- 化工安全数智化仿真模拟(高等学校人工智能系列教材)
- - 作者：编者:杨傲//张俊//冯泽民//孙诗瑞|责编:张艳
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122502612
  - 出版日期：2026/07/01
  - 页数：346
- 售价：31.6

内容大纲
《化工安全数智化仿真模拟》以Aspen Plus、MATLAB和Python为核心工具，结合实际案例，系统介绍了化工过程模拟与智能优化的基本原理、实现方法和典型应用，内容涵盖化工仿真软件基础、物性估算与相平衡、单元操作模拟、优化算法，以及多种典型分离过程的模拟、安全设计与智能优化策略。特别地，本书还引入了机器学习与人工智能技术在化工安全预测、溶剂筛选与过程优化中的前沿应用。读者按照书中的操作步骤进行练习即可快速掌握Aspen Plus、MATLAB和Python的使用方法和技巧。此外本书每章都配有课后习题，可扫描二维码下载查看习题答案。
本书可作为高等院校化工、化工安全和安全工程专业本科生和研究生教材与教学参考书，也可为石油、化工和制药领域从事过程开发、设计和管理的工程技术人员提供参考。
作者介绍
目录
第1章  化工过程仿真模拟软件及其典型应用
  1.1  Aspen Plus仿真模拟软件
    1.1.1  Aspen Plus发展历程
    1.1.2  Aspen Plus核心技术
    1.1.3  物性仿真界面
    1.1.4  模拟仿真界面
  1.2  MATLAB数值仿真模拟软件
    1.2.1  MATLAB起源与商业化历程
    1.2.2  MATLAB功能演进与技术特性
  1.3  Python数值仿真模拟软件
    1.3.1  Python诞生与版本演进
    1.3.2  化学信息学工具链
  1.4  在油气化工优化过程中的应用
    1.4.1  MATLAB集成化优化环境
    1.4.2  Python开放生态与灵活扩展
  1.5  分子性质预测与分子设计
    1.5.1  MATLAB融合物理模型与机器学习
    1.5.2  Python深度学习主导的预测框架
    1.5.3  MATLAB逆向设计与自动化生成
    1.5.4  Python生成式AI与高通量筛选
  课后习题
  参考文献
第2章  物性估算与气液相平衡
  2.1  基础热力学物性估算
    2.1.1  Joback基团贡献法
    2.1.2  GC两水平基团贡献法
    2.1.3  MP基团相互作用贡献方法
  2.2  气液相平衡
    2.2.1  气液相平衡简介
    2.2.2  活度系数模型简介
  2.3  三元相图的拓扑性质
    2.3.1  剩余曲线
    2.3.2  挥发度曲线
    2.3.3  三元相图的分类
  2.4  混合物相平衡估算
    2.4.1  四氢呋喃分子切分
    2.4.2  乙醇分子切分
    2.4.3  乙醇和四氢呋喃气液相平衡估算
  2.5  混合物相平衡数据回归
    2.5.1  基于NIST数据库的相平衡数据回归
    2.5.2  基于实验数据的相平衡数据回归
  课后习题
  参考文献
第3章  化工仿真过程简单模块过程模拟
  3.1  流体输送单元过程模拟
    3.1.1  泵模拟
    3.1.2  压缩机模拟
  3.2  流体换热单元过程模拟
    3.2.1  加热器Heater
    3.2.2  换热器HeatX

