一、适合于大型化甲醇生产装置的反应器(论文文献综述)
赵忠治[1](2021)在《煤制甲醇合成工艺技术发展与分析》文中研究说明本文通过戴维、鲁奇、托普索甲醇合成工艺技术、设备结构、节能降耗等方面对比分析,研究几种技术的特点,分析不同甲醇合成技术的优势与不足,对于甲醇合成设计、操作运行以及今后甲醇合成技术的路线选择都具有一定的借鉴和指导意义。
雷昕儒[2](2020)在《煤气化合成气调制制备甲醇的过程模拟、技术经济分析和生命周期评价》文中指出煤炭是我国重要的一次能源,大力发展煤炭能源转化意义重大,以煤气化为龙头的煤化工是中国特色的煤炭清洁转化利用技术,可以生产化学工业基础产品如甲醇和烯烃等以及二次洁净能源如氢气等,同时可经济地解决煤炭利用中环境污染问题。因此,煤炭气化技术即成为我国煤炭得以长期高效清洁利用的关键核心技术。本论文即以煤炭气化技术的创新及清洁二次能源产品为考察对象,创新方向选取了化学链煤气化生产合成气和氢气技术、氢气用于调制甲醇合成适宜的氢碳比,目标产品是甲醇。研究方法采用了Aspen plus V8.4软件,对选取的技术工艺进行建模,采用了生命周期Simapro7.1软件依据生命周期概念对过程进行了生命周期分析,其主要关注的是CO2排放物。技术经济分析主要集中讨论制氢及甲醇的总投资和产品投资。论文的主要结论如下:1.在常规煤气化过程中,为向终端产品甲醇的转化最大化,合成气产量以及有效成分CO和H2的摩尔含量也要最大化,模拟结果显示该过程最优条件为:水煤比是0.45(kg/kg)、氧煤比是0.4(kg/kg),气化炉的气化温度在1200℃左右,气化压力规定为2.5-5.2MPa;2.在煤化学链气化过程中,CO和H2的摩尔含量最大化的目标由模拟显示气化最优条件为:煤/载氧体比是0.18(kg/kg)、空气煤比是4.3(kg/kg)、燃料反应器和空气反应器的压力3MPa,为平衡系统的反应热达到最佳的自热操作,燃料反应器是不设温度的状态下运行,热量来自空气反应器,空气反应的温度为1250℃时;3.生命周期评价显示常规煤气化制甲醇工艺中CO2的排放量高达0.56(kg/kg甲醇),煤化学链气化联合化学链制氢在制甲醇的技术路径CO2的排放量降低到0.274(kg/kg甲醇)。4.化工经济性分析表明,以生产1t甲醇的年投资量来分析制甲醇的经济性,常规煤气化制甲醇的固定投资为143.5RMB/t/y、甲醇产品成本为1747.6RMB/t/y;煤化学链气化联合化学链制氢制甲醇的固定投资降低为138.2RMB/t/y、甲醇产品成本降低为1515.8RMB/t/y。
朱恺杰[3](2020)在《二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模拟及工艺条件的优化》文中研究表明二氧化碳替代一氧化碳进行加氢反应制备甲醇是目前比较契合甲醇经济和节能减排的工艺技术。本文根据文献数据结合反应机理建立了动力学模型,建立了以Lurgi轴向列管式反应器为基础的反应器模拟系统,探究了二氧化碳加氢体系的实际操作性和稳定性,研究了反应条件变化和反应器设计对反应体系的影响,并对催化剂失活工况下的可操作性进行了探讨。对二氧化碳加氢制备甲醇反应的机理进行分析,建立了符合L-H-H-W理论的动力学模型并求解了动力学模型参数。对二氧化碳加氢反应进行分析,以二氧化碳和一氧化碳为关键组分进行物料衡算,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对反应动力学模型中的各参数进行了修正拟合,通过Matlab软件计算了二氧化碳加氢反应器中的反应情况,并优化了反应器的操作参数,得到了较优的反应器操作条件:碳氢比为1:4,CO2:CO=10:1、进料温度为235℃、管外换热水温度230℃、单管进料量为2.1mol/s。在此条件下,二氧化碳的转化率为17.9%,目标产物甲醇的选择性为72.8%,单套生产能力为300kt/a,为工业化反应器设计提供了理论支持。考察了催化剂失活下的反应效率以及通过适当操作后取得的效果,表明工厂可在允许范围内升温、加压操作,延长催化剂使用寿命,使得二氧化碳加氢制甲醇反应系统整体性能维持稳定。
齐兆焜[4](2019)在《双塔并联式甲醇合成工艺的应用及优化》文中指出甲醇是一种重要的有机化工基本原料,被广泛应用于有机合成、染料、农药、医药、涂料、交通和国防等工业中,其消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。兖矿新疆煤化工有限公司30万吨/年甲醇合成装置采用双塔并联式甲醇合成工艺,甲醇合成反应器采用管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器,使用C307催化剂,催化剂装填在管程,壳层中压锅炉给水部分汽化移走反应热,副产饱和蒸汽。根据双塔并联式甲醇合成反应器数学模型,模拟计算了操作条件对反应器性能的影响,提高反应压力可以提高CO、CO2转化率,通过调节汽包压力控制催化床温度。分析了催化剂使用初期、中期、后期的甲醇生产情况,双塔并联式甲醇合成装置具有操作弹性大、系统阻力小,气体分布均匀、温度易于控制的特点,2012年11月至2017年7月,累计生产甲醇141.1万吨,甲醇日产量最高达1360.86吨,总转化率达到95%以上。对30万吨甲醇合成装置进行了优化,采用了甲醇空冷器,节约了工业用水;两台水冷器并联操作,降低了水冷器出口温度,降低了气相甲醇浓度,也有利于除蜡;弛放气并入燃料管道网作燃料,节约了运行成本;控制乙醇含量,提高经济效益。
