研究表明，减少化工事故有效的方法是从源头上设计本质安全化的化工过程。本质安全化是指通过在设计中利用较为性的、与化工过程不可分割的物理或化学的措施消除危险或降低发生事故的概率和后果的严重程度，而不是依靠控制系统、联锁或冗长的操作程序等预防事故。现有的研究工作通过在设计阶段选择不同的反应路径降低事故发生时带来的损失，但是这不能确保降低事故发生的概率。对于复杂的化工过程，即使确定了反应路径，系统也可能存在多个稳态操作点，而它们的稳定性不尽相同，在外部扰动的情况下脱离该操作点进入不稳定区域的概率也不尽相同。另一方面，化工过程的体系中存在Hopf奇异点，在这些奇异点会引发周期性的振荡，影响化工过程的平稳操作，进而给安全生产带来较大挑战。本书介绍了化工过程的多稳态及其稳定性现象，建立了量化表征稳定的稳态点的稳定性的方法； 介绍了化工过程动态系统中操作参数区域内Hopf奇异点的识别方法，建立了表征操作点可能落入奇异点操作区域产生振荡现象的潜在风险的方法； 很后，在上述方法的基础上建立了综合考虑稳定稳态点的稳定性，同时尽量规避Hopf奇异点区域的化工过程优化设计方法框架，为设计本质更安全的化工过程提供理论依据。

章引言
1.1背景简介
1.2本质安全化设计方法研究进展
1.3本书内容介绍
参考文献
第2章化工过程中的多稳态现象
2.1引言
2.2非线性方程组求解方法
2.2.1线性方程组高斯消元法和共轭梯度法
2.2.2牛顿法及其变体
2.2.3同伦延拓法
2.2.4多启动延拓法
2.2.5单纯形算法和长方体算法
2.2.6郭涛算法
2.2.7扩展的同伦延拓法
2.2.8算法小结
2.3案例一全混釜串联反应过程
2.3.1反应过程简介
2.3.2反应过程数学模型
2.3.3单参数变化时的多稳态解现象
2.3.4稳态解在操作参数空间中的分布
2.3.5结果讨论
2.4案例二甲苯氧化反应过程
2.4.1引言
2.4.2化工过程
2.4.3甲苯氧化过程数学模型
2.4.4甲苯氧化过程模拟
2.4.5甲苯氧化过程的多稳态解现象
2.4.6结果讨论
2.5本章小结
参考文献
第3章化工过程多稳态点的稳定性分析
3.1引言
3.2稳定性的概念
3.3稳定性的判断方法
3.3.1李雅普诺夫判断方法
3.3.2用奇异点判断系统的稳定性
3.4案例一发酵反应过程
3.4.1发酵反应过程的数学模型
3.4.2稳态点的稳定性判断
3.4.3不同操作条件下的稳定性区域划分
3.4.4结果讨论
3.5案例二苯乙烯聚合反应
3.5.1苯乙烯聚合反应过程简介
3.5.2苯乙烯聚合过程的数学模型
3.5.3苯乙烯聚合过程的多稳态及其稳定性
3.5.4结果讨论
3.6本章小结
参考文献
第4章稳定稳态点的稳定性的量化及其应用
4.1引言
4.2稳定稳态操作点稳定性的表征
4.2.1稳定稳态点所能承受的优选扰动范围
4.2.2稳定稳态点在扰动下的收敛速率
4.3稳定稳态操作点的稳定性量化表征
4.3.1稳定稳态点所能承受的优选扰动范围的量化表征
4.3.2稳定稳态点在扰动下的收敛速率的量化表征
4.4本章小结
参考文献
第5章化工过程中的奇异点及相应的设计方法研究
5.1引言
5.2微生物连续发酵过程中的振荡现象
5.3化工过程中的奇异点
5.3.1Hopf点的识别
5.3.2Hopf分岔周期解的计算
5.3.3Hopf奇异点分析框架
5.4运动发酵单胞菌连续发酵生产生物乙醇
5.4.1发酵过程模型
5.4.2体系中的Hopf奇异点与极限环
5.4.3参数变化对Hopf奇异点的影响
5.4.4结果讨论
5.5肺炎克雷伯菌连续发酵生产1，3-丙二醇
5.5.1引言
5.5.2发酵过程描述
5.5.3厌氧发酵过程的代谢路径
5.5.4发酵过程的模型
5.5.5奇异点及振荡现象
5.5.6Hopf奇异点区域
5.5.7定量描述操作点到奇异点区域的表征方法
5.5.81，3丙二醇生产过程的优化设计
5.5.9考虑Hopf奇异点分布的优化计算结果
5.5.10考虑稳定性的优化计算结果
5.5.11结果讨论
5.6设计思路
5.7本章小结
参考文献
第6章本质安全化的化工过程设计方法框架
6.1引言
6.2设计框架
6.3稳定性量化表征在优化设计中的应用
6.3.1设计步骤
6.3.2计算案例
6.4考虑Hopf奇异点影响范围的优化设计
6.4.1奇异点分布
6.4.2未考虑奇异点区域影响的优化设计
6.4.3综合考虑奇异点区域影响的优化设计
6.5本章小结
参考文献
第7章稳定性分析的工业实例
7.1聚丙烯工业发展概况
7.2气相卧式搅拌釜聚丙烯反应器的稳态模型
7.2.1气相卧式搅拌釜聚丙烯反应器介绍
7.2.2反应器模型
7.2.3物性方法
7.2.4反应动力学
7.3气相卧式搅拌釜反应器多稳态分析及其稳定性研究
7.3.1气相卧式搅拌釜聚丙烯反应器的多稳态现象
7.3.2稳定性分析及工况操作点范围识别
7.3.3多分岔变量下的多稳态现象
7.4本章小结
参考文献
第8章后续研究展望——稳定性与柔性相结合
8.1引言
8.1.1后续研究方向
8.1.2化工柔性分析简介
8.2柔性与稳定性联立计算的必要性
8.2.1甲基丙烯酸甲酯聚合反应过程
8.2.2甲基丙烯酸甲酯聚合反应过程可行域及柔性区域
8.2.3两种情况的对比
8.3柔性与稳定性联立计算算法
8.4柔性与稳定性联立计算算法的讨论
8.5本章小结
参考文献