蒸餾過程強(qiáng)化技術(shù)

第一章緒論 /1
第一節(jié)蒸餾過程基本原理 1
第二節(jié)蒸餾過程強(qiáng)化的意義與目的 2
一、蒸餾過程強(qiáng)化的意義 2
二、蒸餾過程強(qiáng)化的目的 2
第三節(jié)蒸餾過程強(qiáng)化的內(nèi)容與本質(zhì) 4
第四節(jié)蒸餾過程強(qiáng)化的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 5
參考文獻(xiàn) 7

第一篇引入質(zhì)量分離劑強(qiáng)化 /9
第二章恒沸精餾過程強(qiáng)化 /11
第一節(jié)恒沸精餾的強(qiáng)化原理 11
第二節(jié)恒沸系統(tǒng)熱力學(xué)特點(diǎn) 12
第三節(jié)恒沸劑的選擇 13
第四節(jié)恒沸精餾流程 13
一、不加恒沸劑 13
二、加恒沸劑 14
第五節(jié)恒沸精餾工業(yè)應(yīng)用 16
一、乙醇脫水 17
二、醋酸脫水 17
三、酯類生產(chǎn) 18
第六節(jié)恒沸精餾與萃取精餾的比較 18
參考文獻(xiàn) 19

第三章萃取蒸餾過程強(qiáng)化 /23
第一節(jié)萃取蒸餾的強(qiáng)化原理 23
第二節(jié)萃取蒸餾與其他分離過程組合 27
一、萃取蒸餾與恒沸蒸餾組合 28
二、萃取蒸餾與液液萃取組合 28
第三節(jié)萃取蒸餾種類與研究現(xiàn)狀 29
一、溶鹽萃取蒸餾 29
二、溶劑萃取蒸餾 31
三、混合溶劑萃取蒸餾 33
四、加鹽萃取蒸餾 36
五、離子液體萃取蒸餾 40
第四節(jié)萃取蒸餾的預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)理論體系 46
一、小分子溶劑體系的預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)模型 47
二、含小分子無機(jī)鹽體系的預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)模型 52
三、含聚合物體系的預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)模型 56
四、含離子液體體系的預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)模型 62
五、離子液體分離劑的構(gòu)效關(guān)系 67
第五節(jié)萃取蒸餾的應(yīng)用實(shí)例 72
一、萃取蒸餾理論成果的應(yīng)用——預(yù)測(cè)型熱力學(xué)理論體系構(gòu)建 72
二、萃取蒸餾的工業(yè)應(yīng)用 73
參考文獻(xiàn) 75

第四章反應(yīng)精餾過程強(qiáng)化 /79
第一節(jié)反應(yīng)精餾技術(shù)的發(fā)展歷程 79
第二節(jié)反應(yīng)精餾過程強(qiáng)化的原理及特點(diǎn) 81
一、反應(yīng)精餾過程原理 81
二、反應(yīng)精餾過程特點(diǎn) 82
三、傳遞與反應(yīng)過程 82
四、強(qiáng)化過程優(yōu)勢(shì)與限制 84
第三節(jié)反應(yīng)精餾的典型應(yīng)用 87
一、精餾型反應(yīng)精餾 87
二、反應(yīng)型反應(yīng)精餾 88
第四節(jié)反應(yīng)精餾過程模型 101
一、平衡級(jí)模型 102
二、非平衡級(jí)模型 106
三、非平衡級(jí)混合池模型 116
第五節(jié)反應(yīng)精餾塔內(nèi)構(gòu)件 121
一、均相催化反應(yīng)精餾塔 121
二、非均相催化反應(yīng)精餾塔 121
三、計(jì)算流體力學(xué)指導(dǎo)內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 122
四、新型內(nèi)構(gòu)件的開發(fā)應(yīng)用 124
第六節(jié)反應(yīng)精餾過程的應(yīng)用實(shí)例 126
一、反應(yīng)精餾過程的開發(fā)步驟 126
二、乙酸甲酯水解反應(yīng)精餾過程開發(fā) 127
三、輕汽油醚化反應(yīng)精餾過程開發(fā) 148
參考文獻(xiàn) 152

