天然气非催化部分氧化制合成气过程的研究 被引量：29

1

作者 王辅臣 李伟锋 +3 位作者 代正华 陈雪莉 刘海峰 于遵宏 《石油化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期47-51,共5页

以多通道喷嘴为射流源，在φ1m×6m的大型冷模装置中测定了天然气非催化部分氧化气化炉内的流体流动过程、冷态浓度分布和停留时间分布。分析了气化炉内各流动区域的化学反应过程，以工业操作数据为基础对天然气非催化部分氧化过程... 以多通道喷嘴为射流源，在φ1m×6m的大型冷模装置中测定了天然气非催化部分氧化气化炉内的流体流动过程、冷态浓度分布和停留时间分布。分析了气化炉内各流动区域的化学反应过程，以工业操作数据为基础对天然气非催化部分氧化过程进行了分析和模拟，探讨了工艺条件对转化反应结果的影响。模拟研究结果表明，在射流区主要为燃烧反应，在管流区主要为转化反应；合成气的产最随氧气和天然气体积比的变化会出现最大值，随天然气组成的不同，对大型气炉适宜的氧气和天然气体积比为0．66～0．68，对小型气炉适宜的氧气和天然气体积比为0．68～0．70。当氧气与天然气体积比达到0．67之后，蒸汽的加入对合成气产量和气化炉出口气体中CH4的含量几乎无影响。 展开更多

关键词 天然气 非催化部分氧化 合成气 分析 模拟 气化炉 转化

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天然气非催化部分氧化转化炉模拟 被引量：8

2

作者 徐月亭 代正华 +3 位作者 李超 刘海峰 周志杰 王辅臣 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1249-1254,共6页

O2/CH4比、操作压力和气化炉长度等因素对天然气非催化部分氧化转化炉的运行至关重要。研究建立了基于反应动力学的反应器网络模型和平衡模型。考察了O2/CH4摩尔比、压力与停留时间对合成气出口温度和组成的影响。结果表明,反应器网络... O2/CH4比、操作压力和气化炉长度等因素对天然气非催化部分氧化转化炉的运行至关重要。研究建立了基于反应动力学的反应器网络模型和平衡模型。考察了O2/CH4摩尔比、压力与停留时间对合成气出口温度和组成的影响。结果表明,反应器网络模型的预测结果与工业运行数据吻合较好。随着O2/CH4摩尔比增大、压力的上升或停留时间的变长,两种模型模拟结果的差异逐渐变小。反应器网络模型模拟结果表明,O2/CH4摩尔比上升,合成气温度逐渐升高,出口甲烷含量逐渐降低,H2/CO摩尔比逐渐下降。在停留时间较短时,压力的上升会促进甲烷的转化,而在停留时间较长时,较高的压力会抑制甲烷的转化。 展开更多

关键词 天然气 非催化部分氧化 平衡模型 反应器网络 反应机理

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甲烷常压非催化部分氧化热模实验研究 被引量：3

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作者 徐月亭 代正华 +2 位作者 李新宇 李超 王辅臣 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期60-64,69,共6页

氧气/甲烷摩尔比、操作负荷以及二氧化碳添加的研究对天然气非催化部分氧化转化炉运行优化和调节合成气氢气/一氧化碳摩尔比非常重要。文中搭建了天然气非催化部分氧化热模实验平台,考察了上述因素对出口合成气组成的影响。在研究范围... 氧气/甲烷摩尔比、操作负荷以及二氧化碳添加的研究对天然气非催化部分氧化转化炉运行优化和调节合成气氢气/一氧化碳摩尔比非常重要。文中搭建了天然气非催化部分氧化热模实验平台,考察了上述因素对出口合成气组成的影响。在研究范围内得出以下结论:氧气/甲烷摩尔比从0.85增加到1.10,出口甲烷摩尔分数随之降低,有效合成气(一氧化碳+氢气)摩尔分数先增大后减小,在氧气/甲烷摩尔比为0.95时达到最大值87.75%;由于壁面热损失和停留时间的影响,提升操作负荷有利于提高有效合成气摩尔分数,但会导致甲烷转化率下降;添加的二氧化碳参加了逆水蒸气变换反应及甲烷二氧化碳重整反应,使合成气中一氧化碳摩尔分数随二氧化碳/甲烷摩尔比的增加而增加,氢气的变化趋势则与之相反。 展开更多

