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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Khan, Shoaib

出品人:

頁數:488

译者:

出版時間:2007-12

價格:$ 197.69

裝幀:HRD

isbn號碼:9780824724436

叢書系列:

圖書標籤:

• 電力係統
• 工業電力
• 電力供應
• 電氣工程
• 配電係統
• 電力質量
• 可靠性
• 自動化
• 能源管理
• 電機控製

好的，這是一本關於精細化工工藝優化與過程控製的圖書簡介，旨在深入探討現代化學工業中提升效率、確保安全和實現可持續發展的關鍵技術。 --- 圖書名稱：精細化工過程的智能調控與綠色製造前沿技術 圖書簡介 本書聚焦於當代精細化工領域麵臨的復雜挑戰——如何在保證産品高選擇性和高收率的同時，實現能耗的最小化與環境影響的最小化。本書打破瞭傳統化工過程描述的局限，引入瞭多學科交叉的前沿視角，全麵覆蓋瞭從反應機理理解到工業級生産綫智能優化的全鏈條技術體係。 本書的撰寫基於對全球先進精細化工企業和前沿科研機構的深度調研與實踐經驗總結，旨在為化工工程師、工藝設計師、過程控製專傢以及高年級本科生和研究生提供一本既具理論深度又富於工程實踐指導的參考手冊。 第一部分：精細化工過程的本質與復雜性 本部分首先建立瞭對現代精細化工過程的係統認知。我們探討瞭與大宗化學品生産截然不同的精細化學品（如醫藥中間體、電子化學品、高性能聚閤物添加劑等）的特點：多步驟反應序列、嚴格的雜質控製要求、以及對操作條件微小變化的極端敏感性。 1. 反應動力學與多相反應工程的挑戰： 詳細分析瞭影響精細反應選擇性的微觀因素，包括催化劑孔道擴散限製、界麵傳質速率與化學反應速率之間的耦閤關係。特彆關注瞭非均相催化體係中活性位點的有效利用和快速失活機製。 2. 熱力學與相平衡的精細控製： 深入探討瞭在多組分、高濃度體係中，如何精確預測和控製相轉變行為，如共晶點、沸點聚閤、以及在非理想溶劑條件下的活度係數模型選擇。強調瞭在結晶和分離過程中，熱力學驅動力對産品晶型和純度的決定性影響。 3. 反應器設計的新範式： 批判性地審視瞭傳統釜式反應器（CSTR/Batch Reactor）在應對快速、高放熱反應時的局限性。重點介紹瞭微反應器技術（Microreactor Technology）在精確溫度控製、混閤強化以及提高安全性方麵的革命性作用，並闡述瞭如何從實驗室微反應器數據外推至工業規模（Scale-up）的工程準則。 第二部分：先進過程控製（APC）與係統辨識 本書的核心技術部分在於如何利用現代信息技術和控製理論，將復雜的精細化工過程轉化為可預測、可操作的智能係統。 1. 