原油蒸馏工艺与工程PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 石油炼制工业的发展和原油蒸馏在炼油厂中的重要地位与作用 1

一、石油炼制工业的发展 1

二、炼油工业的未来及面临的挑战 7

三、原油蒸馏在炼油厂中的重要地位和作用 12

第二节 我国原油蒸馏装置的现状 20

一、装置加工能力和适应能力 20

二、总加工能力和装置规模 21

三、原油蒸馏技术的现状与发展 25

第三节 我国原油蒸馏技术的进步与发展趋势 30

一、原油预处理 30

二、常压蒸馏 33

三、减压蒸馏 38

四、原油蒸馏装置中的轻烃回收 43

五、热量回收及节能 45

六、减压深拔技术 48

七、装置的大型化与技术进展 49

八、原油蒸馏装置的灵敏度分析 50

九、其他领域的技术发展 51

参考文献 52

第二章 原油和产品 53

第一节 原油的特性 53

一、原油的特性 53

二、原油及其馏分的烃类组成 59

三、原油中的非烃化合物 62

四、原油中的微量元素 63

五、渣油及其组成 64

第二节 原油评价 65

一、评价方法 65

二、原油分类 75

第三节 主要国产原油的特点 77

一、国产原油概况 77

二、原油的性质 79

三、我国原油直馏馏分的性质 81

第四节 我国主要进口原油及其特点 89

第五节 产品特点与精制 109

一、产品特点及与下游装置的关系 109

二、产品精制 111

第六节 下游主要工艺装置对原油蒸馏产品的要求 135

一、催化裂化 136

二、加氢裂化 148

三、催化重整 151

四、焦化 155

五、减压渣油与常压重油加氢处理 170

六、润滑油馏分油生产 173

参考文献 176

第三章 原油预处理工艺 177

第一节 原油脱盐的意义和原理 177

一、原油脱盐的意义 177

二、原油脱盐原理 179

第二节 原油脱盐工艺、主要操作条件及几种典型的电脱盐技术 186

一、原油脱盐工艺流程 186

二、几种典型的电脱盐技术 195

第三节 电脱盐设备与大型化 205

一、主体设备——电脱盐罐 205

二、主体配套设备——专用电源设备 206

三、大型化电脱盐 220

第四节 破乳剂 224

一、化学破乳原理 224

二、高效破乳剂的评选 225

第五节 原油脱钙 227

一、脱金属工艺简介 227

二、原油脱钙实验研究 227

三、原油脱钙的工业应用 229

第六节 原油预处理技术的发展趋势 230

一、化学法破乳与破乳剂 231

二、大型化电脱盐的发展 231

三、重质原油和其他劣质原料油的脱盐脱水 233

四、电脱盐脱水过程的优化 236

参考文献 236

第四章 原油蒸馏原理和工艺计算 238

第一节 原油及其馏分的气液相平衡 238

一、溶液的性质 238

二、气液相平衡的判断 239

三、气液相平衡常数 240

第二节 蒸馏理论 244

一、基本概念与定义 244

二、蒸馏 244

三、精馏 247

四、精馏塔的特征 249

五、精馏塔的回流 250

第三节 原油体系的处理 253

一、原油体系的处理方法 253

二、原油的实沸点切割和产品收率 254

三、原油体系的假组分切割方法和假多元体系 254

四、油-水互不相溶体系的气液平衡 256

第四节 原油常压蒸馏 259

一、原油蒸馏的特点 259

二、原油常压蒸馏 259

三、分馏精确度 262

四、原油蒸馏塔的气液相负荷分布规律 266

五、塔顶冷凝系统及回流方式 271

六、操作条件的确定 274

第五节 原油减压蒸馏 278

一、减压蒸馏的工艺特征 278

二、减压蒸馏塔的类型 278

三、优化减压蒸馏的措施 282

第六节 原油蒸馏塔图表法工艺计算 283

一、原油蒸馏曲线的换算 283

二、原油蒸馏塔图表法工艺计算 311

第七节 原油蒸馏塔的严格法工艺计算 323

一、原油及其馏分假多元系的形成 323

二、假多元系主要性质的计算 330

三、假多元系的平衡闪蒸计算 344

四、原油蒸馏塔严格法工艺计算 350

五、速率法非平衡级模型 361

参考文献 372

第五章 原油蒸馏工艺流程及主要操作参数 374

第一节 炼油厂类型及不同原油的加工工艺 374

一、炼油厂类型 374

二、原油特点及加工工艺 376

第二节 原油蒸馏工艺流程的分类和特点 378

一、原油蒸馏装置的基本状况 378

二、润滑油型原油蒸馏装置 380

三、燃料型原油蒸馏装置 383

四、化工原料型原油蒸馏装置 386

五、直接生产道路沥青的原油蒸馏装置 386

第三节 原油预蒸馏 388

一、预蒸馏的作用及意义 388

