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焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 21:50:37
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焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)【摘要】:甲醇是重要的化工基礎(chǔ)產(chǎn)品,其原料氣來源廣泛,最有價值的是氣化煤氣、焦?fàn)t氣和天然氣。我國富煤少油貧氣,天然氣制甲醇發(fā)展受到一定限制,氣化煤

【摘要】:甲醇是重要的化工基礎(chǔ)產(chǎn)品,其原料氣來源廣泛,最有價值的是氣化煤氣、焦?fàn)t氣和天然氣。我國富煤少油貧氣,天然氣制甲醇發(fā)展受到一定限制,氣化煤氣是甲醇原料氣的主要來源。 煤富碳少氫,氣化煤氣的氫碳比在0.2~1.0之間,而甲醇原料氣的適宜氫碳比約為2,所以典型的煤制甲醇工藝需要將氣化煤氣進(jìn)行水煤氣變換以調(diào)整氫碳比。此過程產(chǎn)生大量二氧化碳,不僅浪費(fèi)了碳資源,而且耗費(fèi)能量。我國是焦炭出口大國,焦炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量焦?fàn)t煤氣,主要成分為氫氣和甲烷,分別占60%和26%,其氫碳比高達(dá)6.5,但未得到有效利用。 本文提出了一種煤制甲醇的新流程,該流程利用氣化煤氣和焦?fàn)t煤氣氫碳元素互補(bǔ)進(jìn)行物料集成,采用三重整反應(yīng),用焦?fàn)t煤氣中的甲烷吸收傳統(tǒng)煤制甲醇過程中的二氧化碳,并生成有效氣體一氧化碳和氫氣,由此提高了碳元素利用率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。本文以Aspen Plus軟件為平臺,利用系統(tǒng)工程的思想,對煤制甲醇過程進(jìn)行單元建模、模擬和合成。通過三重整反應(yīng),以焦?fàn)t煤氣輔助煤氣化過程制甲醇,分析了煤焦化規(guī)模與煤氣化規(guī)模比對產(chǎn)品氣氫碳比和整個過程碳利用率的影響,并分別研究了兩種流程配置的系統(tǒng)性能。針對舊廠改造,焦化廠煤處理量為600萬噸/年,氣化廠煤處理量為200萬噸/年時,碳元素利用率可由40%提升至65%,CO2減排下降2/3。針對新建焦化廠,規(guī)模達(dá)1400萬噸/年煤處理量時,更可以取消煤氣化流程中的水煤氣變換裝置,以簡化流程和降低投資。碳元素利用率和CO2減排效果更佳明顯。 【關(guān)鍵詞】:煤氣化 焦?fàn)t氣 三重整反應(yīng) 碳元素利用率
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TQ223.121;TQ546
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 緒論10-23
  • 1.1 我國甲醇工業(yè)現(xiàn)狀和趨勢10-12
  • 1.2 甲醇粗原料氣的制造12-17
  • 1.2.1 甲醇原料氣的來源12-14
  • 1.2.2 以煤為原料制甲醇原料氣14-16
  • 1.2.3 焦?fàn)t氣制甲醇原料氣16-17
  • 1.3 化工過程模擬技術(shù)概論17-21
  • 1.3.1 過程系統(tǒng)工程簡介17-18
  • 1.3.2 化工過程流程模擬系統(tǒng)簡介18-19
  • 1.3.3 流程模擬軟件 Aspen Plus19-21
  • 1.4 本課題研究內(nèi)容21-23
  • 第二章 焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇系統(tǒng)建模和模擬23-49
  • 2.1 空分單元(ASU)23-26
  • 2.2 固體原料預(yù)處理和氣化單元(SPG)26-32
  • 2.2.1 煤氣化方法26-28
  • 2.2.2 Texaco 水煤漿加壓氣化過程28-32
  • 2.3 水煤氣變換單元(WGS)32-34
  • 2.4 酸性氣體凈化和硫回收單元(AGR-CLAUS)34-39
  • 2.4.1 低溫甲醇洗34-35
  • 2.4.2 克勞斯硫回收35-37
  • 2.4.3 酸性氣體凈化和硫回收單元模擬37-39
  • 2.5 甲烷三重整單元(TRM)39-43
  • 2.5.1 甲烷三重整概念39-41
  • 2.5.2 TRM 單元過程模擬41-43
  • 2.6 煤焦化和焦?fàn)t氣凈化分離單元(CC-CCGS)43-45
  • 2.6.1 煤焦化過程物質(zhì)平衡43
  • 2.6.2 焦?fàn)t氣凈化分離過程43-44
  • 2.6.3 煤焦化和焦?fàn)t氣凈化分離單元過程模擬44-45
  • 2.7 甲醇合成單元(MS)45-47
  • 2.7.1 Lurgi 低壓甲醇合成工藝45-47
  • 2.7.2 甲醇合成單元過程模擬47
  • 2.8 本章小結(jié)47-49
  • 第三章 焦?fàn)t氣與煤氣化集成系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)和分析49-60
  • 3.1 常規(guī)甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)49-50
  • 3.1.1 煤氣化制甲醇系統(tǒng)(CTM)49
  • 3.1.2 焦?fàn)t氣制甲醇系統(tǒng)(CGTM)49-50
  • 3.2 焦?fàn)t氣與煤氣化集成系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)50-59
  • 3.2.1 焦?fàn)t氣與煤氣化集成系統(tǒng)思路與機(jī)制50-53
  • 3.2.2 流程模擬與合成53-55
  • 3.2.3 系統(tǒng)分析55-59
  • 3.3 本章小結(jié)59-60
  • 第四章 焦?fàn)t氣與煤氣化制甲醇系統(tǒng)案例研究60-64
  • 4.1 有水煤氣變換的焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇流程60
  • 4.2 無水煤氣變換的焦?fàn)t氣輔助煤氣化制甲醇流程60-63
  • 4.3 本章小結(jié)63-64
  • 結(jié)論64-65
  • 參考文獻(xiàn)65-71
  • 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果71-72
  • 致謝72-73
  • 附件73


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