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1、化工过程分析与合成什么是什么是“化工过程的分析与合成化工过程的分析与合成”?单元：由组件或零件、分组件装配在一起，通常在各种不同的环境中能够独立工作的组合体。过程：由各种不同的单元组合而成。哲学意义是指客观事物从一个状态到另一个状态的转移。什么是什么是“化工过程的分析与合成化工过程的分析与合成”?过程的英文表述为“process”。化工过程：化工生产从原料起先到制出目的产物，要化工过程：化工生产从原料起先到制出目的产物，要经过众多的化学和物理加工处理步骤。经过众多的化学和物理加工处理步骤。化学反应：氧化、还原、磺化、硝化等化学反应：氧化、还原、磺化、硝化等物理加工：加热、冷凝、精馏、吸取等物理
2、加工：加热、冷凝、精馏、吸取等这些基本化学反应和物理加工工段，也称单元操作。这些基本化学反应和物理加工工段，也称单元操作。什么是什么是“化工过程的分析与合成化工过程的分析与合成”?分析分析分析是在思想中把事物分析是在思想中把事物分解为各个属性，部分，分解为各个属性，部分，方面方面 合成合成合成是在思想中把事物的合成是在思想中把事物的各个属性，部分，方面结各个属性，部分，方面结合起来合起来两者彼此相反而又相互联系，分析与合成贯穿于思维的整两者彼此相反而又相互联系，分析与合成贯穿于思维的整个过程个过程只有对事物内部冲突的各个方面进行具体分析，再合成起只有对事物内部冲突的各个方面进行具体分析，再合成
3、起来把握其冲突的总体，才能真正深化到事物的本质，把握来把握其冲突的总体，才能真正深化到事物的本质，把握事物发展的规律事物发展的规律化工过程分析与合成课程的特点化工过程分析与合成课程的特点综合利用了化学工程与工艺专业的主要基础课程综合利用了化学工程与工艺专业的主要基础课程的内容，如化工原理、化工热力学、的内容，如化工原理、化工热力学、化学反应工程、传递过程原理、分别化学反应工程、传递过程原理、分别工程、化工数学、系统最优化、化工程、化工数学、系统最优化、化工系统工程等。工系统工程等。是一门综合性课程。是一门综合性课程。与上述突出数学方法的基础课程相比，更突出实与上述突出数学方法的基础课程相比，更
4、突出实践性的典型的践性的典型的“案例案例”分析。分析。重点在于培育学生分析和解决实际问题的实力。重点在于培育学生分析和解决实际问题的实力。化工过程分析与合成课程的任务化工过程分析与合成课程的任务 培育高年级学生综合运用学过的课程，培育高年级学生综合运用学过的课程，以及技术经济、环境爱护方面的基础学问，以及技术经济、环境爱护方面的基础学问，并结合本课程的过程系统分析与合成的方法，并结合本课程的过程系统分析与合成的方法，加强学生处理化学工业实际问题的实力。加强学生处理化学工业实际问题的实力。化工过程分析与合成课程的要求化工过程分析与合成课程的要求驾驭过程系统分析与合成的基本概念、基本原理驾驭过程系
5、统分析与合成的基本概念、基本原理与方法与方法驾驭过程系统稳态模型、动态模型建立的基本原驾驭过程系统稳态模型、动态模型建立的基本原理，熟悉过程系统模拟与优化的基本步骤与方法，理，熟悉过程系统模拟与优化的基本步骤与方法，驾驭分别序列合成方法，娴熟运行夹点技术进行换驾驭分别序列合成方法，娴熟运行夹点技术进行换热网络合成热网络合成理解过程系统稳态模型、动态模型求解算法，明理解过程系统稳态模型、动态模型求解算法，明确过程系统操作调优的原理、步骤和方法。明确间确过程系统操作调优的原理、步骤和方法。明确间歇系统模拟、优化与合成的特殊性歇系统模拟、优化与合成的特殊性了解过程系统对象的特性，学科的发展，该领域了