二、预蒸馏的流程及其特点 389

三、预蒸馏系统的操作 391

第四节 常压蒸馏工艺 394

一、常压蒸馏的作用及流程 394

二、常压蒸馏的主要操作参数 394

三、常压蒸馏与预蒸馏、减压蒸馏的关系 399

第五节 减压蒸馏工艺 399

一、常压渣油的特征及性质 399

二、减压蒸馏的作用及流程 400

三、减压蒸馏的主要操作参数 401

第六节 减压蒸馏的生产方案、操作模式及主要配套设施 403

一、减压蒸馏的生产方案 404

二、减压蒸馏的操作模式 406

三、减压塔的内部结构和内构件 407

四、减压加热炉及减压转油线系统 417

第七节 减压深拔 418

一、减压深拔的基本概念和定义 418

二、国内外减压深拔技术的基本状况 419

三、减压深拔需要解决的问题 420

四、减压深拔条件下的加热炉 421

五、减压深拔条件下的减压塔 423

六、减压深拔条件下的减压转油线 425

第八节 润滑油型减压蒸馏工艺 425

一、润滑油基础油生产及对减压馏分油的要求 425

二、润滑油型减压蒸馏的基本特征 430

三、润滑油型减压蒸馏的关键设备 433

参考文献 436

第六章 原油蒸馏过程中的轻烃回收 437

第一节 塔顶气组成及其回收和利用 437

一、塔顶气的组成 437

二、塔顶气的基本物性 440

第二节 吸收和解吸的基本原理 443

一、吸收和解吸的基本原理 443

二、轻烃回收的模拟计算 449

第三节 轻烃回收方案的选择 450

一、初馏塔加压的轻烃回收 450

二、闪蒸塔加压缩机的轻烃回收 451

第四节 轻烃回收的设置与流程 452

一、原油蒸馏装置中设置轻烃回收的原则 453

二、轻烃回收工艺流程 454

三、轻烃回收系统工艺的影响因素、主要设备及控制 464

第五节 轻烃回收技术的现状和发展 472

一、轻烃回收技术的现状 472

二、轻烃回收技术的发展 474

第六节 轻烃回收的经济效益和环境保护 479

一、轻烃回收的经济效益 479

二、轻烃回收的环境保护 482

参考文献 483

第七章 减压抽真空工艺与设备 485

第一节 减压塔顶抽真空系统 485

一、减压塔顶的真空度 485

二、减压塔顶抽真空系统及其流程 487

三、抽真空系统的优化与节能 497

第二节 蒸汽喷射式抽空器 497

一、蒸汽喷射式抽空器的基本结构、工作原理与技术特点 497

二、蒸汽喷射式抽空器的设计计算方法 498

三、材料选择、强度计算与执行标准 506

四、影响蒸汽喷射式抽空器运行的因素 506

五、蒸汽喷射式抽空器的技术进步 507

第三节 液环式真空泵及其系统 508

一、液环式真空泵的原理、特点与工程设计 509

二、液环真空系统 523

三、液环真空系统的其他附件 526

第四节 减压塔顶抽真空系统的冷凝冷却器 531

一、冷凝冷却物系的特点与冷却器的选型 532

二、“湿式”空冷器 533

三、水冷却器 535

四、减压塔顶抽真空系统冷凝冷却技术的发展 537

第五节 减压塔顶真空度的影响因素 538

一、主要因素分析 538

二、真空度突然下降的主要原因 540

三、抽空设备的适宜工作范围 540

参考文献 542

第八章 气液传质过程与设备 543

第一节 气液传质设备 543

一、塔设备的基本形式及分类 543

二、塔设备的主要性能指标 552

三、塔设备的技术特征 562

四、塔设备的历史发展以及展望 577

第二节 塔的操作限制及负荷性能图分析 587

一、塔的操作限制 588

二、普遍化的单级负荷性能图 590

三、全塔负荷性能图 598

四、系统化的精馏塔负荷性能图分析理论 606

第三节 板式塔 607

一、板式塔的分类及多溢流设计 607

二、板式塔的水力学特性 617

三、板式塔的传质 648

四、常用典型塔板 663

第四节 填料塔 713

一、填料塔及其发展趋势 713

二、填料的分类及其性能 722

三、填料塔的设计与计算 737

四、填料塔内件 746

五、填料塔在原油蒸馏工程中的应用 777

六、填料塔液体分布器的性能实验 786

七、填料塔的安装、防护与检修 787

参考文献 796

第九章 传热过程与设备 804

第一节 热交换器的发展 804

一、工艺软件及强度软件 806

二、物性模拟 807

三、换热网络优化 808

四、余热式热交换器 813

五、热交换器性能评价 814

六、大型化换热器 817

七、紧凑式热交换器传热 818

八、高效蒸发传热 819

九、螺旋绕管传热 820

十、低温余热回收传热 822

十一、热交换器的结垢、材料及腐蚀 822

十二、热交换器的振动 823