衡丽君[5](2019)在《生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究》文中进行了进一步梳理生物质是有机碳的唯一来源,它是唯一可以转化为燃料、化学品和功能材料,实现化石资源替代的多功能型可再生资源。生物质快速热解技术被视为最具开发潜力生产液体燃料技术之一,但生物油较差的理化性质严重阻碍了生物油的应用。目前多数研究集中在生物质热解反应机理、生物油提质反应催化剂设计、催化反应机理、催化剂失活以及改性等微观方面,对于生物质快速热解-生物油提质改性整体工艺系统设计、系统综合性能以及产品环境效益等宏观方面缺乏全面系统的研究。在课题组生物质热化学转化制含氧液体燃料技术框架下,发展了生物质热化学转化制多元醇和氢气为目标产品的多联产工艺系统,该工艺系统耦合了生物质快速热解制生物油、油相生物油(Non-aqueous Phase Bio-oil:NAPB)铁基载氧体化学链制氢(Chemical-looping Hydrogen Production:CLHP)以及水相生物油(Aqueous Phase Bio-oil:APB)超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇液体燃料的技术优势。以该工艺系统为对象,论文从化工过程系统集成优化、系统功能实现与环境评价等方面开展研究,旨在科学评判该生物质热化学转化工艺系统综合性能,为后续工艺关键技术的优化设计和工程示范提供必要的依据和信息。基于系统能量梯级利用理论,优化设计了整个工艺系统流程布置和工艺参数配置。基于对工艺关键反应过程特性认识及其过程模型的确定,利用Aspen Plus软件对其实施全流程模拟与工艺参数优化配置,借助载热体循环实现了快速热解反应器和CLHP燃料反应器热负荷的自平衡,优化整个系统余热梯级利用实现了工艺的自供热和部分电力替代。在该工艺保守设置条件下获得一套详细的物流、能流以及热力工况参数。工艺系统以产品流为主线的碳元素代谢分析表明APB到多元醇的转化率是影响整个工艺系统效能的关键性因素。根据所构建的系统评价指标计算模型获得该工艺重要的性能指标:基于玉米秸秆干燥基计算的无水生物油产率为55.8 wt%、多元醇产率为16.4 wt%、酯类副产物产率为11.5 wt%;CLHP子系统氢气热效率为56.8%、总热效率为58.1%以及CO2捕集效率为99.9%;整体系统能源利用总效率为35.5%。在多元醇保守产率(16.4 wt%)工况下,该工艺相对已经工业化的生物质直燃发电技术仍具有明显的竞争优势。除氢气和多元醇燃料产品外,生物质基酯类化学品可以替代石油基酯类化学品以减少化石原料的消耗,CLHP子系统高效的CO2捕集带来显着的温室气体(Greenhouse Gas:GHG)减排。基于生命周期评价(Life Cycle Assessment:LCA)方法和中国本地化基础数据,依次建立了产品系统生产资料、能源和目标产品的LCA指标计算模型,编制了目标产品较完整的生命周期数据清单;针对生物质热化学转化系统多产品共生的复杂性,引入混合分配方法,实现了目标产品的生命周期化石能耗强度(Fossil Energy Input Intensity:FEI)和碳足迹量化研究。氢气生命周期FEI和净碳足迹分别为0.575 MJ/MJ H2和-97.5 gCO2,eq/MJ H2,多元醇全生命周期FEI和净碳足迹分别为0.626 MJ/MJ能量和26.3 gCO2,eq/MJ能量。对于氢气,NAPB生产和秸秆预处理的电力消耗以及秸秆生产的氮肥消耗是引起GHG排放的主要因素,而CLHP阶段CO2捕集是决定氢气碳足迹大小的关键因素。对于多元醇,来自秸秆预处理和APB生产的电耗与多元醇生产的甲醇消耗、催化剂损耗以及有机废水处理能耗是引起GHG排放的主要因素,来自化学链工艺氢气消费产生的碳信用是降低其碳足迹的主要因素。在参数变动±25%范围内,目标产品碳足迹数据敏感性分析显示:NAPB生产电力消耗量变化对氢气碳足迹影响较大,而多元醇产率和APB生产电力消耗量变化对多元醇碳足迹影响较大,尤其多元醇产率的影响最为显着。这说明生物油生产电耗和多元醇产率数据不确定性会显着影响多元醇LCA结论,同时也说明降低生物油生产电耗和提高多元醇产率将会显着减少多元醇生命周期碳足迹。相对传统的天然气水蒸汽重整(Steam Methane Reforming:SMR)制氢和煤气化(Coal Gasification:CG)制氢,来自NAPB铁基载氧体CLHP工艺的氢气使多元醇净碳足迹分别降低70.5%和77.5%,这主要归功于CLHP子系统采用生物质基燃料和实施了CO2高效捕集。从多元醇燃料角度出发,系统剩余氢气替代SMR工艺氢气产生的能量信用和碳信用使多元醇生命周期FEI和碳足迹分别下降了66.3%和325.9%,多元醇两个生命周期指标分别为0.211 MJ/MJ能量输出和-59.4 g CO2,eq/MJ能量输出。基于1MJ能量替代,多元醇替代石油基汽油和石油基柴油分别使生命周期化石能耗降低82.0%和83.8%,使生命周期GHG排放分别降低163.9%和155.8%。不同生产技术路线的生物质基液体燃料LCA研究案例表明本论文设计的生物质热化学转化多联产工艺在生物质碳元素多元利用、目标产品产率以及环境GHG减排方面具有综合的竞争优势。综上所述,生物质定向热解制多元醇液体燃料工艺具有反应条件温和、加氢深度可控、氢源自给的特点,实现了生物质到多元醇燃料、氢气以及酯类化学品的多元转化。从产品全生命周期角度看,该工艺系统具有较低的化石能耗强度和显着的GHG减排环境效应,符合生物质能源转化利用可持续、低碳发展的要求。
