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| 編輯推薦： |
蒸馏过程是石油化工工业中应用数量多、能耗高和涉及面广的单元操作。各种蒸馏节能新技术、新操作方法、新型塔内件以及其他辅助设备应用于蒸馏过程节能降耗改造，都将会产生巨大的经济效益和社会效益
全书的核心围绕蒸馏过程的热力学基本原理、动力学传质过程以及系统工程三个层次的蒸馏过程强化的关键科学问题，以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线，通过系统介绍蒸馏过程设备强化、引入质量分离剂以及引入能量分离剂的蒸馏强化过程等一系列蒸馏分离过程强化的典型关键技术，综述蒸馏过程强化领域的理论和应用成果，并展望该领域的未来研究方向和难点、重点。
本书由通过引入质量分离剂强化、引入能量分离剂强化、先进设备强化的蒸馏过程等四篇共13章组成，基本涵盖了目前已出现的蒸馏过程强化概念、技术与方法。
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| 內容簡介： |
《蒸馏过程强化技术》是《化工过程强化关键技术丛书》的一个分册。
蒸馏过程强化的目的是*限度地提高单位体积设备的生产能力，从而缩小设备尺寸、简化工艺流程、降低投资成本和运行操作费用、减小污染排放以及提高过程的自动化程度。本书针对相对挥发度强化与气液传质过程强化两个关键，围绕蒸馏过程的热力学基本原理、动力学传质过程以及系统工程，以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线，通过系统介绍蒸馏过程设备强化、引入质量分离剂以及引入能量分离剂的蒸馏强化过程等一系列典型关键技术，综述蒸馏过程强化领域的理论和应用成果。
全书共分为引入质量分离剂强化、引入能量分离剂强化、先进设备强化、先进控制强化四篇，内容包括：绪论，恒沸精馏过程强化，萃取蒸馏过程强化，反应精馏过程强化，微波场强化蒸馏，超重力场强化精馏，磁场、电场、超声场强化精馏，新型填料，新型塔板，高效气液分布装置，分隔壁精馏塔，蒸馏过程的控制基础，强化蒸馏过程的控制方案等。《蒸馏过程强化技术》是《化工过程强化关键技术丛书》的一个分册。
蒸馏过程强化的目的是*限度地提高单位体积设备的生产能力，从而缩小设备尺寸、简化工艺流程、降低投资成本和运行操作费用、减小污染排放以及提高过程的自动化程度。本书针对相对挥发度强化与气液传质过程强化两个关键，围绕蒸馏过程的热力学基本原理、动力学传质过程以及系统工程，以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线，通过系统介绍蒸馏过程设备强化、引入质量分离剂以及引入能量分离剂的蒸馏强化过程等一系列典型关键技术，综述蒸馏过程强化领域的理论和应用成果。
全书共分为引入质量分离剂强化、引入能量分离剂强化、先进设备强化、先进控制强化四篇，内容包括：绪论，恒沸精馏过程强化，萃取蒸馏过程强化，反应精馏过程强化，微波场强化蒸馏，超重力场强化精馏，磁场、电场、超声场强化精馏，新型填料，新型塔板，高效气液分布装置，分隔壁精馏塔，蒸馏过程的控制基础，强化蒸馏过程的控制方案等。
《蒸馏过程强化技术》可供化工、能源、电子、材料、环境、医药等专业领域的科研与工程技术人员阅读，也可供高等学校相关专业师生参考。
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| 關於作者： |
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李鑫钢，天津大学化工学院，教授，精馏技术国家工程研究中心主任。1982年，天津大学化工系化工机械毕业，获学士学位；1985年，天津大学研究生院化学工程专业，获硕士学位；1992年，天津大学化学工程研究所，获博士学位。天津大学精馏技术工程研究中心的主任。2008年1月，李鑫钢主持完成的炼油分离过程大型化关键技术系统集成与节能项目获国家科技进步二等奖。李鑫钢是985工程天津大学化工过程工程化科技创新平台建设项目首席科学家。蒸馏过程节能与强化关键技术及其应用研究教育部长江学者和创新团队发展计划创新团队负责人。现任精馏技术国家工程研究中心主任、中国石油和化学工业协会技术创新推进委员会委员、中国水污染治理技术装备专家团技术专家、《现代化工》理事、中国化学工程学会会员、中国生物工程学会会员、中国塔填料及塔内件网简称塔填料及内件网的副理事长。曾荣获中国高等学校十大科技进展1项、国家科技进步奖二等奖1项、教育部科技进步奖一等奖1项、教育部科技进步奖二等奖1项