6、解过程系统对象的特性，学科的发展，该领域前沿及与其它学科的关系前沿及与其它学科的关系化工过程分析与合成课程的主要内容化工过程分析与合成课程的主要内容绪论绪论化工过程系统稳态模拟与分析化工过程系统稳态模拟与分析化工过程系统动态模拟与分析化工过程系统动态模拟与分析化工过程系统的优化化工过程系统的优化化工生产过程操作工况调优化工生产过程操作工况调优间歇化工过程间歇化工过程换热网络合成换热网络合成分别塔序列的合成分别塔序列的合成化工过程分析与合成内容体系化工过程系统的分析化工过程系统的合成化工过程系统的优化2，36，7，84，5绪论1化工过程系统的分析过程系统的流程、回路分析模型化模型求解断裂、收敛、
7、矩阵CSTR、精馏、PSA、闪蒸2，3化工过程系统的合成间歇操作系统能量的综合利用分别序列综合最优时辰表序列夹点技术、调优法数学规划法、探试法、调优法化工过程系统的优化通常的优化问题化工大系统优化离线调优方法LP、NLP可行路径、不行行路径机理模型、统计模型、智能模型绪 论绪绪 论论1.1 1.1 化工过程化工过程1.2 1.2 化工过程生产操作限制化工过程生产操作限制1.3 1.3 化工过程的分析与合成化工过程的分析与合成1.4 1.4 化工过程模拟系统化工过程模拟系统1.5 1.5 化工企业化工企业CIPSCIPS技术技术1.6 1.6 人工智能技术在化工过程中的应用人工智能技术在化工过程
8、中的应用1.7 1.7 本教材的目的与内容本教材的目的与内容课 程 背 景二战后，化工高等教化出现了两大流派和倾向。二战后，化工高等教化出现了两大流派和倾向。西西方方发发达达国国家家，随随着着化化工工热热力力学学、传传递递过过程程原原理理、反反应应工工程程与与化化工工系系统统工工程程学学问问的的系系统统化化、理理论论化化，突突出出了了化化学学工工程程科科学学分分类类学学问问的的教教化化，对对工工程程师师面面对的实际问题反而留意不够对的实际问题反而留意不够 在在前前苏苏联联和和东东欧欧各各国国，则则出出现现了了专专业业划划分分过过细细，所培育的高级人才缺乏生命力的落后局面。所培育的高级人才缺乏生
9、命力的落后局面。课 程 背 景 在我国，一方面由于受前苏联的影响，专在我国，一方面由于受前苏联的影响，专业划分过细，人才适应实力差的问题早已暴业划分过细，人才适应实力差的问题早已暴露无遗；另一方面，化学工程专业又因循西露无遗；另一方面，化学工程专业又因循西方的模式，过分强调学科性，忽视化学工程方的模式，过分强调学科性，忽视化学工程与技术问题的综合性与实践性。与技术问题的综合性与实践性。工程师的基本任务和实力就是综合，工程师工程师的基本任务和实力就是综合，工程师的创建性也主要通过综合来体现。的创建性也主要通过综合来体现。反应B+C精馏ABB反应分别CEC+DDC 过程过程就是客观事物从一个状态到
10、另一个状态就是客观事物从一个状态到另一个状态的转移。的转移。在工艺生产上，对物料流进行物理或化在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺，称作学的加工工艺，称作过程工艺过程工艺；以汽车、轮船等；以汽车、轮船等工件为对象的加工工艺，称为工件为对象的加工工艺，称为制造工艺制造工艺。常见的过程工艺：常见的过程工艺：z化工过程化工过程z冶金过程冶金过程z石油炼制过程石油炼制过程z医药生产过程医药生产过程化工过程是以自然物料为原料经过物理或化学的化工过程是以自然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。加工制成产品的过程。通常化工过程包括三个部分：通常化工过程包括三个部分：原料制备原料制备化学反
11、应化学反应产品分别产品分别1.1 化工过程化工过程 各种单元过程由被处理的物料流联接起各种单元过程由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。来，构成化工过程生产工艺流程。最重要的单元过程：最重要的单元过程：化学反应过程化学反应过程换热过程换热过程分别过程分别过程化学反应过程化学反应过程 化工过程的核心部分化工过程的核心部分催化反应过程催化反应过程热裂解反应过程热裂解反应过程电解质溶液离子反应过程电解质溶液离子反应过程生化反应过程生化反应过程.催化反应过程催化反应过程合成反应合成反应：合成氨、合成甲醇等的反应过程合成氨、合成甲醇等的反应过程；催化反应过程催化反应过程氧氧化化反反应应：萘