刘阳[6](2018)在《煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究》文中提出天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,发展煤制天然气产业对缓解我国天然气供需矛盾具有重要作用。经过多年的发展和工程示范,煤制天然气项目已经成为我国天然气供应的一条重要来源。煤制天然气过程工艺流程长,全厂能量系统复杂,现有煤制天然气项目能量回收系统设计相对独立,从全局视角来看,尚未做到能量的“梯级利用”。煤制天然气过程能量系统配置仍存在不合理之处,全厂能量利用效率仍有提高空间。研究和解决能量系统瓶颈问题,将对我国煤制天然气项目进一步升级示范和行业的可持续发展起到积极的作用。本研究建立了煤制天然气过程各子系统基础模型,包括工艺系统与公用工程系统,并利用工业数据对模型参数进行校核。在模型准确可靠的基础上,对煤制天然气全流程进行模拟计算,得到全流程物料平衡和能量平衡数据。以此为基础,对典型煤制天然气过程技术经济性能进行了分析,弄清了现有工艺过程物质和能量利用的瓶颈问题。结果表明煤制天然气过程公用工程系统能源消耗和碳排放高:每生产一立方米合成天然气能源消耗为2.27kg标煤,其中公用工程系统燃料煤消耗占28.8%,平均单位产品碳排放为4.94kg,其中公用工程系统碳排放占42.4%。因此,通过能量系统集成优化,是实现煤制天然气项目的提质增效和过程的节能减排重要途径。全局夹点法是用于大型工业过程全局能量集成的一种图形化方法。该方法应用于石油化工等领域能量集成已取得了较好的效果。然而全局夹点法仅考虑了蒸汽的潜热,而忽视了锅炉给水预热和蒸汽过热的热量。这使得全局夹点法在应用于高温煤化工过程能量集成时,计算得到的全局回收的热量比理论上可以实现最大的热回收值存在明显高估,同时得到的公用工程结构无法满足工艺需求。我们提出了一种用于解决高温过程全局能量系统集成的考虑显热的全局夹点法,可应用于煤化工过程的能量集成。利用本文所提出的方法可以得到满足工艺过程需求的公用工程系统。因此,对于具有高温煤化工过程全局能量系统集成,本文所提出的考虑显热的全局夹点法在理论模型和工程实践两方面都具有价值。本研究旨在针对煤制天然气工业过程能量系统存在的瓶颈问题,提出相应的节能改造方案以实现全厂能量利用效率的提高。首先根据单元过程模拟数据,利用夹点技术对各单元过程的能量系统展开详细的用能分析,确定各单元能量系统特点。在此基础上利用本文所提出的考虑显热的全局夹点法,对现有煤制天然气全厂能量系统进行分析,确定全厂用能瓶颈以及实现能量系统改造的方向。提出从装置间热联合、低温热回收利用和蒸汽动力系统优化三个方面进行节能改造:通过将水煤气变换单元和甲烷化单元进行装置间热联合,可以实现过程?效率提高15.8%;构建了全厂低温有机朗肯循环发电系统,实现产电4.32MW;结合蒸汽产、用的变化对蒸汽动力系统进行相应改造,燃料煤节约14.3%。通过全厂能量系统集成,可以实现年收益1944万元,投资回收期为2.3年。
刘毅飞[7](2017)在《现代煤化工烯烃路线竞争力分析》文中指出现代煤化工是指以煤为主要原料,生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业,具体包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇等。发展现代煤化工不仅是国家能源战略技术储备和产能储备的需要,而且是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。煤制烯烃在现今技术条件下即煤经甲醇制烯烃,指的是先以煤炭为原料合成甲醇,然后再用甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术;整个工艺流程主要包括煤的气化、合成气制甲醇与甲醇制取低碳烯烃三大部分。作为现代煤化工的重要路线之一,煤制烯烃在过去的6年中经历了迅猛的发展,产能从2010年的60万t/年飙升至1083万t/年(包含甲醇制烯烃,下同),其中乙烯产能406万t/年,丙烯产能677万t/年,分别占到全国总产能的17%和24.3%,煤基烯烃已成为我国烯烃工业的重要组成部分。通过煤制烯烃项目的实地调研,结合企业财务报告,计算得出在煤炭价格为290元/t时,煤基烯烃产品单位成本为5276元,与原油价格47美元/桶时石油制烯烃的成本相当,煤炭(标煤)价格每上升100元,煤制烯烃成本上升540元/t。根据金碚的因果关系模型和波特钻石模型对煤制烯烃路线的竞争力进行了分析,从竞争结果来看,煤制烯烃路线的竞争力强于其他现代煤化工路线,但弱于石油制烯烃;煤制烯烃路线的主要竞争优势集中在于国内丰富的煤炭资源、有竞争力且稳定可控的成本和先进稳定的技术三方面;其竞争劣势为较大的投资强度、水资源的短缺和较高的碳排放。此外还面临着产品同质化竞争严重,未来产能继续快速扩张而导致产能过剩等危险。因此,我国煤制烯烃产业未来的发展应侧重于现有项目的升级示范,包括新一代技术的开发与现有技术的优化,提高资源利用效率和环境保护力度,特别是要降低煤基烯烃的水耗和碳排放;同时烯烃产品要向高端化、差异化发展,避免低端、通用产品的同质竞争。
肖晓愚[8](2016)在《煤制天然气技术与应用最新进展(待续)》文中进行了进一步梳理阐述煤制天然气项目国内现状、煤制天然气工艺技术特点及最新进展、拟建煤制天然气项目必须满足的技术指标、项目所必需的环境保护措施。
崔健[9](2014)在《二甲醚合成和精馏系统工艺优化设计》文中研究说明对典型的甲醇脱水合成二甲醚工艺进行了系统分析,发现了其工艺设计和用能的不合理性,对合成和精馏工艺分别提出了优化设计。流程模拟计算使用PR-NRTL模型,并对实际运行装置进行了标定计算,证明了该模型的准确性和进行流程优化的可靠性。优化流程计算结果与原流程进行对比发现,在满足二甲醚产品质量要求下,蒸汽和冷却水消耗明显减少,冷却水节省了约12.4%,达到了节能优化的目的。
