含氧煤层气液化流程爆炸极限分析

大部分含氧煤层气由于技术限制没有被合理利用,而是直接放空,不仅浪费资源,而且污染大气环境。针对某一典型煤层气气源条件和组分特点,设计了一种新型的液化精馏工艺流程,结合HYSYS软件模拟计算结果以及爆炸极限理论,对该液化精馏工艺流程的爆炸极限进行了分析计算,结果表明煤层气中甲烷浓度在压缩、液化以及节流过程中都高于爆炸上限,操作过程安全性比较高。但在精馏塔顶部甲烷浓度开始低于爆炸上限而导致精馏过程存在安全隐患。首先对原料气进行初步脱氧,然后再通过调整精馏塔塔底采出量来控制塔顶杂质气体中甲烷含量,使得其在整个液化及精馏流程中始终高于爆炸上限。分析结果表明,采取安全措施后整个流程都不存在爆炸危险性,甲烷回收率和产品纯度都较高,而且整个流程能耗也比较低。模拟结果显示,所设计的液化及精馏流程对不同气源具有较好的适用性,分析计算结果为含氧煤层气的杂质分离、操作过程的爆炸极限分析以及安全措施的采取提供了一定的参考。     

吸附余压预冷的煤层气混合制冷剂液化流程

煤层气(CBM)作为一种非常规的天然气,常常含有较多氮气,因此其液化方法也有所不同。文章提出了一种针对带压气源的新型吸附-液化一体化的煤层气混合制冷剂循环(MRC)液化流程。首先通过变压吸附实现氮/甲烷的分离,之后浓缩甲烷进入后续液化流程,而分离出的带余压氮气则直接膨胀对浓缩甲烷进行预冷。并根据浓缩甲烷预冷后不同的温度范围分别设计了3种MRC液化过程。通过HYSYS模拟优化得出了不同含氮摩尔分数及不同吸附余压下使MRC流程单位液化功最小的混合制冷剂配比,并比较了相应的一体化流程和不带预冷的普通MRC液化流程的系统单位产品液化功。结果表明,高含氮摩尔分数下,一体化流程能够大大地降低系统单位功耗。     

甲烷回收率对含氧煤层气液化工艺影响研究

利用HYSYS软件对含氧煤层气液化工艺进行模拟计算,分析甲烷回收率对液化经济性和安全性的影响,得出如下结论,甲烷回收率对制冷压缩功耗有较大影响;甲烷回收率越高,液化经济性越好,但甲烷回收率会影响液化尾气和精馏塔内的安全。综合经济性和安全性考虑,可选择的甲烷回收率为60%~65%和90%~95%。     

加盐萃取-精馏耦合分离苯-环己烷共沸物

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)+硫氰酸钾(KSCN)萃取分离苯-环己烷共沸物,并用常规间歇精馏处理富含苯的萃取液。考察了不同溶剂与原料液的体积比、盐质量分数对该体系分配系数及选择系数的影响,并进行了多级错、逆流萃取实验及精馏实验。实验结果表明:7级错流萃取可得摩尔分数大于97%(脱溶剂摩尔分数)的环己烷;5级逆流可得摩尔分数大于75%(脱溶剂摩尔分数)的环己烷;精馏后的萃取液,苯摩尔分数可达98%以上,DMF+KSCN摩尔分数可达96%以上。加盐萃取-精馏耦合分离苯-环己烷共沸物可得到令人满意的分离效果,是一种绿色节能的新方法。     

含氧煤层气甲烷提浓技术比较

含氧煤层气的主要成分是甲烷、氧气和氮气,为了回收利用煤层气中的甲烷,需要对煤层气进行脱氧和脱氮处理,以提高甲烷浓度.通过调研统计,甲烷提浓技术主要包括三种：含氧-低温精馏、脱氧-低温精馏和脱氧-吸附分离-液化技术.并从安全、造价和功耗三个方面对这三种提浓技术的工艺方案及特点进行分析和比较.研究结果表明：脱氧-低温精馏提浓技术的安全性高、造价较低,功耗居中.因此,含氧煤层气提浓甲烷推荐使用脱氧-低温精馏分离技术.     

再生气中乙烯含量和再生次数对3A分子筛吸附性能和使用寿命的影响

采用模拟工业应用的小型并列固定床装置和模拟MTO中脱甲烷塔塔顶的物料作为再生气,系统研究了含乙烯质量分数0.0%～4.0%的再生气在不同再生次数条件下对3A分子筛物理和吸附性能的影响。研究发现:3A分子筛的动态水吸附性能随再生气中乙烯含量的增加而明显下降,适宜的再生气含乙烯质量分数在0.0%～1.5%,再生气含乙烯质量分数低于1.5%时的动态水吸附性能下降幅度可控制在15%以内;动态水吸附性能下降最主要的原因是晶体表面积炭行为所引起晶间孔的堵塞,尤其是晶间介孔(3～50nm)的积炭堵塞。     

