焦?fàn)t煤氣制天然氣工藝中甲烷化反應(yīng)的模擬-免費(fèi)閱讀
【正文】 97,1997, [作者簡(jiǎn)介 ] 來(lái)翊 (1980),男 (漢族 ),遼寧大連人 ,碩士研究生 ,工程師，大連普瑞特化工科技有限公司工程部技術(shù)員，主要研究方向 :化工系統(tǒng)工程。根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)、 建設(shè)的工業(yè)試驗(yàn)裝置運(yùn)行良好，工藝數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果十分接近。在前期提壓時(shí)， CO2 總轉(zhuǎn)化率逐漸升高并隨著原料波動(dòng)而波動(dòng)，如圖 5 所示。通常要等到此迭代過(guò)程收斂后才進(jìn)行后續(xù)的積分運(yùn)算。相應(yīng)的求解策略與算法也變得非常復(fù)雜，往往難于套用數(shù)學(xué)手冊(cè)上的經(jīng)典算法。 圖 3 物料及能量平衡關(guān)系圖 定義進(jìn)口組成為 x，出口組成為 y，則物料平衡方程按照 C、 H、 O、 N 元素為 : (3) 能量平衡方程為 : (4) 式中 : 因?yàn)榻^熱反應(yīng)，所以 歸一化方程 : (5) 當(dāng)壓力恒定，由式 (1)、 (2)可得化學(xué)反應(yīng)平衡方程 : (6) (7) (8) (9) 式 (3)~(9)為描寫(xiě)穩(wěn)態(tài)工況下甲烷化塔的數(shù)學(xué)模型。甲烷化過(guò)程除 CH4 外的輕烴會(huì)發(fā)生加氫裂解反應(yīng)，增加了CH4 產(chǎn)量。通行的工藝是采用多段絕熱反應(yīng)器流程，采用段間換熱和部分循環(huán)回流的工藝移除反應(yīng)熱并降低反應(yīng)器入口 CO 含量，從而控制反應(yīng)溫升。如果要求制 CNG 產(chǎn)品，還需要增加壓縮工序，如果要求制 LNG 產(chǎn)品，可在甲烷化工序后接液化工序。其中青浦縣甲烷化煤氣工程于 1990 年 10 月一次開(kāi)車(chē)成功，連續(xù)運(yùn)行一年以后，于 1991 年 9 月通過(guò)了由國(guó)家計(jì)委和中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合主持的示范工程技術(shù)鑒定。產(chǎn)品氣含甲烷 96%,熱值 35564kJ/m3 以上，該廠建成至今，正常運(yùn)行 20 多年 [3]。然而，長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)焦化產(chǎn)業(yè)重焦炭生產(chǎn)、輕綜合利用 ,大量的焦?fàn)t煤氣直接排放燃燒，不僅浪費(fèi)了寶貴資源，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，更造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。Simulation1 引言 改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持了持續(xù)穩(wěn)定的高速增長(zhǎng)。OptimizationSystem， DSO)平臺(tái)對(duì)工業(yè)化裝置和工業(yè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行了全過(guò)程模擬。我們提出了焦?fàn)t煤氣制天然氣專利工藝，并完成了我國(guó)首套焦?fàn)t煤氣甲烷化合成天然氣全流程工業(yè)試驗(yàn)裝置 1000 小時(shí)運(yùn)行。1000hournonstopworking,tioncatalystanditssupportingtechnologyisthecoreoftheproject,accuratelysimulateforthemethanationreactionissignificanttoinstructboththeprojethanationreactionandusingtheDSO(DynamicSimulationamp。為保證民用天然氣供應(yīng)量 ,能源部門(mén)采取了限制工業(yè)用氣量 ,天然氣供應(yīng)已成為影響了企業(yè)的生存和發(fā)展的瓶頸。同時(shí) ,魯奇公司和奧地利艾爾帕索天然氣公司在奧地利維也納石油化工廠建設(shè)了另一套半工業(yè)化的天然氣試驗(yàn)裝置。 國(guó)內(nèi)，在上世紀(jì) 80 年代有一些科研院所也從事過(guò)甲烷化技術(shù)的相關(guān)研究工作?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室及部分中試工作均已完成，正準(zhǔn)備進(jìn)行后續(xù)工業(yè)化示范。預(yù) 處理后焦?fàn)t煤氣繼續(xù)增壓，進(jìn)入脫硫工序。之后氣體進(jìn)入廢熱鍋爐 E103 副產(chǎn)蒸汽。Optimization)進(jìn)行了模擬及優(yōu)化。當(dāng)初值確定后，上述方程的解曲線就確定了。因此采用跟蹤逼近算法[6,7]作為解決計(jì)算效率的有效手段。 圖 5 總轉(zhuǎn)化率 表 1 實(shí)際運(yùn)行值與模擬值的比較 名稱 A 入口 A 出口 B 入口 B
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