雷坤[10](2014)在《新型甲醇合成催化剂反应工程基础研究及反应器数学模拟》文中指出甲醇是一种燃烧性能良好的清洁燃料,可直接用作汽车燃料,也可与汽油掺合使用,同时甲醇也是一种重要的有机化工原料,是碳一化工的重要产品,广泛应用于医药、化工等领域。甲醇装置规模大型化和甲醇制烯烃是甲醇工业的发展趋势,这就对甲醇合成催化剂的性能和反应器的生产能力提出了新的要求。本文建立了新型催化剂上甲醇合成的本征动力学模型,并在此动力学模型的基础上,建立了该催化剂上的扩散-反应模型。随后实验研究了固定床内的传热。针对年产量为180万吨的甲醇合成反应器,建立了反应器数学模型,通过模拟计算讨论了不同操作条件对反应器性能的影响,为反应器的设计放大及优化操作提供基础数据。在直流流动等温积分反应器中进行SC309催化剂甲醇合成本征动力学实验,催化剂粒度为0.154~0.198mm,反应温度为180~260℃,反应压力为4-8MPa,体积空速为4000~10000h-1。根据实验结果,考察了操作条件对甲醇合成反应的影响,在240℃附近存在一个最佳反应温度点,CO和CO2的转化率随反应压力升高而增大,随空速增大而降低。选取L-H型动力学模型,建立以各组分逸度表示的甲醇合成反应本征动力学模型,使用Levenberg-Marquardt法进行参数估值,获得动力学模型参数。残差分析和统计检验结果表明所建立的模型是适宜的。建立了实验条件下SC309催化剂的扩散-反应模型,得到工业粒度Φ5mm×5mm催化剂上甲醇合成反应的内扩散效率因子的计算方法,利用数值打靶法对模型进行求解,得到了内扩散效率因子。在反应压力4~8MPa,反应温度180~260℃,空速4000~10000h-1的条件下,使用内循环无梯度反应器测定了宏观反应速率数据,对所建立的扩散-反应模型进行检验,内扩散效率因子的模型计算值与实验值的相对误差的绝对值小于10%,吻合良好,该模型用于计算SC309内扩散效率因子是可行的。利用扩散-反应模型讨论了催化剂颗粒大小及操作条件对内扩散效率因子的影响。获得操作条件下催化剂内扩散效率因子的变化规律,为甲醇工业反应器的模拟设计提供基础依据。在固定床反应器内填充工业粒度Φ5mm×5mm的SC309甲醇合成催化剂,在空气流量为2.4-7m3/h,加热棒温度为210~270℃,预热器出口气体温度为160~200℃的条件下,测定了固定床内的温度分布,并考察了操作条件对床层温度分布的影响。建立了没有化学反应的固定床二维传热模型,采用正交配置法及Levenberg-Marquardt法对模型进行求解,得到了固定床的径向有效导热系数和壁给热系数。将求得的床层有效导热系数和壁给热系数与颗粒雷诺数进行关联,得到了传热参数与颗粒雷诺数的关联式。分析了颗粒雷诺数对床层温度分布的影响,结果表明,提高颗粒雷诺数有利于床层径向温度均匀提出了年产180万吨甲醇合成工艺,采用两台水冷式甲醇合成反应器并联操作。反应器内壳程装填甲醇合成催化剂,管程通入饱和沸腾水,移走反应热。通过对水冷反应器冷管间床层截面作合理简化,并结合本征动力学模型、催化剂颗粒扩散-反应模型和固定床传热模型建立了甲醇合成反应器的数学模型。根据所建立的反应器数学模型,探讨了不同操作条件对该反应器性能的影响。结果表明,入塔气温度主要影响床层入口段温度分布,对床层内甲醇浓度分布及甲醇产量的影响较小。提高沸腾水温度,床层温度及甲醇浓度均明显增大。反应压力和入塔气氢碳比对床层温度分布影响较小。反应压力升高,床层内甲醇浓度及甲醇产量明显增加。入塔气氢碳比降低,甲醇浓度及产量下降。
二、适合于大型化甲醇生产装置的反应器(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、适合于大型化甲醇生产装置的反应器(论文提纲范文)
(1)煤制甲醇合成工艺技术发展与分析(论文提纲范文)
1 煤制甲醇合成工艺技术的发展 |
2 煤制甲醇合成工艺技术 |
2.1 英国庄信万丰(戴维) |
2.2 德国鲁奇(LURGI)技术 |
2.3 丹麦TOPSOE技术 |
3 煤制甲醇合成工艺技术对比分析 |
3.1 戴维甲醇合成工艺技术 |
3.2 鲁奇甲醇合成工艺技术 |
3.3 托普索甲醇合成工艺技术 |
4 结语 |
(2)煤气化合成气调制制备甲醇的过程模拟、技术经济分析和生命周期评价(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 制甲醇的发展现状 |
1.1.2 制甲醇的研究现状 |
1.1.3 制氢的发展现状 |
1.1.4 制氢的研究现状 |
1.2 Aspen plus模拟软件的介绍 |
1.2.1 Aspen plus软件的基本原理 |
1.2.2 Aspen plus的功能 |
1.2.3 Aspen plus软件在化工中的导入 |
1.3 生命周期软件的开发和应用 |
1.4 Simapro软件的介绍 |
1.5 煤气化技术 |
1.6 煤化学链技术 |
1.6.1 化学链燃烧技术 |
1.6.2 化学链气化技术 |
1.6.3 化学链制氢技术 |
1.6.4 载氧体的介绍 |
1.7 研究内容 |
第二章 生命周期评价 |
2.1 生命周期的定义 |
2.2 生命周期的方法与框架 |
2.2.1 目标与范围定义 |
2.2.2 清单分析 |
2.2.3 影响评价 |
2.2.4 结果解释 |
2.3 生命周期边界系统 |
第三章 两种气化制甲醇模拟 |
3.1 空分单元 |
3.2 煤气化单元 |
3.3 煤化学链气化 |
