煤低温热解与直接液化联产系统研究

煤低温热解和直接液化之间具有很多耦合要素,提出将两者集成联产系统,用煤气制氢替代煤气化制氢来降低成本、用煤焦油作补充溶剂油实现提质加工、将液化残渣与煤共热解提取高附加值油品,实现各副产物综合利用,达到系统价值最大化。基础实验研究表明,神东长焰煤与液化残渣(煤渣质量比为95∶5)共热解焦油干基产率约为8.0%,煤气有效成分大于85%;为使共热解过程不结块,液化残渣掺入量应小于30%。模拟计算表明,百万吨级煤直接液化与千万吨级煤低温热解联产,可以省却煤气化制氢及空分装置,系统能量转化效率达到75%以上,协同效应显著。

MTO级甲醇合成系统能效优化研究

甲醇生产过程普遍存在能耗、水耗过高的问题,对该系统进行节能研究具有重要的意义。文章通过夹点分析技术,对MTO级甲醇合成系统换热网络进行分析优化,按照避免热流量通过夹点换热、不应有跨越夹点的传热等原则,以及一次换热处理完一股物流的设计经验,对MTO级甲醇合成系统进行能耗方面的优化。以120万t/a煤制甲醇为例,把合成器出口气体分成2股,一股用来加热原料气,一股用来给预精馏塔底提供热量。优化后反应器出口物流经一次换热后温度比原来降低了近30℃,充分利用了甲醇合成反应器出口物流的热能,同时节省0.56MPa低压蒸汽140 t/h,节约循环水量2 770 t/h,节省整个系统单元的蒸汽和循环水量达98.75%,为甲醇合成单元提高能效、降低系统能耗提供一定的参考。

费托合成铁基催化剂反应动力学研究进展

综述了近年费托合成铁基催化剂反应动力学的研究进展;详细论述了费托合成反应动力学模型：一是描述CO消耗速率的动力学模型,二是描述生成产物分布的详细动力学模型,并分析了两类模型的优缺点;对水煤气变换动力学进行了介绍,提出了铁基催化剂在费托反应体系下对水煤气变换反应动力学研究的不足。

一种基于碳物质流分析的甲醇制烯烃企业碳排放核算方法研究

随着甲醇制烯烃产业快速发展,其碳排放问题也日益受到关注,但是针对煤化工企业碳排放核算方法和标准尚未出台。本文提出了基于碳物质流分析的甲醇制烯烃企业碳排放核算方法,给出了直接碳排放和间接碳排放等相关计算公式,通过正反平衡核算企业直接碳排放量,并确定主副产品的碳排放分摊原则。通过对某60万吨/年甲醇制烯烃企业生产统计数据研究表明,该企业单位产品碳排放为1.5t CO2/t-烯烃,主要为间接排放。本文所提出的方法可为甲醇制烯烃企业碳排放计算及相关标准制定提供参考。

固体热载体回转窑煤热解工艺模拟与分析

为解决廉价丰富的碎煤高效清洁转化问题,提出一种固体热载体回转窑煤热解工艺。该工艺采用回转窑作为热解反应器,实现热载体与煤均匀混合;采用大粒度半焦作为热载体,通过机械提升循环,减小了半焦热载体的破碎,降低了粉尘控制难度。基于小试实验数据,利用Aspen Plus建立了工艺流程模型,模拟结果表明,提高干燥温度和热载体温度,可有效减少热载体循环量和废水生成量;在干燥温度200℃、热解温度600℃和热载体温度800℃条件下,热载体与干燥煤混合质量比为3.3∶1,焦油干基收率为7.2%,煤气干基收率为10%,系统能效达到85%以上。

煤制烯烃企业全厂能量系统优化策略及应用

为了实现煤制烯烃企业全厂能量系统优化,提出了煤制烯烃企业全厂能量系统基于单元、子系统和全局划分的渐进协同优化策略,包括全厂用能状况分析、工艺装置用能及换热网络优化、低品位热回收和优化利用、全厂蒸汽动力系统优化等步骤。应用上述优化策略,对某60万t/a煤制烯烃企业全厂能量系统优化进行研究,得到全厂各单元能耗分布,提出了甲醇合成和甲醇制烯烃单元换热网络优化、全厂蒸汽动力系统降低蒸汽减温减压量及低品位热合理匹配利用等节能方案,理论上可以提高全厂系统能效3%以上,年节约标煤10万t以上,投资回收期小于1 a。

固体热载体煤热解过程模拟与传热分析

固体热载体煤热解是实现碎煤分质利用的有效方式之一。本文建立了固体热载体煤热解过程数学模型,通过求解模型得到不同粒径煤热解所需要的时间。结果表明,随着煤粒径的增加,完成热解所需要的时间显著增加,如直径为5 mm的煤颗粒完成热解需要约5 min,直径为20 mm的煤颗粒完成热解则需要约15 min。煤热解过程传热分析表明,煤热解过程传热阻力主要集中在煤颗粒内部,占总热阻比例达到50%以上,并随粒径增大而增大。本文所得到的数学模型及模拟结果,可为固体热载体煤热解反应器设计、工艺优化和节能分析提供参考。