十三、空冷式热交换器 825

第二节 传热理论与计算 825

一、术语 825

二、传热设计基本准则 826

三、热交换器工艺设计的基本关系式 830

四、管壳式热交换器 834

五、板式热交换器 857

六、空冷式热交换器 869

第三节 热交换器的分类 871

一、按传热接触方式分类 871

二、按传热类型分类 875

三、按结构分类 877

四、按折流板类型分类 878

五、按板式传热元件分类 880

六、按密封型式分类 886

七、按所用材料分类 886

八、空冷式热交换器分类 886

九、按强化传热元件分类 887

第四节 热交换器的结构特点与应用场合 887

一、管壳式热交换器 887

二、空冷式热交换器 899

三、板式空冷器 907

四、紧凑式热交换器 911

五、余热回收热交换器 916

六、新型热交换器在原油蒸馏装置中的典型应用实例 919

第五节 高效强化传热元件的机理及开发应用 922

一、螺纹管 922

二、T形翅片管 924

三、表面多孔管（E管） 925

四、锯齿形翅片管（C管） 925

五、螺旋槽管（S管） 926

六、环槽管 927

七、缩放管（亦称异型管） 928

八、波纹管 929

九、内、外肋管 930

十、内插物 930

十一、内外螺纹管 932

十二、高翅片管 933

第六节 热交换器的结垢与防护 938

一、结垢机理 938

二、结垢形式及危害 941

三、热交换器阻垢措施设计 943

四、热交换器结构的阻垢作用 947

五、工艺阻垢 949

参考文献 953

第十章 加热炉 956

第一节 加热炉类型及特点 956

一、加热炉在原油蒸馏中的作用与地位 956

二、炉型 956

三、减压炉的特殊要求 956

第二节 加热炉的传热计算和水力学计算 957

一、传热计算方法 957

二、炉管内流体力学计算与流型判别 961

第三节 常压加热炉与减压加热炉的工程设计 970

一、主要工艺参数的选择 970

二、炉型及炉管材质选择 970

三、减压加热炉的特殊设计 975

四、管内介质的流型及扩径与注汽 982

五、加热炉燃烧器 983

六、加热炉炉衬 986

第四节 加热炉余热回收系统 988

一、余热利用的原则 988

二、余热回收系统的分类 989

第五节 加热炉热效率 1000

一、热效率的定义及计算方法 1000

二、加热炉的热效率 1002

三、提高加热炉热效率的途径 1002

第六节 加热炉对公用工程的基本要求 1008

一、燃料油 1008

二、燃料气 1012

三、燃烧器用雾化蒸汽 1012

四、燃用空气 1013

五、燃料燃烧的爆炸分析 1013

六、含氧废气安全性评估 1013

参考文献 1016

第十一章 流体输送设备 1017

第一节 泵 1017

一、离心泵 1017

二、计量泵 1035

第二节 压缩机 1036

一、往复压缩机 1036

二、螺杆压缩机 1048

三、离心压缩机 1058

参考文献 1062

第十二章 能量消耗与节能 1064

第一节 原油蒸馏过程用能分析 1065

一、热力学基本原理 1065

二、热力学分析方法 1071

三、过程系统三环节模型 1080

四、原油蒸馏装置能量分析评价 1085

五、原油蒸馏过程能量的高效利用与回收 1087

第二节 夹点分析理论 1094

一、夹点技术 1094

二、夹点分析技术优化换热网络 1100

第三节 原油蒸馏装置节能技术 1110

一、原油蒸馏装置节能技术发展现状 1110

二、装置能量系统优化策略和层次 1110

三、蒸馏过程工艺优化节能 1111

四、热联合优化 1122

五、提高过程余热回收利用效率 1126

六、提高加热炉热效率 1136

七、采用新型高效节能设备 1140

第四节 评价指标及节能效益 1143

一、综合能耗及单位产值能耗 1143

二、单位能量因数能耗 1145

三、能量密度指数 1146

四、装置能耗指标评价分析 1146

五、节能效益分析 1154

第五节 节能技术发展展望 1155

参考文献 1157

第十三章 腐蚀和材料选择 1159

第一节 原油中的腐蚀介质 1159

一、腐蚀造成的损失 1159

二、原油中硫的类型、分布和影响 1159

三、原油中环烷酸的类型、分布和影响 1163

四、氯离子 1165

第二节 原油蒸馏中的腐蚀类型及腐蚀机理 1166

一、原油蒸馏装置的腐蚀类型分类 1166

二、原油蒸馏装置腐蚀机理 1176

第三节 工艺防腐 1182

一、低温部位的工艺防腐 1182

二、高温部位的工艺防腐 1185

三、烟气露点腐蚀的防腐 1186