3.4 酸性气体脱除 |
3.5 水煤气变换 |
3.6 煤化学链制氢 |
3.7 甲醇合成 |
3.8 本章小结 |
第四章 煤气化制甲醇的数据分析 |
4.1 煤气化的数据分析 |
4.1.1 压力的影响 |
4.1.2 氧煤比的影响 |
4.1.3 水煤比的影响 |
4.1.4 气化炉温度的影响 |
4.2 煤化学链气化的数据分析 |
4.2.1 压力的影响 |
4.2.2 空气反应器温度的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 两种气化制甲醇的生命周期评价 |
5.1 煤气化制甲醇的生命周期 |
5.2 煤化学链气化的生命周期 |
第六章 两种气化制甲醇的经济性分析 |
总结 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模拟及工艺条件的优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究内容 |
第2章 文献综述 |
2.1 CO_2的再利用 |
2.1.1 矿化 |
2.1.2 生物路线 |
2.1.3 化工路线 |
2.1.3.1 有机羧化反应 |
2.1.3.2 与合成气转化有关的还原反应 |
2.2 甲醇的性质与用途 |
2.2.1 甲醇的性质 |
2.2.2 甲醇的用途 |
2.2.2.1 燃料用途 |
2.2.2.2 化工原料用途 |
2.3 甲醇合成工艺概述 |
2.4 CO_2加氢制甲醇的研究进展 |
2.4.1 加氢催化剂的研究 |
2.4.1.1 铜基催化剂 |
2.4.1.2 钯系催化剂 |
2.4.2 加氢机理的研究 |
2.4.2.1 热力学基础 |
2.4.2.2 反应机理 |
2.4.3 加氢动力学的研究 |
2.5 CO_2加氢制甲醇的反应器概述 |
2.5.1 主流低压甲醇反应器 |
2.5.2 反应器选择条件 |
第3章 二氧化碳加氢的热力学和动力学研究 |
3.1 热力学分析 |
3.2 动力学分析 |
3.2.1 动力学模型 |
3.2.2 参数估计和模型检验 |
3.3 本章小结 |
第4章 二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模型建立和模拟 |
4.1 二氧化碳加氢制甲醇工艺 |
4.2 轴向反应器一维拟均相模型的建立 |
4.2.1 物料衡算 |
4.2.2 热量衡算 |
4.2.3 动量衡算 |
4.3 相关参数的计算 |
4.3.1 比热容 |
4.3.2 相关参数的计算 |
4.3.2.1 床层对壁总传热系数 |
4.3.2.2 反应物的混合气体导热系数 |
4.3.2.3 反应物的混合气体黏度 |
4.3.2.4 管壁导热系数 |
4.3.3 转化率和选择性的计算 |
4.4 模型的求解 |
4.5 模拟计算条件 |
4.6 本章小结 |
第5章 二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器工艺条件优化 |
5.1 概述 |
5.2 初始模拟结果 |
5.3 进料温度的影响 |
5.4 管外沸腾水温度的影响 |
5.5 操作压力的影响 |
5.6 原料气进料量的影响 |
5.7 轴向反应管管径的影响 |
5.8 原料气碳氢比的影响 |
5.9 原料气CO/CO_2的影响 |
5.10 轴向反应器的优化结果 |
5.11 小结 |
第6章 催化剂失活下的反应器模拟 |
6.1 催化剂失活下的模拟结果 |
6.2 升温改善催化剂失活下的反应体系性能 |
6.3 加压改善催化剂失活下的反应体系性能 |
6.4 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
符号说明 |
参考文献 |
硕士学习期间发表论文情况 |
致谢 |
(4)双塔并联式甲醇合成工艺的应用及优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 兖矿新疆煤化工介绍 |
1.2 研究内容 |
第2章 文献综述 |
2.1 甲醇合成原理 |
2.1.1 甲醇合成反应 |
2.1.2 主要工艺操作条件 |
2.2 低压合成甲醇工艺 |
2.2.1 气固相甲醇合成工艺 |
2.2.2 气液固三相法甲醇合成工艺 |
2.2.3 国内甲醇合成工艺 |
2.3 甲醇合成反应器 |
2.3.1 Lurgi管壳型甲醇合成反应器 |
2.3.2 ICI冷激型甲醇合成反应器 |
2.3.3 TEC径向流动反应器 |
2.3.4 三菱(MGCC/MHI)甲醇合成反应器 |
2.3.5 托普索(Topsoe)径向流甲醇合成反应器 |
2.3.6 管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器 |
第3章 双塔并联式甲醇合成反应器数学模拟 |
3.1 工艺流程 |
3.2 主要设备 |
3.3 反应器数学模型 |
3.3.1 关键组分 |
3.3.2 数学模型 |
3.4 操作条件对甲醇合成的影响 |
3.4.1 反应器入口温度的影响 |
3.4.2 反应压力的影响 |
3.4.3 汽包压力的影响 |
3.4.4 气体空速的影响 |
3.4.5 新鲜气氢碳比的影响 |
3.5 小结 |
第4章 双塔并联式甲醇合成装置操作运行 |
4.1 催化剂升温与还原 |
4.1.1 C307催化剂 |
4.1.2 升温还原 |
4.1.3 升温还原关键要素 |
4.2 催化剂使用初期 |
4.2.1 运行情况 |
4.2.2 生产数据分析 |
4.2.3 催化剂性能分析 |
