氧熱法制電石多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工藝研究及工程設(shè)計.pdf

1、我國的能源布局以煤為主，結(jié)合當今嚴峻的國際形勢，將煤炭視為戰(zhàn)略資源，以減少對進口石油的依賴是我國如今應當大力發(fā)展和積極鼓勵的。而傳統(tǒng)煤化工資源利用效率低，環(huán)境污染較大，所以如何解決相應問題則成為推動煤化工大力發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本文依托國家重點基礎(chǔ)發(fā)展計劃973項目，以氧熱法煤制電石為研究對象，開展了煤基化學品制備系統(tǒng)與動力系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)的工藝研究。旨在開發(fā)一種低物耗、低能耗、低污染的新型煤化工路線，提出了氧熱法制電石基乙炔、二甲醚和燃料

2、電池/蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的煤基化學品/動力多聯(lián)產(chǎn)新系統(tǒng)，并結(jié)合設(shè)計院的實習經(jīng)驗，對該系統(tǒng)進行了系統(tǒng)工程設(shè)計。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，構(gòu)建了氧熱法電石乙炔工藝路線，并借助Aspen plus軟件對流程進行模擬。針對由北京化工大學自主研發(fā)的電石爐反應器（復合床反應器），按照反應器功能將一個反應模塊拆分成三部分進行模擬，分別為原料預熱/分解，能量供體反應進行和電石生成階段三個階段。在驗證模型可靠的基礎(chǔ)上，獲得了工藝系統(tǒng)的物料衡算

3、和能量衡算數(shù)據(jù);基于能量衡算數(shù)據(jù)，繪制了系統(tǒng)的能流圖。根據(jù)模擬結(jié)果，分析了進料及爐氣組成和系統(tǒng)能量利用情況。發(fā)現(xiàn):焦炭與氫氧化鈣的摩爾比為9.2∶1，其對應的質(zhì)量比為1.5∶1時，鈣源完全轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物CaC2，焦炭與富氧氣體發(fā)生的反應和混合氣體的顯/潛熱能完全滿足電石生成和原料預熱所需要的能量，能量完全利用，沒有損失。原料焦炭總量的78.1％作為能量供體反應原料參與了能量供體反應，全部生成了含CO的電石爐氣，CO的純度大于95％。

4、r>　　其次，確定了電石爐氣的利用方案，提出了重整合成氣一次通過二甲醚合成反應器，CO只進行單程反應，將此處未反應的合成氣送入燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠進行動力利用，構(gòu)建爐氣基二甲醚/動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工藝路線。在驗證模型可靠的基礎(chǔ)上，獲得了工藝系統(tǒng)的物料衡算和能量衡算數(shù)據(jù)。根據(jù)模擬結(jié)果，進行系統(tǒng)能量分析，計算得到此系統(tǒng)相比原一步法制二甲醚系統(tǒng)節(jié)約能耗約7％，收入增加62.6％。
　　最后，對氧熱法制電石多聯(lián)產(chǎn)工藝進行系統(tǒng)工程設(shè)計。產(chǎn)量按