天然气基多联产系统研究进展.ppt

天然气基多联产系统研究进展,徐钢李洪强韩巍金红光中国科学院工程热物理研究所22/9/2006,2006年石油和化工行业节能技术研讨会学术会议论文,1.研究背景,天然气是重要的化工原料与优质的动力燃料单产系统能耗高，进一步提升性能潜力不大单产系统关键参数、部件性能已经很高化工动力多联产系统基于系统集成原理将化工与动力有机整合在部件参数不提高前提下，获得更高效率,2.传统天然气基化工单产系统主要问题,追求高产率仍是化工生产的最主要目标能的梯级利用在化工单产中没有引起足够重视,天然气基甲醇单产系统重整过程EUD图,天然气基甲醇单产系统余热利用过程EUD图,3.传统天然气基动力单产系统主要问题,天然气基动力系统可用能损失最大部分燃烧过程而反应过程的化学能利用已脱离卡诺循环范畴是传统工程热力学方法无法解决的难题,,4.化工动力联产系统的主要集成思路,组分对口、分级转化；品位对口、梯级利用,,5.天然气基联产系统单元性能改进示例,天然气基甲醇动力联产系统重整过程EUD图,,,天然气基甲醇动力联产系统余热利用过程EUD图,利用重整炉的高温排气进行预重整,6.天然气基甲醇/动力并联型多联产系统,化工、动力流程不变通过热能集成与弛放气回收联合为整体分产流程简单叠加没有充分体现化工与动力有机结合系统节能率不高约为2％,,,7.天然气基甲醇/动力串联型多联产系统,化工与动力是上下游的串联整合关系与分产流程区别较大串联型多联产系统可在更宽限度上改变分产流程结构为实现化工动力有机整合奠定基础性能提升空间更大,,,8.两种串联型甲醇/动力联产系统流程,完全重整一次通过流程不改变重整参数原料天然气基本上都参与重整反应合成气一次通过未反应气送入动力单元和重整炉作燃料花费巨大代价得到的合成气大部被燃用不符合“组分对口分级转化”的集成原则，节能率仅2.4％部分重整部分循环流程采用较低的重整温度与较小的水碳比重整率会降低未反应气一部分进行再循环合成气有效成分转化率提高节能率可达6％如利用重整炉排气进行预重整会使节能率进一步提升1～2个百分点,,,9.天然气基DME/动力串联型多联产系统,完全重整一次通过节能率达8％部分重整部分循环节能率仅3％因为DME合成反应更易进行一次通过时也可达到较高转化率二甲醚部分重整部分循环时分离能耗和火用损会增大很多,,,10.化工产品对联产系统集成特性的影响,不同化工产品会对系统集成特性产生重要影响由于甲醇和二甲醚在合成与产品分离特性上有较大差别导致它们在串联型联产系统集成参数的选择上大相径庭前者更适于部分重整部分循环后者更适于完全重整一次通过,11.天然气基多联产系统经济性估算,联产系统关键参数有所降低，在公用工程等方面可节约投资联产系统可在产生相同产品时，比分产系统消耗更少原料两方面综合，使联产系统在经济性能上要好于分产系统,,,表1天然气基甲醇/动力串联型多联产系统经济性分析对比表,12.结论,联产系统涉及能量综合利用与组分合理分配化工动力的集成原则可概括为“组分对口、分级转化”“品位对口、梯级利用”串联型联产系统可在更宽限度上改变分产流程结构为化工动力有机整合奠定基础性能提升空间更大不同化工产品会对系统集成特性产生重要影响NG基甲醇动力联产系统更适于部分重整部分循环流程NG基二甲醚动力联产系统更适于完全重整一次通过流程这种差异源于他们在合成与产品分离特性上的差别联产系统有望在系统关键参数降低时获得更高效率这使得联产系统在投资上有所降低，同时节约原料费用从而获得更好的经济性能,,,谢谢,