煤化工中低温甲醇洗流程的模拟与改进

发布时间：2017-03-21 06:07

  本文关键词：煤化工中低温甲醇洗流程的模拟与改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球范围内，工业和发电厂化石燃料燃烧排放尾气是大气中CO2主要来源。大气中CO2排放的日益增加导致全球变暖，引起气候变化、冰川融化等诸多环境问题，因此，CO2减排势在必行。 回收利用以燃烧化石燃料为主的工厂或发电厂中的CO2，对缓解环境问题具有一定的意义。低温甲醇洗作为一种有效、经济的脱除酸性气工艺，已成功应用于甲醇合成气、氨合成气、氢气和燃料气的净化。目前，大型煤制甲醇与合成氨工厂中，CO2的排放量很大，但其低温甲醇洗生产流程中CO2的回收率仅65%甚至更低。本文主要目的是通过对大型煤制甲醇工厂中传统低温甲醇洗工艺流程进行模拟和改进以提高粗合成气中的CO2回收率。 选取典型一步法低温甲醇洗流程为研究对象，利用ProMax3.2商业模拟软件对其进行模拟与改进以提高原料气中CO2的回收率和纯度。通过处理不含硫与含硫两股中压甲醇富液，控制加热闪蒸的条件使大量CO2从吸收溶剂中解吸出来。利用灵敏度分析，考察改进流程后的操作参数对CO2产品气、酸性气和能耗的影响。 利用模拟软件ProMax3.2对传统低温甲醇洗流程进行模拟，采用物性方法SRK-Polar。将全流程分为酸性气吸收塔、有效气及CO2闪蒸罐、H2S浓缩塔、热再生塔、甲醇/水分离塔等五部分，分别对其进行介绍、模拟与分析。 在改进流程中，通过调节S104和S105的操作压力，CO2回收率可以提高至83.8-92.0%，纯度范围在98.9%-99.8%之间。塔D102的塔板数和塔压都会影响CO2产品气中H2S浓度，塔板数越多，塔压越高，H2S浓度越低。降低S108操作压力有利于提高CO2回收率和酸性气中H2S浓度。对传统流程和改进流程进行模拟对比，结果显示选取同样纯度为99.0%的CO2产品气，CO2回收率由传统流程的34.8%提高至92.1%，总能耗有微幅上升，，单位当量能耗由1014.0kJ/kgCO2降至388.0kJ/kg CO2。在改进流程中，净化后的合成气中CO2和H2S的含量有微幅上升，但都在指标范围之内，酸性气中的H2S浓度有小幅上升。
【关键词】：二氧化碳 低温甲醇洗 合成气 改进流程 ProMax
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ536
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 二氧化碳排放与利用11-13
• 1.1.1 二氧化碳排放11-12
• 1.1.2 二氧化碳利用12-13
• 1.2 CO_2捕集技术13-15
• 1.2.1 燃烧前脱碳14
• 1.2.2 燃烧后脱碳14
• 1.2.3 富氧燃烧脱碳14-15
• 1.3 CO_2分离回收技术15-17
• 1.3.1 物理吸收法15
• 1.3.2 化学吸收法15-16
• 1.3.3 物理-化学吸收法16
• 1.3.4 吸附法16-17
• 1.3.5 低温蒸馏法17
• 1.3.6 膜分离法17
• 1.4 低温甲醇洗工艺介绍17-23
• 1.4.1 低温甲醇洗工艺研究进展17-19
• 1.4.2 低温甲醇洗工艺应用19-21
• 1.4.3 低温甲醇洗工艺特点21-23
• 第2章 化工流程模拟技术及课题研究基础23-33
• 2.1 化工流程模拟技术23-29
• 2.1.1 化工流程模拟技术的发展23-24
• 2.1.2 化工流程模拟的功能24-25
• 2.1.3 化工流程模拟的方法25-26
• 2.1.4 ProMax商业模拟软件26-29
• 2.2 课题研究基础29-33
• 2.2.1 低温甲醇洗工艺原理29-30
• 2.2.2 低温甲醇洗工艺流程30-31
• 2.2.3 课题研究背景31
• 2.2.4 课题研究内容31-33
• 第3章 低温甲醇洗传统流程的模拟33-49
• 3.1 全流程模拟33-36
• 3.1.1 物性方法33
• 3.1.2 低温甲醇洗系统中单元模块的选择33-34
• 3.1.3 原料气参数34-35
• 3.1.4 出料物流结果分析35-36
• 3.2 酸性气吸收塔的模拟36-39
• 3.2.1 流程模拟的建立37-38
• 3.2.2 模拟结果分析38-39
• 3.3 有效气及CO_2闪蒸罐的模拟39-42
• 3.3.1 流程模拟的建立40-41
• 3.3.2 模拟结果分析41-42
• 3.4 H2S浓缩塔的模拟42-44
• 3.4.1 流程模拟的建立43-44
• 3.4.2 模拟结果分析44
• 3.5 热再生塔的模拟44-47
• 3.5.1 流程模拟的建立45-46
• 3.5.2 模拟结果分析46-47
• 3.6 甲醇/水分离塔的模拟47-49
• 3.6.1 流程模拟的建立47-48
• 3.6.2 模拟结果分析48-49
• 第4章 低温甲醇洗改进流程的模拟与优化49-63
• 4.1 改进流程设计49-51
• 4.2 改进流程模拟51-54
• 4.2.1 流程模拟的建立52
• 4.2.2 模拟结果分析52-54
• 4.3 灵敏度分析54-61
• 4.3.1 闪蒸罐S104 和S105 压力的影响54-56
• 4.3.2 闪蒸罐S106 压力的影响56-58
• 4.3.3 闪蒸罐S107 压力的影响58-59
• 4.3.4 D102 塔板数的影响59-60
• 4.3.5 D102 压力的影响60-61
• 4.4 改进流程与传统流程的对比61-63
• 结论63-64
• 展望64-65
• 参考文献65-69
• 附录A 攻读学位期间发表的论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：259157