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| 目錄：
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第一章绪论 1
第一节蒸馏过程基本原理 1
第二节蒸馏过程强化的意义与目的 2
一、蒸馏过程强化的意义 2
二、蒸馏过程强化的目的 2
第三节蒸馏过程强化的内容与本质 4
第四节蒸馏过程强化的机遇与挑战 5
参考文献 7
第一篇引入质量分离剂强化 9
第二章恒沸精馏过程强化 11
第一节恒沸精馏的强化原理 11
第二节恒沸系统热力学特点 12
第三节恒沸剂的选择 13
第四节恒沸精馏流程 13
一、不加恒沸剂 13
二、加恒沸剂 14
第五节恒沸精馏工业应用 16
一、乙醇脱水 17
二、醋酸脱水 17
三、酯类生产 18
第六节恒沸精馏与萃取精馏的比较 18
参考文献 19
第三章萃取蒸馏过程强化 23
第一节萃取蒸馏的强化原理 23
第二节萃取蒸馏与其他分离过程组合 27
一、萃取蒸馏与恒沸蒸馏组合 28
二、萃取蒸馏与液液萃取组合 28
第三节萃取蒸馏种类与研究现状 29
一、溶盐萃取蒸馏 29
二、溶剂萃取蒸馏 31
三、混合溶剂萃取蒸馏 33
四、加盐萃取蒸馏 36
五、离子液体萃取蒸馏 40
第四节萃取蒸馏的预测型分子热力学理论体系 46
一、小分子溶剂体系的预测型分子热力学模型 47
二、含小分子无机盐体系的预测型分子热力学模型 52
三、含聚合物体系的预测型分子热力学模型 56
四、含离子液体体系的预测型分子热力学模型 62
五、离子液体分离剂的构效关系 67
第五节萃取蒸馏的应用实例 72
一、萃取蒸馏理论成果的应用预测型热力学理论体系构建 72
二、萃取蒸馏的工业应用 73
参考文献 75
第四章反应精馏过程强化 79
第一节反应精馏技术的发展历程 79
第二节反应精馏过程强化的原理及特点 81
一、反应精馏过程原理 81
二、反应精馏过程特点 82
三、传递与反应过程 82
四、强化过程优势与限制 84
第三节反应精馏的典型应用 87
一、精馏型反应精馏 87
二、反应型反应精馏 88
第四节反应精馏过程模型 101
一、平衡级模型 102
二、非平衡级模型 106
三、非平衡级混合池模型 116
第五节反应精馏塔内构件 121
一、均相催化反应精馏塔 121
二、非均相催化反应精馏塔 121
三、计算流体力学指导内构件的设计 122
四、新型内构件的开发应用 124
第六节反应精馏过程的应用实例 126
一、反应精馏过程的开发步骤 126
二、乙酸甲酯水解反应精馏过程开发 127
三、轻汽油醚化反应精馏过程开发 148
参考文献 152
第二篇引入能量分离剂强化 157
第五章微波场强化蒸馏 159
第一节微波场强化蒸馏过程的原理 159
一、微波与物质作用的机理 159
二、微波场强化蒸馏的优势 160
第二节微波场强化蒸馏过程的研究现状 161
第三节微波场强化蒸馏设备 163
一、微波发射及传输设备简介 163
二、微波汽液平衡装置 165
三、微波强化薄膜蒸发设备 166
四、微波强化喷淋蒸发设备 170
五、微波强化喷雾蒸发设备 171
六、实验室微波蒸馏装置实物介绍 172
第四节应用实例 173
参考文献 173
第六章超重力场强化精馏 175
第一节超重力场强化精馏过程的原理 175
第二节超重力场强化精馏过程的研究现状 177
一、流体力学特性 177
二、微观混合性能研究 181
三、传质过程强化规律以及模型化 181
第三节超重力场强化精馏设备 183
一、整体旋转式转子超重力旋转床 184
二、动静结合式转子超重力旋转床 188
