描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122231666
“十五”国家重点图书的再次修订出版，中石化集团、清华、北大、天大、浙大等知名学者联合编写，石油化工设计权威巨著
适合从事石油化工、食品、轻工等行业技术人员阅读参考。
第1章流体输送机械
1.1泵
1.1.1概述
1.1.1.1泵的主要参数
1.1.1.2泵的分类及特点
1.1.1.3石油化工用泵的选用
1.1.1.4泵轴的密封
1.1.1.5泵用联轴器及选用
1.1.2离心泵
1.1.2.1离心泵的有关参数
1.1.2.2泵的性能曲线
1.1.2.3管路系统的运行
1.1.2.4泵的气蚀参数
1.1.2.5泵的功率和效率
1.1.2.6泵的比转速
1.1.2.7离心泵的性能换算
1.1.2.8离心泵的型号与结构形式
1.1.2.9离心泵选型的一般顺序
1.1.2.10离心泵数据表
1.1.2.11离心泵选择实例
1.1.3旋涡泵
1.1.3.1旋涡泵的工作
1.1.3.2旋涡泵结构型式
1.1.3.3旋涡泵参数选择
1.1.3.4旋涡泵结构选择
1.1.4混流泵
1.1.4.1混流泵原理
1.1.4.2PP系列化工混流泵
1.1.5轴流泵
1.1.5.1轴流泵的特点及主要结构
1.1.5.2轴流泵主要参数的确定
1.1.5.3轴流泵的特性曲线和调节方法
1.1.5.4化工轴流泵的结构选择
1.1.6部分流泵
1.1.6.1部分流泵的基本原理和特点
1.1.6.2部分流泵的选择计算
1.1.7螺旋离心泵
1.1.7.1螺旋离心泵结构
1.1.7.2螺旋离心泵特点
1.1.7.3螺旋离心泵性能参数
1.1.8齿轮泵
1.1.8.1齿轮泵的特点
1.1.8.2齿轮泵主要性能参数确定
1.1.8.3齿轮泵的选择
1.1.8.4齿轮泵选型
1.1.9转子泵
1.1.9.1WZB型外环流转子式稠油泵
1.1.9.2HLB型滑片式动力往复泵
1.1.9.3HGBW型、HGB型滑片式管道泵
1.1.9.4NYP系列内环式转子泵
1.1.9.5WH型旋转(外环流)活塞泵
1.1.10往复泵
1.1.10.1往复泵的分类与结构
1.1.10.2往复泵的工作
1.1.10.3空气室的类型
1.1.10.4往复泵类型选择
1.1.11螺杆泵
1.1.11.1螺杆泵的工作原理和特点
1.1.11.2螺杆泵的参数
1.1.11.3三螺杆泵的主要性能参数确定
1.1.11.4螺杆泵的类型选择
1.1.12射流泵
1.1.12.1射流泵的组成与分类
1.1.12.2射流泵的特点
1.1.12.3射流泵的参数确定
1.1.12.4射流泵的选择
1.2风机
1.2.1概述
1.2.1.1风机分类及应用
1.2.1.2风机主要性能参数
1.2.1.3风机选择
1.2.2离心式风机
1.2.2.1离心式风机主要性能参数及性能曲线
1.2.2.2离心式风机无量纲性能曲线及选择曲线
1.2.2.3离心式风机构造与系列
1.2.2.4离心式风机类型选择
1.2.3罗茨式风机
1.2.3.1罗茨式风机应用范围及特点
1.2.3.2罗茨式风机工作原理和结构
1.2.3.3罗茨式风机热力计算
1.2.3.4罗茨式风机主要结构参数选取
1.2.3.5罗茨式风机类型选择
1.2.4轴流式风机
1.2.4.1轴流式风机原理及性能特点
1.2.4.2轴流式风机结构
