6.1学习要求 基本要求：了解推论分析法、形态分析法、功能分析法以及过程优化的方法在化工过程开 发中的应用，结合成人教育学生的工程实践经验通过案例分析初步掌握化工过程分析与合成的 一般方法
6.1 学习要求 基本要求：了解推论分析法、形态分析法、功能分析法以及过程优化的方法在化工过程开 发中的应用，结合成人教育学生的工程实践经验通过案例分析初步掌握化工过程分析与合成的 一般方法
6.2内容简述 本书的第4、5章业己对小型工艺试验和大型冷模试验进行了讨论。在化工过程开发的科 学与技术活动中，在完成上述两个环节之后，一般地讲，对核心技术一一化学反应过程已经有 了深刻的认识，主要标志是己经掌握了设计与放大规律。无论是为了完成过程研究另一个环节 一中间试验，还是进行工程研究，开发者面临的主要任务是工艺流程开发，或称为系统结构 设计。本章内容立足于工程研究，其基本思想也适用于中试流程开发。 除化学工程之外，过程分析与合成的理论基础是方法论，特别是系统工程理论。 完成流程结构设计要从两个方面着手。其一，在功能分析的基础上对技术方法进行决策， 选择实现该功能的单元设备，确定进入该单元设备的条件和输出结果，掌握其设计方法。其二 把不同功能的单元设备按一定方式连结起来，即确定系统的结构，得到含物料流程和能量流程 的工艺流程图，以体现系统的功能，即完成由原料到产品的转化：各单元设备之间应做到温度 压力、组成、相态衔接匹配。这种在给定条件的基础上，通过选择单元设备，并确定其连结关 系，以实现某种功能为目的，被称为过程合成。在过程合成的全过程中，应自始至终满足评价 标准的约束。评价标准的通俗说法是技术上先进、经济上合理，或者说系统最优。 过程合成是一个由粗到细，由浅入深的过程。开始之初。只需画出方块流程图，从全局 (系统)的角度审视每一技术单元，依次考虑匹配衔接、技术可靠性、技术性能极限、经济因素、 设计方法。在进行过程设计时，确定技术方法与确定过程结构是相互渗透的。如果不是十分熟 悉的话，最好有一张单元操作一览表，并知道工业规模的使用经验，以备筛选
6.2 内容简述 本书的第 4、5 章业已对小型工艺试验和大型冷模试验进行了讨论。在化工过程开发的科 学与技术活动中，在完成上述两个环节之后，一般地讲，对核心技术——化学反应过程已经有 了深刻的认识，主要标志是已经掌握了设计与放大规律。无论是为了完成过程研究另一个环节 ——中间试验，还是进行工程研究，开发者面临的主要任务是工艺流程开发，或称为系统结构 设计。本章内容立足于工程研究，其基本思想也适用于中试流程开发。 除化学工程之外，过程分析与合成的理论基础是方法论，特别是系统工程理论。 完成流程结构设计要从两个方面着手。其一，在功能分析的基础上对技术方法进行决策， 选择实现该功能的单元设备，确定进入该单元设备的条件和输出结果，掌握其设计方法。其二， 把不同功能的单元设备按一定方式连结起来，即确定系统的结构，得到含物料流程和能量流程 的工艺流程图，以体现系统的功能，即完成由原料到产品的转化；各单元设备之间应做到温度、 压力、组成、相态衔接匹配。这种在给定条件的基础上，通过选择单元设备，并确定其连结关 系，以实现某种功能为目的，被称为过程合成。在过程合成的全过程中，应自始至终满足评价 标准的约束。评价标准的通俗说法是技术上先进、经济上合理，或者说系统最优。 过程合成是一个由粗到细，由浅入深的过程。开始之初。只需画出方块流程图，从全局 (系统)的角度审视每一技术单元，依次考虑匹配衔接、技术可靠性、技术性能极限、经济因素、 设计方法。在进行过程设计时，确定技术方法与确定过程结构是相互渗透的。如果不是十分熟 悉的话，最好有一张单元操作一览表，并知道工业规模的使用经验，以备筛选
6.2.1推论分析 在化工过程开发中问题要求（结果）一般总是体现在目的产物反应单元中，小试与大型冷模 试验己经明确了工艺、条件、反应器型式和几何尺寸，像推论分析那样、认为它们是合理的， 能够达到的。在此基础上，进行原料前处理与反应产物后处理两个问题的推论分析。即一个问 题是：沿着主反应器（目的单元）物流向前，分析创造什么条件（前提）才能满足进反应器介质的 温度、压力、组成、相态、流量：另一个问题是：自出主反应器物流向后，分析创造什么条件 (前提)，才能使目的产物达到期望的温度、压力、组成、相态、流量。一般地说，在化工领域 中，总能找到已知或公认的起点，即原料、能源、机械、材料、单元设备与过程、仪器与仪表 等等，从而保证目的反应单元的要求。沿分析路线返回，即综合，实施计划，则完成过程开发。 反之，如果找不到公认或已知的起点，就无法形成方案与计划，则过程开发失败。勿庸讳言， 上述方法得到的化工过程仅仅是一个骨架，有待细化与具体化，在经济评价中还将受到检验， 同时存在成功与失败的可能。如果框架是好的，经过补充、完善与优化，最终定能取得成功： 反之，如果分析脱离实际，或不合逻辑，则终将失败
