基于動力學模型的合成氣完全甲烷化回路系統模擬分析

李春啟

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基于動力學模型的合成氣完全甲烷化回路系統模擬分析

李春啟

（大唐國際化工技術研究院有限公司，北京100070）

為了研究工藝條件對某甲烷化工業裝置回路系統的影響，利用Aspen Plus軟件建立了多級絕熱甲烷化反應器回路系統動力學模型，動力學方程由Fortran編程嵌入模型中，模擬結果與實際運行值吻合較好。本文進而考察了不同工藝參數對甲烷化回路系統的影響，結果表明：循環比對各級反應器的出口溫度、熱點位置、出口氣中CO2及CH4含量影響顯著，但對產品氣中CH4含量影響較小；增大原料氣流量，僅使各級反應器的熱點位置后移，對各反應器出口溫度、氣體組成和產品氣質量的影響可以忽略；提高進料溫度，各級反應器的出口溫度隨之升高、出口氣中CO2含量增加、CH4含量下降，產品氣中CH4含量略微降低；氫碳比的變化，對各級反應器出口氣組成及產品氣中CH4含量影響顯著，對第四反應器的出口溫度影響也很大，但對第一至第三反應器的溫度分布影響不大，氫碳比由2.8增至3.2，產品氣CH4含量呈先增大后減小的趨勢，驗證了氫碳比為3是甲烷化反應系統的最優值。

甲烷化；固定床反應器；Aspen Plus；動力學；模擬分析

作為煤制天然氣過程的核心技術之一，甲烷化工藝技術的研究始于20世紀60～70年代，先后開發了絕熱固定床甲烷化、等溫固定床甲烷化、流化床甲烷化、液相甲烷化等工藝。目前商業化或具備商業化條件的甲烷化技術均為絕熱固定床甲烷化工藝，如Lurgi甲烷化工藝、Davy甲烷化工藝、Tops?e甲烷化工藝等[1]。……