶部底部H=102米化工厂的车间布置一、化工厂车间的构成消费局部原料工段消费工段成品工段回收工段计算机控制室辅助局部变配电室通风空调室车间化验室机电仪修室各类中转室生活局部车间办公室工人休息室浴室及更衣间卫生间化工厂的一个车间车间布置的任务： 车间平立面布置设计需要的主要资料：1、化工厂总图布置图

5、，厂房土建构造图；2、PID图；3、物料衡算及能量衡算结果、物性数据；4、设备一览表尺寸、重量、安装及保温情况；5、车间公用工程用量及车间外管情况；6、车间定员人数、倒班情况。车间平立面布置样图配管设计样图大工程建立前期各项准备工作工程建议书初步可行性研究详细可行性研究初步决策工程评估最终决策方案任务书扩大初步设计施工图设计我国现行的工厂根本建立程序化工过程设计的目的 过程设计是一个复杂的问题，不但要进展定量计算，而且还要处理大量的信息，进展严密的逻辑推理，所以必须应用计算机辅助设计方法。 需要重视的是现有许多类型的过程合成，还处于半科学、半艺术的阶段，确实需要参照专家的经历求解。在现代过程设

6、计中，一个重要概念就是，寻找过程的最优设计方案。二十世纪四、五十年代逐级放大的中试过程，方案有限，谈不到多方案的比较；到了五、六十年代，虽然出现了台式计算器和计算尺，但也无法应付庞大工作量的多方案寻优计算。七十年代以来大容量计算机的问世以及化工过程系统工程的进展及其模拟与优化软件的出现，提供了现代的工具，使过程设计有了实现优化的可能性。过程设计的优化过程，就是应用过程的数学模型在计算机上进展迭代计算，最终寻得优化设计方案的历程。优化的目的函数通常是多目的函数，其中包括经济指标，能耗，资源利用率以及环境指标。noyes1.社会需求要情况产量-工艺道路3.过程合成 4.流程选择设计变量过程&物性模

7、型公用工程6.设计方法非设计变量变量的初值及收敛方法7.CAD过程设计物料和能量衡算过程流股一览表过程设备一览表公用工程一览表自动控制一览表过程流程图过程说明投资本钱吸引力准那么热力学效率&可操作性&平安工程&环保、保健.目的函数优化方法构造优化设计变量的优化10.过程设计报告设计的必要计算；全部设计图纸及说明过程合成，如:热交换网络的合成、质量交换网络的合成，氢夹点分析、水网络系统的集成、反响器网络的集成等21世纪的化工设计不再是只考虑一个企业问题70年代，为了到达最好地实现循环经济的的要求，到达优化的节能降耗减排效果，必级考虑设计与建立生态工业园区的高端整体问题。生态工业园区的建立生态工业

8、群-园区生态工业形式原子经济性 + 零排放循环经济 + 环境友好123456 生态园内企业模拟自然界生态系统，互相之间存在协同和共生关系，将最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响，最后到达可持续开展的目的。丹麦 Kalundborg 生态工业园区的工业网络图养鱼场4、石膏壁板厂街区供热 5.土壤修复公司水泥和铺路农厂硫淤泥肥料粉煤灰废热淡水湖泊3.制药厂硫酸厂2.炼油厂温室养殖1.燃煤火力发电厂废热硫酸钙废热烟气冷却水蒸汽蒸汽水农产品课下作业1. 化工过程设计的绿色化学科学与工程准那么包括那些内容？2. 简述化工过程系统工程模拟软件主要开展趋势参考文献：David T. Allen, Dav

9、id R. Shonnard, Green Engineering: Environmentally Conscious Design of Chemical Processes, Prentice Hall PTR, Indiana,USA.,20012. Edited By: D J H CLARK, Handbook of Green Chemistry and Technology, Blackwell Publishing, Oxford, UK., 2002请同学们提早完成作业，在习题课上进展讨论。第一章 习 题1. 化工过程设计的绿色化学科学与工程准那么包括那些内容？2. 简述化工过程系统工程模拟软件主要开展趋势参考文献：David T. Allen, David R. Shonnard, Green Engineering: Environmentally Conscious Design of Chemical Processes