6.2.1 推论分析 在化工过程开发中问题要求(结果)一般总是体现在目的产物反应单元中，小试与大型冷模 试验已经明确了工艺、条件、反应器型式和几何尺寸，像推论分析那样、认为它们是合理的， 能够达到的。在此基础上，进行原料前处理与反应产物后处理两个问题的推论分析。即一个问 题是：沿着主反应器(目的单元)物流向前，分析创造什么条件(前提)才能满足进反应器介质的 温度、压力、组成、相态、流量；另一个问题是：自出主反应器物流向后，分析创造什么条件 (前提)，才能使目的产物达到期望的温度、压力、组成、相态、流量。一般地说，在化工领域 中，总能找到已知或公认的起点，即原料、能源、机械、材料、单元设备与过程、仪器与仪表 等等，从而保证目的反应单元的要求。沿分析路线返回，即综合，实施计划，则完成过程开发。 反之，如果找不到公认或已知的起点，就无法形成方案与计划，则过程开发失败。 勿庸讳言， 上述方法得到的化工过程仅仅是一个骨架，有待细化与具体化，在经济评价中还将受到检验， 同时存在成功与失败的可能。如果框架是好的，经过补充、完善与优化，最终定能取得成功； 反之，如果分析脱离实际，或不合逻辑，则终将失败
6.2.2功能分析 所谓功能分析是指把一个过程分解成若干基本部分，慎密的研究它们的功能和基本属性， 然后分别考虑能够实现这些基本功能可供选择的方案，并寻找这些新方案的可能组合
6.2.2 功能分析 所谓功能分析是指把一个过程分解成若干基本部分，慎密的研究它们的功能和基本属性， 然后分别考虑能够实现这些基本功能可供选择的方案，并寻找这些新方案的可能组合
6.2.3形态分析 如果说功能分析是为了产生比较方案以供选择，那末形态分析就是对每种可供选择的方案 进行精确的分析和评价，以得出最佳结果。在方法论上，形态分析提供了一种逻辑结构以取代 随机想法，防止遗漏。对可供选择的方案进行综合就有可能产生新过程。用A、B、C三个判 据进行方案评价，择优而从。运筹的第一步叫做分支，即产生可供选择的方案，第二步叫做收 敛，通过评价方案，进行淘汰。判据A、B、C等是根据实践情况拟定的。例如：(1)方案资 料的完整性与可信程度：(2)方案所描述的系统是否与研究刘·象矛盾。例如离子交换分离方 案不可用于非电介质系统：(3)相容性法则。例如，蒸发与结晶同为分离过程，结晶之后不能 直接蒸发：五氧化二磷与硅胶同为干燥剂，PO5干燥过的气体不应再用硅胶干燥；(4)材料限 制：(5)经济判据等。 形态分析的结果在很多情况下很可能与富有经验的工作者的直观解是相似的，或者说是显 而易见的。但事实是，只要开发工作者详尽地研究每一过程的基本原理，通过形态分析，最终 总能使一个新过程闻世
6.2.3 形态分析 如果说功能分析是为了产生比较方案以供选择，那末形态分析就是对每种可供选择的方案 进行精确的分析和评价，以得出最佳结果。在方法论上，形态分析提供了一种逻辑结构以取代 随机想法，防止遗漏。对可供选择的方案进行综合就有可能产生新过程。用 A、B、C 三个判 据进行方案评价，择优而从。运筹的第一步叫做分支，即产生可供选择的方案，第二步叫做收 敛，通过评价方案，进行淘汰。判据 A、B、C 等是根据实践情况拟定的。例如： (1)方案资 料的完整性与可信程度；(2)方案所描述的系统是否与研究刘·象矛盾。例如离子交换分离方 案不可用于非电介质系统；(3)相容性法则。例如，蒸发与结晶同为分离过程，结晶之后不能 直接蒸发；五氧化二磷与硅胶同为干燥剂，P2O5 干燥过的气体不应再用硅胶干燥；(4)材料限 制；(5)经济判据等。 形态分析的结果在很多情况下很可能与富有经验的工作者的直观解是相似的，或者说是显 而易见的。但事实是，只要开发工作者详尽地研究每一过程的基本原理，通过形态分析，最终 总能使一个新过程闻世