煤制甲醇CO变换工艺组合方式的研究(2)

煤制甲醇CO变换工艺组合方式的研究

王明华等煤制甲醇Ｃ０变换工艺组合方式的研究

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式中，Ｋ为以分压表示的平衡常数；Ｒ为气体常数，

８．３１４５

Ｊ／（ｍ１．Ｋ）。

１．３

Ｋ，＝巧

ＡＳＰＥＮ模拟结果与工程数据比较

（６）

由式（１）、式（２）积分，得到

ｈｌ

Ｋ：＿ｏ－３１８＋掣＿ｏ．８１５

２

为了衡量动力学方程的计算精度，以某一实际

ｌｌｌｒ＋

工厂的工程数据作为比较的基准，结果如表１所示。从表中可以看出，动力学模拟结果准确度较好，由此采用本文编制的ＡＳＰＥＮ动力学模块进行变换过程的模拟计算具有一定的可靠性。

表ｌ

Ｔａｂｌｅｌ

１．５６６×１０—３丁一３．７０２×１０—７ｒ

（３）

１．２

Ｂ３０２Ｑ动力学方程

工业用原粒度的Ｂ３０２Ｑ型催化剂宏观动力学

方程Ｈ１如下：

邮ｏ：）＝鼍笋圳ｏｏ唧（警）×ｐ

ＡＳＨ烈模拟结果与工程数据比较

Ｃｃ髓ｐ碰ｓｏｎｂｅ附ｅｅｎｓｉｍＩＩｌａｔｉｏｎ蛐ｄｅｎ西ｎｅｅｒｉｎｇ凼土ａ

（ｃｏ）ｎ６ｐ（Ｈ２０）ｐ（ｃ０２）－ｏ’＿（Ｈ２）＿０一（１一卢）

式中，移（Ｃ０２）为ＣＯ：反应速率，ｋｍｏＬ／（Ｌ ｈ）；Ⅳ（Ｃ０２）为ＣＯ：摩尔流量，ｋｍｏＬ／ｈ；ｙ为催化剂体积，Ｌ；ｐ（ｃｏ）为ｃＯ分压，ｋＰａ；ｐ（Ｈ２０）为Ｈ２０分压，ｋＰａ；ｐ（Ｃ０２）为Ｃ０２分压，ｋＰａ；ｐ（Ｈ２）为Ｈ２分压，ｋＰａ；菇（Ｃ０２）为Ｃ０２摩尔分数；鬈（Ｈ２）为Ｈ：摩尔分数；茗（ＣＯ）为ＣＯ摩尔分数；算（Ｈ２０）为Ｈ２０摩尔分数；疋为以摩尔表示的平衡常数；口为比例因子。

在计算变换反应平衡常数时，用各组分分压表

示就足够准确了，即

其中卢＝乏勰

（４）

（５）

２气化工艺煤制甲醇变换流程的ＡＳｎ烈模拟２．１计算基准与模拟说明

气化煤气组成体积分数［５１如表２，流率为

１００８４１４６００１２５００

ｋｍｏＬ／ｈ，压力为３ｋＰａ，温度为５６６℃。

５００

ｋＰａ；高压给水为

ｋＰａ，温度为２１５℃，产生的高压蒸汽为

表２气化煤气组成体积分数

’Ｉ铀ｌｅ

２

Ｖ０１岫ｅ如ｃｔｉ叩ｏｆｃｏａｌ

ｇ鹊ｃｏｍｐ∞ｉｔｉ∞

变换过程加入的蒸汽参数４０００ｋＰａ，２８０℃，加入的激冷水为４０００ｋＰａ，９５℃。将气化煤气的显热用于这股低参数的水和水蒸气，则所产生的水蒸气量和高压水蒸气是相近的；此结论是为了比较后续工艺中对变换过程水蒸气消耗占气化过程产生的水

蒸气的多少。

ｌ，图中＆表示加入的蒸汽量，下同。

＆１

田１全部气体一段变换流程

Ｆｉｇ．１

矾州ｄｉ８９Ｉ姗ｏｆａｌｌ

ｇ聃∞ｅ—ｓｔａ驴蛐

宽温变换催化剂进口温度是主要控制指标口］，通过氢碳比的要求来控制蒸汽的量，经过气气换热器后使得进入变换反应器的气体的温度升到２２６℃。在此情况下，蒸汽量的下限就是使变换满足氢碳比的要求，上限就是不使热点温度超过４５０℃，以防止失活。为了满足氢碳比的要求而超过热点温度的话，就需要采取二段甚至多段变换工艺。２．２不同方案分析与模拟结果讨论

方案１：全部气体一段变换调氢碳摩尔比，如图

根据计算，ＣＯ的变换率为５６．２％，实际消耗的汽气摩尔比（干气）为Ｏ．４０６，变换气进出口温度分别为２２６℃和４４７．６

ｃＣ。

由于它是最基本的变换形式，在后续工艺的优化中，将采用ＣＯ变化率５６．２％作为最低衡量基准，当变换率大于此值时，对反应器而言具有操作可行性；当变换率大于７０％，对反应器而言是较优的指标。以下的汽气摩尔比都是指实际消耗的水蒸气与