化工过程强化传热

第一章　绪论 / 1
第一节　强化传热的意义 1
一、强化传热是节能减排的重要手段 1
二、强化传热对成本节约有积极的促进作用 1
三、强化传热对化工行业节能减排有重要贡献 2
第二节　强化传热技术进展 3
一、换热器强化传热技术 3
二、换热网络优化技术 4
第三节　强化传热工程化应用 6
一、创新强化传热工程化策略 6
二、面向特殊工艺、介质、过程的设备元件强化传热 7
三、工艺过程强化传热 8
四、全厂强化传热 14
参考文献 19

第一篇　强化传热理论与方法 / 21
第二章　强化传热基本原理 / 23
第一节　概述 23
一、换热器强化传热基本理论 23
二、对流强化传热机理分析 25
三、强化传热性能评价方法 27
四、强化传热技术分类 28
第二节　无相变过程传热强化 29
一、人工粗糙表面法 29
二、扩展表面法 30
三、异形表面法 30
四、振动法 32
五、流体旋转法（插入物） 33
六、其他强化传热技术 34
第三节　沸腾过程的传热强化 35
一、沸腾传热分类 35
二、沸腾传热强化方法 37
第四节　冷凝过程的传热强化 42
一、表面冷凝传热及强化 42
二、通道内冷凝传热及强化 47
参考文献 51

第三章　污垢热阻及其抑制方法 / 55
第一节　污垢 55
一、污垢分类 55
二、污垢生命周期 57
第二节　污垢热阻 58
一、污垢热阻模型 59
二、污垢生长影响因素及抑制措施 62
三、污垢对换热器设计与运行的影响 67
第三节　清洗技术 70
一、在线清洗 70
二、离线清洗 72
参考文献 73

第四章　换热网络合成技术 / 76
第一节　夹点的概念及其确定 77
一、夹点的概念 77
二、组合曲线法 79
三、问题表格法 81
四、夹点的含义 85
第二节　总组合曲线及平衡的总组合曲线 87
一、总组合曲线及其含义 87
二、平衡的总组合曲线及其应用 91
第三节　多夹点及无夹点问题 94
一、多夹点问题 94
二、无夹点问题 96
第四节　换热网络的夹点设计法 97
一、根据温-焓图综合换热网络 99
二、夹点匹配的可行性规则 99
三、夹点匹配的经验规则 104
第五节　换热网络的调优 105
一、最少换热设备个数与热负荷回路 105
二、热负荷回路的断开与能量松弛 107
第六节　阈值问题换热网络优化设计 112
一、热端阈值问题换热网络设计方法 113
二、催化裂化装置换热网络实例分析 115
参考文献 121

第五章　常用强化传热元件及设备 / 124
第一节　管壳式换热器 124
一、壳程强化传热技术 124
二、管内强化传热技术 134
三、复合强化传热技术 137
四、其他强化传热技术 143
第二节　板式换热器 146
一、波纹板强化传热技术 146
二、螺旋板强化传热技术 148
三、翅片强化传热技术 150
第三节　管式加热炉 153
一、管外强化传热 153
二、管内强化传热 156
三、余热回收部分强化传热措施 157
四、加热炉结构强化传热案例 158
参考文献 158

