能源化工行业节能与碳减排
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作者陈安民 著
出版社中国石化
ISBN9787511469021
出版时间2023-02
装帧其他
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定价168元
货号1203005593
上书时间2024-06-15
商品详情
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作者简介
陈安民是加拿大注册专业工程师，在石化和石油天然气行业拥有30多年的经验。 他是能源集成、温室气体减排、工程设计、过程模拟和优化方面的专家。 他获得北京石油大学石油工程硕士学位。 最近，他担任雪佛龙公司的高级工艺顾问，负责雪佛龙Kitimat液化天然气、天然气加工、TCO石油和天然气设施的项目，提出和实施了去除乙烷气体火炬项目，该项目取得了显著节省投资保护环境的功效，并在2020年获得雪佛龙TCO管理表彰和奖励。 在雪佛龙期间，他还领导了KitimatLNG项目的能源整合和温室气体减排计划，显著节省了成本，并在休斯顿举行的ChevronFE2014世界会议上发表了关于KitimatLNG项目的能源整合和温室气体减排的演讲。
目录
1热力学基础(001)
1.1基本术语(001)
1.1.1体系与环境(001)
1.1.2状态和状态参数(002)
1.1.3寂态和基准状态(003)
1.1.4能量(003)
1.1.5可逆过程和不可逆过程(003)
1.1.6用能过程、用能过程热力学(004)
1.2能量的形式和基准状态(004)
1.2.1能量的形式(004)
1.2.2基准状态的确定(005)
1.3热力学第一定律(007)
1.3.1热力学第一定律的一般表述(007)
1.3.2稳定流动体系的能量平衡方程(007)
1.3.3总能量平衡方程式在不同条件下的形式(009)
1.3.4热力学第一定律在石油化工过程中的应用(011)
1.4热力学第二定律(012)
1.4.1热力学第二定律的表述(012)
1.4.2热变功的最高限度，卡诺因子(012)
1.4.3第二定律的用能过程表达式及意义(013)
1.4.4?的概念及计算(014)
1.4.5用能过程的?平衡方程(016)
1.5节能与碳减排(018)
参考文献(018)
2热物理能量及?的计算(019)
2.1过程热效应的能量和?的计算(019)
2.1.1物流显热能及?的计算(019)
2.1.2相变潜热的能量及?计算(022)
2.1.3反应热效应及反应?(024)
2.1.4混合热及?(028)
2.2石油及其馏分能量和?的计算(030)
2.2.1Nelson焓图拟合关联式的展开(030)
2.2.2基准相态为液相的液相石油馏分?的计算(031)
2.2.3基准相态为气相的气相石油馏分物理?的计算(032)
2.2.4基准相态为液态的气相石油馏分物理?的计算(033)
2.3轻烃及其混合物能量和?的计算(034)
2.3.1理想气体烃类焓、熵和?的计算(035)
2.3.2烃类混合物的焓、熵、?计算(038)
2.4水蒸气、水及空气的能量和?的计算(038)
2.4.1水蒸气(038)
2.4.2水、空气等物流(039)
2.5散热能量及?的计算(039)
参考文献(043)
3机械能及化学?的计算(044)
3.1真实气体的能量和?的计算(044)
3.1.1真实气体能量和?的计算方法(044)
3.1.2剩余性质的计算(045)
3.2流体流动过程能量的计算(050)
3.2.1体积功、轴功和流动功(050)
3.2.2轴功和有效功的计算(051)
3.3化学与燃料?的计算(053)
3.3.1化学?的基本概念(053)
3.3.2化学?的计算方法(054)
3.3.3复杂物质及燃料的化学?(057)
参考文献(058)
4工艺过程用能热力学分析(060)
4.1传热过程的热力学分析(060)
4.1.1忽略散热的传热过程(061)
4.1.2有散热损失的传热过程(062)
4.2流体流动过程热力学分析(064)