第二篇引入能量分離劑強(qiáng)化 /157
第五章微波場(chǎng)強(qiáng)化蒸餾 /159
第一節(jié)微波場(chǎng)強(qiáng)化蒸餾過程的原理 159
一、微波與物質(zhì)作用的機(jī)理 159
二、微波場(chǎng)強(qiáng)化蒸餾的優(yōu)勢(shì) 160
第二節(jié)微波場(chǎng)強(qiáng)化蒸餾過程的研究現(xiàn)狀 161
第三節(jié)微波場(chǎng)強(qiáng)化蒸餾設(shè)備 163
一、微波發(fā)射及傳輸設(shè)備簡(jiǎn)介 163
二、微波汽液平衡裝置 165
三、微波強(qiáng)化薄膜蒸發(fā)設(shè)備 166
四、微波強(qiáng)化噴淋蒸發(fā)設(shè)備 170
五、微波強(qiáng)化噴霧蒸發(fā)設(shè)備 171
六、實(shí)驗(yàn)室微波蒸餾裝置實(shí)物介紹 172
第四節(jié)應(yīng)用實(shí)例 173
參考文獻(xiàn) 173

第六章超重力場(chǎng)強(qiáng)化精餾 /175
第一節(jié)超重力場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程的原理 175
第二節(jié)超重力場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程的研究現(xiàn)狀 177
一、流體力學(xué)特性 177
二、微觀混合性能研究 181
三、傳質(zhì)過程強(qiáng)化規(guī)律以及模型化 181
第三節(jié)超重力場(chǎng)強(qiáng)化精餾設(shè)備 183
一、整體旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子超重力旋轉(zhuǎn)床 184
二、動(dòng)靜結(jié)合式轉(zhuǎn)子超重力旋轉(zhuǎn)床 188
三、雙動(dòng)盤式超重力旋轉(zhuǎn)床 190
第四節(jié)應(yīng)用實(shí)例 191
參考文獻(xiàn) 193

第七章磁場(chǎng)、電場(chǎng)、超聲場(chǎng)強(qiáng)化精餾 /197
第一節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程 197
一、磁場(chǎng)簡(jiǎn)介 197
二、精餾技術(shù)及其強(qiáng)化 198
三、磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的作用 198
四、磁場(chǎng)在精餾中的應(yīng)用 199
第二節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程 201
一、概述 201
二、電場(chǎng)對(duì)傳質(zhì)過程的影響 201
三、電場(chǎng)在化工過程中的應(yīng)用 203
四、小結(jié) 204
第三節(jié)超聲場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程 204
一、超聲場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程的原理 204
二、超聲場(chǎng)強(qiáng)化精餾過程的研究現(xiàn)狀 206
三、超聲場(chǎng)強(qiáng)化精餾設(shè)備 211
參考文獻(xiàn) 211

第三篇先進(jìn)設(shè)備強(qiáng)化 /217
第八章新型填料 /219
第一節(jié)填料種類和結(jié)構(gòu) 219
一、散裝填料 220
二、規(guī)整填料 224
第二節(jié)填料流體力學(xué)與傳質(zhì)性能分析 229
一、填料壓降 230
二、泛點(diǎn)氣速 231
三、持液量 232
四、有效相界面面積 233
五、傳質(zhì)性能 234
第三節(jié)新型填料的應(yīng)用 236
一、石油煉制及下游石化產(chǎn)品生產(chǎn) 237
二、乙烯工業(yè) 240
三、空氣分離 241
第四節(jié)新型填料發(fā)展方向 242
一、幾何結(jié)構(gòu)和尺寸優(yōu)化 243
二、填料表面改性 244
三、應(yīng)用新型功能材料 245
四、計(jì)算機(jī)輔助填料開發(fā) 247
參考文獻(xiàn) 250

第九章新型塔板 /255
第一節(jié)強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程原理 255
一、新型塔板技術(shù)發(fā)展方向 255
二、增加有效傳質(zhì)面積 255
三、減少板上液面梯度和滯留返混 256
四、增加氣液相接觸面積 257
五、增加液相停留時(shí)間 257
六、塔板表面潤(rùn)濕性改性 258
第二節(jié)流體力學(xué)與傳質(zhì)性能分析 258
一、塔板上氣液兩相接觸狀態(tài) 258
二、塔板上液相流場(chǎng) 260
三、塔板壓降 260
四、漏液 260
五、霧沫夾帶 261
六、氣液傳質(zhì)性能 261
第三節(jié)新型塔板及其應(yīng)用 261
一、概述 261
二、立體噴射型塔板 262
三、復(fù)合塔板 264
四、浮閥類塔板 266
五、穿流塔板 269
六、高速板式塔——旋流塔板 270
第四節(jié)未來發(fā)展趨勢(shì) 271
參考文獻(xiàn) 272

第十章高效氣/液分布裝置 /276
第一節(jié)強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程原理 276
一、液體分布器 276
二、氣體分布器 278
三、液（氣）再分布器 279
第二節(jié)高效氣/液分布器的設(shè)計(jì)理念 279
一、液體分布器 279
二、氣體分布器 280
三、液（氣）再分布器 281
第三節(jié)新型分布器的應(yīng)用 281
一、液體分布器 281
二、液（氣）再分布器 285
三、液體收集器 287
第四節(jié)未來發(fā)展趨勢(shì) 288
參考文獻(xiàn) 288