1.2.4.3轴流式风机类型选择
1.2.5混流式风机与斜流式风机
1.2.5.1混流式风机结构与原理
1.2.5.2斜流式风机结构与应用
1.2.5.3GXF(SJG)系列斜流式风机
1.2.6喷射式风机
1.3压缩机
1.3.1概述
1.3.1.1压缩机的类型及应用
1.3.1.2各类压缩机的特点及比较
1.3.2活塞式压缩机
1.3.2.1分类
1.3.2.2活塞式压缩机结构、参数及方案选择
1.3.2.3热力计算
1.3.2.4基础确定条件及其数据估算
1.3.2.5气体管路与管道振动
1.3.2.6冷却系统及冷却水量
1.3.2.7气量调节、安全运转自控
1.3.2.8活塞式压缩机噪声
1.3.2.9润滑及无油润滑压缩机
1.3.2.10常用活塞式压缩机型号编制和选择
1.3.2.11常用气体压缩性系数图（图1-86～图1-95）
1.3.3离心式压缩机
1.3.3.1概述及主要结构
1.3.3.2热力方案确定
1.3.3.3操作性能
1.3.3.4调节及防喘振控制
1.3.3.5油路及密封系统
1.3.3.6常用离心式压缩机技术参数
1.3.4轴流式压缩机
1.3.4.1轴流式压缩机原理及主要结构
1.3.4.2轴流式压缩机选定
1.3.4.3轴流式压缩机特性及调节
1.3.5螺杆式压缩机
1.3.5.1螺杆式压缩机的特点及结构
1.3.5.2螺杆式压缩机主要参数选择
1.3.5.3容积流量及内压力比的确定
1.3.5.4螺杆式压缩机气量调节
1.3.5.5螺杆式压缩机型号选择
1.3.5.6螺杆式压缩机数据
1.3.6压缩机噪声控制
1.3.6.1压缩机噪声
1.3.6.2噪声允许标准和控制措施
参考文献301第2章非均相分离2.1概述
2.1.1液固分离过程
2.1.2气固分离过程
2.2悬浮液性质及预处理技术
2.2.1悬浮液性质
2.2.1.1固体颗粒性质
2.2.1.2液相基本性质
2.2.1.3固液两相体系的基本性质
2.2.2预处理技术
2.2.2.1凝聚与絮凝
2.2.2.2调节黏度
2.2.2.3调节表面张力
2.2.2.4超声波处理
2.2.2.5冷冻和解冻
2.2.3悬浮液增浓
2.2.3.1重力沉降
2.2.3.2旋液分离器
2.3离心机
2.3.1离心分离原理及分类
2.3.1.1离心力场中离心分离过程的基本特性
2.3.1.2离心分离过程分类及原理
2.3.2离心机生产能力计算
2.3.2.1离心沉降理论
2.3.2.2过滤离心机生产能力计算
2.3.2.3沉降离心机的生产能力计算
2.3.2.4沉降离心机、分离机生产能力的模拟放大
2.3.3离心机类型及适用范围
2.3.3.1过滤离心机
2.3.3.2沉降离心机
2.3.3.3离心分离机
2.3.4离心机功率计算及有关工艺参数的选定
2.3.4.1启动转鼓件所需功率
2.3.4.2转鼓内物料达到工作转速所消耗的功率
2.3.4.3轴承摩擦消耗的功率
2.3.4.4转鼓及物料表面与空气摩擦消耗的功率
2.3.4.5卸出滤饼消耗的功率
2.3.4.6机械密封摩擦消耗的功率
2.3.4.7向心泵排液所消耗的功率
2.3.4.8离心机、分离机的功率
2.4过滤机
2.4.1过滤分离原理
2.4.1.1概述
2.4.1.2不可压缩滤饼和可压缩滤饼
2.4.2过滤基本方程及过滤机生产能力计算
2.4.2.1过滤基本方程
2.4.2.2不可压缩性滤饼的过滤
