教材共分为六个章节，包括绪论、化工过程系统模拟分析和设计、化工过程系统优化与最优化问题、间歇化工与典型精细化工过程、换热网络综合、典型化工产品己二腈的生产过程分析与合成。本教材在典型过程系统的选择上，优先以近 10 年内化工领域的热点产品及
重点生产工艺为案例，将系统工程学方法适当融入流程模拟过程，以此增强学生的实践获得感，提升课程学习的时效性。此外，本书还有机融入思政内容，附带有二维码资源供学生流程模拟使用。

姚月，工学博士，天津科技大学副教授，博士生导师，天津市海洋化工实验教学中心副主任，天津科技大学本科创新样板实验室负责人。主要从事化学工程与技术学科、化学工程与工艺专业的教学与科研工作。主要研究方向：化学工程、化学工艺、催化科学与工程以及
能源与环境催化过程研究。参与国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、主持完成国家自然科学基金青年项目、陕西省自然科学基金项目；为企业提供技术支持，主持完成企业委托横向项目多项。发表被SCI收录的论文53篇，授权中国发明专利5项。主编及参编
《化工过程分析与合成》《化工原理课程设计》和《印后加工技术》等多部教材。

目录
第一章 绪论
第一节 化学工业产品
一、生产化工产品-化工过程分析
二、化工产品溯源-化工过程合成
第二节 化工过程生产
一、化工生产操作
二、集散控制系统
三、人工智能在生产中的应用
第三节 化工过程流程模拟
一、过程系统模拟软件
二、 Aspen Plus
第四节 化工过程相关能力及课程与思政要求
一、化工工艺设计的能力
二、化工生产的能力
参考文献

第二章 化工过程系统模拟分析和设计
第一节 过程系统模拟的三类问题及三种方法
一、过程系统模拟的三类问题
二、过程系统模拟的三种方法
第二节 序贯模块法求解稳态模拟
一、断裂再循环物流
二、断裂和收敛
三、序贯模块法在流程模拟中的应用
第三节 面向方程法和联立模块法
一、面向方程法的基本原理
二、联立模块法的基本原理
第四节 典型的稳态与非稳态过程模拟与分析
一、连续搅拌罐反应器稳态及动态过程模拟
二、精馏塔的稳态及动态特性
三、变压吸附过程的动态特性
第五节 流程模拟软件中序贯模块法的应用
一、序贯模块法解醋酸乙烯工艺设计
二、乙烯气相法合成醋酸乙烯模拟的反应过程
三、醋酸乙烯流程中典型的换热过程
四、醋酸乙烯流程中典型的分离过程
参考文献

第三章 化工过程系统优化与最优化问题
第一节 优化与最优化问题
一、最优化问题的数学表达和分类
二、化工系统最优化问题的类型
第二节 线性规划问题与求解方法
一、数学描述与图形求解
二、线性规划的单纯形法求解
三、特殊类型线性规划问题求解
第三节 非线性规划问题与求解方法
一、无约束条件最优化问题的解析求解方法
二、有约束条件最优化问题的解析求解方法
三、非线性规划问题的数值求解方法
四、无约束条件最优化问题的搜索策略与变量轮换法
五、非线性规划的单纯形法
六、非线性规划的最速下降法
七、牛顿法与有约束条件的最优化问题搜索方法
第四节 非线性规划最优化方法解设计与优化问题
一、 C5烷烃综合利用工艺可行性分析
二、 2，4-二氨基甲苯合成过程模拟与优化
三、频呐酮合成过程模拟与优化
四、三元体系下物性方法优化分离过程
课程与思政
第五节 过程系统操作参数的优化方法
一、过程系统操作参数优化的意义与方法
二、操作参数调优机理模型方法在流程模拟中的应用
三、操作参数调优统计模型方法（合成尿素）
四、神经网络模型与人工智能混合模型
参考文献

第四章 间歇化工与典型精细化工过程
第一节 连续与间歇化工生产过程
一、间歇化工生产过程的特点
二、精细化工生产过程的特点
第二节 间歇过程的排产计划
一、最优时间表
二、计算规则和方法
第三节 生产精细化工产品异丙醇的流程模拟
一、生产异丙醇的工艺对比
二、丙烯直接水合制备异丙醇典型反应过程模拟
三、异丙醇生产流程模拟中的热泵技术应用
四、异丙醇生产流程模拟中的双效精馏技术应用
第四节 生产BDO的流程模拟
一、生产BDO的工艺对比
二、 BDO生产流程模拟中的萃取精馏技术应用
参考文献

第五章 换热网络综合
第一节 夹点法解换热网络合成问题
一、夹点技术
二、温度区间
三、温焓图
第二节 夹点法设计能力最优的换热网络
一、匹配可行性原则
二、现代设计方法解换热网络综合
第三节 典型换热网络综合问题的模拟求解
一、异丁烯法制甲基丙烯酸甲酯工艺特点
二、异丁烯法制MMA流程模拟
三、提取流股与确定最小换热温差
四、夹点法流股匹配最优方案选取
五、公用工程对比优化换热网络
第四节 换热网络调优
一、最小换热单元
二、公用工程与设备成本的平衡
参考文献

第六章 典型化工产品己二腈的生产过程分析与合成
第一节 乙二酸氨化法制备己二腈化工过程流程分析
一、己二酸氨化法
二、过程流程与模拟
三、 T0204己二腈粗分塔模拟设计
第二节 丁二烯法制备己二腈化工过程流程分析（一）
一、丁二烯法
二、过程流程与模拟
三、E0204换热器的模拟设计
第三节 丁二烯法制备己二腈化工过程流程分析（二）
一、过程流程与模拟
二、循环与收敛
三、实际生产中工艺的选取与优化
四、旧厂改造
习题（含思政）
参考文献