关键词 甲烷 非催化部分氧化 热模实验 二氧化碳添加

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甲烷预混非催化部分氧化制合成气 被引量：1

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作者 廖勇 杨会龙 +2 位作者 李智勇 李青 刘润静 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第2期156-159,170,共5页

随着以天然气为原料制得合成气继而生产高品质液态烃工艺的日益成熟,天然气非催化部分氧化工艺越来越引起人们的关注。设计了一种预混非催化部分氧化工艺,采用自制预混燃烧器,对非预混和预混非催化部分氧化工艺进行了对比实验。采用CHEM... 随着以天然气为原料制得合成气继而生产高品质液态烃工艺的日益成熟,天然气非催化部分氧化工艺越来越引起人们的关注。设计了一种预混非催化部分氧化工艺,采用自制预混燃烧器,对非预混和预混非催化部分氧化工艺进行了对比实验。采用CHEMKIN4.0中的预混燃烧模型,对实验过程进行了模拟,模拟结果与实验结果基本一致。结果表明:预混优于非预混非催化部分氧化工艺,温度低,无积炭,进一步验证了适合甲醇合成的最佳实验条件是V(O2)/V(CH4)为0.50,温度为900℃,压力约为100 kPa,出口气体中V(H2)/V(CO)约为2.00。 展开更多

关键词 甲烷 非催化部分氧化 预混 合成气 CHEMKIN4.0 模拟

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气态烃非催化部分氧化烧嘴端面传热过程研究 被引量：3

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作者 杨曹立 高瑞 +2 位作者 代正华 梁钦锋 王辅臣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期11-16,共6页

针对气态烃非催化部分氧化烧嘴端面传热情况进行了数值模拟,揭示了烧嘴流道组织对转化炉内燃烧情况和烧嘴端面热负荷的影响。结果表明:三通道烧嘴将CO_(2)通道添加在O_(2)与CH_(4)通道之间时,增加了高温区与烧嘴端面之间的距离,减少了... 针对气态烃非催化部分氧化烧嘴端面传热情况进行了数值模拟,揭示了烧嘴流道组织对转化炉内燃烧情况和烧嘴端面热负荷的影响。结果表明:三通道烧嘴将CO_(2)通道添加在O_(2)与CH_(4)通道之间时,增加了高温区与烧嘴端面之间的距离,减少了外侧端面受到的传热量;双通道烧嘴利用CO_(2)稀释O_(2)的方式降低反应强度,减少了辐射传热量,从而降低了烧嘴外侧端面温度,改善了外侧端面热应力分布。采用双通道形式的烧嘴在端面温度及热应力分布方面更具优势。 展开更多

关键词 气态烃非催化部分氧化 烧嘴 端面温度 热应力

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天然气非催化部分氧化反应机理模拟 被引量：3

6

作者 周新文 陈彩霞 王辅臣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期192-197,共6页

应用甲烷-乙烷-丙烷混合气氧化试验数据和Chemkin II程序,评估了3种动力学机理模型(GRI-3.0模型,Konnov-0.5模型和Petersen-C5模型)对高压中温条件下甲烷着火延迟时间的预测能力。研究发现用GRI-3.0模型预测的着火延迟时间与试验结果一... 应用甲烷-乙烷-丙烷混合气氧化试验数据和Chemkin II程序,评估了3种动力学机理模型(GRI-3.0模型,Konnov-0.5模型和Petersen-C5模型)对高压中温条件下甲烷着火延迟时间的预测能力。研究发现用GRI-3.0模型预测的着火延迟时间与试验结果一致性最好,适合模拟高温高压条件下天然气非催化部分氧化反应过程。 展开更多

关键词 甲烷 非催化部分氧化 化学反应机理模型

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不同稀释剂条件下甲烷非催化部分氧化数值模拟 被引量：1

7

作者 杨梦如 仇鹏 +2 位作者 许建良 代正华 王辅臣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期457-464,共8页