12、萘氧氧化化制制苯苯酐酐、乙乙烯烯氧氧化化制制环环氧氧乙乙烯烯等的反应过程；等的反应过程；催化反应过程催化反应过程脱氢反应脱氢反应：乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程；乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程；催化反应过程催化反应过程裂裂化化反反应应：重重质质油油催催化化裂裂化化制制轻轻质油的反应过程；质油的反应过程；催化反应过程催化反应过程烷基化反应烷基化反应：乙烯与苯的烷基化制乙苯的反应过程；乙烯与苯的烷基化制乙苯的反应过程；热裂解反应过程热裂解反应过程煤煤干干馏馏生生成成焦焦碳碳、煤煤焦焦油油、焦焦炉炉煤煤气气的的反反应过程应过程；轻轻油油裂裂解解制制乙乙烯的反应过程烯的反应过程；电解质溶液离子反应过程电解质溶
13、液离子反应过程各种无机盐生产以及氨碱法制碱的反应过程各种无机盐生产以及氨碱法制碱的反应过程；生物化学反应过程生物化学反应过程发酵法生产氨基酸、有机醇、酮等的反应过程发酵法生产氨基酸、有机醇、酮等的反应过程换热过程换热过程 使被处理的物流，按要求的温度进入各个单元过使被处理的物流，按要求的温度进入各个单元过程。这一过程是由换热器与换热物流所构成的换程。这一过程是由换热器与换热物流所构成的换热网络实现的。热网络实现的。合理的设计，能充分回收过程系统中的热量或冷合理的设计，能充分回收过程系统中的热量或冷量。量。以最大限度的节能、经济的设备投资、良好的操以最大限度的节能、经济的设备投资、良好的操作适应
14、性为目标，实现最佳的换热网络设计，是作适应性为目标，实现最佳的换热网络设计，是化工过程系统综合探讨的一项典型的事例。化工过程系统综合探讨的一项典型的事例。分别过程分别过程非均一系非均一系 气固相分别：沉降、过滤、湿法除尘、电除尘气固相分别：沉降、过滤、湿法除尘、电除尘 液固相分别：过滤、干燥、沉降液固相分别：过滤、干燥、沉降均一系均一系 气相分别：吸附、吸取、膜分别气相分别：吸附、吸取、膜分别 液相分别：蒸馏与精馏、蒸发、结晶、气提、液相分别：蒸馏与精馏、蒸发、结晶、气提、萃取、膜分别等萃取、膜分别等 分别产物、副产物、废物以及未反应的原料，分别产物、副产物、废物以及未反应的原料，最终得到确定
15、纯度的产物最终得到确定纯度的产物 化工过程生产操作工况的调整，主要化工过程生产操作工况的调整，主要是对物料流温度、压力、流量、液位、组是对物料流温度、压力、流量、液位、组成等操作参数的调整。成等操作参数的调整。1.2 化工过程生产操作限制化工过程生产操作限制基地式限制技术（基地式限制技术（40-50年头）年头）特点：接受基地式限制仪表实施单输入、特点：接受基地式限制仪表实施单输入、单输出的简洁回路限制单输出的简洁回路限制限制目标：保持生产工况平稳限制目标：保持生产工况平稳出现了单元组合式限制仪表，从简洁限出现了单元组合式限制仪表，从简洁限制回路发展了串级、前馈补偿等限制系制回路发展了串级、前馈
16、补偿等限制系统统 优点：优点：特点为各个限制特点为各个限制回路都是相互独回路都是相互独立的立的当某一限制回路当某一限制回路出现故障时，不出现故障时，不致影响其他回路致影响其他回路的正常工作，系的正常工作，系统的牢靠性易于统的牢靠性易于得到保障得到保障 缺点：缺点：对于规模范围较对于规模范围较大被控参数较多大被控参数较多的对象来说，较的对象来说，较多的限制回路须多的限制回路须要相应设置较多要相应设置较多的硬件。的硬件。分散限制，难于分散限制，难于实现总体优化的实现总体优化的限制方案。限制方案。计算机集中式限制技术（计算机集中式限制技术（6060年头）年头）化工过程向着大型化、连续化发展化工过程向
