本书主要介绍气液传质分离过程计算机模拟的概念、技术与方法，从分子层次、单元设备到流程系统多层次介绍气液传质分离过程的计算机模拟方法与概念以及部分经典的实际计算案例，加深读者对气液传质过程设计方法的了解。同时，紧跟学科发展前沿，全面介绍近些年新发展起来的分子模拟、计算流体力学以及流程模拟的方法，为读者提供多层次、多角度的创新发展方向和方法。
全书共7章，分别为气液传质分离过程计算机模拟基础、气液传质分离过程分子模拟、气液传质分离过程计算流体力学模拟、机器学习在气液传质分离过程中的应用、气液传质设备的模拟设计、炼油分离过程经典案例分析以及特殊精馏过程经典案例分析。
样章试读
目录
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序
Preface
前言
第1章 气液传质分离过程计算机模拟基础 1
1.1 多级气液传质分离过程模型的建立 1
1.2 吸收过程的计算机模拟 7
1.2.1 吸收与解吸过程简介 7
1.2.2 吸收与解吸过程的数学模型 7
1.2.3 吸收与解吸过程模拟方法及示例 14
1.3 精馏过程的计算机模拟 18
1.3.1 精馏过程简介 18
1.3.2 连续精馏过程的数学模型 19
1.3.3 连续精馏过程的模拟方法及示例 23
1.3.4 间歇精馏过程的数学模型 25
1.3.5 特殊精馏 26
1.4 新型气液传质分离过程的计算机模拟 31
1.4.1 与反应的耦合过程模拟 31
1.4.2 与微波的耦合过程模拟 32
1.4.3 与蒸汽渗透膜的耦合过程模拟 33
习题 35
参考文献 35
第2章 气液传质分离过程分子模拟 38
2.1 分子模拟基础 38
2.1.1 分子间相互作用和势函数 38
2.1.2 分子力场 44
2.1.3 统计热力学模拟基本原理 46
2.1.4 分子动力学模拟基本原理 47
2.2 汽液相平衡的分子模拟 48
2.2.1 蒙特卡罗法 48
2.2.2 基础热力学性质的模拟 55
2.2.3 汽液相平衡 60
2.2.4 模拟实例 63
2.3 气液界面的建模与分子动力学模拟 66
2.3.1 气液界面的基本概念及实验研究方法 66
2.3.2 气液界面的建模与分子动力学模拟研究 71
2.4 外场强化气液传质的分子模拟 75
2.4.1 外场强化气液传质的基本原理 77
2.4.2 微波场强化下的分子模拟 82
习题 87
参考文献 88
第3章 气液传质分离过程计算流体力学模拟 92
3.1 计算传质学的数学方程体系 92
3.1.1 流体流动过程模型 92
3.1.2 传质及传热模型的耦合 93
3.2 边界条件的确定 95
3.2.1 入口边界条件 95
3.2.2 出口边界条件 96
3.2.3 塔壁边界条件 96
3.3 气液两相流模拟方法 97
3.3.1 两相流模型 97
3.3.2 VOF模型 98
3.3.3 混合物模型 99
3.3.4 Eulerian模型 100
3.4 气液两相流模拟传质在化工中的应用 101
3.4.1 单相流模拟 101
3.4.2 规整填料内三维单相流模拟 105
3.4.3 规整填料内三维两相流模拟 111
3.4.4 加压鼓泡塔的双流体模拟 120
3.5 化学吸收过程*两方程数学模型 135
3.5.1 2 *两方程数学模型 136
3.5.2 CO2的MEA水溶液化学吸收过程模拟及验证 140
习题 147
参考文献 147
第4章 机器学习在气液传质分离过程中的应用 151
4.1 机器学习简介 152
4.1.1 BP 神经网络算法 153
4.1.2 RBF 神经网络算法 155
4.1.3 模糊神经网络 156
4.2 传统精馏设计流程与挑战 157
4.2.1 精馏过程建模仿真 157
4.2.2 精馏模型参数优化 158
4.2.3 精馏控制设计 159
4.2.4 精馏软测量 160
4.2.5 精馏安全分析 160
4.2.6 传统精馏设计面临的其他挑战 160
4.3 机器学习在精馏过程中的应用 160
4.3.1 数据的取得与处理 161