以工业装置中O_(2)与CH4体积比为0.69的操作条件为基础,使用ANSYS Fluent16.1进行数值模拟,采用基于雷诺平均方程(RANS)的Realizable k-ε湍流模型,以及涡耗散概念(EDC)模型耦合GRI3.0详细化学反应机理来模拟转化炉内湍流燃烧与化学反... 以工业装置中O_(2)与CH4体积比为0.69的操作条件为基础,使用ANSYS Fluent16.1进行数值模拟,采用基于雷诺平均方程(RANS)的Realizable k-ε湍流模型,以及涡耗散概念(EDC)模型耦合GRI3.0详细化学反应机理来模拟转化炉内湍流燃烧与化学反应过程。考察了3种稀释剂(N_(2)、H_(2)O、CO_(2))对转化炉内温度、自由基(·OH、·CH_(2)O)分布以及炉膛火焰反应区分布的影响。结果表明:N_(2)和H_(2)O稀释对转化炉内温度、自由基及反应区分布的影响差别很小,CO_(2)稀释的影响最显著。在CO_(2)稀释下,炉膛内的最高火焰温度降低了约50 K;·OH和·CH_(2)O自由基峰值分别降低了约33.0%和24.5%。此外,CO_(2)稀释的3种不同效应对转化炉内温度和自由基分布的影响大小依次为:稀释效应>热效应>化学效应。 展开更多

关键词 非催化部分氧化 稀释剂 CO_(2)稀释 火焰温度 化学效应

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天然气非催化部分氧化制还原气的净化系统模拟 被引量：1

8

作者 史雪君 吴道洪 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期206-210,共5页

利用Aspen Plus软件对天然气非催化部分氧化制还原气后采用的MDEA法脱除硫化氢和二氧化碳工艺过程进行模拟研究。考察了液气比、操作压力和MDEA溶液质量分数对还原气脱硫脱碳效果的影响。灵敏度分析结果表明,随着液气比的升高、吸收塔... 利用Aspen Plus软件对天然气非催化部分氧化制还原气后采用的MDEA法脱除硫化氢和二氧化碳工艺过程进行模拟研究。考察了液气比、操作压力和MDEA溶液质量分数对还原气脱硫脱碳效果的影响。灵敏度分析结果表明,随着液气比的升高、吸收塔操作压力的升高、MDEA溶液质量分数的增大,塔顶出口的CO_2和H_2S的摩尔分数先呈线性规律减小后逐渐趋于变缓的趋势。灵敏度分析模拟给出了最佳操作参数,即吸收塔1、塔2液气比分别为12.6、42.6 kg/kg,吸收塔2操作压力为300 kPa,MDEA溶液质量分数为46%。 展开更多

关键词 天然气非催化部分氧化 还原气 脱硫脱碳 模拟分析

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甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气的方法和系统（CN103693616A）

9

《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期102-102,共1页

本发明提供了一种甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气的方法，甲烷蒸汽转化预热过程利用甲烷非催化部分氧化反应中产生的热量，生产第一合成气后，与甲烷非催化部分氧化反应生产的第二合成气，进行混合；应用本发明的有益效果... 本发明提供了一种甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气的方法，甲烷蒸汽转化预热过程利用甲烷非催化部分氧化反应中产生的热量，生产第一合成气后，与甲烷非催化部分氧化反应生产的第二合成气，进行混合；应用本发明的有益效果：采用本方法能够利用气化过程中的热量，减少热损。 展开更多

关键词 非催化部分氧化 蒸汽转化 合成气 甲烷 联产 部分氧化反应 系统 预热过程

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不同气流床气化工艺炭黑的氧化反应特性 被引量：2

10

作者 高明 陶迅 +4 位作者 丁路 陈哲坤 代正华 于广锁 王辅臣 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期28-35,共8页

利用高分辨透射显微镜分别对煤和生物质快速热解炭黑、天然气非催化部分氧化小试装置炭黑和工业装置炭黑、商业天然气炉法炭黑和煤焦油炉法炭黑等六种样品的形貌结构进行了表征;基于常压热重分析仪非等温法(50−800℃)对炭黑的着火点、... 利用高分辨透射显微镜分别对煤和生物质快速热解炭黑、天然气非催化部分氧化小试装置炭黑和工业装置炭黑、商业天然气炉法炭黑和煤焦油炉法炭黑等六种样品的形貌结构进行了表征;基于常压热重分析仪非等温法(50−800℃)对炭黑的着火点、氧化反应速率进行了研究,获得了炭黑的氧化反应动力学参数。研究表明,不同的炭黑理化性质差异较大,煤和生物质快速热解炭黑的球形度更高,粒径较大;天然气非催化部分氧化小试装置炭黑在较低温度下形成,呈现被碳囊包裹的形态;天然气非催化部分氧化工业装置炭黑呈现中空结构,粒径较小。非催化部分氧化小试装置和工业装置炭黑的氧化反应性接近,是天然气炉法炭黑的3.1倍,是煤焦油炉法炭黑的3.2倍;非催化部分氧化炭黑的反应性是煤快速热解炭黑的9.0倍,是生物质快速热解炭黑的26.6倍。两种非催化部分氧化炭黑和两种商业炉法炭黑的活化能随温度变化呈现分段形式;两种快速热解炭黑的活化能随温度升高基本不变。 展开更多