  3.3  流体反应单元过程模拟
    3.3.1  RStoic反应器
    3.3.2  RCSTR反应器
    3.3.3  RPlug反应器
  3.4  流体闪蒸过程模拟
    3.4.1  Flash2模块
    3.4.2  甲醇-水闪蒸过程模拟
  课后习题
  参考文献
第4章  化工过程智能优化方法
  4.1  化工过程优化的重要性和意义
  4.2  化工过程常见优化问题和目标函数
    4.2.1  基于Python的优化求解问题
    4.2.2  基于MATLAB的优化求解问题
    4.2.3  基本指标
    4.2.4  经济指标
    4.2.5  能源指标
    4.2.6  环境指标
    4.2.7  安全指标
  4.3  化工过程数学优化方法
    4.3.1  单目标优化问题
    4.3.2  多目标优化问题
    4.3.3  多目标优化问题的求解方法
  4.4  化工过程模拟收敛方法
    4.4.1  直接迭代法
    4.4.2  牛顿迭代法
    4.4.3  Wegstein方法
    4.4.4  Secant方法
    4.4.5  Broyden方法
  4.5  化工过程模拟软件与优化软件的数据传输
    4.5.1  化工过程模拟中使用MATLAB进行优化
    4.5.2  化工过程模拟中使用Python进行优化
  课后习题
  参考文献
第5章  常规二元组分精馏过程安全设计和智能优化
  5.1  二元组分
  5.2  DSTWU简捷模型
  5.3  RadFrac严格模型
  5.4  苯-甲苯分离过程灵敏度分析
  5.5  基于经济和本质安全的苯-甲苯分离过程智能优化
  课后习题
  参考文献
第6章  二元共沸组分变压精馏过程安全设计和智能优化
  6.1  丙酮-甲醇二元体系
    6.1.1  丙酮-甲醇组分
    6.1.2  Aspen Plus组分输入与热力学模型选择
    6.1.3  丙酮-甲醇组分二元相图分析
  6.2  高压-低压分离过程设计和模拟
    6.2.1  概念设计与过程模拟
    6.2.2  丙酮-甲醇分离过程的灵敏度分析

  6.3  低压-高压分离过程设计和模拟
    6.3.1  概念设计与过程模拟
    6.3.2  丙酮-甲醇分离过程的灵敏度分析
  6.4  基于经济和本质安全的丙酮-甲醇分离过程智能优化
  课后习题
  参考文献
第7章  二元共沸组分萃取精馏过程安全设计和智能优化
  7.1  溶剂筛选
    7.1.1  Aspen Plus组分输入与热力学模型选择
    7.1.2  丙酮-甲醇-萃取剂二元相图分析
  7.2  DMSO为萃取剂的萃取精馏模拟及灵敏度分析
    7.2.1  萃取精馏模拟
    7.2.2  灵敏度分析
  7.3  WATER为萃取剂的萃取精馏模拟及灵敏度分析
    7.3.1  萃取精馏模拟
    7.3.2  灵敏度分析
  7.4  基于经济和本质安全的丙酮-甲醇萃取精馏分离过程智能优化
    7.4.1  经济安全评价
    7.4.2  智能优化结果
  课后习题
  参考文献
第8章  常规三元组分精馏过程安全设计与智能优化
  8.1  苯-甲苯-二甲苯三元体系
    8.1.1  苯-甲苯-二甲苯
    8.1.2  Aspen Plus组分输入与热力学模型选择
    8.1.3  苯-甲苯-二甲苯三元体系热力学相图分析
  8.2  常规三组分分离工艺流程概念设计
    8.2.1  SEP2物料平衡设计
    8.2.2  DSTWU多组分精馏简捷设计
    8.2.3  RadFrac模块严格精馏工艺设计
    8.2.4  RadFrac模块设计规定
    8.2.5  苯-甲苯-二甲苯三组分常规精馏直接顺序工艺流程图
  8.3  分壁塔设计与模拟
    8.3.1  分壁塔工艺模拟模型
    8.3.2  分壁塔工艺概念设计
  8.4  分壁塔的智能优化
    8.4.1  三组分分壁塔优化决策变量
    8.4.2  经济优化目标
    8.4.3  单目标优化问题
    8.4.4  优化程序设置
    8.4.5  分壁塔工艺本质安全评估
  课后习题
  参考文献
第9章  三元共沸组分变压精馏过程安全设计与智能优化
  9.1  三元共沸组分
    9.1.1  三元组分
    9.1.2  Aspen Plus组分与热力学模型选择
    9.1.3  四氢呋喃-甲醇-乙醇三元相图分析
  9.2  变压精馏分离乙醇-甲醇-四氢呋喃可行性分析
  9.3  乙醇-甲醇-四氢呋喃变压精馏工艺设计和模拟