4.3 催化剂使用中期 |
4.3.1 运行情况 |
4.3.2 生产数据分析 |
4.3.3 催化剂性能分析 |
4.4 催化剂使用后期 |
4.4.1 运行情况 |
4.4.2 生产数据分析 |
4.4.3 催化剂性能分析 |
4.5 开停车及产量统计 |
4.5.1 开停车统计 |
4.5.2 甲醇产量 |
4.6 小结 |
第5章 双塔并联式甲醇合成装置优化 |
5.1 空冷串水冷在甲醇合成装置的应用 |
5.1.1 紧缺的水资源 |
5.1.2 甲醇空冷器 |
5.1.3 使用甲醇空冷器后的效果 |
5.2 甲醇水冷器并联 |
5.2.1 一台水冷器的问题 |
5.2.2 增加一台水冷器并联操作 |
5.2.3 水冷器并联操作的效果 |
5.3 弛放气作为燃料气 |
5.3.1 燃料气管网出现的问题 |
5.3.2 燃料气管网的改造 |
5.3.3 燃料气管网改造的效果 |
5.4 精甲醇中乙醇含量的控制 |
5.4.1 乙醇含量的要求 |
5.4.2 控制乙醇含量的措施 |
5.4.3 优化后效果 |
5.5 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 生物质及生物质能 |
1.3 生物质制液体燃料转化技术发展现状 |
1.3.1 生物质制液体燃料技术概述 |
1.3.2 生物质生物发酵法制醇类燃料技术 |
1.3.3 生物质气化合成液体燃料技术 |
1.3.4 生物质快速热解提质制液体燃料技术 |
1.3.5 生物质制备液体燃料三种技术路线对比 |
1.4 产品碳足迹及其评价方法 |
1.4.1 温室气体及其全球变暖潜值当量因子 |
1.4.2 碳足迹概念演变 |
1.4.3 产品碳足迹核算方法 |
1.5 生命周期评价方法 |
1.5.1 生命周期评价方法介绍 |
1.5.2 生命周期评价在生物质能转化领域应用 |
1.6 课题的研究背景、目的、思路及内容 |
1.6.1 课题的研究背景与目的 |
1.6.2 课题的研究思路与内容 |
1.7 本章小结 |
第二章 生物质定向热解制多元醇系统设计和评价指标构建 |
2.1 引言 |
2.2 化工系统分析与集成基础理论 |
2.3 生物质定向热解制多元醇燃料工艺原理 |
2.4 生物质定向热解制多元醇燃料工艺系统设计 |
2.4.1 生物质快速热解制生物油子系统 |
2.4.2 油相生物油化学链制氢子系统 |
2.4.3 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢子系统 |
2.5 生物质定向热解制多元醇燃料系统主要过程单元及其模拟模型 |
2.5.1 生物质干燥过程单元及其模拟模型 |
2.5.2 生物质快速热解过程及其模拟模型 |
2.5.3 燃料燃烧过程及其模拟模型 |
2.5.4 铁基载氧体化学链制氢主要反应过程及其模拟模型 |
2.5.5 水相生物油提质过程模拟模块确定 |
2.5.6 CO_2、H_2与水蒸汽分离与压缩单元 |
2.5.7 流体压缩和蒸汽透平做功过程 |
2.5.8 产物分离提纯过程单元 |
2.6 生物质定向热解制多元醇工艺系统评价指标构建 |
2.6.1 产物产率指标 |
2.6.2 化学链制氢子系统性能指标 |
2.6.3 产品工艺系统能源利用指标 |
2.7 本章小结 |
第三章 生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 惰性载热体自热式生物质快速热解制生物油子系统流程模拟 |
3.2.1 生物质原料与生物油组分数据信息 |
3.2.2 生物质快速热解制备生物油子系统过程模拟 |
3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统工艺流程模拟 |
3.3.1 化学链制氢反应过程影响因素分析 |
3.3.2 化学链制氢子系统运行方案确定 |
3.3.3 油相生物油铁基载氧体化学链制氢子系统流程模拟 |
3.4 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统流程模拟 |
3.4.1 水相生物油超临界甲醇酯化-两级催化加氢制多元醇子系统模拟流程 |
3.4.2 水相生物油超临界甲醇酯化-两级低中温催化加氢制多元醇子系统模拟结果 |
3.5 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能评价 |
3.5.1 生物质定向热解制多元醇工艺系统碳元素代谢分析 |
3.5.2 生物质定向热解制多元醇工艺系统性能指标计算 |
3.6 本章小结 |
第四章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹评价模型 |
4.1 引言 |
4.2 产品LCA模型建立涉及的概念与规则说明 |
4.2.1 产品LCA模型建立涉及的概念界定 |
4.2.2 产品LCA模型建立涉及的计算规则说明 |
4.3 产品LCA模型组成与建立 |
4.3.1 产品LCA模型组成 |
4.3.2 LCA基础计算模型建立 |
4.3.3 多元醇和氢气产品LCA计算模型建立 |
4.4 本章小结 |
第五章 生物质基多元醇燃料全生命周期碳足迹研究 |
5.1 引言 |
5.2 LCA目的与范围确定 |
5.3 产品生命周期数据清单 |
5.3.1 共生产品负荷分配方法 |
5.3.2 产品生命周期数据清单分析 |
5.4 产品生命周期碳足迹研究 |
5.4.1 氢气产品生命周期碳足迹分析 |
5.4.2 多元醇产品全生命周期碳足迹分析 |
5.4.3 氢气和多元醇产品生命周期数据敏感性分析 |