2.4.2.3可压缩滤饼的过滤
2.4.2.4过滤机生产能力计算
2.4.2.5滤饼洗涤
2.4.3过滤机类型和适用范围
2.4.3.1重力过滤设备
2.4.3.2加压过滤机
2.4.3.3真空过滤机
2.4.3.4压榨过滤机
2.4.4过滤介质
2.4.4.1过滤介质的分类
2.4.4.2过滤介质的性能
2.4.4.3常用织造滤布的主要性能和使用场合
2.4.4.4金属过滤介质
2.4.4.5过滤介质的选用
2.4.5助滤剂
2.4.5.1助滤剂的性能
2.4.5.2助滤剂的选用
2.5固液分离设备的选型
2.5.1选型的依据
2.5.1.1物料特性
2.5.1.2分离任务与要求
2.5.1.3各种类型分离机械的适应范围
2.5.2初步选型
2.5.2.1表格法选型
2.5.2.2图表法选型
2.5.3采用不同分离设备的互相匹配
2.5.4选型试验
2.5.4.1沉降试验
2.5.4.2过滤试验
2.5.4.3实验中取样品应注意的问题
2.5.5小型试验机试验
2.6气固过滤器
2.6.1袋式过滤器的分类和性能
2.6.1.1袋式过滤器分类
2.6.1.2袋式过滤器的性能
2.6.2袋式过滤器的滤料
2.6.2.1滤料的特性指标
2.6.2.2滤料的结构类型及特点
2.6.2.3滤料的种类
2.6.3袋式过滤器的清灰方式
2.6.3.1机械振打清灰
2.6.3.2反吹风清灰
2.6.3.3脉冲喷吹清灰
2.6.4袋式过滤器的结构型式
2.6.4.1脉冲喷吹袋式过滤器
2．6.4.2反吹风清灰袋式过滤器
2.6.4.3扁袋过滤器
2.6.4.4气环反吹袋式过滤器
2.6.5袋式过滤器的选择设计
2.6.5.1袋式过滤器选择设计步骤
2.6.5.2袋式过滤系统设计中的几个问题
2.6.6颗粒层过滤器
2.6.6.1颗粒层过滤器的分类及特点
2.6.6.2颗粒层过滤器的性能和主要影响因素
2.6.6.3颗粒层过滤器的结构型式
2.7旋风分离器
2.7.1旋风分离器工作原理
2.7.1.1旋风分离器内气体流动特点
2.7.1.2旋风分离器内颗粒的运动与分离机理
2.7.1.3影响旋风分离器性能的因素
2.7.2石油化工常用旋风分离器设计
2.7.2.1常用旋风分离器类型
2.7.2.2PV型旋风分离器的优化设计方法
2.7.2.3E-Ⅱ型旋风分离器的设计方法
2.7.3多管式旋风分离器
2.8洗涤分离过程
2.8.1洗涤分离过程的基本原理与分类
2.8.2文氏管洗涤器
2.8.2.1文氏管洗涤器的类型
2.8.2.2文氏管洗涤器的捕集效率
2.8.2.3文氏管洗涤器的压降
2.8.2.4文氏管洗涤器的设计
2.8.3喷淋接触型洗涤器
2.8.3.1喷淋塔
2.8.3.2离心喷淋洗涤器
2.8.3.3喷射洗涤器
2.8.4其他型式洗涤器
2.8.4.1动力波洗涤
2.8.4.2冲击式洗涤器
2.8.4.3湍球塔
2.8.4.4强化型洗涤器
2.8.5液沫分离器
2.8.5.1惯性捕沫器
2.8.5.2复挡除沫器
2.8.5.3旋流板除沫器
2.8.5.4纤维除雾器
2.9静电除尘器
2.9.1静电除尘器基本原理
2.9.1.1气体的电离
2.9.1.2气体导电过程
2.9.1.3收尘空间尘粒的荷电
2.9.1.4荷电尘粒的迁移和捕集
2.9.1.5被捕集粉尘的清除
2.9.2静电除尘器的工艺设计与主要参数的确定
2.9.2.1粉尘特性的影响
2.9.2.2烟气性质的影响
