煤基甲醇-直接还原铁联产系统的设计和分析

以Shell粉煤气化为背景,以多联产能源梯级利用理论为基础,提出甲醇-直接还原铁串联生产工艺。借助化工流程模拟软件Aspen Plus对分产和联产系统进行模拟。通过能量衡算,计算出单产甲醇的能耗为39.7 GJ/t,直接还原铁的能耗为11.7 GJ/t。以相对节能率为评价准则,比较分产系统和联产系统的性能,发现联产系统相对节能率达到7.93%。又简单分析了联产和分产系统中能量的分布和转移,发现驰放气和尾气的利用是系统性能改善的主要原因。     

Aspen Plus模拟计算甲醇合成的平衡组成

采用Aspen Plus模拟软件,对甲醇合成系统中纯组分H2、CO、N2、CO2等的密度值、纯组分甲醇容积值以及不同温度、不同压力下三组分混合物CH3OH-CO-H2容积值进行了计算,在此基础上分别模拟计算了5MPa和15MPa、不同温度下甲醇合成系统的平衡组成。将上述计算值与应用SHBWR状态方程计算值进行比较,结果表明,模拟计算结果与文献值较为接近,误差在工程允许的范围之内,可以用Aspen Plus软件模拟计算甲醇合成系统的平衡组成。     

焦炉煤气制甲醇工艺的分析及优化

利用Aspen Plus软件对焦炉煤气制甲醇工艺进行了全流程模拟,基于模拟结果计算了系统的平衡.结果表明,甲醇合成单元为系统的主要损失单元,占系统总损失的55.3％.优化了甲醇合成单元的冷却剂温度,优化后系统损失减少4.2 MW,效率提高1.5％.     

ASPEN PLUS在煤制甲醇三塔精馏工艺中的应用

对煤制甲醇的合成产物分离体系进行了研究,应用Aspen Plus化工模拟软件里模型,选用WLSON方程进行物性计算,对甲醇三塔精馏工艺进行了仿真模拟计算。建立并模拟计算了脱醚塔-加压塔-常压塔精馏工艺模型,得到了各个精馏塔的较优的主要工艺参数,为工业设计提供了依据。     

TBCFB合成气制甲醇工艺过程的概念设计和计算机模拟

以三塔式循环流化床（TBCFB）为基础的低阶煤清洁转化多联产系统有望提升低价煤的能源和资源利用效率。利用流程模拟软件Aspen Plus 对该多联产系统甲醇合成路线进行模拟和模型验证。应用自热再生理论完成了对TBCFB甲醇生产中低温甲醇洗单元和甲醇精馏单元模拟设计,并对基于自热再生的新工艺进行换热网络（HEN）设计。从能量利用效率的角度,对新工艺进行评价。结果表明,自热再生工艺与常规工艺相比：低温甲醇洗单元冷公用工程节约了29.4%,总能耗节约了25.8%;甲醇精馏单元冷公用工程节约了69.5%,总能耗节约了32.3%。     

Aspen Plus在氨合成流程模拟中的应用

Aspen Plus软件是应用最多的化工流程模拟软件之一,在化工设计过程中占有重要地位。应用此软件对某化工厂氨合成工艺进行模拟计算,选择合适的物性方法,通过调整撕裂物流使计算收敛。最后将Aspen Plus软件模拟结果与实际运行结果进行对比,结果基本一致,说明Aspen Plus软件在该模拟计算中得到了精确可靠的结果。     

200kt/a甲醇精馏系统的优化设计

以粗甲醇为原料,采用四塔精馏工艺,基于Aspen Plus工艺模拟软件,对甲醇精馏系统进行模拟优化设计及塔器水力学计算;运用EDR换热器设计软件,对本装置的换热器进行选型计算。模拟计算结果表明,精甲醇产品纯度为99.99%(wt)、甲醇收率为99.67%、蒸汽单耗为1.09t、循环冷却水单耗为83.24t,产品质量符合GB 338-2011国标优等品及美国联邦AA级标准质量要求,装置能耗水平达到国内先进水平。     

背包进料的背包式反应精馏生产甲缩醛的模拟

提出了一种具有背包进料的背包式反应精馏生产甲缩醛的新工艺,将部分甲醇直接加入到背包反应器中.应用过程模拟软件Aspen Plus对工艺过程进行了模拟计算,采用RADFRAC严格计算模型模拟精馏塔部分,采用NRTL方程模拟反应器部分,重点考察了进料方案和甲醇进料量对新工艺过程的影响.模拟结果表明,当仅在最靠近塔顶的背包反...     