氯甲烷脱二氧化碳连续精馏过程模拟及工程应用

通过Aspen Plus软件对氯甲烷脱二氧化碳连续精馏过程进行模拟,分别考察了理论板数、进料位置、回流比和塔顶采出率对塔釜二氧化碳含量和氯甲烷收率的影响。结果表明:在理论板数为40,第10块塔板位置进料,回流比24(mol/mol),塔顶采出率0.013(mol/mol)时,塔釜氯甲烷产品中二氧化碳摩尔分数为4×10~(-6),氯甲烷收率为99.86%。根据模拟结果,进行填料塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器工程设计,成功应用于实际生产制得高纯度氯甲烷,氯甲烷质量分数大于99.9%,二氧化碳质量分数小于0.0015%。     

低浓度煤层气实现深冷液化

低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置日前在重庆能源集团建成投产,这一装置可日处理甲烷含量为29%-31%的低浓度煤层气（瓦斯）4 800 m3,生产液化甲烷气（LNG）1.1 t。据介绍,这一装置采用国际先进的MRC混合制冷工艺（深冷精馏法）,     

萃取精馏分离四氢呋喃-乙醇共沸物的过程模拟研究

本文应用化工过程模拟软件Aspen Plus,对四氢呋喃-乙醇共沸物系的萃取精馏过程进行模拟与优化。通过拟二元相图分析,筛选出二甲基亚砜作为萃取剂。运用灵敏度分析工具,确定了萃取精馏塔和萃取剂再生塔的最佳工艺参数,在此工艺条件下,四氢呋喃的摩尔分数达99.99%,乙醇的摩尔分数也达到99.98%。     

CO2化学吸收法中再生气的陶瓷膜余热回收特性

在CO₂化学吸收法工艺中,采用富液分流工艺,利用在贫富液换热器前分流的冷富CO₂吸收剂溶液回收再生塔顶排出的热再生气（一般为CO₂和水蒸气混合气）的余热,有助于降低CO₂再生热耗。本文在乙醇胺（MEA）基富液分流化学吸收工艺中,以纳米级多孔亲水陶瓷膜作为分流冷富液和热再生气之间的换热介质,利用水的热质耦合传递强化余热的回收性能。以余热回收通量为指标,探讨了分流的MEA富液流量、温度、质量分数、CO₂负荷和热再生气流量及再生气中水蒸气摩尔分数对陶瓷膜热回收性能的影响,并对比了不同分离层孔径陶瓷膜的余热回收性能。结果显示,陶瓷膜的余热回收性能随MEA富液流量的增加而增加,但却随富液温度的升高而大幅下降。同时,随着气体流量和再生气中水蒸气摩尔分数的增大,热回收通量均会增大。由水传质所引发的对流换热对热回收通量具有促进作用,可占总热回收量的10%左右。由于CMHE-10陶瓷膜的分离层孔径与孔隙率均大于CMHE-4陶瓷膜,因而其水传质通量大于CMHE-4陶瓷膜。但CMHE-10陶瓷膜的有效热导率却低于CMHE-4陶瓷膜,因而热回收过程中其水蒸气的冷凝总量要小,导致其热回收性能低于CMHE-4陶瓷膜。     

含氧煤层气脱氧制LNG工艺研发

设计了一种利用氮-甲烷膨胀制冷低温精馏含氧煤层气制LNG的工艺,并对其进行了模拟分析。结果表明,该工艺可较彻底除去氮气、氧气等,获得较高浓度的LNG产品。同时分析了回流比、塔板数以及入塔温度对塔底产品含氧量和甲烷含量的影响,并且对该低温精馏工艺中的各设备进行了能耗分析。结果表明,在精馏塔进料温度为-163℃、压力为0.2 MPa时,最佳工艺操作条件为回流比1.5,塔板数24,在此条件下,甲烷回收率可达99.64%,塔底甲烷产品纯度高达99.98%,氧气体积分数仅为0.016%,系统单位能耗0.573 kWh/m3。     

乙二醇萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃的最优工艺

对乙二醇萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃共沸体系的工艺基于年度总费用最小进行了优化设计。采用设计规定与序贯迭代优化程序考察了双塔萃取精馏工艺与三塔萃取精馏工艺的经济性。结果表明,最优方案与原料组成有关,当四氢呋喃摩尔分数小于37%时,采用三塔萃取精馏工艺最优;当四氢呋喃摩尔分数大于37%时,采用双塔萃取精馏工艺最优。     

低浓度煤层气实现深冷液化

低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置日前在重庆能源集团建成投产，这一装置可日处理甲烷含量为29％-31％的低浓度煤层气（瓦斯）4800m^3，生产液化甲烷气（LNG）1．1t。据介绍，这一装置采用国际先进的MRC混合制冷工艺（深冷精馏法），在零下182℃的低温和0．3mp的低压下可把含氧煤层气的分离和液化同步进行，一次完成。煤层气经液化提纯后，体积要缩小625倍，甲烷浓度达到99％以上，完全达到工业和民用使用标准。     