17、着大型化、连续化发展要求检测、限制的生产操作参数数量很要求检测、限制的生产操作参数数量很多，并须要更优良的限制质量多，并须要更优良的限制质量计算机应用快速的渗入各个领域，过程计算机应用快速的渗入各个领域，过程限制也起先了应用计算机的尝试限制也起先了应用计算机的尝试 优点：优点：计算机用于化工计算机用于化工过程限制，可以过程限制，可以把各个限制回路把各个限制回路的运算、限制、的运算、限制、显示都集中于计显示都集中于计算机来实现算机来实现这种集中限制可这种集中限制可以大大的节约硬以大大的节约硬件成本，便于同件成本，便于同时分析各个限制时分析各个限制回路的信息，为回路的信息，为实现全系统的优实现全系
18、统的优化限制供应了条化限制供应了条件件 缺点：缺点：一旦发生计算机故一旦发生计算机故障则将出现全限制障则将出现全限制系统瘫痪的危急系统瘫痪的危急Distributed Control System（70年头）年头）随随着着化化工工装装置置规规模模的的增增大大，被被控控对对象象参参数数，限限制制回回路路的的增增多多，为为了了满满足足对对工工业业限限制制计计算算机机应应具具备备高度牢靠性和敏捷性的要求高度牢靠性和敏捷性的要求把把计计算算机机技技术术、限限制制技技术术、通通讯讯技技术术、图图像像显显示示技技术术等等集集成成为为一一体体化化的的计计算算机机限限制制系系统统，这这就就是是分布式限制系统，
19、又称集散系统。分布式限制系统，又称集散系统。集散系统吸取了分散系统和集中系统两者的优点集散系统吸取了分散系统和集中系统两者的优点优点优点集：管理、操作、限制三方面的集中集：管理、操作、限制三方面的集中散：功能分散、负荷分散和危急分散散：功能分散、负荷分散和危急分散克服了分散系统难于实现全局系统限制克服了分散系统难于实现全局系统限制的缺点的缺点克服了集中系统的危急集中克服了集中系统的危急集中DCS的产品的产品美国美国Honeywell公司的公司的TDC-3000Foxboro公司的公司的SPECTRUMFisher公司的公司的PROVOXBailey公司的公司的NETWORK90Taylor公司
20、的公司的MOD-300日本横河公司的日本横河公司的CENTUMDCS的发展前景的发展前景向扩大应用覆盖面方向发展向扩大应用覆盖面方向发展向管控一体化方向发展向管控一体化方向发展产品向开放化和标准化方向发展产品向开放化和标准化方向发展向现场总线技术发展向现场总线技术发展DCS的先进限制与优化限制的先进限制与优化限制 目前目前DCS大多接受大多接受PID限制模式，限制模式，把收集到的把收集到的数据和一个参考值进行比较，产生的差别用于计算新的数据和一个参考值进行比较，产生的差别用于计算新的输入值，这个新的输入值可以让系统的数据达到或保持输入值，这个新的输入值可以让系统的数据达到或保持参考值。参考值。
21、先进限制：自适应、预估值、模糊、智能限制等。先进限制：自适应、预估值、模糊、智能限制等。优化限制：在优化限制：在DCS上安装运行某化工过程的数学模型，上安装运行某化工过程的数学模型，按既定的目标函数进行优化计算，从而实现优化限制。按既定的目标函数进行优化计算，从而实现优化限制。1.3 化工过程的分析与合成化工过程的分析与合成 60年头初，在化学工程、系统工程、运筹学、年头初，在化学工程、系统工程、运筹学、数值计算方法、过程限制论等学科边缘，产生了数值计算方法、过程限制论等学科边缘，产生了过程系统工程，也称化工过程系统工程。过程系统工程，也称化工过程系统工程。任务任务:以系统工程的思想、方法，解
22、决化工过以系统工程的思想、方法，解决化工过程系统的设计、开发、操作、限制等问题，程系统的设计、开发、操作、限制等问题，系系统工程的分析与合成统工程的分析与合成 手段：运算描述过程系统的数学模型，这种手段：运算描述过程系统的数学模型，这种模型的运算称作化工过程系统模拟模型的运算称作化工过程系统模拟化工过程系统的分析化工过程系统的分析 主主要要是是分分析析过过程程系系统统的的运运行行机机制制、影影响响因因素素、过过程程模模型型的的数数学学描描述述、目目标标函函数数的的建建立、实惠工况下的最佳操作参数立、实惠工况下的最佳操作参数 目目标标是是使使决决择择方方案案，技技术术上上先先进进、可可行行，经济