2.9.2.3工艺系统设计
2.9.2.4原始参数
2.9.2.5主要参数的确定
2.9.3静电除尘器类型及适用范围
2.9.3.1静电除尘器类型
2.9.3.2静电除尘器的适用范围
2.9.3.3在石油化工生产中的应用
参考文献477第3章搅拌与混合
3.1概论
3.1.1搅拌釜的结构
3.1.1.1釜体
3.1.1.2搅拌器
3.1.2搅拌釜的流场特性
3.1.2.1流型
3.1.2.2速度分布
3.1.2.3湍流特性
3.1.3搅拌效果的量度及其影响因素
3.1.4搅拌与混合常用无量纲数群及其意义
3.2搅拌桨的类型及其特性
3.2.1中低黏度流体搅拌桨
3.2.1.1径流型搅拌桨
3.2.1.2轴流型搅拌桨
3.2.2高黏度流体搅拌桨
3.2.2.1锚式及框式桨
3.2.2.2螺带式及螺杆式
3.3低黏度互溶液体的混合
3.3.1过程的特征及其基本原理
3.3.2桨型的选择
3.3.3设计计算
3.3.4多层桨
3.4高黏度液体的混合
3.4.1高黏度液体的混合机理
3.4.2高黏度搅拌桨的混合性能
3.4.2.1混合性能指标
3.4.2.2各种搅拌桨的混合性能
3.4.3非牛顿流体的混合
3.4.3.1非牛顿流体的分类
3.4.3.2非牛顿流体性质对混合的影响
3.4.4搅拌桨型式的选择
3.4.5牛顿流体的搅拌功率
3.4.5.1锚式搅拌桨的搅拌功率
3.4.5.2螺带式搅拌桨的搅拌功率
3.4.5.3多种型式高黏度搅拌桨的KP值
3.4.6非牛顿流体的搅拌功率
3.4.6.1宾汉塑性流体的搅拌功率
3.4.6.2触变性流体的搅拌功率
3.4.6.3黏弹性流体的混合及功率
3.5固-液悬浮
3.5.1过程特征及其基本原理
3.5.1.1固体颗粒悬浮状态
3.5.1.2固体颗粒的沉降速度
3.5.1.3固-液悬浮机理
3.5.2搅拌设备选择
3.5.2.1搅拌器的型式
3.5.2.2桨叶参数的确定
3.5.2.3搅拌釜的结构
3.5.3搅拌器的工艺设计
3.5.3.1悬浮临界转速
3.5.3.2工艺设计
3.5.3.3固-液悬浮搅拌器设计实例
3.5.4带导流筒的搅拌釜
3.5.4.1流动特性
3.5.4.2搅拌桨型式
3.5.4.3导流筒直径与釜直径之比
3.5.5固-液传质
3.6气液分散
3.6.1过程特征
3.6.1.1通气式气液搅拌器及其釜体结构
3.6.1.2自吸式气液搅拌器及釜体结构
3.6.2气液搅拌釜的分散特性
3.6.2.1搅拌釜内的气液流动状态
3.6.2.2最大通气速度
3.6.2.3气泡直径、气含率和比表面积
3.6.3气液搅拌釜的传质特性
3.6.4搅拌器型式的选择
3.6.5通气时的功率计算
3.6.5.1通气功率
3.6.5.2不通气时的功率确定
3.7液液分散
3.7.1过程特征
3.7.2液-液搅拌釜的分散特性
3.7.3桨型选择与釜体结构
3.7.4达到要求的分散程度所需的搅拌功率
3.8气液固三相混合
3.8.1过程特征
3.8.2气液固三相搅拌釜的混合特性
3.8.2.1功率特性
3.8.2.2临界悬浮特性
3.8.2.3气含率特性
3.8.3气液固三相搅拌釜的传质特性
3.8.3.1影响传质的因素
3.8.3.2固相对传质的影响及机理
3.8.4搅拌桨的选型
3.9搅拌釜的传热
3.9.1搅拌釜内壁传热膜系数h的计算
3.9.1.1涡轮类搅拌桨、带挡板釜
3.9.1.2涡轮类搅拌桨、无挡板釜
