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《中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)》 2018年
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低温甲醇洗热力学模型优化及工艺计算

王伟  
【摘要】:低温甲醇洗以冷甲醇为溶剂,在低温高压下通过溶解作用脱除酸性气体CO2、H2S、COS等,气体净化程度高,选择性好,被广泛应用于煤或重油为原料的大型合成氨和煤制气装置中。煤炭间接液化是将煤炭经气化、净化再经费托合成,产生气态烃、液态烃及合成蜡等产品,并产生大量费托尾气。如将其中低碳烃分离,并将尾气中可再次利用的CO和H2作为合成气进行循环利用,则可以大大提高合成油工厂的综合能量利用效率,提高经济效益。本论文主要针对费托合成过程的尾气处理工艺,采用流程模拟软件Aspen Plus考查低温甲醇洗工艺吸收费托合成过程产生的费托尾气,提出低温甲醇洗吸收费托尾气的最佳工艺设计。本论文主要从以下几个方面进行低温甲醇洗工艺的相关研究:1.调研国内外低温甲醇洗工艺的研究现状,包括低温甲醇洗工艺流程,相关气体溶解度数据测量方法以及热力学模型方面的研究工作;2.参考文献中气体溶解度的实验方案,以SetaramBT 2.15微量热仪的温度控制系统,提高温度控制精度,建立气体溶解度测量装置,并采用恒定容积法计算50、-15和-30℃时不同压力下CO2在甲醇中的溶解度,标定气体溶解度实验装置的可靠性;3.采用恒定容积法测量低温下CH4、C2H6和C2H4在-30~-20℃时的溶解度,并对比亨利系数和PC-SAFT模型对溶解度计算结果的准确性,结果表明PC-SAFT方程能够很好关联气体在甲醇中的溶解度,可准确描述气体溶解度随温度、压力变化趋势,可用于含碳气体吸收的工艺计算;4.以上述研究结果为依据,对PC-SAFT热力学模型进行回归,并在Aspen Plus平台对F-T尾气吸收进行流程模拟计算,提出石脑油预洗和甲醇预洗方案,对比流程步骤和能耗、回收率等指标,确定采用低温甲醇预洗方案中的最佳方案。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ529.2

【参考文献】
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