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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