3.9.1.3三叶推进式搅拌桨
3.9.1.4六叶后弯式搅拌桨
3.9.1.5MIG搅拌桨
3.9.1.6螺带式搅拌桨
3.9.1.7用单位质量功耗关联的湍流搅拌传热关联式
3.9.2搅拌釜内盘管外侧传热膜系数hc的计算
3.9.2.1涡轮搅拌桨，无挡板釜
3.9.2.2涡轮搅拌桨，有挡板釜
3.9.2.3三叶推进式搅拌桨
3.9.2.4六叶后弯式搅拌桨盘管壁的传热膜系数h0c
3.9.2.5双层盘管的传热
3.9.3搅拌釜内垂直管外壁传热膜系数hc的计算
3.9.4搅拌釜内垂直板式蛇管的传热膜系数hc的计算
3.9.5计算实例
3.10搅拌釜的CFD模拟
3.10.1搅拌釜的CFD方法
3.10.1.1控制方程的离散
3.10.1.2旋转桨叶的处理
3.10.2动量传递特性的CFD模拟
3.10.2.1单相流场
3.10.2.2多相流场
3.10.3热量传递特性的CFD模拟
3.10.4质量传递特性的CFD模拟
3.10.4.1相内质量传递
3.10.4.2相际质量传递
3.10.5化学反应的CFD模拟
3.11搅拌釜的放大
3.11.1引言
3.11.2几何相似放大时搅拌性能参数的变化关系
3.11.3互溶液体混合过程的放大
3.11.3.1几何相似放大
3.11.3.2非几何相似放大
3.11.4气液分散、液液分散过程的放大
3.11.5固液悬浮过程的放大
3.11.6搅拌釜放大的系统优化设计新方法
3.11.7搅拌釜设计工艺数据表
主要符号说明
参考文献
第4章制冷与深度冷冻
4.1蒸气压缩制冷
4.1.1单级蒸气压缩制冷循环
4.1.1.1单级压缩制冷机的组成和工作原理
4.1.1.2温熵图和压焓图
4.1.1.3理想制冷循环的热力计算
4.1.1.4实际制冷循环
4.1.1.5单级蒸气压缩制冷机的性能与工况
4.1.2分级压缩制冷循环
4.1.2.1一级节流、中间冷却的两级压缩循环
4.1.2.2两级节流、中间冷却的两级压缩循环
4.1.2.3两级压缩制冷循环的中间压力
4.1.3复叠式制冷循环
4.1.4混合制冷剂单级制冷循环
4.1.5制冷压缩机的型式及其性能图表
4.1.5.1活塞式制冷压缩机
4.1.5.2螺杆式制冷压缩机
4.1.5.3离心式制冷压缩机
4.2吸收制冷
4.2.1吸收制冷基本原理
4.2.2氨水吸收式制冷机
4.2.2.1氨水溶液的性质
4.2.2.2单级氨水吸收式制冷机的基本工作循环过程及在ｈ-ξ图上的表示
4.2.2.3单级氨水吸收式制冷机的热力计算
4.2.2.4两级氨水吸收式制冷机
4.2.3溴化锂吸收式制冷机
4.2.3.1溴化锂水溶液的性质
4.2.3.2单效溴化锂吸收式制冷机的基本工作循环过程与ｈ-ξ图
4.2.3.3单效溴化锂吸收式制冷机的热力计算
4.2.3.4双效溴化锂吸收式制冷机
4.2.3.5溴化锂吸收式制冷机组的型式与选型
4.2.3.6溴化锂吸收式制冷机的设计计算
4.3深冷与气体液化
4.3.1深冷的制冷原理
4.3.1.1节流膨胀
4.3.1.2作外功的等熵膨胀
4.3.2气体液化的林德循环
4.3.2.1一次节流的简单林德循环
4.3.2.2具有氨预冷的林德循环
4.3.2.3二次节流膨胀的林德循环
4.3.3具有膨胀机的气体液化循环
4.3.3.1克劳德循环
4.3.3.2海兰德循环
4.3.3.3卡皮查循环
4.3.4气体液化和分离方法
