蒸餾過程節(jié)能與強化技術

前言

蒸餾過程是石油化工工業(yè)中應用數量最多、能耗最大和涉及面最廣的單元操作。各種蒸餾節(jié)能新技術、新操作方法、新型塔內件以及其他輔助設備應用于蒸餾過程節(jié)能降耗改造，都將會產生巨大的經濟效益和社會效益，因此開展蒸餾過程的強化與節(jié)能研究十分必要。鑒于此，天津大學組織相關人員編寫了本書，重在介紹蒸餾過程及設備節(jié)能主要途徑，并附工程應用實例說明。本書可供有關科研、設計及生產單位的科技人員參考。本書分七章論述：第一章蒸餾系統(tǒng)的能耗分析及其節(jié)能技術，綜述了蒸餾過程的能量消耗特點及強化節(jié)能途徑；第二章蒸餾過程設備及節(jié)能，介紹了多種新型塔內件及其輔助設備，介紹了將計算流體力學、計算固體力學方法和三維可視化技術應用于設備的設計、改進和優(yōu)化以實現(xiàn)節(jié)能效果；第三章蒸餾過程典型節(jié)能技術，論述了熱泵、增設中間再沸器和冷卻器、梯級冷凝等幾種典型的節(jié)能方案；第四章蒸餾過程的耦合節(jié)能技術，介紹了差壓熱集成、多效精餾、熱耦精餾以及差壓熱耦合等精餾技術；第五章蒸餾過程流程節(jié)能技術，介紹了分離順序優(yōu)化、換熱網絡優(yōu)化及控制系統(tǒng)優(yōu)化等流程節(jié)能技術；第六章蒸餾過程低溫余熱的回收，介紹了精餾過程低溫余熱特點及回收方法；第七章蒸餾過程的強化技術，介紹了精餾技術設備強化、超重力蒸餾技術以及催化反應精餾技術等強化途徑。與已有的同類書相比，本書不僅涵蓋了目前最先進的精餾過程節(jié)能途徑和技術，而且包括新型塔內件設備、可視化設計新方法、耦合精餾新工藝、低溫余熱利用與回收、分離強化技術等，并附有實際應用案例，突出了本書的實用性。本書偏重于工程化，將為蒸餾技術在節(jié)能降耗中應用提供較全面的知識體系。參加本書編寫的人員有：李鑫鋼（第一章，第七章）；隋紅（第二章部分內容、第五章）；李洪（第三章部分內容、第四章）；劉麗艷（第六章）；干愛華（第二章）；夏清（第三章部分內容）；李永紅（第七章部分內容）；張敏革（第七章部分內容）；高鑫（第四章和第七章部分內容）；吳?。ǖ谝徽虏糠謨热荩焕顕鴿ǖ谖逭虏糠謨热荩?；高國華（第二章部分內容）；崔小逖（第二章部分內容）；鄭艷梅（第三章部分內容）。內容校正：李鑫鋼、隋紅、李洪。本書的編著工作主要由天津大學精餾技術國家工程研究中心承擔，有幸得到了余國琮院士的指導和支持，在此表示衷心的感謝。由于蒸餾強化和節(jié)能技術涉及內容繁多，且限于編著者的水平，書中難免有遺漏及不妥之處，敬請讀者提出寶貴意見和建議。編著者2011年10月于天津大學

內容概要

　　本書在編著者多年的應用基礎研究和工程化實踐經驗的基礎上編著而成，全面介紹了各種蒸餾過程節(jié)能與強化技術。節(jié)能技術主要包括設備節(jié)能、流程節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能和低溫熱回收利用等；蒸餾過程強化技術包括設備強化、超重力技術和催化反應蒸餾技術等，并附有節(jié)能和強化技術的工程應用實例，為從事化工分離工程的科研人員提供一本反映當今國內外蒸餾節(jié)能和強化技術新發(fā)展和新成果的參考書籍。
　　本書可供科研、設計及生產單位的科技人員參考，同時也可供高?；I(yè)師生參考。

