蒸餾過程節(jié)能與強(qiáng)化技術(shù)

前言

蒸餾過程是石油化工工業(yè)中應(yīng)用數(shù)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(shù)、新操作方法、新型塔內(nèi)件以及其他輔助設(shè)備應(yīng)用于蒸餾過程節(jié)能降耗改造，都將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此開展蒸餾過程的強(qiáng)化與節(jié)能研究十分必要。鑒于此，天津大學(xué)組織相關(guān)人員編寫了本書，重在介紹蒸餾過程及設(shè)備節(jié)能主要途徑，并附工程應(yīng)用實(shí)例說明。本書可供有關(guān)科研、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)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(shù)，綜述了蒸餾過程的能量消耗特點(diǎn)及強(qiáng)化節(jié)能途徑；第二章蒸餾過程設(shè)備及節(jié)能，介紹了多種新型塔內(nèi)件及其輔助設(shè)備，介紹了將計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算固體力學(xué)方法和三維可視化技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果；第三章蒸餾過程典型節(jié)能技術(shù)，論述了熱泵、增設(shè)中間再沸器和冷卻器、梯級(jí)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(shù)，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(shù)；第五章蒸餾過程流程節(jié)能技術(shù)，介紹了分離順序優(yōu)化、換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及控制系統(tǒng)優(yōu)化等流程節(jié)能技術(shù)；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(diǎn)及回收方法；第七章蒸餾過程的強(qiáng)化技術(shù)，介紹了精餾技術(shù)設(shè)備強(qiáng)化、超重力蒸餾技術(shù)以及催化反應(yīng)精餾技術(shù)等強(qiáng)化途徑。與已有的同類書相比，本書不僅涵蓋了目前最先進(jìn)的精餾過程節(jié)能途徑和技術(shù)，而且包括新型塔內(nèi)件設(shè)備、可視化設(shè)計(jì)新方法、耦合精餾新工藝、低溫余熱利用與回收、分離強(qiáng)化技術(shù)等，并附有實(shí)際應(yīng)用案例，突出了本書的實(shí)用性。本書偏重于工程化，將為蒸餾技術(shù)在節(jié)能降耗中應(yīng)用提供較全面的知識(shí)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(nèi)容、第五章）；李洪（第三章部分內(nèi)容、第四章）；劉麗艷（第六章）；干愛華（第二章）；夏清（第三章部分內(nèi)容）；李永紅（第七章部分內(nèi)容）；張敏革（第七章部分內(nèi)容）；高鑫（第四章和第七章部分內(nèi)容）；吳?。ǖ谝徽虏糠謨?nèi)容）；李國(guó)濤（第五章部分內(nèi)容）；高國(guó)華（第二章部分內(nèi)容）；崔小逖（第二章部分內(nèi)容）；鄭艷梅（第三章部分內(nèi)容）。內(nèi)容校正：李鑫鋼、隋紅、李洪。本書的編著工作主要由天津大學(xué)精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心承擔(dān)，有幸得到了余國(guó)琮院士的指導(dǎo)和支持，在此表示衷心的感謝。由于蒸餾強(qiáng)化和節(jié)能技術(shù)涉及內(nèi)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(qǐng)讀者提出寶貴意見和建議。編著者2011年10月于天津大學(xué)