4.3.4.1空气深冷分离
4.3.4.2天然气的液化与乙烯深冷分离
4.4制冷剂
4.4.1制冷剂的选用原则和种类
4.4.1.1制冷剂的选用原则
4.4.1.2制冷剂的种类和命名
4.4.1.3关于CFC（CFCs）问题简述
4.4.2制冷剂的热力学性质和热物理性质
4.4.2.1制冷剂的热力学性质
4.4.2.2制冷剂的热物理性质
4.4.3常用制冷剂
4.4.3.1氟利昂
4.4.3.2碳氢化合物
4.4.3.3无机化合物
4.4.3.4混合制冷剂
4.4.4制冷剂与制冷机操作和运行有关的特性
4.4.4.1制冷剂的溶水性
4.4.4.2制冷剂的溶油性
4.4.4.3制冷剂的检漏
4.4.5载冷剂
参考文献
第5章换热器
5.1换热器设计基础
5.1.1换热器的应用与分类
5.1.1.1换热器的作用
5.1.1.2热源和冷源
5.1.1.3换热器的分类
5.1.1.4换热器的性能和选型
5.1.1.5换热器的材料
5.1.2换热器的基本计算公式
5.1.2.1焓衡算与衡算
5.1.2.2传热速率方程
5.1.2.3总传热系数
5.1.2.4单相流体的对流给热系数与流动摩擦因子
5.1.2.5平均温度差
5.1.2.6换热器的热分析
5.1.3换热器工艺设计要点
5.1.3.1工艺设计任务和设计条件
5.1.3.2换热器工艺设计的内容和手段
5.1.3.3换热器的设计变量与设计因素
5.1.4结垢与污垢热阻
5.1.4.1概述
5.1.4.2冷却用水的污垢热阻及其控制
5.1.4.3其他流体污垢热阻的参考值
5.1.4.4防治和控制污垢的设计措施
5.1.5换热器总传热系数经验值
5.1.6传热过程的增强措施
5.1.6.1强化传热的目标
5.1.6.2强化传热的原则
5.1.6.3强化传热的简化评价指标
5.1.6.4管内传热强化的常用技术
5.2管壳式换热器的设计与选型
5.2.1概述
5.2.1.1管壳式换热器的分类
5.2.1.2部件结构
5.2.1.3管壳式换热器标准系列及型号
5.2.2管壳式换热器计算步骤
5.2.2.1设计型计算
5.2.2.2操作型计算
5.2.3无相变管壳式换热器的设计
5.2.3.1管壳式换热器有关设计因素的选择
5.2.3.2管程给热系数与压降
5.2.3.3壳程给热系数和压降
5.2.3.4管壳式换热器平均温度差的计算
5.2.4计算示例
5.2.5折流杆换热器
《石油化工设计手册》第一版出版以来深受读者欢迎，对提高石化工程设计水平，产生了积极的影响。十年来，石化工程建设在装置大型化和清洁化上有了长足的进步，工程装备技术水平有了重要的进展，设计手段、方法和理念也得到了提高和提升。为适应这些变化，我们组织有关专家学者对手册进行了修编工作。
设计质量是衡量石油化工装置建设质量的一个重要因素。好的设计工具书、手册可以指导和规范设计工作，对推动石油化工技术进步和提高设计质量水平具有重要意义。
手册第一版出版后，我们收到一些读者的意见，他们坦诚地指出了书中的个别错误，也期待着在再版时能够得到修正，并进一步提高图书的内容质量。正是读者的热爱，激励着我们认真地进行再版的修编工作。
修订版的修订原则是：保持特点、充实风容，尊重原著、继承风格，在实用性、可靠性、权威性、先进性方面再下功夫，反映时代特点和要求；内容要简明扼要，一目了然，突出手册特点，提高手册的水平。手册的定位则以石油化工工艺设计人员所需的设计方法和设计资料为主要内容。