第二篇　强化传热工程应用 / 163
第六章　典型炼油装置中的强化传热 / 165
第一节　原油蒸馏装置 165
一、工艺过程简述 165
二、热能特点分析 166
三、工艺用能优化和换热网络优化 167
四、换热元件强化传热技术 172
五、小结 182
第二节　催化裂化装置 182
一、工艺过程简述 182
二、热能特点分析 184
三、换热过程强化与集成 186
四、换热元件强化传热技术 188
五、小结 193
第三节　加氢裂化装置 193
一、工艺过程简述 193
二、热能特点分析 194
三、换热过程强化与集成 197
四、换热元件强化传热技术 203
五、小结 206
第四节　加氢精制装置 207
一、工艺过程简述 207
二、热能特点分析 208
三、换热过程强化与集成 209
四、换热元件强化传热技术 211
五、小结 217
第五节　重油加氢处理装置 218
一、工艺过程简述 218
二、热能特点分析 218
三、换热过程强化与集成 222
四、换热元件强化传热技术 225
五、小结 229
第六节　制氢装置 229
一、工艺过程简述 229
二、热能特点分析 231
三、各温位热量的优化利用 232
四、换热元件强化传热技术 234
五、小结 238
第七节　延迟焦化装置 238
一、工艺过程简述 238
二、热能特点分析 240
三、换热过程强化与集成 241
四、换热元件强化传热技术 244
五、小结 252
第八节　催化裂化汽油吸附脱硫装置 253
一、工艺过程简述 253
二、热能特点分析 254
三、换热过程强化与集成 255
四、换热元件强化传热技术 256
五、小结 259
第九节　烷基化装置 259
一、工艺过程简述 259
二、热能特点分析 260
三、换热过程强化与集成 261
四、换热元件强化传热技术 263
五、小结 268
参考文献 268

第七章　芳烃联合装置中的强化传热 / 272
第一节　预加氢和催化重整装置 273
一、工艺过程简述 273
二、热能特点分析 275
三、换热过程强化与集成 276
四、换热元件强化传热技术 277
五、小结 287
第二节　芳烃抽提装置 287
一、工艺过程简述 287
二、热能特点分析 290
三、换热过程强化与集成 291
四、换热元件强化传热技术 293
五、小结 296
第三节　歧化装置 296
一、工艺过程简述 296
二、热能特点分析 298
三、换热过程强化与集成 299
四、换热元件强化传热技术 300
五、小结 306
第四节　二甲苯异构化装置 306
一、工艺过程简述 307
二、热能特点分析 308
三、换热过程强化与集成 309
四、换热元件强化传热技术 309
五、小结 313
第五节　对二甲苯分离和二甲苯分馏装置 313
一、工艺过程简述 314
二、热能特点分析 317
三、换热过程强化与集成 318
四、换热元件强化传热技术 323
五、小结 331
参考文献 331

第八章　典型乙烯及下游装置中的强化传热 / 333
第一节　乙烯裂解 333
一、工艺过程简述 333
二、热能特点分析 334
三、工艺用能优化和换热网络优化 335
四、传热元件强化传热技术 342
五、小结 344
第二节　乙烯分离 344
一、工艺过程简述 344
二、热能特点分析 344
三、换热过程强化与集成 347
四、换热元件强化传热技术 352
五、小结 358
第三节　环氧乙烷/乙二醇装置 358
一、工艺过程简述 358
二、热能特点分析 359
三、工艺用能优化和换热网络优化 360
四、换热元件强化传热技术 366
五、小结 371
第四节　环氧丙烷装置 371
一、工艺过程简述 371
二、热能特点分析 372
三、工艺用能优化和换热网络优化 373
四、换热元件强化传热技术 374
五、小结 376
第五节　苯乙烯装置 376
一、工艺过程简述 376
二、热能特点分析 377
三、工艺用能优化和换热网络优化 378
四、换热元件强化传热技术 381
五、小结 383
第六节　碳五分离装置 383
一、工艺过程简述 383
二、热能特点分析 384
三、工艺用能优化和换热网络优化 385
四、换热元件强化传热技术 388
五、小结 390
第七节　丁基橡胶装置 391
一、工艺过程简述 391
二、热能特点分析 391
三、工艺用能优化和换热网络优化 393
四、换热元件强化传热技术 394
五、小结 396
参考文献 396

第九章　强化传热与全厂节能 / 400
第一节　创新系统化节能方法 400
一、能源规划 401
二、能量集成 403
三、单元强化 403
四、应用案例 403
第二节　全局热集成优化设计 408
一、炼油工艺装置热集成基础 408
二、炼油多装置热集成策略 408
三、案例研究 409
第三节　全厂强化传热典型案例 414
一、以“热流图”为基础的炼厂热直供料 414
二、工艺装置集约化布置 421
三、蒸汽动力系统强化传热技术 422
四、低温余热利用系统中的强化传热 427
五、加热炉节能 434
参考文献 439

索引 441