稻杆与褐煤共热解转化效能研究

利用Aspen Plus化工流程模拟软件建立了生物质与煤共热解工艺模型。把共热解过程分为干燥、热解、分离三个单元,结合共热解实验产率数据,用Aspen Plus软件对复杂的热解过程进行黑箱化处理。计算出反应热,依次对三个单元进行能量衡算,对系统能量转化效率进行评价。结果表明:生物质添加比为20%(质量分数,下同)时焦油产率最高,为12.08%,与褐煤单独热解时的焦油产率相比提高了40.45%;模拟计算结果表明,热解单元是系统的主要能耗单元,占系统总能耗的55.39%,通过灵敏度分析得到干燥单元能耗随褐煤含水量增加而近似直线增加,系统能量转化效率为74.48%,可通过回收热解气和水蒸气的显热以及在热解前对褐煤进行干燥处理来提高系统的能量效率。     

异丁烯装置甲醇回收塔流程模拟

应用Aspen Plus模拟软件对异丁烯装置甲醇回收塔系统进行了模拟计算,计算结果显示,当回流比为2.5~3,塔顶馏出率D/F为0.249时,甲醇收率较高;而在保证甲醇纯度的情况下,较低的塔压力,可保证总能耗较低。并且模拟所得较优的操作参数与装置实际标定数据基本吻合,为塔的实际操作提供了理论支持。     

醚化汽油中的甲醇回收模拟计算

经醚化工艺生产的醚化汽油中含有一定量的甲醇,需要回收利用.采用先萃取后精馏的回收分离流程,使用Aspen Plus软件对回收分离过程进行模拟计算.计算结果表明,在模拟计算选定的优化操作工艺参数下,采用萃取-精馏工艺可将醚化产物中甲醇的质量分数降低至0.1%以下,甲醇回收率大于99%.     

基于Aspen Plus平台与CFD技术相结合的反应精馏模拟研究

采用过程系统模拟软件Aspen Plus对反应精馏过程进行了模拟计算,与计算流体力学CFD软件的模拟结果进行了对比.然后,根据2种软件的特点,将Aspen Plus的模拟结果有选择性地作为输入变量导入CFD软件中,进行再次模拟,2种软件模拟结果吻合较好.最后,以干气制乙苯的反应精馏过程为例说明上述模拟研究.     

三塔双效精制甲醇的设计与优化

对煤制甲醇的合成产物分离体系进行了设计与优化,提出了差压双效精馏实现系统内的热集成方案,应用Aspen Plus化工模拟软件建立了预分离塔-加压塔-常压塔的精馏工艺模型,并进行了计算与优化。结果表明,相同收率下新工艺较两塔工艺节能45%。为三塔双效精制甲醇工艺的工业化提供了依据。     

合成气制乙二醇脱甲醇塔不同流程模拟软件计算对比分析

运用三种化工模拟软件Aspen Plus、Pro II和Chem CAD,分别对合成气制乙二醇装置脱甲醇塔进行模拟,气液平衡采用了NRTL-SRK联合状态方程计算,发现不同模拟软件计算得到的该塔热负荷、回流比等参数互相间差别很大。由于活度系数模型的计算严格依赖于体系内的二元交互作用参数,因此,本文对该塔精馏涉及到的关键组分甲醇-乙二醇和乙醇-乙二醇体系的二元交互作用参数进行了研究分析。     