三、双动盘式超重力旋转床 190
第四节应用实例 191
参考文献 193
第七章磁场、电场、超声场强化精馏 197
第一节磁场强化精馏过程 197
一、磁场简介 197
二、精馏技术及其强化 198
三、磁场对物质的作用 198
四、磁场在精馏中的应用 199
第二节电场强化精馏过程 201
一、概述 201
二、电场对传质过程的影响 201
三、电场在化工过程中的应用 203
四、小结 204
第三节超声场强化精馏过程 204
一、超声场强化精馏过程的原理 204
二、超声场强化精馏过程的研究现状 206
三、超声场强化精馏设备 211
参考文献 211
第三篇先进设备强化 217
第八章新型填料 219
第一节填料种类和结构 219
一、散装填料 220
二、规整填料 224
第二节填料流体力学与传质性能分析 229
一、填料压降 230
二、泛点气速 231
三、持液量 232
四、有效相界面面积 233
五、传质性能 234
第三节新型填料的应用 236
一、石油炼制及下游石化产品生产 237
二、乙烯工业 240
三、空气分离 241
第四节新型填料发展方向 242
一、几何结构和尺寸优化 243
二、填料表面改性 244
三、应用新型功能材料 245
四、计算机辅助填料开发 247
参考文献 250
第九章新型塔板 255
第一节强化气液传质过程原理 255
一、新型塔板技术发展方向 255
二、增加有效传质面积 255
三、减少板上液面梯度和滞留返混 256
四、增加气液相接触面积 257
五、增加液相停留时间 257
六、塔板表面润湿性改性 258
第二节流体力学与传质性能分析 258
一、塔板上气液两相接触状态 258
二、塔板上液相流场 260
三、塔板压降 260
四、漏液 260
五、雾沫夹带 261
六、气液传质性能 261
第三节新型塔板及其应用 261
一、概述 261
二、立体喷射型塔板 262
三、复合塔板 264
四、浮阀类塔板 266
五、穿流塔板 269
六、高速板式塔旋流塔板 270
第四节未来发展趋势 271
参考文献 272
第十章高效气液分布装置 276
第一节强化气液传质过程原理 276
一、液体分布器 276
二、气体分布器 278
三、液（气）再分布器 279
第二节高效气液分布器的设计理念 279
一、液体分布器 279
二、气体分布器 280
三、液（气）再分布器 281
第三节新型分布器的应用 281
一、液体分布器 281
二、液（气）再分布器 285
三、液体收集器 287
第四节未来发展趋势 288
参考文献 288
第十一章分隔壁精馏塔 290
第一节分隔壁精馏原理 290
一、热耦合精馏 290
二、分隔壁精馏 293
第二节分隔壁精馏塔的性能和特点 294
一、分隔壁精馏塔节能原理 294
二、分隔壁精馏塔适用范围 295
三、分隔壁精馏塔性能优劣 296
第三节分隔壁精馏塔强化构型 296
一、多元混合物（4）分隔壁精馏塔 297
二、分隔壁萃取精馏塔 298
三、分隔壁共沸精馏塔 300
四、分隔壁反应精馏塔 302
五、热泵辅助分隔壁精馏塔 304
第四节分隔壁精馏塔实验 306
第五节分隔壁精馏塔简捷设计、模拟与优化 307
一、分隔壁精馏塔简捷设计 307
二、分隔壁精馏塔严格模拟 309
三、分隔壁精馏塔优化 312
第六节分隔壁精馏塔控制 314
一、控制自由度 314
二、分隔壁精馏塔控制结构 315
三、温度灵敏板选取 320
第七节分隔壁精馏塔设备 320
一、塔设备类型 320
二、塔内分隔壁 322
三、液相分配装置 323
四、气相分配装置 325
第八节?分隔壁精馏塔工业应用 327
参考文献 328
第四篇先进控制强化 341
第十二章蒸馏过程的控制基础 343
第一节蒸馏过程控制的重要性 343
第二节PID控制及其参数的调谐 344
一、PID控制器介绍 344
二、PID控制器参数的调谐 346
第三节串级控制及比率与前馈控制 348
一、串级控制 348
二、比率控制 350
三、前馈控制 351
第四节控制策略建立步骤 353
第五节温度控制点的选择及其配对 357
一、情况一 357
二、情况二 359