    9.3.1  乙醇-甲醇-四氢呋喃变压精馏工艺概念设计
    9.3.2  乙醇-甲醇-四氢呋喃变压精馏启发式计算
    9.3.3  乙醇-甲醇-四氢呋喃变压精馏工艺模拟
    9.3.4  乙醇-甲醇-四氢呋喃变压精馏工艺灵敏度分析
  9.4  乙醇-四氢呋喃-甲醇变压精馏工艺设计和模拟
    9.4.1  乙醇-四氢呋喃-甲醇变压精馏工艺概念设计
    9.4.2  乙醇-四氢呋喃-甲醇变压精馏启发式计算
    9.4.3  乙醇-四氢呋喃-甲醇变压精馏工艺模拟
    9.4.4  乙醇-四氢呋喃-甲醇变压精馏工艺灵敏度分析
  9.5  基于经济和本质安全的三塔变压精馏智能优化
  课后习题
  参考文献
第10章  三元共沸组分萃取精馏过程安全设计与智能优化
  10.1  三元体系简介
  10.2  Aspen Plus组分输入与热力学性质分析
    10.2.1  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元体系热力学模型选择
    10.2.2  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元体系热共沸特征
    10.2.3  二元相图分析
    10.2.4  三元相图分析
  10.3  萃取剂的选择
  10.4  三元共沸组分萃取精馏过程概念设计
    10.4.1  萃取塔T
    10.4.2  萃取塔T
    10.4.3  萃取塔T
    10.4.4  萃取剂循环设置
    10.4.5  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三组分萃取精馏概念设计工艺流程模拟
  10.5  正己烷-乙酸乙酯-乙醇三元共沸组分萃取精馏工艺优化
    10.5.1  工艺优化决策变量
    10.5.2  优化目标
    10.5.3  多目标优化问题
    10.5.4  优化程序设置
  课后习题
  参考文献
第11章  机器学习技术基础理论
  11.1  机器学习基础
  11.2  机器学习常用算法
    11.2.1  支持向量机
    11.2.2  神经网络
    11.2.3  朴素贝叶斯分类器
    11.2.4  决策树
    11.2.5  集成学习和随机森林
    11.2.6  聚类
    11.2.7  降维
  11.3  深度学习
    11.3.1  卷积神经网络
    11.3.2  循环神经网络
    11.3.3  其他神经网络
  11.4  强化学习
  11.5  迁移学习
  11.6  本章小结

  课后习题
  参考文献
第12章  人工智能在油气化工安全过程中的应用
  12.1  构建基于随机森林算法的溶剂闪点预测模型
    12.1.1  溶剂闪点
    12.1.2  预测模型建模前准备工作
    12.1.3  预测模型构建
    12.1.4  仿真实验模型准确度测试
  12.2  基于AI技术实现多因素智能应急决策模型的预测和评估
    12.2.1  实验原理
    12.2.2  仿真实验软件和数据准备
    12.2.3  构建基于机器学习的智能应急决策模型
  课后习题
  参考文献
第13章  基于人工智能的绿色-安全-高效溶剂筛选
  13.1  异丙醇
  13.2  人工智能辅助溶剂筛选步骤
    13.2.1  数据准备
    13.2.2  构建基于混合表示的深度神经网络性质预测框架
  13.3  溶剂筛选结果与过程模拟
    13.3.1  基于HrDNN的溶剂性质预测模型结果
    13.3.2  基于人工智能的IPA/水共沸物绿色溶剂筛选结果与过程模拟
  课后习题
  参考文献

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