煤制天然气的Aspen Plus过程模拟研究进展

简要介绍了大型化工流程模拟软件Aspen Plus,并对其构建煤制天然气流程模型的方法进行概述。同时,针对近年来Aspen Plus软件在煤制天然气领域中的工艺模拟、反应器研究、设计优化等方面的应用情况进行综述,并指出当前研究的不足和今后的发展方向。     

煤制天然气甲烷合成工艺对比和流程模拟

本文对现有甲烷合成技术进行综述性评价的基础上,分析、比较工艺流程、技术特点,介绍了甲烷合成工艺流程进行流程模拟计算的思路及控制方案。并根据计算结果分析了不同甲烷合成技术和煤气化工艺对甲烷合成的影响。     

煤制天然气甲烷化工艺全流程模拟研究

采用Aspen Plus模拟软件建立煤制天然气甲烷化工艺模型,通过研究循环比对主反应器出口温度、压缩机功耗和产品甲烷纯度的影响,以及原料气分配比(分流率)对主反应器出口温度的影响,模拟计算得到适宜的循环比和分流率、反应器操作压力和产品甲烷纯度的关系等结果,为煤制天然气甲烷化工艺设计提供参考。     

基于Aspen Plus模拟的主流煤制天然气甲烷化工艺比较与分析

以某煤制天然气项目技术参数为基础,通过Aspen Plus软件,搭建了三种煤制天然气甲烷化工艺简化模型,在相同原料气和初始工艺条件下,优化三种工艺的原料气分配比例、循环气分配比例等条件,同时计算规定温度段的反应热负荷。分析讨论了三种煤制天然气甲烷化工艺在温度调控、反应热利用、循环气压缩机能耗以及反应器尺寸等方面的差异。结果表明:三种模型工艺得到的产品气均能满足煤制合成天然气标准要求,副产指定高品位蒸汽在同一水平,且模型三在循环气压缩机能耗、温控手段及反应器设备加工方面,具有一定优势。     

煤制天然气LNG预处理过程

对传统LNG工艺进行简单说明,并针对煤制天然气产品气LNG装置预处理过程特点进行了阐述,优化设计、节省设备,使得LNG技术在煤制天然气行业得到广泛应用成为可能。     

基于Aspen Plus软件的磨煤干燥过程模拟与分析

运用Aspen Plus软件对磨煤干燥过程进行模拟与分析,可以比较准确地知道CMD工段的燃料气、低低压氮气、助燃空气、稀释空气、电力等公用工程的消耗,优化干燥工艺流程,为工程设计和生产操作提供指导。     

煤热解直接制甲烷流程模拟与优化

为实现低变质煤高效分级利用、减少能耗、提高能源利用率,缓解我国天然气短缺问题,文中提出了一种将煤热解与半焦气化甲烷化集成直接制富甲烷气体的技术。利用Aspen Plus构建了该系统的流程模型,通过引入Ca(OH)₂作为CO₂捕收剂来调节产气组分,将高温产气回流用于煤的预热、降低能耗的同时也提高了甲烷产率。通过分析热力学平衡状态下主要操作参数对于产物的影响,确定了适宜的操作范围,并对耦合系统进行能量分析。结果表明：操作压力大于3 MPa,出口温度控制在350—550℃,水煤比(质量比)为0.3,钙煤比(质量比)为1.1的条件下有利于提高CH₄产量,抑制CO₂产出。耦合系统相较于传统单一工艺,在节能减排,提高产品质量上具有一定优势。     

天然气自热式转化制合成气的Aspen Plus模拟分析

针对富平燃气综合利用项目,选择自热式转化技术对天然气和费托合成尾气进行处理以生产合成气。利用化工流程模拟软件Aspen Plus对天然气自热式转化装置进行了全流程模拟,建立了以RStoic和REquil模块串联的形式进行预转化炉和自热式转化炉模拟的反应器模型,模拟所得的预转化气和转化气组成与设计值十分接近,验证了所建立的模型的准确性。利用所建立的模型进一步模拟、计算得到装置的转化气组成、设备负荷等工艺参数及公用工程消耗数据,并分别对970℃、1 000℃、1 020℃、1 050℃反应温度下的水碳比、氧碳比、CO_2消耗量进行了定性及定量分析,结果可为设计工作及实际生产提供理论数据支持。     

基于Aspen Plus的煤干燥过程模拟计算

运用Aspen Plus软件进行了煤干燥过程的模拟计算,研究了煤干燥的主要操作参数(干燥介质种类、温度、流量和湿度)与干煤出口温度之间的关系.结果表明,干煤出口温度与干燥介质种类并无显著关系,干煤出口温度随着干燥介质的温度、流量的增大先缓慢增加后迅速增加.当干燥介质流量较小时,干煤出口温度随着干燥介质含水量的增加略有增加;而当干燥介质流量较大时干煤出口温度随着干燥介质含水量基本不变.     

