基于Aspen Plus甲醇合成宏观动力学研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第o6期文章编号：1002—1124(2014)06—0021～03继缓教．基甲醇合成：育宏观动力学研究郑蓉，诸林(西南石油大学化学化工学院，四川成都610500)摘要：选取Langmuir-Hinshelwood-Hougen—Watson型动力学方程，利用AspenPlus对C306催化剂上甲醇合成过程进行动力学模拟，模拟结果能较好地与文献值吻合。分析操作参数和氢碳比对CO、CO：转化率影响。结果显示，在恒定操作压力条件下，CO转化率在进料气入口温度为496～504K时达到最大，与之对应，CO：转化率则在49

2、0—495K时达到最大；在相同人口温度下，提高操作压力有利于增加CO、CO转化率；氢碳比提高有利于CO转化。关键词：甲醇合成；宏观动力学；AspenPlus；操作参数；氢碳比中图分类号：TP319文献标识码：AStudyofsacro。-kineticsofmethanolsynthesisbasedonaspenplusZHENGRong，ZHULin(SchoolofChemistryandChemicalEngineeringofSouthwestPe~oleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：Theproce

3、ssofmethanolsynthesisonC306catalystwassimulatedbyAspenPlus，basedontheLangmuir——Hinshelwood-Hougen-Watsonkinetictypemacro-kineticmodelsandthegivenfeedandreactioncon——ditions．Thesimulationresultsareinlinewithliteraturevalues．Theinfluencesofoperatingparametersandhydro-gentocarbonratioont

4、heconversionrateofCOandCO2wereanalyzed．Theconclusionsshowthatintheeaseofcertainoperatingpressure，COconversionrateatareactiontemperatureof496-504Kreachesthemaximum，ThereactiontemperatureofCO2conversionratereachedthemaximumis490～495K；Underacertainreactiontempera—ture，thehigheroperatingp

5、ressure，themoreconversionofCO，aswellasCO2；Thehydrogentocarbonratioinfa—vorofCOconversionwasincreased．Keywords：methanolsynthesis；macro-kinetics；AspenPlus；operatingparameters；hydrogentocarbonratio甲醇是一种重要化工原料，也是一种高效清洁替代燃料【l1。随着1966年铜基甲醇合成催化剂的问1动力学模型及参数世，铜基催化剂甲醇合成技术在工业上得到了广泛甲醇合成过程中主要进行的反应

6、有：地应用[21。Graaf等【，财铜基催化剂上甲醇合成的本CO+2H2=CH40(1)征动力学进行了研究，得到了Langmuir—Hinshel—CO2+3H2=CILO+H2O(2)wood—Hougen—Watson(L—H—H—w)型动力学方程，CO2+H2=CO+H2O(3)李建伟、陈鹏、马宏方“】在Graaf研究基础上分别选取反应(1)和反应(2)为独立反应。选定的对C302型、C306型和C307型催化剂进行动力学L—H—H—W动力学模型如式(4)、(5)所示：研究，得到了适用于不同条件的动力学参数。本文选定L—H—H—w方程，结合C306型催化剂宏

7、观动，一一(4)力学参数，利用AspenPlus对甲醇合成过程进行模。一D一(I+Kco+cofco,+)拟，并对影响碳转化率的主要因素进行分析讨论。dO2A2(1)，一一(5)dw(I+Kcofco+0厂c+^)。：收稿日期：2014～04—11式中：exp(一E／RT)=1，2作者简介：郑蓉(1987～)，女，硕士，主要从事天然气加工等领域的kj=exp[ai-bi(1／T／493．15)]；j=CO，CO／，H2研究。导师简介：诸林(1965一)，男，教授，主要从事天然气处理与加工、环鱼。：，境保护方面研究。ofco：郑蓉等：基于AspenPlus甲醇合成宏

8、观动力学研