第十一章分隔壁精餾塔 /290
第一節(jié)分隔壁精餾原理 290
一、熱耦合精餾 290
二、分隔壁精餾 293
第二節(jié)分隔壁精餾塔的性能和特點(diǎn) 294
一、分隔壁精餾塔節(jié)能原理 294
二、分隔壁精餾塔適用范圍 295
三、分隔壁精餾塔性能優(yōu)劣 296
第三節(jié)分隔壁精餾塔強(qiáng)化構(gòu)型 296
一、多元混合物（≥4）分隔壁精餾塔 297
二、分隔壁萃取精餾塔 298
三、分隔壁共沸精餾塔 300
四、分隔壁反應(yīng)精餾塔 302
五、熱泵輔助分隔壁精餾塔 304
第四節(jié)分隔壁精餾塔實(shí)驗(yàn) 306
第五節(jié)分隔壁精餾塔簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)、模擬與優(yōu)化 307
一、分隔壁精餾塔簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì) 307
二、分隔壁精餾塔嚴(yán)格模擬 309
三、分隔壁精餾塔優(yōu)化 312
第六節(jié)分隔壁精餾塔控制 314
一、控制自由度 314
二、分隔壁精餾塔控制結(jié)構(gòu) 315
三、溫度靈敏板選取 320
第七節(jié)分隔壁精餾塔設(shè)備 320
一、塔設(shè)備類型 320
二、塔內(nèi)分隔壁 322
三、液相分配裝置 323
四、氣相分配裝置 325
第八節(jié)?分隔壁精餾塔工業(yè)應(yīng)用 327
參考文獻(xiàn) 328

第四篇先進(jìn)控制強(qiáng)化 /341
第十二章蒸餾過程的控制基礎(chǔ) /343
第一節(jié)蒸餾過程控制的重要性 343
第二節(jié)PID控制及其參數(shù)的調(diào)諧 344
一、PID控制器介紹 344
二、PID控制器參數(shù)的調(diào)諧 346
第三節(jié)串級(jí)控制及比率與前饋控制 348
一、串級(jí)控制 348
二、比率控制 350
三、前饋控制 351
第四節(jié)控制策略建立步驟 353
第五節(jié)溫度控制點(diǎn)的選擇及其配對(duì) 357
一、情況一 357
二、情況二 359
三、其他控制點(diǎn)的選擇方法 360
第六節(jié)壓力補(bǔ)償溫度控制回路的使用時(shí)機(jī)及其設(shè)計(jì) 361
第七節(jié)小結(jié) 363
參考文獻(xiàn) 364

第十三章強(qiáng)化蒸餾過程的控制方案 /365
第一節(jié)傳統(tǒng)精餾塔及中分隔壁精餾塔的控制架構(gòu)及應(yīng)用實(shí)例 365
一、BTX分離系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬 365
二、傳統(tǒng)精餾塔控制結(jié)構(gòu) 370
三、中分隔壁精餾塔控制結(jié)構(gòu) 377
四、小結(jié) 383
第二節(jié)共沸精餾塔及下分隔壁共沸精餾塔過程控制及應(yīng)用實(shí)例 383
一、工業(yè)共沸精餾塔實(shí)例介紹——吡啶脫水系統(tǒng) 383
二、吡啶脫水系統(tǒng)節(jié)能共沸精餾過程的控制 386
三、吡啶脫水系統(tǒng)下分隔壁共沸精餾塔過程的控制 389
四、小結(jié) 393
第三節(jié)萃取精餾塔及上分隔壁萃取精餾塔過程控制應(yīng)用實(shí)例 394
一、萃取精餾原理與設(shè)計(jì)概念 394
二、傳統(tǒng)萃取精餾系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制實(shí)例 397
三、上分隔壁萃取精餾塔過程控制應(yīng)用實(shí)例 400
四、小結(jié) 406
第四節(jié)反應(yīng)精餾塔及分隔壁反應(yīng)精餾塔過程控制應(yīng)用實(shí)例 406
一、反應(yīng)精餾簡(jiǎn)介 406
二、三醋酸甘油酯反應(yīng)精餾塔過程控制應(yīng)用實(shí)例 411
三、醋酸異丙酯分隔壁反應(yīng)精餾塔過程控制應(yīng)用實(shí)例 417
四、小結(jié) 425
參考文獻(xiàn) 426

索引 /428