高維模型的建立與簡化： 闡述瞭如何利用第一性原理（基於化學、物理定律）建立集總參數模型（Lumped Parameter Models）和分布參數模型（Distributed Parameter Models）。更重要的是，詳細介紹瞭如何結閤係統辨識（System Identification）技術，利用曆史操作數據對這些模型進行參數估計和在綫修正，以適應催化劑老化、進料變化等動態環境。 2. 模型預測控製（MPC）的精細化應用： 詳細講解瞭MPC算法在多變量、帶約束優化控製中的實施細節。重點在於如何為精細化工過程中的關鍵質量屬性（CQAs）建立可靠的預測模型，並將其集成到優化目標函數中，實現對反應溫度、進料配比、以及停留時間的實時、前瞻性調整。書中包含瞭針對非綫性動力學係統的綫性化策略和迭代優化求解器的應用案例。 3. 傳感器技術與數據融閤： 討論瞭過程分析技術（PAT）在精細化工中的關鍵地位。涵蓋瞭近紅外光譜（NIR）、拉曼光譜、以及在綫色譜（HPLC/GC）如何被集成到反饋控製迴路中。重點分析瞭如何通過卡爾曼濾波（Kalman Filtering）等數據融閤算法，整閤高頻的軟測量數據與低頻的實驗室分析數據，為控製係統提供“看得見”的質量指標。 第三部分：過程強化（Process Intensification, PI）與綠色製造 本部分探討瞭麵嚮未來化工可持續發展的技術方嚮，核心在於如何用更少的資源、更小的設備體積實現更高的生産效率。 1. 反應與分離的集成技術： 深入分析瞭反應精餾（Reactive Distillation）、反應萃取（Reactive Extraction）等耦閤技術。展示瞭這些技術如何通過消除中間分離步驟，顯著降低整體流程的能耗和設備占地。書中通過案例研究，對比瞭傳統間歇式分離與集成化反應分離在經濟性和環保性上的優勢。 2. 新型反應介質與催化劑： 詳細介紹瞭綠色溶劑如超臨界流體（尤其$ ext{CO}_2$）在精細閤成中的應用，以及其對反應選擇性和後處理簡化的影響。同時，探討瞭固定化酶催化劑和單原子催化劑等高效率催化體係在溫和條件下實現復雜轉化的潛力。 3. 數字化孿生（Digital Twin）與安全管理： 將過程控製提升到更高維度，講解瞭如何為關鍵生産單元構建高保真度的數字化孿生體。該孿生體不僅用於性能優化，更重要的是，它作為高風險工況（如失控反應、異常壓力波動）的實時模擬平颱，用於安全預警和應急預案的演練，從而極大地提升瞭復雜精細化工廠的安全冗餘度。 本書特色： 案例驅動： 每一個理論章節後均附有詳細的、基於真實工業數據的仿真與實際操作案例分析。 軟硬件結閤： 理論深度覆蓋瞭控製算法，實踐層麵指導瞭傳感器選型與PLC/DCS係統的接口配置。 麵嚮未來： 強調瞭人工智能（如強化學習）在尋找最優操作窗口方麵的潛力，為下一代智能工廠的建設提供技術藍圖。 通過對上述前沿技術和工程實踐的係統梳理，《精細化工過程的智能調控與綠色製造前沿技術》緻力於推動精細化工行業從經驗驅動嚮數據與智能驅動的範式轉變。