23、上优越、合理经济上优越、合理 对对于于操操作作工工况况的的分分析析也也就就是是通通常常说说的的生生产操作调优，包括在线调优和离线调优。产操作调优，包括在线调优和离线调优。化工过程系统的合成化工过程系统的合成包包括括：反反应应路路径径合合成成；换换热热网网络络合合成成；分分别别序序列合成；过程限制系统合成；列合成；过程限制系统合成；解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务由由于于化化工工过过程程系系统统的的困困难难性性，这这类类优优化化问问题题常常是是具具有有非非线线性性、奇奇异异、有有约约束束、多多极极值值等等现现象象，近年来出现的模拟退火法和进化算法近
24、年来出现的模拟退火法和进化算法1.4 化工化工过程模拟过程模拟系统系统 对于化工过程的开发、设计，上世纪初期，由对于化工过程的开发、设计，上世纪初期，由试验室到中间厂逐级放大的阅历方法；试验室到中间厂逐级放大的阅历方法；30年头，以相像论为基础得出准数方程的方法，年头，以相像论为基础得出准数方程的方法，建立数学模型的模拟放大法；建立数学模型的模拟放大法；50年头后期，接受计算机数学模拟，基本上解年头后期，接受计算机数学模拟，基本上解决了大部分单元过程的开发放大问题。决了大部分单元过程的开发放大问题。化工流程稳态模拟系统化工流程稳态模拟系统特点：模型中不包括时间参数，即把过程中的各特点：模型中不
25、包括时间参数，即把过程中的各种因素都看成是不随时间而变更的，种因素都看成是不随时间而变更的，适用于适用于连续过程连续过程。在大规模连续化的工艺流程中，稳态是不存在的在大规模连续化的工艺流程中，稳态是不存在的稳态模拟是对动态过程到达平稳状态的一种简化稳态模拟是对动态过程到达平稳状态的一种简化处理，这种处理是很必要的处理，这种处理是很必要的稳态模拟系统的发展稳态模拟系统的发展第一代（第一代（50-60年头）年头）美国美国Kellogg公司的公司的FLEXIBLEFLOWSHEET，美国美国Houston高校开发的高校开发的CHESS（Chemical Engineering Simulation
26、System）其次代（其次代（70年头）年头）美国美国Monsanto公司开发的公司开发的FLOWTRAN美国美国Braun公司开发的公司开发的PF10（Process Flow）日本千代田工程公司开发的日本千代田工程公司开发的CAPES（Computer Aided Process Engineering System）第三代（第三代（1981）ASPEN(Advanced System of Process Engineering)化工流程动态模拟系统化工流程动态模拟系统很多的动态过程不允许简化处理为稳态过程很多的动态过程不允许简化处理为稳态过程间歇过程：装料、开车、反应、停车、卸料间歇过
27、程：装料、开车、反应、停车、卸料连续过程：开车、停车、事故处理连续过程：开车、停车、事故处理动态模拟系统的发展动态模拟系统的发展第一代（第一代（70年头）年头）1969年加拿大年加拿大McMaster高校开发的高校开发的DYNSYS美国杜邦公司开发的美国杜邦公司开发的DYFLO美国美国Michigan高校开发了高校开发了DYSCO日本千代田化工建设公司开发了日本千代田化工建设公司开发了DOPL其次代（其次代（70-80年头）年头）美国的鲁姆斯公司将动态模拟技术用于进行系美国的鲁姆斯公司将动态模拟技术用于进行系统可行性分析、先进限制系统方案设计统可行性分析、先进限制系统方案设计日本的一些大型化工