書籍目錄

1.蒸餾系統(tǒng)的能耗分析及其節(jié)能技術
1.1 化學工業(yè)與煉油工業(yè)的能耗及節(jié)能
1.1.1 化學工業(yè)的能耗及節(jié)能
1.1.2 煉油工業(yè)的能耗及節(jié)能
1.2 蒸餾系統(tǒng)能耗分析
1.2.1 用能特性
1.2.2 蒸餾過程的能耗
1.2.3 蒸餾過程節(jié)能的重要意義
1.3 蒸餾系統(tǒng)的節(jié)能
1.3.1 節(jié)能潛力
1.3.2 蒸餾系統(tǒng)有效能損失分析
1.3.3 蒸餾系統(tǒng)的節(jié)能方案
1.4 蒸餾系統(tǒng)節(jié)能基本途徑分析
1.4.1 蒸餾過程所需功
1.4.2 蒸餾過程不可逆性分析
1.4.3 蒸餾過程節(jié)能的基本方法
1.5 蒸餾過程強化與節(jié)能
1.5.1 蒸餾過程強化技術
1.5.2 蒸餾過程節(jié)能技術
參考文獻
2.蒸餾過程設備及節(jié)能
2.1 蒸餾過程設備的發(fā)展
2.2 蒸餾過程設備節(jié)能技術
2.3 現(xiàn)代精餾設備節(jié)能主要途徑
2.3.1 計算流體力學技術
2.3.2 計算固體力學技術
2.3.3 三維可視化設計技術
2.4 新型填料技術
2.4.1 規(guī)整填料
2.4.2 散堆填料
2.5 新型塔盤技術
2.5.1 對氣液有導向作用型浮閥塔板
2.5.2 SUPERV型浮閥塔板
2.5.3 ADV微分浮閥塔盤
2.5.4 SUPERFRAC塔板
2.5.5 GSV塔板
2.5.6 DJ塔板
2.5.7 復合斜孔塔板
2.5.8 波紋篩板
2.5.9 SLIT塔板
2.5.1 0VORTEXTRAY
2.6 其他關鍵塔內件技術
2.6.1 新型液體分布器
2.6.2 新型進氣初始分布器
2.6.3 桁架梁
2.6.4 其他
2.7 計算流體力學在流場和結構優(yōu)化中的應用
2.7.1 計算流體力學在流場計算中的應用
2.7.2 計算流體力學在結構優(yōu)化中的應用
參考文獻
3.蒸餾過程典型節(jié)能技術
3.1 蒸餾操作過程和操作工藝的最優(yōu)化
3.1.1 采用最佳回流比
3.1.2 選擇最佳操作壓力
3.1.3 選擇最佳進料位置
3.1.4 選擇最佳進料狀態(tài)
3.2 熱泵精餾節(jié)能技術
3.2.1 熱泵精餾原理
3.2.2 熱泵精餾流程
3.2.3 熱泵精餾應用范圍及實例
3.3 增設中間再沸器和中間冷凝器的精餾節(jié)能技術
3.3.1 中間再沸器和中間冷凝器原理
3.3.2 中間再沸器和中間冷凝器流程
3.3.3 中間再沸器和中間冷凝器的設置
3.3.4 中間再沸器和中間冷凝器應用范圍
3.3.5 中間再沸器和中間冷凝器的工業(yè)應用
3.4 梯級冷凝工藝的節(jié)能技術
3.4.1 梯級冷凝節(jié)能原理
3.4.2 梯級冷凝技術的工業(yè)應用
3.5 附加回流及蒸發(fā)精餾節(jié)能技術
3.5.1 SRV原理與流程
3.5.2 SRV精餾的應用
3.6 精餾過程的熱量回收利用
3.6.1 精餾過程的顯熱回收
3.6.2 精餾過程的潛熱回收
參考文獻
4.蒸餾過程的耦合節(jié)能技術
4.1 多塔差壓熱集成蒸餾節(jié)能技術
4.1.1 差壓熱集成蒸餾的基本原理
4.1.2 差壓蒸餾的應用
4.2 多效精餾節(jié)能技術
4.2.1 多效精餾的原理
4.2.2 多效精餾流程
4.2.3 多效精餾節(jié)能效果與效數的關系
4.2.4 多效精餾應用準則
4.2.5 多效精餾的應用舉例
