具体描述
职业技能鉴定考试指南：化学检验工（初级工、中级工），ISBN：9787534136610，作者：田迪英 著
《化工过程分析与控制技术》 一、本书概述 《化工过程分析与控制技术》是一本集理论、实践与前沿技术于一体的专业书籍，旨在为化工领域的操作人员、技术员、工程师以及相关专业学生提供全面、深入的学习资源。本书聚焦于化工生产过程中关键的分析检测方法和先进的控制策略，覆盖从基础原理到实际应用的各个环节，力求帮助读者建立扎实的理论基础，掌握熟练的操作技能，并了解行业最新的发展动态。 本书并非一本简单罗列技术名词或操作步骤的教材，而是致力于揭示化工过程分析与控制背后的科学原理、技术逻辑与工程实践。通过系统性的阐述，读者可以理解为何要进行特定的分析，这些分析结果如何指导生产过程的优化，以及如何利用先进的控制技术实现生产的自动化、高效化和智能化。 二、内容结构与重点 本书共分为三个主要部分：化工过程的在线与离线分析技术、化工过程控制系统及其应用、以及化工过程分析与控制的集成与发展。 第一部分：化工过程的在线与离线分析技术 这部分是本书的基石，详细介绍了化工生产过程中常用的各类分析技术，包括其基本原理、仪器构造、操作方法、数据处理以及在具体生产环节的应用。 基础分析原理回顾： 简要回顾了化学计量学、统计学在分析过程中的重要性，以及误差分析与质量控制的基本概念。 色谱分析技术： 深入讲解了气相色谱（GC）和液相色谱（LC），包括不同类型的色谱柱、检测器（FID, TCD, ECD, UV-Vis, PDA, RI等）的选择与应用，以及在原料、中间产品和成品质量控制中的实际案例。重点会分析色谱条件优化、峰识别与定量方法的建立，以及色谱数据处理软件的应用。 光谱分析技术： 涵盖了紫外-可见分光光度法（UV-Vis）、红外光谱法（IR，包括FTIR）、原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光谱法（AES，包括ICP-OES/AES）等。详细阐述了它们的作用机理、仪器组成、样品制备要求，并结合具体的化工产品（如有机溶剂纯度、金属杂质含量、官能团鉴定等）进行应用示范。 质谱分析技术（MS）： 介绍了质谱的基本原理，如电离方法（EI, ESI, APCI）、质量分析器（Quadrupole, TOF）等，以及GC-MS和LC-MS联用技术在复杂体系组分定性和定量分析中的强大能力。 电化学分析技术： 重点介绍pH计、电导率仪、离子选择电极（ISE）等在过程监控中的应用，以及电位滴定、库仑滴定等离线分析方法。 其他重要分析方法： 包括滴定分析（酸碱滴定、氧化还原滴定、络合滴定等）、卡尔·费休水分测定法、粘度计、密度计、折光计等物理化学性质的测定方法。 在线分析技术： 详细介绍各种在线分析仪器的原理、结构、安装与维护，以及在连续生产过程中实时监测关键组分、温度、压力、流量等参数的重要性。例如，在线色谱仪、在线光谱仪、在线pH/电导仪、氧分析仪、露点仪等在炼油、化工合成、环保监测等领域的应用。 样品采集与前处理： 强调了代表性样品采集的重要性，以及在离线和在线分析过程中，有效的样品预处理（如萃取、蒸馏、过滤、浓缩、衍生化等）对于获得准确可靠分析结果的关键作用。 第二部分：化工过程控制系统及其应用 这部分深入探讨了实现化工过程稳定、高效运行的控制技术。 过程控制基础理论： 回顾了反馈控制、前馈控制、串级控制、比值控制等基本控制方案的原理与适用范围。解释了PID控制算法（比例、积分、微分）的数学模型、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、临界比例法等）及其在实际过程中的优化。 过程仪表与执行器： 详细介绍各类传感器（温度、压力、流量、液位、组分等）和执行器（阀门、泵、电机等）的工作原理、选型原则、安装调试要点以及维护保养。 分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）： 介绍DCS和PLC在化工过程自动化中的核心地位，包括它们的系统架构、功能模块、组态编程方法、通信网络以及在不同生产装置中的应用案例。 先进过程控制（APC）： 介绍模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制策略，并阐述它们如何解决传统PID控制难以应对的复杂、非线性、多变量过程问题。重点分析MPC的模型建立、预测与优化过程。 安全仪表系统（SIS）： 讲解SIS在化工过程安全管理中的作用，包括其独立性、可靠性要求，以及在紧急停车（ESD）、联锁保护等方面的应用。 过程优化与故障诊断： 探讨如何利用过程数据和控制系统信息，对生产过程进行经济性、效率性优化，以及如何通过分析仪表数据和控制回路的行为，诊断和排除生产过程中的常见故障。 第三部分：化工过程分析与控制的集成与发展 本部分将前两部分的内容进行整合，并展望了化工过程分析与控制的未来发展趋势。 分析与控制的协同： 重点阐述在线分析仪器如何为过程控制系统提供实时的、准确的生产数据，以及控制系统如何根据分析结果调整操作参数，形成闭环优化。例如，在线色谱仪反馈给精馏塔控制系统，实现产品纯度的高精度控制。 数据分析与智能决策： 结合大数据、人工智能（AI）、机器学习等技术，探讨如何从海量的过程数据中挖掘有价值的信息，实现生产过程的预测性维护、智能排产、能耗优化以及工艺路线的智能化选择。 “工业4.0”与智能工厂： 介绍CPS（信息物理系统）、IoT（物联网）在化工生产中的应用，以及如何构建更具柔性、智能化和自主性的化工生产模式。 案例研究与实践挑战： 通过选取典型的化工生产过程（如石油化工、精细化工、制药化工等），结合具体的分析与控制应用场景，深入剖析实际工程中的挑战、解决方案和经验总结。 职业发展与持续学习： 鼓励读者关注行业最新技术发展，持续学习，提升自身在化工过程分析与控制领域的专业能力，以适应日益发展的化工产业需求。 三、本书特色与价值 理论与实践并重： 本书不仅讲解了分析与控制背后的科学原理，更提供了大量的实际操作指导和案例分析，帮助读者将理论知识转化为实际技能。 内容全面深入： 涵盖了从基础分析技术到先进控制策略的广泛内容，力求为读者构建一个完整的化工过程分析与控制知识体系。 前沿技术展望： 积极介绍大数据、AI等新兴技术在化工领域的应用前景，帮助读者把握行业发展脉搏。 图文并茂，易于理解： 配备了大量的图表、流程图和仪器示意图，使复杂的概念更加直观易懂。 紧贴工业实际： 内容选择紧密围绕化工生产的实际需求，理论指导与工程应用紧密结合，为读者解决实际生产问题提供有力支持。 四、适用读者 化工过程的操作人员、技术员、班组长。 从事化工过程控制、自动化仪表、分析检测的工程师。 化工、化学工程、应用化学等相关专业的本科生、研究生。 致力于提升化工生产效率、产品质量和安全水平的管理人员。 对化工过程分析与控制技术感兴趣的行业研究者。 通过阅读《化工过程分析与控制技术》，读者将能够更深刻地理解化工生产过程的运行规律，掌握现代化分析检测手段，熟悉先进的过程控制理论与技术，从而在瞬息万变的化工行业中，成为一名更具竞争力的高素质专业人才。
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