4.3.2 基于机器学习的精馏建模 161
4.3.3 基于机器学习的精馏优化 162
4.3.4 基于机器学习的精馏软测量 164
4.4 机器学习在精馏过程应用的局限性 173
习题 173
参考文献 174
第5章 气液传质设备的模拟设计 177
5.1 填料 178
5.1.1 计算机辅助填料结构优化概述 178
5.1.2 填料传质性能影响因素分析 181
5.1.3 填料未来发展方向 185
5.2 塔盘 187
5.2.1 计算机辅助塔盘结构优化概述 187
5.2.2 塔盘的三维气液传质模型构建 188
5.2.3 计算机辅助设计新型塔盘 189
5.3 塔内件 190
5.3.1 液体分布器 190
5.3.2 液体收集及再分布器 200
5.3.3 气体分布器 201
5.3.4 催化精馏内构件 203
习题 207
参考文献 207
第6章 炼油分离过程经典案例分析 212
6.1 原油常减压蒸馏装置 212
6.1.1 背景简介 212
6.1.2 工艺简介与设计要求 212
6.1.3 物性方法与模型建立 213
6.1.4 模拟结果与分析 215
6.2 吸收稳定装置 218
6.2.1 背景简介 218
6.2.2 工艺简介与设计要求 219
6.2.3 物性方法与模型建立 220
6.2.4 模拟结果与分析 222
6.3 乙烯急冷 223
6.3.1 背景简介 223
6.3.2 工艺简介与设计要求 224
6.3.3 物性方法与模型建立 226
6.3.4 模拟结果与分析 228
6.4 原油脱硫系统 229
6.4.1 背景简介 229
6.4.2 工艺简介与设计要求 230
6.4.3 物性方法与模型建立 231
6.4.4 模拟结果与分析 233
6.5 丙烯/丙烷深冷分离 235
6.5.1 背景简介 235
6.5.2 工艺简介与设计要求 235
6.5.3 物性方法与模型建立 236
6.5.4 模拟结果与分析 238
6.6 低温甲醇洗 241
6.6.1 背景介绍及基本原理 241
6.6.2 工艺简介与设计要求 241
6.6.3 物性方法与模型建立 243
6.6.4 模拟结果与分析 244
习题 247
参考文献 250
第7章 特殊精馏过程经典案例分析 252
7.1 轻汽油醚化反应精馏过程 252
7.1.1 背景简介 252
7.1.2 工艺简介与设计要求 253
7.1.3 物性方法与模型建立 256
7.1.4 模拟结果与分析 260
7.2 FCC汽油萃取精馏深度脱硫过程 264
7.2.1 背景简介 264
7.2.2 工艺简介与设计要求 265
7.2.3 物性方法与模型建立 267
7.2.4 模拟结果与分析 267
7.3 共沸精馏分离乙二醇-1,2-丁二醇过程 269
7.3.1 背景简介 269
7.3.2 工艺简介与设计要求 269
7.3.3 物性方法与模型建立 270
7.3.4 模拟结果与分析 270
7.4 变压精馏分离甲醇-碳酸二甲酯过程 275
7.4.1 背景简介 275
7.4.2 工艺简介与设计要求 275
7.4.3 物性方法与模型建立 276
7.4.4 模拟结果与分析 276
7.5 反应-萃取精馏耦合分离四氢呋喃-乙醇-水三元共沸体系过程 280
7.5.1 背景简介 280
7.5.2 工艺简介与设计要求 280
7.5.3 物性方法与模型建立 281
7.5.4 模拟结果与分析 282
7.6 萃取-共沸精馏回收乙酸的过程 285
7.6.1 背景简介 285
7.6.2 工艺简介与设计要求 285
7.6.3 物性方法与模型建立 286
7.6.4 模拟结果与分析 289
7.7 精馏-蒸汽渗透膜耦合脱水过程 292
7.7.1 背景简介 292
7.7.2 工艺简介与设计要求 293
7.7.3 物性方法与模型建立 294
7.7.4 模拟结果与分析 296
习题 297
参考文献 298
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