合成气多段甲烷化制合成天然气工艺分析

发布时间：2017-12-08 10:39

  本文关键词：合成气多段甲烷化制合成天然气工艺分析

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【摘要】：本文基于Aspen Plus流程模拟软件,针对煤制气甲烷化过程所需的反应段数、能效及操作条件之间的匹配进行计算研究,确定了一段、两段及三段甲烷化工艺生成合格产品气的可操作区域,同时指出了不同工艺提供有效能的水平状况。进一步对输送床-固定床两段甲烷化工艺进行了可行性分析,得到两段甲烷化工艺生成合格产品气的操作条件,并提出两段甲烷化工艺的优化方案。最后,利用Aspen Energy Analyzer对优化前后的两段甲烷化工艺进行了换热网络匹配,为工业放大提供理论参考和指导。得出如下结论:1.针对煤制气甲烷化过程所需的反应段数、能效及操作条件之间的匹配进行计算研究得到:对于一段甲烷化工艺,采取较大循环比及对外移热措施控制一段反应器出口温度≤267℃,可获得合格产品气,但工艺释放的有效能较低;对于两段工艺,在一定操作条件下可以得到合格的产品气,但需较大的循环比或对外移热,工艺释放的有效能处于中等水平;对于三段工艺,第一段循环比在0.83以下即可生成合格的产品气,操作条件可调节范围较广,同时工艺释放有效能处于较高水平。2.以生成合格产品气及提高能效为目标,对输送床-固定床两段甲烷化工艺进行了可行性分析,研究结果:输送床进口温度为260℃,出口温度为440℃,固定床进口温度为250℃时,出口温度为307℃,反应压力为2MPa,此时输送床出口甲烷含量约为86%,固定床出口甲烷含量大于95%,CO2含量低于2%,产品气合格;进一步研究了氢碳比、进料温度、反应压力及CO2含量对两段甲烷化过程的影响;最后,确保生成合格产品气的条件下,提出产品气循环的优化方案,使输送床出口温度由440℃提高到480℃,释放的有效能提高了3.2%,提高了两段工艺能量品位及释放的有效能总量。3.利用Aspen Energy Analyzer对优化后的两段甲烷化工艺进行换热网络匹配得到:用固定床入口换热器的全部热量、催化剂循环换热器可放出的部分热量和与产品气循环换热器的部分热量用来加热原料气,至此唯一的冷物流都已被加热完,剩下的热量用于公用工程。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE665.3

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1 詹雪新;陈倩倩;朱学栋;;合成气甲烷化反应模拟[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年

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6 白云星;张俊峰;韩怡卓;谭猗生;;不同结构γ-Al_2O_3对镍基催化剂低温甲烷化反应性能的影响[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

7 魏磊;杨巧珍;;NiFe_2O_4铁氧体气凝胶催化二氧化碳甲烷化[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年

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1 楼韧;低温甲烷化煤制天然气显优势[N];中国化工报;2010年

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本文编号：1266088