28、建设工程公司将动态模拟日本的一些大型化工建设工程公司将动态模拟技术用于进行新建大型化工厂工艺及限技术用于进行新建大型化工厂工艺及限制系统的设计制系统的设计第三代（第三代（1981）由动态模拟技术衍生出用于培训工人的模拟培由动态模拟技术衍生出用于培训工人的模拟培训器（训器（Simulation Control Co.,Autodynamics Co.,Atlantic Simulation Inc）1.5 化工化工企业企业CIPS技术技术 化工过程分析与合成的任务是以高产、优质、低化工过程分析与合成的任务是以高产、优质、低耗为目标，寻求工艺生产中的设备、流程的合理配置耗为目标，寻求工艺生产中的设
29、备、流程的合理配置方案以及最优生产工况的操作方案以及最优生产工况的操作 在生产实践中人们相识到，寻求化工过程实惠工在生产实践中人们相识到，寻求化工过程实惠工况依据不仅来自工艺过程本身，而必需遵循的根本性况依据不仅来自工艺过程本身，而必需遵循的根本性依据是企业的经营决策依据是企业的经营决策 为实现企业最佳经营、生产决策的手段是当代的为实现企业最佳经营、生产决策的手段是当代的CIMS技术技术Computeromputer Integratedntegrated Manufacturinganufacturing Systemystem 1974年年 美美 国国 Joseph Harrington博
30、博 士士 在在Computer Integrated Manufacturing一一书书中首次提出中首次提出 通通过过计计算算机机硬硬、软软件件综综合合运运用用现现代代管管理理技技术术、制制造造技技术术、信信息息技技术术、自自动动化化技技术术、系系统统工工程程技技术术，将将企企业业生生产产中中有有关关的的人人、技技术术、经经营营管管理理三三要要素素及及其其信信息息流流、物物质质流流有有机机集集成成为为实施优化运作的大系统实施优化运作的大系统Enterprise Resource Planning 企业拥有卓越的销售人员，但生产线上的工人却企业拥有卓越的销售人员，但生产线上的工人却无法如期交货，
31、车间管理人员则埋怨说选购无法如期交货，车间管理人员则埋怨说选购 部门部门没有刚好供应他们所须要的原料；没有刚好供应他们所须要的原料；选购选购部门的效率过高，仓库里囤积的某些材部门的效率过高，仓库里囤积的某些材料料10年都用不完，仓库库位饱和，资金周转很慢；年都用不完，仓库库位饱和，资金周转很慢；Manufacturing Resources Planning将来两年我国将来两年我国ERP产品市场达一百亿元。产品市场达一百亿元。准时生产制；精良生产制准时生产制；精良生产制Computer omputer Integrated ntegrated Process rocess Systemyste
32、m 化化工工、石石化化企企业业,特特殊殊是是一一些些特特种种化化学学品品、精精细细化化工工产产品品的的生生产产企企业业，要要求求新新产产品品开开发发周周期期短短、上上市市快快;并并要要求求生生产产工工艺艺装装备备是是具具有有适适应应多多种种产产品品的的柔柔性性系统。系统。以以CIPSCIPS的的概概念念和和方方法法组组织织过过程程生生产产企企业业的的运运作作环环节节，包包括括生生产产限限制制、调调度度、管管理理、经经营营决决策策、市市场场分分析析、新新产产品品设设计计及及探探讨讨开开发发，直直到到销销售售和和售售后后服服务务、用用户户看看法法反反馈馈等等，形形成成以以市市场场驱驱动动、全全局局
33、优优化化的的企企业业系统，收到了显著的经济效益。系统，收到了显著的经济效益。CIPS的应用的应用 日日本本三三井井石石油油化化学学公公司司实实施施CIPSCIPS，预预料料库库存存量量可可削削减减30%30%，生生产产周周期期可可缩缩短短30%30%，成成品品油油产产量量可可增增加加10%10%，管理效率可提高，管理效率可提高20%20%。当当前前发发达达国国家家的的大大型型化化工工、石石化化公公司司几几乎乎都都处处在在对对CIPSCIPS的实施、探讨阶段。的实施、探讨阶段。国国内内的的一一些些企企业业联联合合着着高高校校和和科科学学院院所所正正在在主主动动开开展展CIPSCIPS的的建建设设