手册仍分四卷：第一卷——石油化工基础数据；第二卷——标准规范；第三卷——化工单元过程；第四卷——工艺和系统设计。
感谢参与本手册第一版编写工作的各位专家，他们有着一丝不苟、认真负责和谦虚谨慎、艰辛耕耘的精神，本次修订是在他们已获得成功的成果之上，进行再次开发。
本次手册的修订出版，得到了中国石化工程建设有限公司的全力支持。中国石化工程建设有限公司是世界知名的工程公司，近年来承担了大量的石化工厂、炼油厂、煤化工工厂的工程设计，有一大批国内知名的设计专家。参加修订工作的编者很多来自中国石化工程建设有限公司，他们经验丰富，手册内容也基本反映了编者的实践经验和与国际接轨的做法。此外，清华大学、天津大学、中国石油大学、北京化工大学、浙江大学、上海理工大学、大连理工大学、北京工商大学、河北工业大学、上海化工研究院、大连化学物理研究所、四川天一科技股份有限公司的相关专家教授在修订工作中也付出了辛勤劳动，在此一表表示感谢。
衷心希望这套手册能够成为工程设计人员实用的工具书，对提高石化工业的设计水平有所裨益。
由于编写经验不足，书中疏漏和不妥之处，敬请专家和读者不吝指正。
王子宗
2015年4月
第1版前言
石油化学工业是能源和原材料工业的重要组成部分，在国民经济中具有举足轻重的地位和作用。2000年我国原油加工能力2.737亿吨／年，加工原油2.106亿吨，居世界第三位；乙烯生产能力446.32万吨／年，产量470.00万吨，列世界第七位。我国的石化工业已形成完整的工业体系，具有比较雄厚的实力。在石化工业发展的过程中，石化战线的设计工作者进行了大量的设计实践，积累了丰富的经验，提高了设计技术水平，亟需进行归纳整理，使其系统化、逻辑化、规范化，提供给广大设计工作者及有关工程技术人员应用。为此，化学工业出版社组织有关专家编写了《石油化工设计手册》。
这套手册已列为“十五”国家重点图书。手册共分四卷，约900余万字。自1997年开始组织，先后有100余人参加编写，这些作者都是具有扎实的理论功底和丰富实践经验的专家、教授。他们在编写工作的前期，仔细研究了国内外石油化工设计工作的现状，明确了指导思想，制定了编写大纲，此后多次征求有关方面的意见，并反复进行补充修改。在编写过程中，始终坚持理论联系实际、实事求是、突出实用等原则，对标准、规范、图表、公式和数据资料进行精心筛选，慎重取材。形成文稿后，又对稿件进行多次审查，重点章节经反复讨论、推敲，最后交执笔专家修定。各位专家一丝不苟、认真负责和谦虚谨慎、艰辛耕耘的精神令人钦佩。相信这套手册的出版不仅为石化广大工程技术人员提供一套重要的工具书，而且会对我国石化工业的发展有所裨益。
由于在国内第一次出版石油化工专业的设计手册，经验不足，书中疏漏和不妥之处，敬请专家和读者不吝指正。
袁睛棠 张旭之
2001年10月
15.6.1 概述
目前全球渣油加氢处理/加氢裂化加工能力约为1.54亿吨/年，其中75％为固定床加氢处理装置，25％为沸腾床加氢裂化装置[[[1]姚国欣.渣油深度转化技术工业应用的现状、进展和前景.石化技术与应用,2012,30(1)：1-12.]]。固定床加氢处理装置主要用于渣油催化裂化原料油的加氢预处理，虽然转化率可以达到35％～45％，但由于要兼顾脱硫、脱残炭、脱金属和使芳烃饱和的需要，所以一般转化率只有15％～20％。此外，固定床加氢处理装置还有两大缺陷：a.