北京化工大学：《化工过程分析与合成》课程教学资源（试卷习题，打印版）2005年化工系统分析与合成期末试卷（试题）

北京化工大学2004一一2005学年第二学期 《化工过程分析与合成》期末考试试卷 班级： 姓名： 学号：分数： 题号 三 四总分 得分 一、 填空题（每空1分） 1稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中 (含不含)时间参数 2就其模拟计算求解方法而言，过程系统模拟可以归纳 为： 3序贯模块法的基础是 4求解超大型稀疏非线性方程组的方法大致分为 两类。 5根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式，一般可以把动态模拟时的 数学模型分为 6根据建立模型的不同方法，一般可以将数学模型分为 和介于两者之间的 7连续搅拌罐反应器(CSTR)的动态模型可以用 参数模型进行描述。 代化利 优化是过程系统的两大类优化问题，它们 贯穿于化工过程设计和化工过程操作 9求解非线性有约束条件最优化问题的方法很多，比较常用的有 和 。它们的共同点在于都是将有约束最优化问题 转变成 最优化问题。 10在分离序列的综合中，根据试探法的经验规则$2，难分离的组分应当 分离。 二、判断题（每题2分）。请判断对错（√或×），并简单解释原因。 】在序贯模块法中的单元模块具有单向性的特点。 )。 2联立模块法的基本思想是，把描述过程系统的所有数学模型汇集到一起，形成

个非线性方程组进行求解，因而其求解难度比序贯模块法小，但计算工作量较大。 3间歇过程是典型的定常态操作过程。 4在化工过程系统的优化中应用最广泛的数学方法就是线性规划的求解 》。 5在夹点之上，物流温度较高，因此换热网络仅需要冷公用工程。 )。 6在连续化大规模生产中，最优操作条件的确定只需要在设计过程中计算、给定， 在以后的生产中，只要把操作条件控制在这个最优点就可以了。因此，优化问题 只出现在设计过程中。 7线性规划的求解方法有牛顿法、拟牛顿法和最速下降法。 8非线性规划中的罚函数算法是可行路径法 a

9夹点以上热物流与夹点下冷物流的匹配（热量穿过夹点），可以把热流体的热量 最大限度的利用，使系统的热量回收最大。 10求解能量最优的过程就是寻找夹点的过程。 三、(5分)考查如图所示的反应器。目标函数为f(c,T)=(c-c,)'+T2,约束条件为 c=C。+e,月c。≤K,这甲C,是出口浓度，为常数，月K也为常数 当K=C,一2时，求目标函数的最小值 反应器 四、(15分)某个甲醇生产厂拟采用如图所示的1CI多段冷激式绝热催化反应塔生产 甲醇。已知反应为放热催化反应，催化剂的适宜活性温度在T1~T2°C之间，该反 应为低压平推流反应器，即设定在反应器内同一层面上，温度无梯度。工.C.I反应器 为绝热反应器，与外部环境无热交换，温度变化只与反应器催化剂高度和冷激气进 地政气 疏回收 原料重油 ]去精 粗甲醇分肉 个成气

量有关，为了保证适宜的反应温度条件，在各段之间引入低温原料气（组成、温度 与第一段入口相同)进行冷激混合。试问，如果给定甲醇产量，如何确定系统的最 优结构参数？请首先对问题进行分析，给出合理假设，写出优化目标、约束条件和 可能的求解方法。注：只需描述求解思路