34、，如如齐齐鲁鲁石石化化成成功功炼炼油油厂厂、沧沧州州大大化化集团、大庆石化总厂等。集团、大庆石化总厂等。1.6 人工智能在化工过程中的应用人工智能在化工过程中的应用 各种化工过程系统基本上都可用数学模型描述。各种化工过程系统基本上都可用数学模型描述。但由于实际化工过程的困难性，还有很多现象具有离但由于实际化工过程的困难性，还有很多现象具有离散的、非数值的、模糊的、不确定的特性，对这类对象建散的、非数值的、模糊的、不确定的特性，对这类对象建立数学模型特别困难立数学模型特别困难一般：由技术专家凭籍他们的专业技术和阅历来解决。一般：由技术专家凭籍他们的专业技术和阅历来解决。缺点：对不同的专家，解决方
35、法可能有差异缺点：对不同的专家，解决方法可能有差异人工智能技术的引用，为解决这类问题辟出了新径人工智能技术的引用，为解决这类问题辟出了新径人人 工工 智智 能能 技技 术术 宏宏观观模模拟拟从从人人在在思思维维时时的的心心理理活活动动动动身身。分分析析、探探讨讨人人是是如如何何运运用用学学问问、逻逻辑辑而而说说明明问问题题的的，从从而而驾驭人脑的逻辑思维规律驾驭人脑的逻辑思维规律 运运用用计计算算机机模模拟拟这这个个过过程程，选选出出与与人人的的思思维维过过程程相相一一样样的的结结果果，这这就就是是专家系统专家系统 微微观观模模拟拟是是从从人人脑脑的的生生理理结结构构动动身身，模模拟拟人人脑脑
36、在在思思维维过过程程中中的的生生理理活活动动，从从而而得得出出和和人人脑脑思思维维过过程程相一样的结果相一样的结果 这这种种模模拟拟包包括括建建立立神神经经元元（脑脑细细胞胞）模模型型，以以及及它它们们相相互互间间传传递递信信息息的的网网络络结结构构模模型型。这这就就是是人人工神经网络工神经网络ExPert xPert Systemystem关关键键组组成成是是学学问问库库与与推推理理机机制制，适适用用于于求求解解非非数数值的，不确定的或模糊的问题值的，不确定的或模糊的问题70年年头头中中期期以以前前多多属属于于说说明明型型和和诊诊断断型型。70年年头头后后期期出出现现了了设设计计型型、规规划
37、划型型、限限制制型型等等其其它它类类型型的专家系统的专家系统1965年年美美国国斯斯坦坦褔褔高高校校研研制制出出可可依依据据化化合合物物分分子子式式及及其其质质谱谱数数据据来来推推断断分分子子结结构构的的计计算算机机程程序序系系统统DENDRAL1974年年开开发发成成功功的的用用于于诊诊断断和和治治疗疗感感染染性性疾疾病病的的MYCIN1976年开发成功用于找矿的年开发成功用于找矿的PROSPECTORES在化工过程中的应用反应路径的综合：反应路径的综合：SYNCHEM换热网络综合：换热网络综合：HEATEX过程流程综合：过程流程综合：PIP过程限制系统综合：过程限制系统综合：CASEArt
38、ifical rtifical Neuraleural Networksetworks近近年年来来人人工工神神经经网网络络的的应应用用无无论论在在广广度度上上还还是是深深度度上上都都取取得得了了快快速速发发展展，应应用用领领域域涉涉及及医医学学、国国防防、运运输输、通通讯讯、工工业业生生产产、电电子子、航空航天以及金融管理等方面航空航天以及金融管理等方面医医疗疗方方面面的的心心肌肌梗梗塞塞早早期期诊诊断断、心心电电图图分分类类军军事事方方面面多多目目标标跟跟踪踪、战战斗斗机机飞飞行行限限制制、声源定位声源定位金金融融管管理理方方面面的的支支票票及及票票据据验验收收、股股票票行行情分析情分析思索题化工过程分析与合成是讲什么的？化工过程分析与合成是讲什么的？化工过程分析与合成与化工原理、化学反应工程、化工过程分析与合成与化工原理、化学反应工程、分别工程等课程有什么区分？有什么联系？分别工程等课程有什么区分？有什么联系？参考几本过程系统工程的书籍，比较该教材与本参考几本过程系统工程的书籍，比较该教材与本教材的区分教材的区分什么叫过程系统，与单元操作有什么关系？什么叫过程系统，与单元操作有什么关系？举例说明人工智能技术在化工中的应用。举例说明人工智能技术在化工中的应用。