基于Aspen Plus的甲烷三重整热力学模拟

【摘要】：为了优化反应条件及提高催化剂的反应效率,从热力学角度对甲烷三重整的反应过程进行了分析,求出了平衡常数与温度的关系式,据此对重整过程中各反应的竞争能力进行了比较。研究了反应温度、压力对重整结果的影响。利用Aspen Plus软件采用排列组合的方法,求出了1 331种不同进料比下CH_4、CO_2转化率、n(H_2)/n(CO)、积碳量及反应器热负荷的值,并进行了筛选。结果表明,升温有利于CH_4和CO_2的转化,但压力升高不利于反应的正向进行,从而确定了最佳反应温度和压力分别为1123.15 K和101.325 kPa。在此条件下,当n(CH_4):n(CO_2):n(H_2O):n(O_2)为1:0.2:0.1:0.5时,积碳量为零且系统能够实现自热。此时,CH_4和CO_2的转化率分別为99.35%和46.98%,n(H_2)/n(CO)=1.73。 【作者单位】： 西安科技大学化学与化工学院;
【关键词】： 甲烷 重整 热力学 Aspen Plus 零积碳 自热
【基金】：国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室科研课题“基于煤灰熔融粘温特性的气化操作工况调优辅助系统开发”(KF2013-1)
【分类号】：TE665.3
【正文快照】： 甲烷三重整(TRM)是由美国宾西法尼亚州立大学宋春山等[1-5]提出的一个新过程概念。该概念的核心是将甲烷水蒸气重整(SRM)、二氧化碳甲烷重整(CDR)和甲烷部分氧化(POM)3个反应同时耦合于某一反应器转化单元,使POM反应放出的热量供给强吸热的SRM和CDR反应,不仅可使整个反应系统

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