5.4.4 不同氢气生产工艺供氢对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
5.4.5 剩余氢气产品替代对多元醇生命周期化石能耗与碳足迹影响 |
5.5 不同工艺路线生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
5.5.1 典型生物质基液体燃料生产技术路线 |
5.5.2 几种典型生物质基液体燃料生命周期碳足迹分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 全文总结及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
攻读博士学位期间学术成果 |
(6)煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 煤制天然气产业发展现状 |
1.2 煤制天然气过程技术评述 |
1.2.1 煤气化技术 |
1.2.2 水煤气变换技术 |
1.2.3 酸性气体脱除技术 |
1.2.4 甲烷化技术 |
1.3 煤制天然气研究现状 |
1.4 全局能量集成 |
1.4.1 全局能量集成概念 |
1.4.2 全局能量集成研究现状 |
1.5 拟解决的关键问题 |
1.6 研究方案和内容 |
第二章 煤制天然气过程建模、模拟与技术经济分析 |
2.1 单元过程建模与模拟 |
2.1.1 煤气化单元 |
2.1.2 变换单元 |
2.1.3 酸性气体脱除单元 |
2.1.4 甲烷化单元 |
2.1.5 空分单元 |
2.1.6 公用工程系统 |
2.2 全流程模拟与关键参数分析 |
2.2.1 全流程模拟 |
2.2.2 关键参数分析 |
2.3 技术经济分析 |
2.3.1 技术性能分析 |
2.3.2 经济性能分析 |
2.3.3 环境性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 考虑显热的全局夹点分析法 |
3.1 全局夹点分析法 |
3.2 考虑显热的全局夹点法 |
3.2.1 全局温焓曲线 |
3.3.2 全局组合曲线 |
3.3.3 全局公用工程总组合曲线 |
3.3 全局能量集成策略 |
3.4 案例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 煤制天然气过程全厂能量系统集成 |
4.1 煤制天然气过程全厂系统 |
4.2 单元过程能量分析 |
4.2.1 煤气化单元 |
4.2.2 水煤气变换单元 |
4.2.3 酸性气体脱除单元 |
4.2.4 甲烷化单元 |
4.2.5 冷冻站 |
4.2.6 酚氨回收 |
4.3 全厂能量系统分析 |
4.4 全局能量系统集成 |
4.4.1 装置间热联合 |
4.4.2 低温余热回收系统 |
4.4.3 蒸汽动力系统改造 |
4.5 全厂能量集成效果分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)现代煤化工烯烃路线竞争力分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究目的与创新点 |
1.3 研究内容 |
1.4 项目依托 |
1.4.1 实际工作量 |
第2章 煤制烯烃技术 |
2.1 煤气化 |
2.2 甲醇合成 |
2.3 甲醇制烯烃 |
2.3.1 UOP/Hydro公司MTO技术 |
2.3.2 中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术 |
2.3.3 中石化上海石化研究院S-MTO技术 |
2.3.4 Lurgi公司MTP技术 |
2.3.5 清华大学FMTP技术 |
第3章 我国烯烃产业分析 |
3.1 乙烯供应 |
3.1.1 石油路线 |
3.1.2 煤(甲醇)路线 |
3.2 乙烯消费 |
3.2.1 聚乙烯 |
3.2.2 乙二醇 |
3.3 丙烯供应 |
3.3.1 石油路线 |
3.3.2 煤(甲醇)路线 |
3.3.3 丙烷脱氢路线 |
3.3.4 混合烷烃脱氢路线 |
3.4 丙烯消费 |
3.4.1 聚丙烯 |
第4章 煤制烯烃成本分析 |
4.1 成本及构成分析 |
4.2 成本变化与预测 |
第5章 煤制烯烃竞争力分析 |
5.1 分析模型 |
5.1.1 因果关系模型 |
5.1.2 波特钻石模型 |
5.2 竞争力的实现 |
5.3 竞争实力 |
5.3.1 技术 |
5.3.2 成本 |
5.3.3 利润 |
5.4 竞争潜力 |
5.4.1 资源潜力 |
5.4.2 市场潜力 |
5.4.3 相关支持产业 |
5.4.4 政府 |
5.4.5 机会 |
5.5 SWOT分析 |
第6章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)二甲醚合成和精馏系统工艺优化设计(论文提纲范文)
1 甲醇脱水合成二甲醚工艺系统分析 |
1.1 工艺系统分析 |
1.2 工艺建模和计算 |
1.2.1 精馏工艺模拟 |
1.2.2 反应器数学模型 |
2 甲醇脱水合成二甲醚优化工艺设计和分析 |
3 结论 |
(10)新型甲醇合成催化剂反应工程基础研究及反应器数学模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究内容与创新点 |
第2章 文献综述 |
2.1 甲醇合成工艺及反应器 |
2.1.1 ICI冷激型甲醇合成反应器 |
2.1.2 Lurgi管壳型甲醇合成反应器 |
