漿態(tài)床一步法合成二甲醚能耗分析與優(yōu)化.pdf

1、隨著大規(guī)模、不合理的使用化石資源，對人類生存環(huán)境造成極大的破壞，并導(dǎo)致大量的污染物和溫室氣體的排放，發(fā)展煤基合成燃料是我國能源利用方式的新主題，漿態(tài)床一步法合成二甲醚系統(tǒng)具有流程短、設(shè)備投資少、能耗低、一氧化碳單程轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，已成為目前煤化工的重點(diǎn)發(fā)展方向。
　　本文應(yīng)用Aspen Plus過程模擬軟件對漿態(tài)床一步法合成二甲醚系統(tǒng)進(jìn)行工藝流程模擬。在采集大量文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對Aspen Plus模擬環(huán)境進(jìn)行校核的基礎(chǔ)上，研究煤基合成氣

2、合成二甲醚系統(tǒng)、二甲醚-電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、二甲醚精餾系統(tǒng)，并驗(yàn)證了模型的有效性。分析了二甲醚-電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)比對系統(tǒng)能耗的影響，確定了其最佳循環(huán)比為1.5;同時分析了二甲醚精餾過程中可能的分離序列對精餾系統(tǒng)能耗的影響，確定了其最佳精餾分離序列的分離順序?yàn)橄确蛛x水、再分離甲醇、最后分離二氧化碳和二甲醚。在分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用熱量方法和(炯)方法對漿態(tài)床一步法合成二甲醚系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的熱量計算和(炯)計算，并得到該系統(tǒng)的能流圖和(炯)流圖。模擬計算

3、結(jié)果顯示:熱量方法得出二甲醚的轉(zhuǎn)化效率為47.16％、甲醇轉(zhuǎn)化效率為6.37％、電量的轉(zhuǎn)化效率為3.47％;換熱后的蒸汽和冷卻水的熱量損耗為20.21％，無效產(chǎn)品（精餾段分離出的二氧化碳和余熱鍋爐段做完功的煙氣）的熱量損耗為7.42％。各流程段熱損耗之和為15.66％，其中反應(yīng)換熱、精餾過程以及余熱鍋爐發(fā)電過程的熱量損耗較大。(炯)方法計算得出二甲醚的轉(zhuǎn)化效率為39.03％、甲醇的轉(zhuǎn)化效率為5.29％、電量的轉(zhuǎn)化效率為2.64％;換熱后

4、的蒸汽和冷卻水的(炯)損耗為4.38％;無效產(chǎn)品的(炯)損耗為3.71％;各模擬單元換熱的(炯)損耗之和為20.18％，設(shè)備的(炯)損耗為3.01％，物流混合和分流過程的(炯)損耗為0.38％，發(fā)電單元的(炯)損耗為3.87％，二甲醚精餾單元的(炯)損耗為17.51％。精餾過程和反應(yīng)換熱過程需要供能的品質(zhì)較高，造成(炯)損耗較大，如果合理分配這部分能量，不僅減少了高品質(zhì)的輸入，而且提高了換熱后能量的利用率，從而降低(炯)損，提高(炯)效