三、其他控制点的选择方法 360
第六节压力补偿温度控制回路的使用时机及其设计 361
第七节小结 363
参考文献 364
第十三章强化蒸馏过程的控制方案 365
第一节传统精馏塔及中分隔壁精馏塔的控制架构及应用实例 365
一、BTX分离系统稳态模拟 365
二、传统精馏塔控制结构 370
三、中分隔壁精馏塔控制结构 377
四、小结 383
第二节共沸精馏塔及下分隔壁共沸精馏塔过程控制及应用实例 383
一、工业共沸精馏塔实例介绍吡啶脱水系统 383
二、吡啶脱水系统节能共沸精馏过程的控制 386
三、吡啶脱水系统下分隔壁共沸精馏塔过程的控制 389
四、小结 393
第三节萃取精馏塔及上分隔壁萃取精馏塔过程控制应用实例 394
一、萃取精馏原理与设计概念 394
二、传统萃取精馏系统设计与控制实例 397
三、上分隔壁萃取精馏塔过程控制应用实例 400
四、小结 406
第四节反应精馏塔及分隔壁反应精馏塔过程控制应用实例 406
一、反应精馏简介 406
二、三醋酸甘油酯反应精馏塔过程控制应用实例 411
三、醋酸异丙酯分隔壁反应精馏塔过程控制应用实例 417
四、小结 425
参考文献 426
索引 428
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| 內容試閱：
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众所周知，蒸馏过程是相对较成熟、传统的，同时也充满机遇与挑战的化工热分离技术。针对蒸馏过程本身开展可持续发展的相关技术升级显然十分必要。
化工过程强化理念作为国际化学工程领域的重要学科与优先发展方向之一，由于其在节能、降耗、环保、集约化等方面的优势而被众多研究者和工程师所关注。本书正是在《化工过程强化关键技术丛书》编委会的建议下，针对蒸馏领域中近年来出现的过程强化新技术、新方法以及新理念进行整理与编撰，以期为从事化工分离领域学习与研究的学者和工程师读者提供一个全面系统的介绍。由于蒸馏过程强化涉及的内容专业性较强、强化技术的多样性与复杂性，尽管国内外出版的关于蒸馏过程的书籍较多，但还没有针对蒸馏过程强化技术系统论述该领域的著作。正是基于此，本书特邀了致力于该领域研究与工程化实践的专家、学者参加本书的编撰工作。这本书体现了现代蒸馏过程强化技术领域的最新发展动态与趋势，将会对化工分离领域的发展产生具有里程碑意义的影响。
全书的核心围绕蒸馏过程的热力学基本原理、动力学传质过程以及系统工程三个层次的蒸馏过程强化的关键科学问题，以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线，通过系统介绍蒸馏过程设备强化、引入质量分离剂以及引入能量分离剂的蒸馏强化过程等一系列蒸馏分离过程强化的典型关键技术，综述蒸馏过程强化领域的理论和应用成果，并展望该领域的未来研究方向和难点、重点。书中主要内容所涉及的研究领域与技术，具有研究活跃、创新性强、关注度高、应用广泛等特点以及重要的学术与应用价值。
本书由天津大学化工学院、精馏技术国家工程研究中心李鑫钢教授、高鑫副教授、李洪教授和华东理工大学漆志文教授共同草拟编写框架并统稿。基于近年来天津大学在蒸馏过程强化技术的基础研究工作与工程应用经验，结合华东理工大学、北京化工大学、福州大学、中国石油大学（华东）以及台湾大学等著名高校的科研工作者在蒸馏以及蒸馏过程强化相关领域的基础研究工作与工程实践，对蒸馏过程强化相关知识进行全面的介绍与阐述，为读者勾勒出蒸馏过程强化技术的先进概念与框架，帮助从事蒸馏相关研究的科研工作者以及工程师更加深入地理解蒸馏过程强化概念，拓宽其在工程实践中的应用范围。
