天然氣作為一種安全、清潔、高效的一次能源,其需求量日益增大。為了緩解我國(guó)的天然氣供需矛盾,保護(hù)國(guó)家的能源戰(zhàn)略安全,開發(fā)新型、高效、清潔的天然氣生產(chǎn)工藝成為我國(guó)能源、環(huán)境等戰(zhàn)略研究方向的主要研究課題。本論文在對(duì)我國(guó)能源特點(diǎn)以及焦?fàn)t氣甲烷化制天然氣行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,利用Aspen plus軟件對(duì)S-1型等溫甲烷化催化劑、等溫甲烷化反應(yīng)器及等溫甲烷化工藝系統(tǒng)進(jìn)行了模擬研究。然后,將該等溫甲烷化工藝系統(tǒng)與某工廠現(xiàn)有的絕熱甲烷化工藝系統(tǒng)在能量利用和經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行了對(duì)比。最后,通過經(jīng)濟(jì)分析證明了等溫甲烷化項(xiàng)目具有可行性。首先,我們測(cè)定了在S-1型催化劑作用下甲烷化反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)參數(shù),擬合出了甲烷化反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)方程。然后,基于該動(dòng)力學(xué)模型利用Aspen plus軟件對(duì)焦?fàn)t氣甲烷化反應(yīng)及等溫甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行了模擬,考察了在不同溫度、壓力及原料組成下反應(yīng)器內(nèi)部的產(chǎn)物分布情況,并對(duì)反應(yīng)器體積進(jìn)行了估算。研究表明,該等溫催化劑在設(shè)計(jì)溫度及壓力下甲烷的生成速率為50.08mol?kg^-1?h^-1能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需要,為了保證等溫反應(yīng)器床層溫度分布... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 我國(guó)一次能源利用現(xiàn)狀
        1.1.2 天然氣能源供需現(xiàn)狀
        1.1.3 天然氣工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
    1.2 甲烷化工藝技術(shù)進(jìn)展
        1.2.1 甲烷化反應(yīng)熱力學(xué)
        1.2.2 甲烷化反應(yīng)機(jī)理
        1.2.3 甲烷化催化劑
        1.2.4 甲烷化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        1.2.5 甲烷化工藝
    1.3 研究?jī)?nèi)容及方案
2 等溫甲烷化反應(yīng)器模擬
    2.1 宏觀動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建
        2.1.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定方法
        2.1.2 活化能及指前因子的測(cè)定
        2.1.3 反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定
        2.1.4 宏觀動(dòng)力學(xué)方程
        2.1.5 動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證
    2.2 反應(yīng)速率影響因素考察
        2.2.1 甲烷化反應(yīng)熱力學(xué)分析
        2.2.2 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
        2.2.3 壓力對(duì)反應(yīng)速率的影響
    2.3 反應(yīng)器體積估算
        2.3.1 催化劑空速及裝填量估算
        2.3.2 換熱管體積估算
        2.3.3 反應(yīng)器體積估算及對(duì)比
    2.4 等溫反應(yīng)器模擬
        2.4.1 反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)器的影響
        2.4.2 反應(yīng)壓力對(duì)反應(yīng)器的影響
        2.4.3 CO濃度對(duì)反應(yīng)器的影響
        2.4.4 處理量對(duì)反應(yīng)器的影響
        2.4.5 催化床層軸向產(chǎn)物分布情況
        2.4.6 轉(zhuǎn)化率沿催化床層的變化情況
    2.5 本章小結(jié)
3 甲烷化工藝系統(tǒng)模型構(gòu)建及模擬
    3.1 甲烷化工藝系統(tǒng)各工序模型構(gòu)建
        3.1.1 原料氣組成及生產(chǎn)規(guī)模
        3.1.2 壓縮凈化工序模型構(gòu)建
        3.1.3 絕熱甲烷化工序模型構(gòu)建
        3.1.4 等溫甲烷化工序模型構(gòu)建
        3.1.5 深冷液化工序模型構(gòu)建
    3.2 甲烷化工藝系統(tǒng)模擬
        3.2.1 絕熱甲烷化工藝系統(tǒng)模擬
        3.2.2 等溫甲烷化工藝系統(tǒng)模擬
    3.3 本章小結(jié)
4 甲烷化工藝系統(tǒng)能量分析
    4.1 能量分析方法
        4.1.1 能量衡算法
        4.1.2 ?分析法
    4.2 甲烷化工藝系統(tǒng)的熱效率分析
    4.3 甲烷化工藝系統(tǒng)的?效率分析
    4.4 本章小結(jié)
5 甲烷化工藝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析
    5.1 項(xiàng)目投資估算及對(duì)比
    5.2 產(chǎn)品成本估算及對(duì)比
        5.2.1 產(chǎn)品成本估算
        5.2.2 產(chǎn)品成本對(duì)比
        5.2.3 靈敏度分析
    5.3 財(cái)務(wù)盈利能力分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]合成氣直接制備低碳烯烴Fe-MnOx催化劑研究[D]. 戴薇薇.華東理工大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3183344