4.3传质过程的热力学分析(066)
4.3.1分离过程的最小?耗(066)
4.3.2实际分离过程热力学分析(067)
4.4化学反应过程的热力学分析(069)
4.4.1化学反应?的计算(069)
4.4.2实际反应过程?损耗和复杂反应的反应?计算(070)
4.5燃烧过程的热力学分析(071)
4.5.1绝热燃烧过程(072)
4.5.2传热过程(073)
4.5.3减少燃烧过程损的途径(073)
参考文献(074)
5石油化工过程用能三环节分析方法(075)
5.1石油化工用能特点(077)
5.2用能分析三环节模型的改进(078)
5.3用能分析三环节模型应用(079)
5.3.1用能分析计算基准(079)
5.3.2非工艺流体的机泵有效动力(079)
5.3.3能量使用环节的设备散热(080)
5.3.4原料的化学能(080)
5.3.5反应放热应计入工艺总用能(080)
5.3.6一些特殊设备的处理原则(080)
5.4改进后用能分析三环节模型的项目细则(081)
5.4.1能量平衡的参数(081)
5.4.2?平衡的参数(082)
5.5用能分析三环节模型中的平衡关系及评价指标(083)
5.5.1能量平衡关系及评价指标(083)
5.5.2?平衡关系及其评价指标(084)
5.5.3能量平衡、?平衡结果表示(086)
参考文献(086)
6设备能量平衡和?平衡(087)
6.1装置用能分析测试的内容和要求(087)
6.1.1测试工况的确定和测试范围(087)
6.1.2标定测试要求(088)
6.2机泵设备(088)
6.2.1离心泵(089)
6.2.2压缩机(092)
6.3工业炉设备(096)
6.3.1工艺加热炉能量及?平衡计算(096)
6.3.2反应炉和尾气焚烧炉(106)
6.4催化裂化再生器(107)
6.5工艺用能设备(115)
6.5.1塔类设备(115)
6.5.2反应设备(121)
6.6能量回收利用设备(124)
6.6.1冷换设备(125)
6.6.2动力回收设备(129)
参考文献(131)
7石油化工装置的能量平衡和?平衡(132)
7.1装置内系统用能数据的平衡核定(134)
7.1.1装置的物料平衡(134)
7.1.2热力学能耗(135)
7.1.3热力学耗?DT(136)
7.1.4循环和输出物流的能量和?的计算(138)
7.1.5物流排弃能和?(139)
7.2装置散热损失的核定和汇总(140)
7.2.1散热的特点分析(140)
7.2.2设备管线散热损失的计算汇总(140)
7.2.3管线的散热校核及装置散热的汇总(141)
7.3汽、电、水的供用产出平衡(142)
7.3.1蒸汽(142)
7.3.2水(143)
7.3.3电耗(144)
7.4装置能量平衡和?平衡计算汇总(145)
7.4.1能量转换环节(145)
7.4.2能量工艺使用环节(148)
7.4.3能量回收利用环节(151)
7.4.4全装置平衡汇总(153)
参考文献(156)
8辅助系统及全厂能量平衡(157)
8.1公用工程系统的能量平衡(159)
8.1.1供热系统的能量平衡(159)
8.1.2供电系统的测试与平衡(164)
8.1.3供水、供风系统的能量平衡(166)
8.2辅助系统的能量平衡(168)
8.2.1储运系统(168)
8.2.2污水处理系统(170)
8.2.3非直接生产的辅助系统用能核查(171)
8.3全厂能量平衡汇总(172)
8.3.1能量平衡汇总方法及计算基准(172)
8.3.2测试工况的能量平衡汇总(173)
参考文献(180)
9能耗分析及节能改进途径(181)
9.1装置规模和环境温度对能耗的影响(181)
9.1.1装置规模的影响(181)
9.1.2环境温度的影响(182)
9.2负荷率对装置能耗影响分析和估算(185)
9.2.1负荷率对装置能耗影响及其估算(185)
9.2.2由能量平衡数据估算(186)
9.2.3负荷率对散热固定能耗的影响(187)
9.2.4负荷率对电固定能耗的影响(187)
9.2.5负荷率对蒸汽固定能耗的影响(190)
9.2.6其他固定能耗(192)
