化工過程的化工系統(tǒng)工程

由于化工過程中，各個過程單元相互影響，相互制約，因此很有必要將化工過程看作一個綜合系統(tǒng)，并建立起整體優(yōu)化的概念。于是系統(tǒng)工程這一學科在化學工程中得到了迅速的發(fā)展，也取得了明顯的效果，形成了化工系統(tǒng)工程。它是系統(tǒng)工程方法與單元操作和化學反應工程這兩個學科分支相結合的產(chǎn)物。

過程動態(tài)特性：為了保持操作的合理和優(yōu)化，過程動態(tài)特性也是化學工程的重要內(nèi)容?；瘜W工程的研究對象通常是非常復雜的，主要表現(xiàn)在：

過程本身的復雜性：既有化學的，又有物理的，并且兩者時常同時發(fā)生，相互影響。

物系的復雜性：既有流體（氣體和液體），又有固體，時常多相共存。流體性質(zhì)可有大幅度變化，如低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。有時，在過程進行中有物性顯著改變，如聚合過程中反應物系從低粘度向高粘度的轉(zhuǎn)變。

物系流動時邊界的復雜性：由于設備（如塔板、攪拌槳、檔板等）的幾何形狀是多變的，填充物（如催化劑、填料等）的外形也是多變的，使流動邊界復雜且難以確定和描述。

化工過程控制：又稱過程控制，是化工生產(chǎn)過程自動控制的簡稱。化工過程控制主要是研討控制理論在化工生產(chǎn)過程中的應用，包括各種自動化系統(tǒng)的分析、設計和現(xiàn)場的實施、運行，而不包括純理論的研究和儀表的設計、制造。化工過程控制與一般化工方法最大的區(qū)別是動態(tài)和反饋。

經(jīng)典控制理論是以線性常系數(shù)微分方程描述系統(tǒng)為出發(fā)點而發(fā)展起來的。經(jīng)典控制理論僅限于處理單變量的控制系統(tǒng)。

現(xiàn)代控制理論，采用能表征微分方程組的矩陣方程式描述系統(tǒng)，并用函數(shù)的形式表達各種新的控制指標，因而可以通過嚴格的運算進行系統(tǒng)的分析和設計。若使系統(tǒng)設計得滿足一個控制指標的極值(極大或極小)時，就得到所謂的最優(yōu)控制。由于現(xiàn)代控制理論克服和補充了經(jīng)典控制理論中的很多缺陷，并能用于多變量系統(tǒng)，故在化工過程控制中得到了很好的應用。

控制應用：在工藝成熟的生產(chǎn)過程中，化工過程控制是提高產(chǎn)量和質(zhì)量、節(jié)約原料和能源、改善勞動強度和節(jié)省勞力等方面有力的手段。近年來，運用數(shù)學模型方法，探討和推廣現(xiàn)代控制理論在化工過程控制中的應用，不少項目開展了計算機控制和調(diào)度管理的研究，有些已經(jīng)取得了成功，使生產(chǎn)的技術水平和經(jīng)濟效益都有較大的提高。