煤制合成气脱碳过程模拟研究

针对煤制合成气合成甲醇的气源条件及分离指标,采用膜分离技术脱除合成气中的二氧化碳。采用PRO/Ⅱ模拟软件,对膜分离技术用于煤制合成气脱碳过程进行了模拟与优化。以净化气中CO_2摩尔分数小于3%,有效组分CO和H_2的损失率小于6%为目标,考察了CO_2渗透系数、CO_2/H_2选择性、CO_2/CO选择性、膜面积、渗透侧压力及压比、进气二氧化碳浓度对膜分离效果的影响。结果表明:膜材料本身的特性如渗透性、选择性、膜面积对合成气脱碳具有决定作用;一级膜过程难以实现分离目标,需设计多级膜分离过程;压比增大有利于CO_2脱除,但有效组分损失增加,适宜的渗透侧压力为常压100 kPa,压比不小于10;进气CO_2含量升高使净化气CO_2含量增加,有效组分回收率上升。研究结果为膜分离技术用于合成气脱碳提供了理论指导。     

利用高分子膜从天然气混合物中分离CO2（-）

设计人员现在可以采用各种技术处理天然气使之符合管道气要求。天然气处理除了脱除水分外,还要脱除酸性气如CO2和H2S.根据经济性、工艺可靠性和环境友好方面的优势,在各种分离技术中,膜分离技术比传统工艺如胺法吸附更可行、更有价值。半渗透膜距首次应用于天然气处理至今已有20余年。然而,随着非均匀膜发展,高分子膜在天然气分离方面也有技术突破,与其他工艺相比,聚合膜保留了选择性,但渗透率得以提高。将基础聚合物结构与渗透性和选择性相结合,合成出新型聚合物。考虑到本身所固有的分离特性、工艺条件和设计参数,用于天然气分离的膜大部分呈空心丝、毛细管和螺旋缠绕。本文讨论膜在天然气分离应用领域中的技术突破。本文着重介绍膜的性能以及目前在分离CO2／CH4方面的研究进展。此外文章也讨论了所采用的膜材质。     

碳酸丙烯酯脱碳工艺在我公司的应用

0引言 以煤、焦或天然气、石油等为原料生产合成氨,由于制气原料主要是碳或含碳化合物,因此经制气和CO变换后,原料工艺气中含有CO、CO2、H2S等对合成氨有害的杂质（以CO2含量最高）,必须除去。我公司采用的是碳酸丙烯酯（简称碳丙,英文缩写为PC）脱碳技术,利用PC这一极性有机溶剂对CO2、H2S等酸性气体的特殊亲和力来选择性脱除变换气中的酸性组分,属于典型的物理过程。现将该脱碳工艺在我公司的应用情况总结如下。     

超重力法脱除变换气中的CO2

用N2和CO2的混合气体模拟变换气,采用苯菲尔溶液为吸收液进行了超重力法脱除CO2的实验研究,考察了反应温度、系统压力、超重力水平、气液比对反应器出口CO2含量的影响。实验结果表明:随着温度的升高和超重力水平的增强,反应器出口CO2含量先降后升;随着压力的升高,反应器出口CO2含量逐渐降低;液体流量一定时,随着气液比的增大,反应器出口CO2含量逐渐升高。     

HS脱硫技术在我厂的应用

l前言我厂年产4万吨尿素装置配套的脱碳装置，采用的是碳酸丙烯酯在1．7MPa条件下脱除变换气中的Co2的。进入脱碳系统变换气的H2S含量为80～150mg／m3，有时高达200～300mg／m3。由于碳丙脱碳要求变换气中H2S含量愈低愈好，因此在脱碳前设置了变换气脱硫，采用的方法为活性炭脱硫。变换气通过两台脱硫槽后，气体中H2S含量降至40一80mg／m3进入脱碳塔，在此净化气中CO2降至0．2～0．4mg／m3，H2S降至0．85～2．1mg／m3，气体去压缩合成氨。吸收了CO2和H。S的碳丙液经再生后再生气（常解气）中H。S含量为110～220mg／m‘，去尿素工段…     

变压吸附脱除并回收合成氨变换气中CO2

0　前　言近几年随着市场经济的发展 ,我国为数众多以生产碳铵为主的中小型合成氨厂由于工艺落后、能耗高、产品成本高等原因 ,已濒于停产的边缘 ,根据市场需要改单一产品为多元产品 ,降低能耗 ,降低生产成本已迫在眉睫。变换气脱碳是合成氨生产能耗高的工序之一。要降低吨氨能耗 ,选择低能耗的变换气脱碳技术是非常重要的。1　 PSA脱碳工艺合成氨变换气主要组分为 H2 、N2 、CH4 、CO、CO2 等 ,另外还含有不同量的杂质 ,如 H2 O、硫化物 ,这些气体在物理吸附剂 (如活性炭、分子筛、硅胶 )上的吸附能力顺序为 H2 O、硫化物 >CO2 >CO…     

水合物法快速脱除天然气中二氧化碳

水合物法脱除天然气中CO2是一种新的天然气脱碳分离技术,可用于初步大量脱除高含CO2天然气和沼气中的CO2.为天然气脱碳提供一种工艺简单、流程快和环保的方法.笔者用CO2(摩尔分数为33.00％)/CH4混合气模拟高含CO2的天然气,在1L的反应釜内,研究混合气水合过程随压力和气水体积比的变化,分析水合过程的温度、压力...     