9.3用能水平及节能潜力的评估(194)
9.3.1应用基准能耗评价装置的用能水平(194)
9.3.2应用热力学法评价设备及系统用能水平及潜力(199)
9.4生产装置节能改进的方法和途径(201)
9.4.1改进工艺条件，降低工艺总用能(201)
9.4.2降低工艺能量使用环节的过程?损(204)
9.4.3提高能量回收率，减少排弃能量及?损(206)
9.4.4提高能量转换环节效率，减少装置供入能耗(207)
9.5大系统用能优化方法和改进途径(209)
9.5.1改进生产流程(209)
9.5.2装置及系统的热联合(210)
9.5.3低温热回收利用(211)
9.5.4优化蒸汽逐级利用(212)
参考文献(214)
10CO2捕获和利用(216)
10.1提高燃油效率，使用低碳燃料和可再生能源(217)
10.1.1智能使用化石燃料，提高能源效率(217)
10.1.2使用低碳燃料代替高碳燃料(217)
10.1.3使用可再生能源和核能代替化石燃料(218)
10.2CO2分布及其性质(218)
10.2.1CO2分布类别(218)
10.2.2CO2物理性质(219)
10.3CO2捕获方法(220)
10.3.1吸收溶剂(220)
10.3.2酸性气体去除/CO2捕获使用化学溶剂(221)
10.3.3使用物理溶剂去除酸性气体和捕获CO2(223)
10.4酸性天然气CO2捕获(227)
10.4.1通过酸性气体浓缩捕获天然气CO2——案例研究1(227)
10.4.2级联酸性天然气CO2捕获——案例研究2(233)
10.4.3酸性气体浓缩与CO2捕获——案例研究3(239)
10.5合成气CO2捕获(243)
10.5.1使用DEPG溶剂单吸收塔捕获合成气CO2——案例研究4(243)
10.5.2使用DEPG溶剂和双吸收器捕获合成气CO2——案例研究5(246)
10.6烟气CO2捕获(249)
10.6.1使用DEA溶剂捕获烟气CO2——案例研究6(249)
10.6.2使用氧气代替燃烧空气进行烟气CO2捕获——案例研究7(252)
10.7CO2压缩和脱水(255)
10.7.1背景资料(255)
10.7.2脱水再生器中的汽提(255)
10.7.3CO2脱水和压缩——案例研究8(256)
10.7.4烟气CO2捕获、压缩和脱水-案例研究9(258)
10.8CO2低温分离(262)
10.8.1实际富CO2气流气液露点和冻结曲线(264)
10.8.2低温温度选择(265)
10.8.3低温烟气CO2低温去除技术发展(267)
10.8.4烟气低温CO2捕获—案例研究10(267)
10.8.5传统CO2捕获与低温CO2捕获的比较(271)
10.9CO2化学品利用和储存(274)
10.9.1使用CO2生产尿素(274)
10.9.2使用CO2生产碳酸氢铵(276)
10.9.3使用CO2生产碳酸氢钠(276)
10.9.4使用CO2作为原料生产甲醇(276)
10.9.5CO2储存或强化石油天然气采收(279)
参考文献(279)
11节能项目的技术经济评价（281）
11.1资金的时间价值（281）
11.1.1利息（281）
11.1.2货币的等值、现值与将来值（283）
11.1.3资金的等效值计算（283）
11.2静态评价方法（285）
11.2.1投资利润率（285）
11.2.2投资回收期（286）
11.2.3现金流量与现金流量曲线（287）
11.3动态评价方法（288）
11.3.1动态投资回收期（288）
11.3.2动态投资回收期简化算法（290）
11.3.3净现值法（291）
11.3.4内部收益率法（292）
11.4节能措施经济效益估算（294）
11.4.1燃料价格的确定（294）
11.4.2蒸汽和背压发电价格的确定（295）
11.4.3电价和水的价格的确定（298）
11.4.4节能措施的其他效益（298）
11.5投资估算及技术经济评价（299）
参考文献（300）
12设备和管线的优化（301）
12.1过程速率与?损（301）
12.1.1传热过程（302）
12.1.2流体流动过程（303）
12.1.3传质和化学反应过程（303）