双气头多联产系统的Aspen Plus实现及工艺过程优化(Ⅰ) 模拟流程的建立及验证

通过流程模拟对煤基多联产系统进行过程优化是一种低成本、高效率的研究方法。通过稳态流程模拟软件Aspen Plus建立了二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的煤基多联产系统流程。采用气化煤气与焦炉煤气混合气作为气头,以达到利用焦炉煤气中高浓度甲烷、下一步工艺调整氢碳比并实现温室气体减排的目的。模拟流程中包括了空分、煤气化及净化、CH4/CO2重整、产品合成、燃气轮机联合循环发电等多联产系统中的5个主要工艺单元,涉及化学反应的CH4/CO2重整单元和二甲醚合成单元通过嵌入包含特定反应动力学参数的动力学子程序进行模拟。多联产系统综合考虑了化学反应的动力学和热力学,系统总体及各工艺单元物料、能量衡算一致,各个单元模拟数据与文献实验数据吻合。在建立流程的基础上,计算比较了热值加和效率与当量发电效率,发现考虑能量品质的当量发电效率更适合联产液体燃料和电能的多联产系统的评价。     

煤制气甲烷化过程能量利用评价方法比较

针对煤制气托普索甲烷化工艺中的典型反应装置和非反应装置,采用能量衡算法和有效能分析法,选定相关的计算基准,比较不同方法,同时对照比较了Aspen Plus的模拟计算结果。研究表明:在进行焓差计算中,平均热容法、统一基准焓法和统一热值法计算结果接近,后两者计算过程简单清晰,但Aspen Plus计算结果有较大差距;在计算物流焓时,3种方法计算结果各不相同,但统一基准焓法可与Aspen Plus的计算值相统一;在进行有效能分析中,化学有效能计算基准采用龟山-吉田模型,可与统一基准热值法相统一,便于比较。     

甲醇常压精馏塔的模拟与分析

应用化工流程模拟软件Aspen Plus对甲醇精馏流程中的常压塔进行模拟计算。先以甲醇为轻组分,水为重组分,由DSTWU模块对常压塔进行简捷模拟计算,得出塔板数、回流比、进料位置等操作参数。再利用Rad Frac模块进行严格计算,并对其回流比和进料位置等操作参数进行优化,进而得到优化参数。优化后产品的质量与产量均有提高,能耗下降。     

“双气头”甲醇-电多联产系统的设计与优化

为使焦炉煤气得到有效利用,设计了基于气化煤气与焦炉煤气的“双气头”多联产工艺流程,建立了系统配置最优化判据,计算发现在分流比为0.802时,低位热值效率具有最大值为48.7％.借助Aspen Plus和GT Pro模拟软件设计了年产12～32万t甲醇和274～ 496 MW电力等不同等级规模的多联产系统,并对系统整体性能和单元过程操作参数等方面进行了分析与讨论,通过模拟得到的最佳低位热值效率与系统配置最优化判据得到的数据十分吻合.     

热集成变压精馏分离乙醇-乙腈混合物

以乙醇-乙腈混合物为对象,研究了该体系在实验压力范围内的共沸组成,分析了采用变压精馏工艺分离精制乙醇和乙腈的可行性。通过比较实验压力范围内（101~500 kPa）体系的共沸组成与Aspen Plus模拟软件中计算的体系共沸组成,选择了适合的物性方法。在实验装置上进行了变压精馏法分离精制乙醇、乙腈混合物的实验,重点考察了不同回流比对分离效果的影响,得到了质量分数大于99.5%的乙醇和乙腈产品。 应用Aspen Plus模拟软件对乙醇-乙腈体系的热集成变压精馏过程进行了模拟计算,对比了热集成变压精馏与传统变压精馏的能耗,发现热集成变压精馏节能达35%。     

低温甲醇洗尾气洗涤塔冷量回收可行性分析

结合实际生产工况,探讨甲醇装置低温甲醇洗系统尾气洗涤塔冷量回收利用的方法,采用Aspen Plus软件进行模拟计算,确定了相关设备的规格。模拟计算结果表明,本回收方案具备可行性,对CO_2尾气携带的冷量进行回收用于空分装置冷水机组,可实现较好的节电效益。