煤基合成气甲烷化反应过程的热力学计算与分析

建立了煤基合成气甲烷化反应过程基于吉布斯自由能最小法的热力学计算模型。考察了温度、压力对CO,CO_2单独及同时甲烷化反应的影响,探讨了原料气脱碳处理后,CO_2摩尔分数对CO转化率、CH_4选择性、CH_4产率及积炭的影响。结果表明,低温高压有利于甲烷化反应。在多数情况下CO转化率要高于CO_2,尤其是温度低于600℃时,CO甲烷反应比CO_2更容易发生;随着温度进一步升高,CO_2转化率明显上升,而CO转化率迅速下降。另外,当原料气中CO_2摩尔分数低于2.44%时对积炭无影响,对CH_4的选择性和产率降幅小于10%,在脱碳工艺中可以不予脱除。     

浓缩塔尾气中CO2回收的技术改造

0　前　言我公司是全国首家引进德士古水煤浆加压气化技术生产合成氨的中氮企业,并采用NHD(聚乙二醇二甲醚)溶液脱除合成气中的H2S和CO2,脱硫产生的H2S送CLAUS(克劳斯)装置制取硫磺,脱碳产生的CO2送尿素车间。近几年我公司对CO2需求逐渐增加,脱碳工序产生的CO2已不能满足生产的需要,供需矛盾日趋突出,为此我们回收了浓缩塔排放气中的CO2。1　改造的可行性分析通过控制NHD溶液的温度、压力,选择性吸收H2S和CO2,先脱硫后脱碳,但在吸收H2S的同时不可避免要吸收部分CO2,这部分CO2就是我们要回收的。自脱硫塔底排出的温度约为34℃…     

210000m3／h变换气变压吸附脱碳装置运行总结

我公司老合成氨厂净化系统原变压吸附脱碳装置（简称PSA脱碳装置）的作用是脱除变换气中的CO2,送出合格的净化气作为氨合成的原料气,同时获得产品气CO2供尿素、联碱等工序使用。PSA脱碳装置采用二段法进行串级脱碳,处理气量为150000m3／h。随着合成氨产能的不断扩大,该装置已不能满足生产的要求。     

膜分离-变压吸附集成工艺脱除天然气中酸性气体

天然气中含有酸性气体,在使用或输送前必须去除。介绍了两种天然气脱除酸性气体的技术:气体膜分离技术和变压吸附技术,单独使用其中任何一种技术都不能达到经济地脱除酸性气体的目的。集成两种技术的优点,开发出膜分离-变压吸附集成工艺,可以在满足天然气酸性气体含量指标的同时,提高了回收率,为天然气工业提供一定的借鉴和参考。     

天然气膜法脱硫实验研究

利用膜分离技术对天然气中的H2S进行处理。考察膜两侧压力差、进气流量、气体温度、H2S浓度等操作参数对脱硫效率和烃损失率的影响。结果表明,膜分离技术可以使天然气得到脱硫净化,使硫含量控制在5 mg/m3以内,达到输送或使用标准;但若利用单级膜组件进行脱硫,烃损失率很大,经济性得不到保障。下一步的工作是筛选出分离性能更好的膜进行实验,并进行部分物料循环级联设计,提高烃回收率。     

三种气体分离技术应用于电厂烟气二氧化碳捕集经济性的比较(英文)

Three gas separation technologies,chemical absorption,membrane separation and pressure swing adsorption,are usually applied for CO2 capture from flue gas in coal-fired power plants.In this work,the costs of the three technologies are analyzed and compared.The cost for chemical absorption is mainly from $30 to $60 per ton(based on CO2 avoided),while the minimum value is $10 per ton(based on CO2 avoided).As for membrane separation and pressure swing adsorption,the costs are $50 to $78 and $40 to $63 per ton(based on CO2 avoided),respectively.Measures are proposed to reduce the cost of the three technologies.For CO2 capture and storage process,the CO2 recovery and purity should be greater than 90%.Based on the cost,recovery,and purity,it seems that chemical absorption is currently the most cost-effective technology for CO2 capture from flue gas from power plants.However,membrane gas separation is the most promising alternative approach in the future,provided that membrane performance is further improved.     