2.1.3 三菱SPC甲醇合成反应器 |
2.1.4 TopsΦe甲醇合成反应器 |
2.1.5 TEC径向流动甲醇合成反应器 |
2.1.6 管壳外冷-绝热复合式甲醇合成反应器 |
2.1.7 大型甲醇合成新工艺 |
2.2 甲醇合成催化剂 |
2.2.1 铜基催化剂 |
2.2.2 贵金属催化剂 |
2.2.3 液相合成甲醇催化剂 |
2.3 甲醇合成反应动力学 |
2.3.1 幂函数型动力学模型 |
2.3.2 L-H型动力学模型 |
2.4 催化剂内扩散-反应模型 |
2.4.1 一维模型 |
2.4.2 二维模型 |
2.5 固定床内热传导 |
2.5.1 物质导热系数的影响因素 |
2.5.2 催化剂颗粒导热系数的测定 |
2.5.3 固定床内传热参数 |
2.6 甲醇合成反应器数学模型 |
第3章 甲醇合成反应本征动力学 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验条件 |
3.1.2 实验流程 |
3.1.3 实验设备 |
3.1.4 催化剂 |
3.1.5 实验前准备 |
3.1.6 实验步骤 |
3.2 产物分析及数据处理 |
3.2.1 产物分析 |
3.2.2 数据处理 |
3.3 操作条件对甲醇合成反应的影响 |
3.3.1 反应温度的影响 |
3.3.2 反应压力的影响 |
3.3.3 空速的影响 |
3.4 动力学模型及参数估值 |
3.4.1 动力学模型 |
3.4.2 目标函数 |
3.4.3 本征动力学数据 |
3.4.4 参数估值 |
3.4.5 模型检验 |
3.4.6 模型计算值与实验值比较 |
3.5 小结 |
第4章 甲醇合成扩散-反应模型 |
4.1 扩散-反应模型的建立 |
4.1.1 催化剂内气体扩散过程 |
4.1.2 模型方程 |
4.1.3 模型求解 |
4.2 宏观动力学实验数据 |
4.2.1 实验部分 |
4.2.2 数据处理 |
4.3 内扩散效率因子计算结果 |
4.4 操作条件对内扩散效率因子的影响 |
4.4.1 温度的影响 |
4.4.2 压力的影响 |
4.4.3 粒径的影响 |
4.5 小结 |
第5章 气体流动状态下固定床传热模型 |
5.1 实验部分 |
5.1.1 实验流程 |
5.1.2 实验设备 |
5.1.3 实验条件 |
5.2 实验数据 |
5.3 操作条件对温度分布的影响 |
5.3.1 预热器出口气体温度的影响 |
5.3.2 加热棒温度的影响 |
5.3.3 流量的影响 |
5.4 固定床传热数学模型 |
5.4.1 模型建立 |
5.4.2 模型求解 |
5.5 结果与讨论 |
5.5.1 传热参数的关联 |
5.5.2 计算值与实验值比较 |
5.5.3 发表的关联式 |
5.5.4 颗粒雷诺数的影响 |
5.6 小结 |
第6章 大型甲醇合成反应器数学模拟 |
6.1 工艺流程 |
6.2 甲醇合成体系 |
6.2.1 物料衡算 |
6.2.2 加压下混合气体的热容 |
6.2.3 反应平衡常数 |
6.2.4 各组分逸度系数 |
6.2.5 粘度与导热系数 |
6.2.6 催化床与换热管内沸腾水间的总传热系数 |
6.3 催化床压降 |
6.4 反应器数学模型 |
6.4.1 模型建立 |
6.4.2 模型求解 |
6.5 年产180万吨甲醇合成反应器模拟设计 |
6.5.1 反应器结构参数 |
6.5.2 操作条件 |
6.5.3 催化床内温度及浓度分布 |
6.6 操作条件的影响 |
6.6.1 反应器入口温度的影响 |
6.6.2 饱和沸腾水温度的影响 |
6.6.3 操作压力的影响 |
6.6.4 氢碳比的影响 |
6.7 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.1.1 甲醇合成本征动力学 |
7.1.2 甲醇合成扩散-反应模型 |
7.1.3 气体流动状态下固定床传热模型 |
7.1.4 大型甲醇合成反应器数学模拟 |
7.2 展望 |
符号说明 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间发表的主要论文 |
四、适合于大型化甲醇生产装置的反应器(论文参考文献)
- [1]煤制甲醇合成工艺技术发展与分析[J]. 赵忠治. 化工管理, 2021(33)
- [2]煤气化合成气调制制备甲醇的过程模拟、技术经济分析和生命周期评价[D]. 雷昕儒. 安徽大学, 2020(03)
- [3]二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模拟及工艺条件的优化[D]. 朱恺杰. 华东理工大学, 2020(01)
- [4]双塔并联式甲醇合成工艺的应用及优化[D]. 齐兆焜. 华东理工大学, 2019(08)
- [5]生物质定向热解制多元醇燃料过程模拟及全生命周期碳足迹研究[D]. 衡丽君. 东南大学, 2019
- [6]煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究[D]. 刘阳. 华南理工大学, 2018
- [7]现代煤化工烯烃路线竞争力分析[D]. 刘毅飞. 中国地质大学(北京), 2017(02)
- [8]煤制天然气技术与应用最新进展(待续)[J]. 肖晓愚. 煤炭加工与综合利用, 2016(10)
- [9]二甲醚合成和精馏系统工艺优化设计[J]. 崔健. 天然气化工(C1化学与化工), 2014(05)
- [10]新型甲醇合成催化剂反应工程基础研究及反应器数学模拟[D]. 雷坤. 华东理工大学, 2014(05)