低温甲醇洗中变换气脱硫脱碳过程的模拟优化.pdf

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1、第36卷第6期2015年12月能源化工EnergyChemicallnd瑚tryVoI.36No.6Dec..2015囝嚏墨翟圜低温甲醇洗中变换气脱硫脱碳过程的模拟优化术朱兆友,李鑫,徐东芳,彭涛,王英龙一(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)摘要:应用AspenPlus软件,选择基于BWR.IJs方程和Chapman.Enskog—Brokaw方程的PSRK热力学模型对低温甲醇洗变换气吸收过程模拟进行了优化,对密度计算方程和黏度计算方程进行了修正。将修正后的热力学模型分别应用于100%煤为气化原料的变换气、80%焦炭(W)+20%煤(埘)为气化原料的变换

2、气以及100%焦炭为气化原料的变换气的脱硫脱碳过程的模拟。结果表明:模拟结果与生产实际数据吻合良好,温度、密度、流量及组成的模拟误差均满足工程标定、优化改造及对未知工况进行分析的需要。关键词:低温甲醇洗热力学模型脱硫脱碳中图分类号:TQ018文献标识码:A文章编号:2095-9834(2015)06—0020—08SimulationandoptimizationforremovingsulfidesandcarbondioxidefromshiftgasbyrectisolZHUZhaoyou,LIXin,XUDongfang,PENGTao,WANGYingl

3、ong(CollegeofChemicalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266042,China)Abstract:WithAspenPlussimulationsoftware,thesimulationforshiftgasabsorptionprocessbyrectisolisoptimizedbyselectingPSRKthermodynamicmodelwhichbasedonBWR—LSequationandChapman-Enskog—Brokawequati

4、on.Theequationsofden—sitycalculationandviscositycalculationaremodified,andtheimprovedthermodynamicmodelisrespectivelyapplied01"1thesimulationoftheprocessesofremovingsulfidesandcarbondioxidefromthreekindsofshiftgaswhichisrespectivelygasifiedby100%coal,80%coke(massfraction)+20%coal(mass

5、fraction)and100%coke.Theresultsshowthatthesimulateddataarewellconsistentwiththoseofpracticaloperation,andtherelativeerrorsoftemperature,density,flowrateandcompositioncanmeetthedemandsofengi—neefingcalibration,optimizationreconstructionandtheanalysisofunknowncases。Keywords:rectisol;the

6、rmodynamicmodel;removalofsulfides;removalofcarbondioxide煤、焦炭经气化炉加压气化后得到的变换气中不仅含有氢气和一氧化碳,还含有一定量的二氧化碳、硫化氢和氧硫化碳等酸性气体,这些酸性气体会使下游工序中催化剂中毒,导致生产异常⋯。为脱除变换气中上述酸性气,德国Linde公司和Lurgi公司于20世纪50年代共同开发了低温甲醇洗工艺,该工艺利用低温甲醇对CO:、硫化物的选择性吸收,可对酸性气体进行分段脱除旧J。经过几十年的研究和发展,低温甲醇洗已经成为一种非常成熟的工艺,但由于缺少气液平衡数据,对该工艺的过程模拟研

7、究较为困难。Ferrell等∞1曾对四元体系的气液相平衡进行过计算,但计算温度范围较小。Evelein等M3和Ferrell等¨1分别采用SRK状态方程和PR方程计算部分相平衡数据,但结果仍不精确。Davis和Kermode¨o计算出了C02一CH,OH,H20-CH,OH以及C02一H20—CH,OH体系的Wilson参数,气相采用Virial方程、液相采用Wilson方程关联,结果可用。浙江大学和上海化工研究院一1深入研究了各类气体在低温甲醇中的溶解度以及富CO”H:S甲醇的物化性质,并测定了部分二元对的相平衡常数。湖南化工研究院的皮银安¨。9o以试验和文献为

8、基础,建立

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