合成气一步法制二甲醚浆态床反应器及工艺流程数学模拟
本文选题:二甲醚 切入点:浆态床 出处:《华东理工大学》2011年硕士论文
【摘要】:论文研究了合成气一步法制二甲醚的反应动力学,由实验测定二甲醚合成动力学数据并拟合出一步法合成二甲醚的动力学方程。 建立了合成气一步法制二甲醚浆态床反应器的数学模型,考虑了液相返混和催化剂颗粒沉降对反应结果的影响,在此基础上模拟计算了反应压力、反应温度、进料空速、原料气组成等条件对反应的影响。计算结果表明,在不同的H2/CO条件下,CO转化率和二甲醚的选择性均随温度增加、压力增大而提高;在一定温度、压力条件下,CO转化率随原料气进口空速增大而减小;合成气含有一定量的CO2有利于CO转化率增加,提高H2的浓度有利于CO的转化及二甲醚的生成。故生产中应在合适的空速下适当提高反应温度和压力及原料气中H2的含量。 在反应器模拟基础上,以年产10万吨二甲醚为目标,建立了反应器、吸收塔、预精馏塔、二甲醚产品精馏塔、甲醇回收精馏塔为主要操作单元的流程,进行了一步法合成二甲醚的工艺流程的模拟并优化了操作条件、塔板数及产品流量纯度等,得到较优工艺操作,年产二甲醚10.84万吨,副产甲醇1.94万吨。
[Abstract]:In this paper, the reaction kinetics of one step synthesis of dimethyl ether from syngas was studied. The kinetic data of synthesis of dimethyl ether were measured by experiments and the kinetic equation of one step synthesis of dimethyl ether was obtained.A mathematical model of a one-step dimethyl ether slurry bed reactor for syngas synthesis was established. The effect of the precipitation of the catalyst particles on the reaction results was considered. On this basis, the reaction pressure, reaction temperature and feed space velocity were simulated and calculated.The effect of raw gas composition on the reaction.The results show that the conversion of CO and the selectivity of dimethyl ether increase with the increase of temperature and pressure under different H2/CO conditions, and the conversion of CO decreases with the increase of inlet space velocity of feedstock gas at certain temperature and pressure.A certain amount of CO2 in syngas can increase the conversion of CO and increase the concentration of H _ 2 in favor of CO conversion and the formation of dimethyl ether.Therefore, the reaction temperature and pressure and H _ 2 content in raw gas should be increased at the appropriate space velocity.On the basis of reactor simulation, the process of reactor, absorption tower, pre-distillation tower, dimethyl ether product distillation tower and methanol recovery distillation column were established with the annual output of 100000 tons of dimethyl ether as the target.The technological process of one-step synthesis of dimethyl ether was simulated, and the operation conditions, tray number and product flow purity were optimized. The optimum process was obtained, which produced 108400 tons of dimethyl ether per year and 19400 tons of methanol per year.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ223.24
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