4.3 熱耦精餾
4.3.1 熱耦精餾的基本概念
4.3.2 熱耦精餾節(jié)能原理及適用范圍
4.3.3 熱耦精餾的設計
4.3.4 工業(yè)實例分析
4.3.5 分隔壁蒸餾塔節(jié)能技術
4.4 差壓熱耦合蒸餾技術
4.4.1 差壓熱耦合蒸餾技術基本原理
4.4.2 差壓熱耦合蒸餾技術節(jié)能實例
4.5 內部熱交換型蒸餾技術
4.5.1 內部熱交換型蒸餾技術概述
4.5.2 應用實例
參考文獻
5.蒸餾過程流程節(jié)能技術
5.1 流程節(jié)能技術的基本原理——流程重構
5.2 分離順序的優(yōu)化
5.3 換熱網絡的優(yōu)化
5.3.1 根據溫?焓圖優(yōu)化換熱器網絡
5.3.2 熱力學最小傳熱面積網絡的改進
5.3.3 夾點設計法
5.4 蒸餾過程流程節(jié)能技術應用實例
5.4.1 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)
5.4.2 原油常減壓蒸餾
5.5 蒸餾塔控制系統(tǒng)的優(yōu)化
5.5.1 背景
5.5.2 目標
5.5.3 控制變量
5.5.4 物料平衡控制
5.5.5 能量平衡控制
5.5.6 成分及溫度控制
5.5.7 壓力及冷凝器的控制
5.5.8 再沸器的控制
5.5.9 基于人工神經網絡的估計和控制
5.5.10 精餾塔節(jié)能優(yōu)化控制
參考文獻
6.蒸餾過程低溫余熱的回收
6.1 蒸餾過程的低溫余熱
6.2 蒸餾過程低溫熱的回收方法
6.2.1 低溫熱的熱泵回收技術
6.2.2 低溫熱發(fā)電技術
參考文獻
7.蒸餾過程的強化技術
7.1 概述
7.2 蒸餾技術的設備強化
7.2.1 高效塔盤和填料
7.2.2 高效換熱器
7.2.3 計算流體力學在設備強化中的應用
7.2.4 高效蒸餾設備應用實例
7.3 超重力蒸餾技術
7.3.1 超重力技術
7.3.2 超重力蒸餾技術
7.4 催化反應蒸餾技術
7.4.1 催化蒸餾技術概述
7.4.2 催化劑的裝填
7.4.3 催化蒸餾技術的模擬計算
7.4.4 催化蒸餾技術的工業(yè)應用
7.4.5 反應精餾技術與其他技術的耦合
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：為最大限度地降低原油常減壓蒸餾過程的能耗，可以采用梯級蒸餾的概念，來減少蒸餾過程的不可逆加熱及冷卻。采用梯級加熱同時增加相關設備的方法對原油進行汽化，及時將汽化后的物料分離，由于逐步將輕組分拔出，剩余物料便可在更低壓力下實現(xiàn)汽化，塔頂也能被冷凝下來，這樣就降低了原料加熱溫度，減輕了加熱爐負荷。梯級蒸餾流程可分別設置兩級減壓、三級減壓和四級減壓。與傳統(tǒng)工藝相比，梯級蒸餾工藝具有如下特點。①將上一個塔汽化的輕餾分從塔中下部抽出，不經過加熱爐直接送至下一個塔的合適位置中，避免該餾分的重復加熱，降低了換熱器和加熱爐的負荷，實現(xiàn)節(jié)能。在保證產品質量前提下，減小過汽化率，避免過多的重復汽化和冷凝。②在梯級減壓操作條件下，柴油餾分與蠟油餾分的相對揮發(fā)度大，易于分離，梯級蒸餾裝置盡可能地將原油中的汽油、煤油和柴油全部拔出。在傳統(tǒng)常減壓蒸餾裝置中減二線蠟油中含有相當一部分低于365℃的餾分而未能作為柴油組分采出，而該技術可以很好地解決這個問題。

編輯推薦

《蒸餾過程節(jié)能與強化技術》由化學工業(yè)出版社出版。

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