关键词 炭黑 快速热解 非催化部分氧化 结构 反应性 动力学

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气冷三通道烧嘴端面温度及热应力研究 被引量：1

11

作者 曾泽李 仇鹏 +3 位作者 韩洋 许建良 代正华 王辅臣 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期30-34,共5页

为简化烧嘴,优化气化炉烧嘴的冷却方式,文中提出无冷却水系统的烧嘴,其用工艺介质蒸汽作为天然气非催化部分氧化气冷三通道烧嘴的气膜冷却介质。采用数值模拟的方法分析传统水冷双通道烧嘴和气冷三通道烧嘴的炉膛温度、烧嘴端面温度和... 为简化烧嘴,优化气化炉烧嘴的冷却方式,文中提出无冷却水系统的烧嘴,其用工艺介质蒸汽作为天然气非催化部分氧化气冷三通道烧嘴的气膜冷却介质。采用数值模拟的方法分析传统水冷双通道烧嘴和气冷三通道烧嘴的炉膛温度、烧嘴端面温度和热应力的情况。结果表明:采用水冷双通道烧嘴的炉膛最高温度为1924 K,相比气冷三通道烧嘴的炉膛要高出300 K;水冷双通道烧嘴端面最高温度为543 K,采用气冷三通道烧嘴,提高蒸汽流速能够显著降低端面最高温度,蒸汽流速为80 m/s时端面最高温度为535 K;气冷三通道烧嘴端面的热应力在材料的允许范围内,当蒸汽流速为80 m/s时最大热应力与水冷双通道烧嘴相当。气冷三通道烧嘴能满足天然气非催化部分氧化工艺需求。 展开更多

关键词 非催化部分氧化 水冷双通道烧嘴 气冷三通道烧嘴 端面温度 热应力

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焦炉气制乙二醇工艺技术方案优化和经济性分析 被引量：6

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作者 周敬林 王煊 +3 位作者 吴艳 贺鑫平 屈艳莉 陈斌 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期74-78,共5页

为深度利用焦炉气资源,以焦炉气为原料进行转化并生产高附加值化学品,实现焦化企业节能减排和提高经济效益,结合理论及工程经验,对不同焦炉气制取乙二醇的技术方案进行全工艺流程优化,重点对比了焦炉气催化部分氧化和非催化部分氧化技术... 为深度利用焦炉气资源,以焦炉气为原料进行转化并生产高附加值化学品,实现焦化企业节能减排和提高经济效益,结合理论及工程经验,对不同焦炉气制取乙二醇的技术方案进行全工艺流程优化,重点对比了焦炉气催化部分氧化和非催化部分氧化技术,同时对全厂工艺方案进行了经济性分析。结果表明:焦炉气转化制取合成气对全厂工艺方案影响较大,采用焦炉气非催化氧化技术制取合成气,合成气经净化和分离后制取乙二醇全厂工艺方案更优,具有投资低、消耗低和流程短等优点,乙二醇生产成本为3 974元/t,其财务内部收益率分别为25. 38%(税前)和20. 80%(税后),盈利能力较强,具备良好的经济效益和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 焦炉气 非催化部分氧化 催化部分氧化 乙二醇

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焦炉气制合成气工艺选择 被引量：3

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作者 杨泳涛 郭金回 肖华送 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期63-65,共3页

介绍了焦炉气的典型组成和可用于焦炉气制合成气的工艺。详细阐述了焦炉气非催化部分氧化制合成气装置的工艺流程,并指出了其优缺点,

关键词 焦炉气 焦炉煤气 重整 非催化部分氧化 合成气

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