只能加工金属质量分数小于200×10－6的渣油，也很难将高硫渣油的含硫质量分数降至(100～200)×10－6(催化裂化装置需要生产含硫质量分数小于10×10－6的清洁汽油组分)；b.催化剂用量很大，空速很低，投资较大，所以工业应用的局限性很大。渣油沸腾床加氢裂化的优点是可加工高硫、高残炭、高金属含量劣质渣油，一般转化率可以达到55％～70％，有的可以达到80％，脱硫率可以达到60％～85％；缺点是装置投资大，操作技术复杂。沸腾床加氢裂化技术的问题除装置投资大、操作技术复杂外，就是渣油转化率不高，仍会产生25％～45％燃料油(未转化渣油)，渣油没有得到高效清洁利用。
国外，1968年沸腾床加氢工艺实现了工业化。沸腾床是原料和氢气自反应器下部向上流动，借助液体流速将粒状催化剂保持沸腾状态膨胀到一定高度，使进料、氢气和催化剂达到充分接触，反应产物上逸与催化剂分离而流出反应器。为了保持一定的液体线速度，采用液体循环泵使流体在反应器系统循环, 催化剂在运转过程中可随时加入和排出。固定床和沸腾床工艺的主要特点见表15-88[[[2]陶宗乾.固定床与沸腾床渣油加氢工艺比较研究.抚顺烃加工,1995,21(1):1-12.]]。
由于沸腾床脱硫效率不高，故在制取低硫燃料油时未能显示出什么优点。而作为深度裂解操作制取轻质产品时，则由于未转化尾油中含硫及残炭值很高，难以很好利用。深度裂解时，易造成反应器结焦，有时必需将其中的高分子物“生焦前驱体”脱除后方可进行循环深度裂解，因此工业上应用时多在转化率低于65％的情况下操作。然而即便在65％转化率下操作时，未转化尾油中的残炭值也较高，一般在20％以上。当作为焦化原料时，则其产焦量将接近40％，液体产率只50％左右，使过程不够经济。由于未转化尾油中含硫量一般为1.5％，导致焦化装置产的焦碳中含硫量也偏高(一般可达2.5％～3.0％)。故利用沸腾床工艺提供下游深度加工的原料也不很理想。然而，20世纪80年代重油催化裂化实现了工业化，到1984年HOC、RCC、RFCC等工艺相继建成了4套工业装置。利用沸腾床加氢的>343℃常渣与加氢脱硫的蜡油馏分混合后，可符合重油催化裂化的原料要求。采用这种方法可以避免生成大量含硫焦炭，同时液体收率和产值也较高，经济性较好。因此沸腾床工艺的加氢尾油有了较好的利用途径。
由于世界上劣质含硫重质原油的量有增长的趋势，而沸腾床工艺在处理劣质渣油方面有其优越性，因之也促使这项技术得到应用。另外，经过多年生产实践及科研开发，无论从技术上还是经济上沸腾床工艺也有了很多改进。例如反应器中的气液分配和催化剂料面控制，催化剂的加排技术，循环氢的低压提纯等，使该技术的操作成熟性、安全性及经济性有了明显的提高。
表15-88 固定床和沸腾床工艺的主要特点
总之，因渣油沸腾床反应器采用上流式反应器结构，催化剂床层处于运动状态，不存在杂质堵塞床层问题，避免了床层压降的增大；反应器内部基本处于等温状态，不会产生局部过热；催化剂可随时在线添加和移出。这些特点使渣油沸腾床加氢裂化技术可以加工更加劣质的原料，如加工金属含量在200～800g/g范围内的渣油馏分，转化率可达到45％～85％。因此，该技术能够处理固定床渣油加氢工艺难处理的各种重质原油的渣油、油砂沥青油、页岩油甚至溶剂精制煤浆等原料，从而扩宽了加工原料的范围，增强了劣质原油加工的适应性。
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