四、加强工艺管理 1187

第四节 材料选择原则 1188

一、单一腐蚀介质环境下的选材原则 1188

二、原油蒸馏装置中的主要腐蚀环境与选材原则 1191

第五节 主要管道材料选择 1201

一、管道选材原则与步骤 1201

二、主要管道选材 1202

第六节 主要设备材料选择 1205

一、设备选材的基本原则 1205

二、主要设备选材 1205

三、加热炉管及空气预热器的选材 1228

四、腐蚀监、检测技术 1229

参考文献 1231

第十四章 生产过程自动控制及仪表 1232

第一节 生产过程自动控制简述 1233

一、原油预处理系统 1233

二、初馏系统和闪蒸系统 1236

三、常压蒸馏系统 1238

四、减压蒸馏系统 1243

五、加热炉系统 1248

六、轻烃回收系统 1254

第二节 安全及节能 1255

一、加热炉的安全联锁系统 1255

二、紧急隔离阀的功能及设置 1257

三、对电气设备的控制 1259

四、可燃气体、有毒气体的检测 1260

五、设备与管道的防腐检测 1260

第三节 控制系统及仪表的选择和安装 1261

一、控制系统与控制室 1261

二、普通过程检测仪表 1264

三、特殊过程检测仪表 1265

四、过程分析仪表 1266

五、控制室内仪表 1270

第四节 先进控制技术及其应用 1270

一、先进控制技术的发展及在装置运行中的重要作用 1270

二、原油蒸馏过程的先进控制技术 1273

三、原油蒸馏先进控制器实施 1279

参考文献 1282

第十五章 平面布置和管道布置 1283

第一节 平面布置 1283

一、概述 1283

二、装置平面布置的类型 1284

三、设备的布置 1284

四、流程式布置 1286

第二节 管道布置 1291

一、初馏塔（或闪蒸塔）和常压塔管道 1291

二、减压塔与减压系统管道 1306

三、加热炉的进出口管道 1309

四、冷换设备管道 1316

第三节 管道应力分析 1323

一、管道应力分析的基本方法 1323

二、关键管系的应力分析 1336

参考文献 1341

第十六章 环境保护、安全健康及装置开停工 1342

第一节 环境保护 1342

一、主要污染源和主要污染物 1342

二、环境保护措施 1347

第二节 安全与健康 1350

一、危险性分析 1350

二、安全措施 1353

三、职业卫生 1357

四、设计过程中的安全审查 1360

第三节 开停工与事故处理 1367

一、正常开工 1367

二、正常停工 1373

三、事故处理 1375

参考文献 1377

第十七章 技术经济分析 1378

第一节 投资分析 1378

一、项目投资组成 1378

二、原油蒸馏装置建设投资分析 1379

三、原油蒸馏装置工程费用分析 1381

四、影响投资的主要因素 1381

五、在设计与实施过程中应严格控制投资 1383

第二节 成本分析 1384

一、成本构成要素 1384

二、原油费用 1384

三、操作费用 1386

四、影响成本费用的主要因素 1388

五、加工不同类型原油的成本费用及竞争力比较 1388

第三节 财务分析 1389

一、财务分析的基本方法 1389

二、装置的财务评价 1390

三、装置工艺方案比选的财务分析 1391

四、提高装置经济效益的途径分析 1392

参考文献 1394

第十八章 国外原油蒸馏概况和技术进步 1395

第一节 原油蒸馏的历史沿革 1395

一、原油蒸馏装置的发展历史 1395

二、原油蒸馏工艺过程的发展历程 1397

第二节 国外原油蒸馏装置概况 1399

一、概况 1399

二、2009年底世界各地区原油蒸馏装置加工能力概况 1401

三、目前世界上最大规模的单套常压蒸馏装置及优化 1403

四、近期国外原油蒸馏装置的发展和建设 1404

第三节 国外原油蒸馏工艺的专利技术 1411

一、美国CB＆I豪-贝克公司的原油拔头装置 1411

二、美国福斯特·惠勒公司 1412

三、英荷壳牌公司 1413

四、法国道达尔和泰克尼普公司 1414

五、德国伍德公司 1415

第四节 国外原油蒸馏的特点 1416

一、原油蒸馏装置的配置 1416

二、全球炼油厂的平均加工能力逐年增加 1418

三、装置的扩能改造 1420

第五节 原油蒸馏的技术进步 1423

一、原油蒸馏技术 1424

二、原油预处理 1427

三、腐蚀监控 1429

四、原油蒸馏装置加工重（劣）质原油 1431

五、减压蒸馏装置的深度切割技术 1447

六、现有原油蒸馏装置增产柴油技术 1453

七、减压蒸馏装置的设计技术 1460

参考文献 1478