本文關(guān)鍵詞：合成氣多段甲烷化制合成天然氣工藝分析

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【摘要】：本文基于Aspen Plus流程模擬軟件,針對(duì)煤制氣甲烷化過(guò)程所需的反應(yīng)段數(shù)、能效及操作條件之間的匹配進(jìn)行計(jì)算研究,確定了一段、兩段及三段甲烷化工藝生成合格產(chǎn)品氣的可操作區(qū)域,同時(shí)指出了不同工藝提供有效能的水平狀況。進(jìn)一步對(duì)輸送床-固定床兩段甲烷化工藝進(jìn)行了可行性分析,得到兩段甲烷化工藝生成合格產(chǎn)品氣的操作條件,并提出兩段甲烷化工藝的優(yōu)化方案。最后,利用Aspen Energy Analyzer對(duì)優(yōu)化前后的兩段甲烷化工藝進(jìn)行了換熱網(wǎng)絡(luò)匹配,為工業(yè)放大提供理論參考和指導(dǎo)。得出如下結(jié)論:1.針對(duì)煤制氣甲烷化過(guò)程所需的反應(yīng)段數(shù)、能效及操作條件之間的匹配進(jìn)行計(jì)算研究得到:對(duì)于一段甲烷化工藝,采取較大循環(huán)比及對(duì)外移熱措施控制一段反應(yīng)器出口溫度≤267℃,可獲得合格產(chǎn)品氣,但工藝釋放的有效能較低;對(duì)于兩段工藝,在一定操作條件下可以得到合格的產(chǎn)品氣,但需較大的循環(huán)比或?qū)ν庖茻?工藝釋放的有效能處于中等水平;對(duì)于三段工藝,第一段循環(huán)比在0.83以下即可生成合格的產(chǎn)品氣,操作條件可調(diào)節(jié)范圍較廣,同時(shí)工藝釋放有效能處于較高水平。2.以生成合格產(chǎn)品氣及提高能效為目標(biāo),對(duì)輸送床-固定床兩段甲烷化工藝進(jìn)行了可行性分析,研究結(jié)果:輸送床進(jìn)口溫度為260℃,出口溫度為440℃,固定床進(jìn)口溫度為250℃時(shí),出口溫度為307℃,反應(yīng)壓力為2MPa,此時(shí)輸送床出口甲烷含量約為86%,固定床出口甲烷含量大于95%,CO2含量低于2%,產(chǎn)品氣合格;進(jìn)一步研究了氫碳比、進(jìn)料溫度、反應(yīng)壓力及CO2含量對(duì)兩段甲烷化過(guò)程的影響;最后,確保生成合格產(chǎn)品氣的條件下,提出產(chǎn)品氣循環(huán)的優(yōu)化方案,使輸送床出口溫度由440℃提高到480℃,釋放的有效能提高了3.2%,提高了兩段工藝能量品位及釋放的有效能總量。3.利用Aspen Energy Analyzer對(duì)優(yōu)化后的兩段甲烷化工藝進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)匹配得到:用固定床入口換熱器的全部熱量、催化劑循環(huán)換熱器可放出的部分熱量和與產(chǎn)品氣循環(huán)換熱器的部分熱量用來(lái)加熱原料氣,至此唯一的冷物流都已被加熱完,剩下的熱量用于公用工程。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE665.3

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1266088