亚磷酸二甲酯尾气的分离回收工艺

介绍了亚磷酸二甲酯生产中尾气回收的工艺原理,对尾气中氯化氢及氯甲烷的分离回收过程进行了分析;提出了采用吸收剂分段循环和降温相结合的回收工艺,将此工艺应用于3万t/a的亚磷酸二甲酯生产装置的尾气回收上,可使氯化氢的回收率达99.9%,氯甲烷的回收率达93%以上,盐酸质量分数大于30%,尾气中氯甲烷的质量分数小于5%。     

甲基叔丁基醚-甲醇共沸物萃取精馏工艺的研究

运用化工过程模拟软件Aspen Plus,对甲基叔丁基醚-甲醇共沸物系的萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过相对挥发度数据分析,筛选出合适的萃取剂二甲基亚砜。运用灵敏度分析工具确定了萃取精馏塔和萃取剂再生塔的最佳工艺参数,在此工艺条件下,甲基叔丁基醚的摩尔分数达99.95%,甲醇的摩尔分数也达到99.35%。     

利用吸附余压的煤层气半开式氮膨胀液化流程

煤层气(CBM)液化是对其开发利用的一种有效方式.我国煤层气中常常含有较多氮气,要作为能源加以利用,必须进行甲烷提浓.液化前通过变压吸附可以实现氮/甲烷的分离.构建了一种新型的吸附-液化-体化的氮膨胀液化流程,将吸附后排出的带余压氮气用于氮膨胀循环,为煤层气液化提供冷量.通过HYSYS软件模拟计算考察了不同含氮量和不同吸附余压下系统单位产品液化功的变化情况,并与普通氮膨胀液化流程进行比较.结果表明,高含氮量下,一体化的流程能够大大降低系统功耗.     

丙酮-甲醇共沸物萃取精馏工艺模拟研究

应用化工过程模拟软件Aspen Plus对丙酮-甲醇共沸物系的萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过拟二元汽液平衡相图分析,筛选出合适的萃取剂为乙二醇。运用灵敏度分析工具确定了萃取精馏塔和萃取剂再生塔的最佳工艺参数,在此工艺条件下:丙酮的摩尔分数达99.95%,甲醇的摩尔分数也达到99.79%。     

水煤浆与甲烷共气化体系的化学计量法分析

为了证实水煤浆与主要由甲烷构成的伴生气共气化反应过程的有效性,科学分析其基本操作特性并预测产物分布,在不涉及反应动力学和反应器设计的情况下,通过化学计量法对该过程进行了基本考察。将反应体系中涉及到的总反应简化为8个非负基本反应的非负线性组合,划出无过剩组分的反应物和产物分布区;根据反应吸热量与放热量相等的原则绘制出不同甲烷进料分率下的热平衡线,进一步将该反应物和产物分布区缩小到热平衡区内。通过对热平衡区的分析表明:水煤浆气化所产生的合成气氢碳比大于0.295,H_2的摩尔分数在29.1%～43.9%;甲烷蒸汽重整产生的合成气氢碳比大于3.0,H2的摩尔分数在75.0%～80.0%;甲烷非催化部分氧化产生的合成气产物氢碳比接近1.82,H2的摩尔分数接近63.1%;通过控制相关工艺参数,可实现合成气的氢碳比在1～2之间连续可调,以满足下游加工需要。水煤浆和甲烷共气化能实现甲烷和煤之间的碳氢互补,降低产物中CO_2含量,提高原料水利用率,同时可有效实现过程的能量互补。     

液氮洗联产LNG工艺模拟与改良

针对某厂对液氮洗工艺进行改造以尽可能达到回收甲烷、合成气中CO摩尔分数小于1×10~(-6)、LNG产品中的CH4摩尔分数大于95%的工艺要求,采用Aspen Plus软件对工艺进行模拟优化,并提出了两段低压闪蒸连用的改造方案。模拟结果显示,合成气中CO摩尔分数符合要求,LNG产品中CH_4的摩尔分数为95. 05%,除此之外氮气循环系统的氮气使用量减少了12. 79%。     

先进控制在乙烯和丙烯精馏塔中的应用

介绍了先进控制技术在乙烯和丙烯精馏系统的应用情况。先进控制系统的投用,显著提高了精馏系统的运行稳定性,乙烯产品摩尔分数从99.96%降低为99.95%,塔釜损失的乙烯摩尔分数从0.077%下降为0.042%;丙烯产品摩尔分数从99.58%降低为99.51%,塔釜损失的丙烯摩尔分数从8.1%降低为4.3%。实现了乙烯、丙烯产品的"卡边"控制和塔釜物料组成有效控制,减少了乙烯、丙烯损失,提高了产品回收率、降低了装置能耗。