內(nèi)容概要

　　本書在編著者多年的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和工程化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編著而成，全面介紹了各種蒸餾過程節(jié)能與強(qiáng)化技術(shù)。節(jié)能技術(shù)主要包括設(shè)備節(jié)能、流程節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能和低溫?zé)峄厥绽玫?；蒸餾過程強(qiáng)化技術(shù)包括設(shè)備強(qiáng)化、超重力技術(shù)和催化反應(yīng)蒸餾技術(shù)等，并附有節(jié)能和強(qiáng)化技術(shù)的工程應(yīng)用實(shí)例，為從事化工分離工程的科研人員提供一本反映當(dāng)今國(guó)內(nèi)外蒸餾節(jié)能和強(qiáng)化技術(shù)新發(fā)展和新成果的參考書籍。
　　本書可供科研、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)單位的科技人員參考，同時(shí)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(shù)
1.1 化學(xué)工業(yè)與煉油工業(yè)的能耗及節(jié)能
1.1.1 化學(xué)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(qiáng)化與節(jié)能
1.5.1 蒸餾過程強(qiáng)化技術(shù)
1.5.2 蒸餾過程節(jié)能技術(shù)
參考文獻(xiàn)
2.蒸餾過程設(shè)備及節(jié)能
2.1 蒸餾過程設(shè)備的發(fā)展
2.2 蒸餾過程設(shè)備節(jié)能技術(shù)
2.3 現(xiàn)代精餾設(shè)備節(jié)能主要途徑
2.3.1 計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)
2.3.2 計(jì)算固體力學(xué)技術(shù)
2.3.3 三維可視化設(shè)計(jì)技術(shù)
2.4 新型填料技術(shù)
2.4.1 規(guī)整填料
2.4.2 散堆填料
2.5 新型塔盤技術(shù)
2.5.1 對(duì)氣液有導(dǎo)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(fù)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(guān)鍵塔內(nèi)件技術(shù)
2.6.1 新型液體分布器
2.6.2 新型進(jìn)氣初始分布器
2.6.3 桁架梁
2.6.4 其他
2.7 計(jì)算流體力學(xué)在流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用
2.7.1 計(jì)算流體力學(xué)在流場(chǎng)計(jì)算中的應(yīng)用
2.7.2 計(jì)算流體力學(xué)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
3.蒸餾過程典型節(jié)能技術(shù)
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(jìn)料位置
3.1.4 選擇最佳進(jìn)料狀態(tài)
3.2 熱泵精餾節(jié)能技術(shù)
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(yīng)用范圍及實(shí)例
3.3 增設(shè)中間再沸器和中間冷凝器的精餾節(jié)能技術(shù)
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(shè)置
3.3.4 中間再沸器和中間冷凝器應(yīng)用范圍
3.3.5 中間再沸器和中間冷凝器的工業(yè)應(yīng)用
3.4 梯級(jí)冷凝工藝的節(jié)能技術(shù)
3.4.1 梯級(jí)冷凝節(jié)能原理
3.4.2 梯級(jí)冷凝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用
3.5 附加回流及蒸發(fā)精餾節(jié)能技術(shù)
3.5.1 SRV原理與流程
3.5.2 SRV精餾的應(yīng)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(xiàn)
4.蒸餾過程的耦合節(jié)能技術(shù)
4.1 多塔差壓熱集成蒸餾節(jié)能技術(shù)
4.1.1 差壓熱集成蒸餾的基本原理
4.1.2 差壓蒸餾的應(yīng)用
4.2 多效精餾節(jié)能技術(shù)
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(shù)的關(guān)系
4.2.4 多效精餾應(yīng)用準(zhǔn)則
4.2.5 多效精餾的應(yīng)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(shè)計(jì)
4.3.4 工業(yè)實(shí)例分析
4.3.5 分隔壁蒸餾塔節(jié)能技術(shù)
4.4 差壓熱耦合蒸餾技術(shù)
4.4.1 差壓熱耦合蒸餾技術(shù)基本原理
4.4.2 差壓熱耦合蒸餾技術(shù)節(jié)能實(shí)例
4.5 內(nèi)部熱交換型蒸餾技術(shù)
4.5.1 內(nèi)部熱交換型蒸餾技術(shù)概述
4.5.2 應(yīng)用實(shí)例
參考文獻(xiàn)
5.蒸餾過程流程節(jié)能技術(shù)
5.1 流程節(jié)能技術(shù)的基本原理——流程重構(gòu)
5.2 分離順序的優(yōu)化
5.3 換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化
5.3.1 根據(jù)溫?焓圖優(yōu)化換熱器網(wǎng)絡(luò)
5.3.2 熱力學(xué)最小傳熱面積網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)
5.3.3 夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法
5.4 蒸餾過程流程節(jié)能技術(shù)應(yīng)用實(shí)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(biāo)
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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的估計(jì)和控制
5.5.10 精餾塔節(jié)能優(yōu)化控制
參考文獻(xiàn)
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?zé)岬幕厥辗椒?br />6.2.1 低溫?zé)岬臒岜没厥占夹g(shù)
6.2.2 低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)
參考文獻(xiàn)
7.蒸餾過程的強(qiáng)化技術(shù)
7.1 概述
7.2 蒸餾技術(shù)的設(shè)備強(qiáng)化
7.2.1 高效塔盤和填料
7.2.2 高效換熱器
7.2.3 計(jì)算流體力學(xué)在設(shè)備強(qiáng)化中的應(yīng)用
7.2.4 高效蒸餾設(shè)備應(yīng)用實(shí)例
7.3 超重力蒸餾技術(shù)
7.3.1 超重力技術(shù)
7.3.2 超重力蒸餾技術(shù)
7.4 催化反應(yīng)蒸餾技術(shù)
7.4.1 催化蒸餾技術(shù)概述
7.4.2 催化劑的裝填
7.4.3 催化蒸餾技術(shù)的模擬計(jì)算
7.4.4 催化蒸餾技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用
7.4.5 反應(yīng)精餾技術(shù)與其他技術(shù)的耦合
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：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(jí)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(jí)加熱同時(shí)增加相關(guān)設(shè)備的方法對(duì)原油進(jìn)行汽化，及時(shí)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(shí)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(fù)荷。梯級(jí)蒸餾流程可分別設(shè)置兩級(jí)減壓、三級(jí)減壓和四級(jí)減壓。與傳統(tǒng)工藝相比，梯級(jí)蒸餾工藝具有如下特點(diǎn)。①將上一個(gè)塔汽化的輕餾分從塔中下部抽出，不經(jīng)過加熱爐直接送至下一個(gè)塔的合適位置中，避免該餾分的重復(fù)加熱，降低了換熱器和加熱爐的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，減小過汽化率，避免過多的重復(fù)汽化和冷凝。②在梯級(jí)減壓操作條件下，柴油餾分與蠟油餾分的相對(duì)揮發(fā)度大，易于分離，梯級(jí)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(dāng)一部分低于365℃的餾分而未能作為柴油組分采出，而該技術(shù)可以很好地解決這個(gè)問題。

編輯推薦

《蒸餾過程節(jié)能與強(qiáng)化技術(shù)》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

圖書封面

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