浆态床中CO2加氢直接合成二甲醚的双功能催化剂

采用共沉淀沉积法制备了CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2/HZSM-5双功能催化剂,利用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD等手段进行表征。在连续流动加压浆态床反应器中,以医用石蜡为惰性液相介质,研究了其对CO2加氢直接合成二甲醚的催化反应,考察了不同温度、不同压力、不同氢碳比和不同空速对反应结果的影响。研究表明,提高反应温度有利于提高CO2转化率,但使二甲醚的选择性降低;增大压力和氢碳比有利于提高CO2转化率和二甲醚的选择性;增大空速会使CO2转化率和二甲醚选择性均呈现下降趋势。     

生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡分析

通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO₂与H₂分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则，建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型，讨论了CO₂与H₂分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明：随着分离器中压力的升高，气相产物中H2的摩尔分数增加，CO₂摩尔分数迅速下降，气相中H₂的收率不断降低；随着温度升高，气相产物中H₂的摩尔分数减小，CO₂摩尔分数上升，气相中H₂的收率增加；然而，高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆与H₂分离.     

低渗透油藏CO_2驱油效果评价

针对低渗透油藏水驱采收率低,注水困难的特征,通过分析具体油藏的地质、储层及原油物性和最小混相压力等条件,确定了该油藏满足进行CO_2混相驱的要求。使用数值模拟软件Eclipse对该油藏进行模拟,对比连续注水、连续注气和周期注气三种开发方式,发现周期注气开发效果最好。当注停时间比为2:1时采出程度最高,分析其原因为注停时间比为2:1时,低渗透油藏能量的传播使地层压力重新均匀分布。对比不同CO_2驱替压力,发现当驱替压力在CO_2最小混相压力附近时采出程度最高,驱替压力大于最小混相压力,随着压力增大,采出程度越低,分析原因为储层发生堵塞现象。     

PtCoK/Al2O3催化剂涂层选择性氧化脱除富氢气氛中的CO

富氢气体中选择性氧化脱除CO是去除重整气中少量CO的有效方法。该文考察了K/Pt摩尔比对PtCoK/Al2O3催化剂涂层的影响。研究发现,适量K的添加能显著提高催化剂涂层的CO去除能力,最优K/Pt摩尔比是1～1.5,超过这个配比,CO脱除能力降低。将进口气氛中O2的体积分数从1%提高到1.5%,可提高CO转化率,但是对应的CO2选择性有所下降。富氢气中同时含有H2O和CO2对催化剂涂层活性影响微弱。连续反应100 h后,PtCoK/Al2O3催化剂涂层上CO转化率几乎未降低,催化剂涂层非常稳定,表明该催化剂涂层具有较强的工业化应用前景。     

多元混合气体在硅橡胶膜中的渗透传质研究

以O2、N2和Co2单组分及其多元混合气为目标气体,系统研究了他们在硅橡胶膜中的渗透传质行为,考察了压差和进气组成等因素对渗透通量和透过气组成的影响。实验结果表明,气体渗透通量随着压差的升高而增加,渗透快的气体在透过气中的含量也随着压差的升高而增加;透过气中慢气N2的体积分率总是低于其在进气中的体积分率,快气CO2的变化与之相反,而透过气中O2的体积分率可能高于也可能低于其在进气中的体积分率,取决于混合气中其他组分的性质及相互比例关系。     

不同工艺条件下PS/ScCO2均相体流变特性研究

通过建立含有类似锥板流变仪结构的实验平台对不同的温度、压力、剪切速率以及CO2质量分数等工艺条件下聚苯乙烯(PS)/超临界CO2(ScCO2)均相体的流变性能展开研究。结果表明:压力的升高会增加均相体的黏度,压力由7.5 MPa升高到10.5 MPa时,CO2质量分数为0.5%的均相体黏度增加了140 Pa s,约为原来的4.6%;增加温度则会降低均相体黏度,而且随着温度的升高,黏度的下降趋势在逐渐减小,温度从443.15 K逐渐增加到473.15 K时,CO2质量分数为0.5%的均相体黏度的减少值分别为778,482,327 Pa s;当均相体中CO2质量分数逐渐增加时,其黏度变化呈线性下降,CO2质量分数每升高0.1%,均相体黏度下降约为52 Pa s;加大剪切速率可以大幅度降低均相体的黏度,当CO2质量分数为0.5%的均相体在剪切速率从(120/π)/s增加到(240/π)/s时其黏度下降趋势最大,值为40%。     

变换气脱硫技术综述

介绍了栲胶法、MSQ法、PDS法和DDS法变换气脱硫工艺。对变换气脱硫技术的进展情况进行了综述