大连理工化工系统工程2006年答案
姓名：__________大 连 理 工 大 学 学号：__________课 程 名 称：化工过程分析综合试题 试 卷：A
院系：__________授课院（系）：化工学院 考试日期：2006年6月11日 试卷共5页 _____ 级_____ 班
（10分）名词解释
① 过程系统模拟 ② 过程系统分解 ③ 过程系统优化 ④ 过程系统能量集成 ⑤ 动态规划
① 过程系统模拟
在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律。 ② 过程系统分解
对大规模复杂系统进行不相关独立子系统识别、系统分割、最大循环网断裂。 ③ 过程系统优化
实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化。 ④ 过程系统能量集成
以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合。 ⑤ 动态规划
解决多阶段策略的整体决策问题的构造型方法。
二、（10分）判断是非（Y ，N ）
① 换热网络的设计要尽量避免冷、热物流穿过夹点。（ N ）
② 对于冷热流股换热系统，传热过程温差愈大，过程的不可逆程度越大， 有效能损失越大。（ Y ）
③ 进行过程系统模拟既要输入流股参数，也要提供过程单元的操作参数。（ Y ） ④ 穿过换热网络夹点的热流量为零，则夹点处传热推动力为零。（ N ） ⑤ 几个循环回路连接就必定形成最大循环网。（ N ） ⑥ 中间冷凝器通常用于精馏段内温度分布有突变的场合。（ Y ） ⑦ 锐分离就是清晰分割。（ N ） ⑧ 热泵穿越夹点的设置是有效热集成。（ Y ）
⑨ 完成相同分离任务，提高精馏塔操作压力，精馏塔有效能损失一定会增加。（ Y ） ⑩ 试判断以下换热网络中哪些匹配是可行的，哪些是不可行的。
可行 不可行
三、填空（5）
① 化工过程系统数学模拟方法有（ 序贯模块 ）、（ 联立方程 ）和（ 联立模块 ）。 ② 化工过程系统分隔分为（ 不相关独立子系统的识别 ）及（ 系统分割 ）任务。 ③试在图中标出所提供的用能信息。
T
H
四、（10分 ）选择适宜的方法将下图所示系统进行分解，要求： （1）识别最大循环网； （2）断裂最大循环网； （3）画出迭代计算顺序图。
S 6
解：(1) 识别不相关独立子系统。
(2) 单元串搜索法或矩阵法识别出6，(1,2,3,4,5) 断裂循环网(Lee-Rudd法) 回路矩阵
⎡S 2⎢A ⎢1B ⎢0⎢C ⎢0f ⎢⎣1
S 311
02
S 41001
S 50101
S 60101
S 70011
S 8⎤R ⎥0⎥30⎥3 ⎥1⎥21⎥⎦
除去不独立的列
断S 3，S 7，或S 3，S 8 (3) 迭代计算顺序图
① 断开S 3，S 7，是否满足︱S 3－S 3︱＜ξ2
3
是否满足︱S 70－S 7︱＜ξ
1
② 断开 S 3，S 8，是否满足︱S 30－S 8︱＜
ξ2，
3
98
是否满足︱S 80－S 8︱＜ξ1
五、（15分）一换热网络中有两股热物流及一股冷物流，数据如下表所示。若系统最小允许
传热温差为20℃，试确定过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷，并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。
夹点温度90
最小热公用工程为125kw ，最小冷公用工程为450kw
夹点
h1
h2
c1
六、（10分）芳烃抽提过程中，原料组成如下表。生产目标是获得苯、甲苯、邻二甲苯、对
二甲苯。环丁砜可以作为萃取剂将烷烃（正戊烷、正己烷、环己烷）从芳烃（苯、甲苯、二甲苯及高沸物）中萃取出来。工艺要求精馏过程采用简单塔。根据分离序列综合有序直观推断法，试确定适宜的分离序列。
M1M2：采用常压-加压操作；
D1：ABC 混合作为一个产品，之间没有必要分离； S1：没有使用
S2：F/G难分离，应最后分离
C/D采用萃取，为避免污染，最先分离 C1：D 含量70%，综合S2，应先分离D/E
C2
选择分离方案E/FGH
综上，最终分离序列如下：
⎡A ⎤⎢B ⎥⎢⎥⎢C ⎥⎢⎥⎢D ⎥ ⎢E ⎥⎢⎥⎢F ⎥⎢G ⎥⎢⎥⎢⎣H ⎥⎦
⎡A ⎤
⎢B ⎥⎢C ⎥⎢⎣D
⎡E ⎤⎢F ⎥⎢⎥ ⎢G ⎥⎢⎥⎣H ⎦
⎡A ⎤⎢B ⎥ ⎢⎥⎢⎣C ⎥⎦
D ） E ）
⎡F ⎤⎢G ⎥ ⎢⎥⎢⎣H ⎥⎦
F ）
⎡F ⎤⎢G ⎥⎣⎦
G ）
H ）