12.1.4推动力（?损）的动力学效率（304）
12.2热流体管线经济保温厚度（305）
12.2.1目标函数（305）
12.2.2优化方法分类（305）
12.2.3热流体管线的经济保温厚度（306）
12.3流体输送的经济管径及经济保温厚度（308）
12.3.1低温流体输送的经济管径（308）
12.3.2保温管道的经济管径和经济保温厚度（311）
12.4冷换设备的优化（315）
12.4.1单台换热器的优化（315）
12.4.2冷却器冷却水最佳出口温度的确定（318）
12.5加热炉经济热效率（319）
12.5.1问题的意义（319）
12.5.2经济热效率的确定方法（320）
参考文献（321）
13夹点节能技术及其应用（322）
13.1夹点的概念及其确定（322）
13.1.1夹点的概念（322）
13.1.2夹点的确定方法（324）
13.1.3总组合曲线（326）
13.2预先估计换热网络的面积和ΔTmin（327）
13.2.1面积的估算方法（327）
13.2.2年总费用及ΔTmin的确定（329）
13.3能量目标的确定（333）
13.4换热网络夹点设计（336）
13.4.1换热网络的图示法（337）
13.4.2换热网络的夹点设计方法（337）
13.4.3输入数据到AEA示例（338）
13.4.4将数据从HYSYS文件传输到AEA（344）
13.5总能系统热机和热泵的合理放置（350）
13.5.1热机位置（351）
13.5.2热泵位置（352）
13.6交叉传热对换热网络面积和能量的影响（353）
13.6.1传热模型及推动力图（353）
13.6.2交叉传热对面积目标的影响（354）
13.6.3交叉传热对能量（换热器）及损失的影响（356）
13.6.4现有换热网络交叉传热因子α的估算（358）
13.7夹点技术的节能原理（360）
13.7.1夹点技术的主要特点及与分析的关系（360）
13.7.2夹点的技术特征（361）
13.7.3传热?损（363）
参考文献（365）
14关键节能技术（366）
14.1机泵调速技术（366）
14.1.1机泵流量随转速的变化规律（366）
14.1.2机泵调速方式及分类（368）
14.2燃气轮机及其选择（370）
14.2.1节能原理（370）
14.2.2燃气轮机选型（372）
14.3联合燃气轮机循环及其应用（375）
14.3.1联合燃气轮机循环（375）
14.3.2液化天然气装置的应用（375）
14.4催化裂化装置烟气轮机节能（381）
14.4.1节能原理与膨胀功估算（381）
14.4.2节能效益估算（383）
14.4.3技术经济评价（384）
14.4.4提高烟气轮机功回收率的途径（384）
14.5催化裂化再生烟气一氧化碳器外燃烧技术（386）
14.5.1背景信息（386）
14.5.2CO器外燃烧技术流程（388）
14.5.3实验标定结果（389）
14.6一氧化碳燃烧和烟气能量回收系统优化（390）
14.6.1两段再生烟气混合预燃（391）
14.6.2烟气能量回收流程及特点（394）
14.6.3各种能量回收流程节能效果对比（397）
14.7低温热回收利用（400）
14.7.1直接用作一般加热用热源（401）
14.7.2热泵（401）
14.7.3制冷（406）
14.7.4发电（407）
14.7.5低温热热集成系统（407）
参考文献（409）
附录A常用数据（410）
内容摘要
本书系统介绍了识别能源利用问题的方法，并针对节能、二氧化碳减排和捕集制定了解决方案。将能量利用理论与实用方法相结合，主要内容包括单元操作和过程单元的热力学分析；各种工艺物流和公用工程的能量和？计算；三环节能量/？ 分析模型；设备、工艺单元和整个工厂的能量/？平衡；节能方法与技术；管道和设备优化；夹点节能技术及其应用；CO2捕集和利用，10个不同情景的案例研究；燃气轮机、FCCU再生CO燃烧与能量回收、烟气轮机能量回收系统优化、低温位热能回收利用等关键节能技术。
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