pse2011-pa07_费托合成过程模拟及尾气处理分析

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1、费托合成过程模拟及尾气处理分析*陆雪峰,孙力，贺高红（大连理工大学精细化工国家重点实验室，膜科学与技术研究开发中心，辽宁，大连，116024）摘要：费托（F-T）合成是煤间接液化技术之一，是将非石油能源转化成类似石油的液体燃料的技术。费托合成流程包括五部分：煤气化，水气变换，气体净化，合成液体燃料和联合循环发电。本文应用ASPENPLUS软件对费托合成全流程进行模拟并着重对其尾气处理进行分析，研究三种尾气处理方法：尾气全部燃烧产电；尾气回收H2和CO等有效组分；尾气部分燃烧满足系统蒸气和电需求。通过过程工艺流程和公用工程系统分析，综合比较系统可操作性和

2、过程总收益，确定尾气全部燃烧是最优方案。关键词：费托合成；尾气燃烧；变压吸附；膜分离中图分类号：TQ028.1文献标识码：文章编号：SimulationofFischer-Tropschsynthesisandanalysisofoffgastreatment*LUXuefeng,SUNLi,HEGaohong(StateKeyLaboratoryofFineChemicals，R&DCenterofMembraneScienceandTechnology，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，Liaoni

3、ng，China)Abstract:Fischer-Tropsch(F-T)synthesisisanimportantcoaltoliquidoiltechnology.F-Tprocessincludesfiveparts:coalgasification,watergasshift,gaspurification,liquidsoilsynthesis,andcombinedcyclepower.Inthispaper,thewholeprocessissimulatedusingthesoftASPENPLUS,andthenthreemeth

4、odsoftheprocessoffgastreatmentareanalyzed:offgasfullcombustion,offgaspartialcombustion,andCOandH2recoveryfromtheoffgas.Thefirstoptionistheoptimalmethodwhileconsideringalltheprocesssystem,processproducts,andtheutilitysystem.Keywords:F-Tsynthesis;offgascombustion;pressureswingadso

5、rption;membraneseparation引言我国能源结构的总特点是“富煤、缺油、少气”。和H2）；2）水气变换，粗合成气经过变换操作满随着国际油价日益增长，以煤为原料经费托（F-T）足合成气中H2与CO的摩尔比要求；3）合成气净反应生成液体燃料是解决燃料供应不足的重要途化，由于煤含硫等杂质，所以粗合成气含有的酸性径之一。F-T反应由F.Fischer和H.Tropsch发明，气体将使后续合成反应催化剂中毒，常采用低温甲[1-2]并于1936年工业化，其原理是在催化剂（Fe醇洗（Rectisol）或天然气脱硫（Selexol）等技术；或Co催化

6、剂）作用下，CO和H2反应生成液态烃4）液体燃料合成及精制改质，以合成气为原料催类产品。F-T根据反应温度不同可以分为两类：低化反应合成汽油柴油等液体燃料；5）联合循环发温费托反应（LTFT），反应温度200℃-240℃，电，主要指过程尾气作为燃料满足过程电能和热量主产品为石蜡、石脑油等重组分；高温费托反应需求。（HTFT），反应温度300℃-350℃，可得到汽油、本文对全过程进行模拟分析，并对过程尾气处[3]柴油、溶剂油和烯烃等。理方法进行比较，包括尾气全部燃烧发电，尾气回[4]F-T过程主要包括五部分：1）煤气化，煤、收F-T合成有效组分（CO和H

7、2），以及尾气部分水和空分系统生产的O2气化反应，反应温度一般燃烧、部分回收有效组分。是1000℃-1200℃，生成粗合成气（主要含CO联系人：孙力。第一作者：陆雪峰（1987-），女，硕士研究生。Correspondingauthor:SUNLi,E-mail:bonnia@dlut.edu.cn基金项目：国家杰出青年科学基金，教育部新世纪优秀人才支持Foundationitem:SupportedbyNationalScienceFundfor计划（NCET-06-0272）。DistinguishedYoungScholarsofChina,Th

8、eProgramforNewCenturyExcellentTalentsinChineseU