煤基费托合成尾气流向变换自热式转化制合成气

提出了一种将热交换与反应相结合的流向变换自热反应器用于煤基费托合成尾气转化制合成气。反应器的进料分中间和旁路两处,采用蓄热式换热法回收高温重整气显热用于预热旁路进料。Aspen Plus拟稳态模拟结果表明:调整氧气与费托合成尾气流量比可以得到最大合成气收率,水蒸气从旁路加入能提高甲烷转化率与合成气收率;相比传统的自热重整反应器,它可以使氧耗降低约26%,同时合成气收率增加约9%。有效能分析发现该反应器可以减少反应过程的化学有效能损失。     

甲醇制汽油（MTG）集总动力学模型

用Ｓｅｄｒａｎ￣［１］的模型，对甲醇在ＺＳＭ－５分子筛上转化制汽油过程进行了集总动力学研究。用单纯形法对实验数据进行回归分析，求出了动力学参数。将此动力学模型预测固定床反应结果，计算值与实测值相对平均误差小于２０％。     

费托合成油品脱酸和含氧化合物过程模拟

提出了三种从费托合成油品中脱酸和含氧化合物工艺.借助Aspen Plus模拟软件对三种工艺进行了优化设计,并对三种工艺的优劣进行了比较.结果表明,萃取精馏法工艺比较复杂;共沸精馏法在工艺上比萃取精馏法简单,而且达到同样的分离目标所需的工艺条件温和,节约了成本;非均相共沸精馏与均相共沸精馏相比,所需的溶剂比较低,而且溶剂回收更容易实现,从而降低了成本,但是,非均相共沸精馏的缺点在于其溶剂回收率不如均相共沸精馏高.     

含低碳烃气体的低温及常温油吸收工艺的模拟分析

针对费托合成及石油化工等领域含有一定低碳烃类气体的特点,提出了采用低温油吸收回收尾气中烃类组分的工艺,用ASPEN Plus软件建立了低温油吸收的工艺,并模拟分析了低温油吸收的主要工艺参数,与常温油吸收进行比较.结果表明,低温油(-40℃)吸收工艺的低碳烃回收率较高(＞97%),比常温油吸收工艺的低碳烃回收率(66.49%)高约1/3.     

改进的分子设计方法在萃取剂选择中的应用

为解决萃取精馏中的萃取剂选择问题,本文提出一种改进的萃取剂分子设计方法,其特点是分别考察萃取剂基团在待分离体系中的溶解性能和分离选择性,结合Gani的官能团预选经验规则,对基团做一个较全面的筛选.以乙酸-水体系的萃取剂选择为实例证明,该方法有效解决了分子设计过程中的组合爆炸问题和基团选择的纯经验性的局限,提高了萃取剂选择的效率和准确性,为试验和工业生产提供了理论指导.     

不同煤气化过程的FT合成油-电多联产模拟计算

设计并模拟了以Shell, GSP, Texaco煤气化为气头的FT合成油-电多联产系统,考察了三者的系统特性. 结果表明,在入炉煤量为1000 t/h的条件下,其合成油(包括柴油、石脑油和LPG)产量分别为318.56, 318.42和285.79 t/h,但FT合成96%的CO转化率使其发电量均不足以满足系统自身的用电,尾气发电仅相当于回收了原料煤热值近2%的能量. 以Shell技术为气头的多联产系统具有最高的系统热效率(47.65%),Texaco技术为气头的多联产系统具有最低的系统热效率,比前者低6.5%左右. 3种方案捕获的CO2分别相当于回收了进入系统全部碳含量的58.69%, 58.65%, 59.55%.     

费托合成产物分布的热力学平衡分析

费托合成通常被认为是个动力学控制的反应过程,因此对其热力学平衡的研究很少报道。本文基于Aspen Plus软件建立了费托合成产物物性数据库和热力学平衡分析模型,对费托合成的全局和局部热力学平衡进行了详细研究。结果表明:热力学上乙烯较其它长链烯烃更难生成,是解释实验观察乙烯偏低的重要原因;热力学平衡预测的总产物分布及烯烃、烷烃、醇的各组分分布均符合ASF分布规律,与实验观察的产物分布非常相似;若假定反应处于局部热力学平衡,则预测的产物分布链增长因子和烯烷比很接近实验观察值;热力学预测的反应条件对产物分布的影响也与实验结果基本一致。由此可见,热力学平衡是影响费托合成产物分布的重要因素,对反应机理研究至关重要。     

低碳烃在甲醇中溶解度测定与热力学计算

将SetaramBT2.15微量热仪温度控制系统成功引入恒定容积法,系统测定了低温条件下CH_4,C_2H_4和C_2H_6在甲醇中的溶解度。通过对CO_2在甲醇中溶解度数据的测量,验证测量装置的可靠性。结果表明:在-20—-30℃,CH_4,C_2H_4和C_2H_6在甲醇中的溶解度随温度降低而升高,随分压升高而增大,且CH_4和C_2H_4的溶解度在所测条件下符合亨利定律;而C_2H_6的溶解度在压力升高后,溶解度与压力不符合线性关系。通过PC-SAFT状态方程对所测气体溶解度进行热力学计算,结果表明PC-SAFT状态方程能够很好地关联CH_4,C_2H_4和C_2H_6在甲醇中的溶解度,并可准确描述气体溶解度随温度、压力的变化趋势,所得热力学模型可用于低碳烃吸收的工艺计算中。     

流向变换自热反应器的原理及性能

提出一种以气态烃为原料进行蓄热式自热转化制合成气的流向变换自热反应器原理.该反应器采用蓄热式换热原理将放热的非催化部分氧化与吸热的催化重整相结合,可同时大大提高过程的热效率与合成气收率.该反应器的特点是原料气分两路进入反应器,反应器内除燃烧室外气体流向周期性变化,达到耦合放热与吸热反应的目的,是对传统流向变换反应器的很大改进.模拟结果表明,该反应器可减少过程氧耗,提高合成气收率,是转化费托合成尾气、焦炉气、炼厂气及天然气的理想选择.     

添加CO_2对Fischer-Tropsch合成反应的影响

采用无梯度反应器,在Fe-Mn催化剂、不同氢碳比和反应温度下,考察了反应体系中添加CO2对Fischer-Tropsch合成反应的影响。实验结果表明,添加CO2可加快水煤气逆变换反应的速率,CO2的选择性降低。当反应体系总压不变时,在不同氢碳比和反应温度下,添加CO2降低了合成气的分压,CO转化率降低,含氧化合物的生成速率也呈下降趋势。添加CO2降低了表面氢物种的浓度,低碳烃的烯烷比增大。乙烯的再吸附及二次反应性能强于丙烯、丁烯等的再吸附及二次反应性能;随氢碳比的增大,乙烯二次加氢反应显著增强。无论添加CO2与否,乙烯选择性均随氢碳比的增大而降低,而其他轻质烃的选择性则随氢碳比的增大而增加。在本实验条件范围内,水煤气变换反应仍远离平衡。