合成气制天然气工艺的数值模拟

建立了基于动力学方程的甲烷化反应器模型,将多个反应器及公用工程模型联立,得到煤制天然气甲烷化步骤的流程模型,并考虑工艺条件改变时,产物组成和热量回收状况的变化.模拟结果能较好地与实验值吻合.研究结果表明,甲烷化反应器多为热平衡控制,位于流程后端的反应器,由于反应温度偏低,反应有可能是动力学控制.调节分流比能调节出口甲烷含量,且不影响热量回收状况.提高回流比可以令反应器出口温度降低,回收更多热量,提高出口甲烷含量,但回收热量的品位降低,操作费用亦随之增加.研制耐高温的催化剂十分必要,若催化剂能耐1 090 K左右的高温,理论上能实现流程的零循环和最大限度的热量回收.