本书由引入质量分离剂强化、引入能量分离剂强化、先进设备强化、先进控制强化的蒸馏过程四篇共13章组成，基本涵盖了目前已出现的蒸馏过程强化概念、技术与方法。第一章绪论是蒸馏过程强化技术概述，由李鑫钢教授和高鑫副教授共同撰写，重点阐述蒸馏过程强化技术的研究意义与目的，概述其发展历程与基础原理、内容与本质以及未来将要迎接的机遇与挑战。本书第一篇引入质量分离剂强化包括第二～四章，由华东理工大学的漆志文教授负责编写框架与统稿，主要介绍通过引入其他物质来实现普通精馏过程难以实现或需要消耗巨大能量来实现的分离过程的强化。第二章是恒沸精馏过程强化，由漆志文教授和胡旭涛博士负责撰写，重点介绍恒沸精馏的强化分离原理、发展历程、恒沸剂的选取以及主要的工程应用领域；第三章是萃取蒸馏过程强化，由北京化工大学的雷志刚教授负责撰写，重点介绍萃取蒸馏的强化分离原理、萃取剂的筛选，特别针对近年来兴起的离子液体作为萃取剂的绿色萃取蒸馏过程以及主要的工程应用范围进行介绍；第四章是反应精馏过程强化，由漆志文教授、福州大学邱挺教授、天津大学高鑫副教授以及孟莹博士共同负责撰写，重点介绍反应精馏的强化原理、发展历程、分类与研究现状、模型化以及工程化关键设备与主要应用领域。本书第二篇引入能量分离剂强化包括第五～七章，由高鑫副教授负责撰写，主要介绍通过引入外部能量场来实现普通蒸馏过程难以实现或需要消耗巨大能量来实现分离过程的强化。第五章是微波场强化蒸馏，重点介绍微波场强化蒸馏过程的原理、研究现状、关键设备以及潜在的应用领域；第六章是超重力场强化精馏，重点介绍超重力场强化精馏过程的原理、研究现状、关键设备以及潜在的应用领域；第七章是磁场、电场、超声场强化精馏，由于这些外场强化的蒸馏技术还很不成熟，且均处于实验室研究阶段，因此在这一章中分别简要介绍其强化原理与研究现状。本书第三篇先进设备强化包括第八～十一章，由天津大学李洪教授负责编写框架及部分章节撰写，主要介绍通过开发新型高效的气液传质设备来强化蒸馏过程。第八章是新型填料的介绍，由李洪教授和赵振宇博士负责撰写，第九章是新型塔板的介绍，由天津大学从海峰博士负责撰写，这两章内容重点介绍各类填料型塔板型气液传质设备的发展历程、强化分离原理，阐述未来的发展趋势，为相关领域的科研工作者开发新型填料塔板提供参考；第十章是高效气液分布装置的介绍，由李洪教授和王瑞博士负责撰写，重点介绍气液分布装置的发展历程、强化原理以及未来的发展趋势；第十一章是分隔壁精馏塔的介绍，由中国石油大学（华东）孙兰义教授负责撰写，重点介绍多组分分离时分隔壁精馏塔的强化原理、研究现状、发展态势以及主要的设备类型与工程应用领域。本书第四篇先进控制强化包括第十二、十三章，由台湾大学钱义隆教授负责编写框架及部分章节撰写，主要介绍通过先进控制结构来强化蒸馏过程。第十二章是蒸馏过程的控制基础介绍，由台湾大学钱义隆教授、余柏毅博士共同撰写，重点介绍蒸馏过程控制的基础理论与原则、PID控制策略以及基本的控制方法；第十三章是强化蒸馏过程的控制方案介绍，由钱义隆教授、余柏毅博士共同撰写，重点介绍各类强化蒸馏过程的控制架构以及应用实例。本书编撰人员以严谨的态度、精益求精的精神，尽可能为本书的读者贡献一部内容系统、翔实的蒸馏过程强化书籍。
河北工业大学李春利教授对本书编撰工作提出了宝贵的意见和建议。同时，天津大学化工学院刘心爽、吴传汇、赵悦、庞传睿、张春雨、舒畅、赵思达、陈颢、那健、耿雪丽、周昊等为本书的编撰、校验工作也做出了努力和贡献。在此，向他们致以由衷的敬意和感谢！另外，本书有幸入选国家出版基金项目、十三五国家重点出版物出版规划项目《化工过程强化关键技术丛书》，要特别感谢中国化工学会及化学工业出版社的信任与大力支持。本书涉及内容也受到国家自然科学基金重点项目绿色蒸馏过程基础理论研究（No. 21336007）、面上项目微波场强化蒸发分离共沸物的机理与过程研究（No. 21878219）、面上项目基于多孔介质催化填料的反应精馏过程耦合调控与优化（No. 21776202）、青年项目微波场对汽液相平衡及传质过程的作用机理研究（No. 21306128），国家科技部重点研发计划项目煤基甲醇制燃料及化学品新技术（No. 2018YFB0604900），天津市科委科技支撑重点项目基于多孔介质强化的新型高效传质元件的开发及应用研究（No. 15ZCZDGX00330）等项目的资助，以及中石油、中石化、神华集团等相关机构与企事业单位的大力支撑，在此一并致谢。
限于编著者的学识和能力，本书定会有诸多不足之处，恳请相关专家学者不吝指正，希望不当之处在再版时予以修订。
编著者
2020年5月
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