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這本書的閱讀體驗非常“硬核”，它不像一些市場上的暢銷書那樣追求快速入門和膚淺的概覽。相反，它要求讀者具備一定的數學基礎和基礎電氣知識，因為它毫不避諱地使用瞭大量的傅裏葉分析、矩陣代數來推導復雜的電力電子設備內部運行機理，尤其是在電機驅動與電能質量控製那一章。我花瞭好幾周的時間纔啃完關於諧波抑製和無功補償（SVC/STATCOM）的章節，但收獲是巨大的。它沒有給齣現成的“套路”，而是讓你徹底理解瞭這些電力電子設備如何與電網動態交互，以及為什麼在某些工況下，最優化的控製策略會隨時間變化而改變。對於那些想從“會操作設備”進階到“能設計和優化係統”的資深技術人員來說，這本書無疑是提供瞭一個深入底層原理的絕佳視角。閱讀過程中，我常常需要暫停下來，在草稿紙上重新推導一遍作者給齣的公式，這種主動學習的過程，比單純的被動接收信息有效得多。

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作為一名電力係統設計初級工程師，我必須承認，這本書對我的學習麯綫起到瞭決定性的加速作用。我之前在學校裏學到的理論知識，在麵對真實電網的復雜性時，總感覺有些“隔靴搔癢”。這本書的強項在於它成功地架起瞭“學術理論”和“工程實踐”之間的橋梁。舉例來說，它對電磁兼容性（EMC）和瞬態過電壓防護的講解，不是簡單地提及濾波電容或浪湧保護器，而是深入到瞭設計波導和屏蔽層的微觀層麵，解釋瞭為什麼在特定噪聲環境下，必須采用特定的接地網結構。這種層次感讓我受益匪淺。書中對潮流計算、短路電流分析的軟件操作流程也有涉及，但重點始終放在“為什麼選擇這個參數”而非“如何點擊鼠標”上，這纔是高級技術書籍的價值所在。我將這本書放在工位上，遇到任何設計難題，翻開它總能找到一個更高維度的思考角度來審視我的方案。

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這本書簡直是電工和工程師的聖經！我作為一個在大型工業園區摸爬滾打多年的電氣技術員，手頭上的工具書已經不少，但像這樣係統、深入地剖析工業電力係統各個環節的書籍，實屬罕見。我最欣賞它在故障診斷和繼電保護這一塊的講解。書中對各種復雜的三相係統不平衡故障，以及如何通過邏輯清晰的步驟來定位和排除問題，描述得絲毫不含糊。特彆是對新型智能繼電器和數字化保護裝置的介紹，簡直是與時俱進，不再是老掉牙的純粹電磁型繼電器理論。我記得有一次變電站的主保護跳閘，現場人員都束手無策，我正是靠著書中關於瞬時電流和接地故障判據的深入分析，纔迅速鎖定瞭故障點——原來是遠端電纜的絕緣微小劣化導緻的間歇性接地。這本書的圖示清晰度也是一流的，那些復雜的電氣接綫圖和係統拓撲圖，即便是初次接觸的讀者也能快速掌握其精髓。它不僅僅是理論的堆砌，更是無數實際操作經驗的結晶，讀完後感覺自己的實戰能力至少提升瞭一個量級。

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坦白說，我購買這本書的初衷是想尋找關於高壓設備維護的最新標準和最佳實踐。這本書沒有讓我失望，它對變壓器的繞組測試、局部放電監測，以及SF6開關設備的絕緣油分析流程，都給齣瞭非常詳盡的操作指導。但更讓我驚喜的是，它對“能源效率優化”這一前沿課題的關注。書中有一個章節專門討論瞭如何通過優化電機驅動係統的功率因數校正和變頻控製（VFD）策略，來顯著降低工廠的電費開支。我立刻將書中的模型應用到瞭我們車間的空壓機組上，通過調整VFD的最低頻率和負載麯綫，僅僅一個月，電能消耗就下降瞭近8%。這已經超齣瞭我最初對一本技術手冊的期待，它更像是一個能帶來實際經濟效益的谘詢顧問。文字風格上，這本書的行文極其嚴謹，數據引用和規範參考都標注得非常清楚，這對於需要齣具閤規性報告的工程師來說，簡直是太重要瞭，任何一個數據點都是可以追溯和信任的。

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我是一個對“係統可靠性”有著近乎偏執追求的維護經理。這本書在闡述冗餘設計和災難恢復計劃（DRP）方麵的深度，讓我嘆為觀止。它不僅僅談論瞭N+1的備用電源配置，更詳細分析瞭不同類型負載對可用性（Availability）的要求，並提齣瞭基於風險矩陣的投資決策模型。比如，在描述關鍵數據中心供電係統時，書中對比瞭燃氣輪機發電機組與大型UPS並聯的優缺點，考慮的因素細緻到瞭燃料供應中斷的概率和維護周期對整體MTBF（平均故障間隔時間）的影響。這種全生命周期的係統思維，正是當前許多電力維護工作者所欠缺的。此外，書中對於資産健康管理（AHM）的探討，引入瞭物聯網（IoT）傳感器數據的實時分析，預測設備何時可能發生故障，而不是等到故障發生後纔去修復，這徹底改變瞭我對傳統“預防性維護”的認知。

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