煤制天然气经济与技术分析

介绍了煤制天然气的技术路线,分析了市场需求、生产成本。煤制天然气与进口SNG、进口增量LNG和进口LPG相比,具有价格优势。按照全生命周期评价方法,分析煤制天然气项目的碳排放和能耗,燃煤发电路线优于常规煤制天然气,应加快研发一步法煤制天然气工艺,提高综合能效。     

Shell干煤粉气化的模拟与分析

为研究Shell干煤粉气化特点,利用Aspen Plus模拟软件为工具,建立Shell气化炉模型。通过模拟Shell干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比对气化过程的影响,结果表明,增加压力能够使合成气中的甲烷含量升高,氧煤比和蒸汽煤比对气化温度和合成气组成有重要影响。气化温度随氧煤比的增加而升高,有效气体摩尔分数先增加后减少,蒸汽煤比可以调节气化反应温度。对屯留煤来说,Shell煤气化的最佳氧煤比为0.74~0.80kg/kg,反应温度为1475.6~1580.17℃,最佳蒸汽煤比为0.09~0.13kg/kg,相对应的反应温度为1630.60~1532.11℃。     

首套GSP干煤粉气化的模拟与分析

为研究GSP干煤粉气化反应特点,以Aspen Plus模拟软件为工具,选择Gibbs自由能最小化建立气化炉模型。通过模拟GSP干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比及不同输送载体对气化过程的影响,结果表明:压力增加可使粗煤气中甲烷含量增加;氧煤比和蒸汽煤比影响着气化温度和有效气组成;输送载体切换为二氧化碳后可使有效气增加2%。该模拟计算对于GSP干煤粉气化工业操作有一定借鉴意义。     

煤制油副产品混合液分离和模拟

煤制油过程中会产生大量含有均四甲苯和偏三甲苯的副产品,基于此混合物中各种物质的沸点和熔点的差异,设计了利用精馏和重结晶技术对其进行处理,以山西某煤制油项目的煤制油副产品为原料,利用小型的实验装置处理之后得到均四甲苯和偏三甲苯的质量分数分别达到了99%和94.85%.之后,采用Aspen Plus软件对精馏分离过程进行了...     

基于Aspen Plus的焦炉煤气甲烷化工艺模拟及分析

焦炉煤气作为优质的二次能源,利用焦炉煤气甲烷化合成天然气(SNG)是焦炉煤气资源化利用的最佳方式。借助Aspen Plus软件,采用BWRS状态方程,设定主要工艺参数,对绝热式三段固定床焦炉煤气甲烷化工艺进行模拟计算分析,通过调节循环率和水蒸汽添加量控制反应器出口温度,模拟结果与实际试验数据较吻合,证明模拟可靠。考察了循环率、分流率、原料气组成、进口气压力和空速对反应器出口温度和组成的影响,结果表明循环率和分流率对反应器出口温度和转化率影响明显。     

两段式干煤粉加压气化技术在煤制天然气中的应用

介绍了国内天然气供求现状以及煤制天然气用途。对煤制天然气中煤气化、CO变换、合成气净化、甲烷化、压缩和干燥等关键工艺流程进行了阐述。详细介绍了两段式干煤粉加压气化技术和激冷、废锅流程设备特点,以及这些技术和设备在煤制天然气方面的应用。模拟计算了采用该技术的年产10亿m3煤制天然气项目的主要装置和相关工艺参数和结果,同时对项目技术经济效益进行了简要分析。最后总结出煤制天然气中气化技术的选择原则,并对煤制天然气的发展提出建议。     

煤制天然气项目煤炭的合理利用

为了更好地利用选煤厂的粒煤、粉煤、煤泥等,依据生产能力2000万t/a选煤厂的洗选数据和不同粒径煤的煤质数据,结合不同煤炭气化技术对粒度和煤质的要求进行研究。提出采用不同的气化组合方式利用选煤产品,即将碎煤加压气化和粉煤加压气化相结合,利用掺混的粉煤、矸石和煤泥作为化工项目动力站的原料。结果表明:通过合理设置气化单元的系列配置和动力站原料分配,可以充分利用选煤产品,提高煤炭的利用率。经过分析提出了大型煤制天然气项目煤炭的利用方案、主工艺技术路线选择及调峰方法等。     

煤制天然气煤气化技术的研究现状及分析

为有效选取适合煤制天然气项目的煤气化技术,对国内已工业化生产的Lurgi,BGL,U-Gas,GSP,Texaco 5种气化技术进行了对比分析。分别从有效气含量及组成、下游产品需要、下游变换工段需要、环保、投资等因素分析,BGL碎煤熔渣气化技术具有明显优势,是一种较为理想的技术,为煤制天然气气化技术的选择提供参考。     

变压精馏乙醇苯混合物分离工艺模拟计算

乙醇苯混合物是一种二元最低共沸液体混合物。研究了变压精馏分离乙醇苯工艺流程,以W ilson活度系数方程作为物性计算方法,使用过程模拟软件Aspen P lus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,提出的工艺方案可为工艺装置设计提供理论参考。     

煤制天然气酚氨废水汽提过程经济和环境多目标优化

迫于环境影响和法律条约的双重压力,传统的化学工业开始寻求在过程设计阶段综合考虑经济、环境和社会可持续性等多目标最优。以煤制天然气企业中的脱酸脱氨汽提工段为案例,首先对比了单塔侧线加压和双塔加压工艺,结果显示单塔工艺更加经济但对环境的可持续性危害更高。在此基础上,选取了塔板总数、侧线位置和热进料温度三组决策变量,并以年度总费用和潜在环境影响指数最小为目标函数,对整个单塔侧线工艺进行了多目标优化。优化结果表明在保证产品质量的前提下,通过操作条件的改变有实现经济成本和环境性能同时最佳的潜力。