甲醇合成氣加氫脫硫反應動力學及反應器模擬研究.pdf

1、焦爐煤氣制甲醇是實現(xiàn)煤資源高效利用和節(jié)能減排的重要方式之一。合成甲醇催化劑對硫化物高度敏感，要求原料氣中硫化物含量不能超過0.1ppm，因此，焦爐煤氣精脫硫是實現(xiàn)焦爐煤氣制甲醇工藝的關鍵技術之一。焦爐煤氣精脫硫由兩級加氫實現(xiàn)。雖然該工藝已經工業(yè)化應用多年，但是有關焦爐煤氣加氫脫硫的動力學和工業(yè)反應器的模擬卻很少報道。本文的研究目標是在實驗的基礎上建立包括烯烴和硫化物在內的焦爐煤氣一級加氫反應動力學模型，并利用該模型對工業(yè)反應器進行模擬。

2、
　　 焦爐煤氣成分復雜。實驗首先建立了可靠的焦爐煤氣組分分析方法。硫化物利用氣相色譜法測定，H2、CO、CO2、N2、O2和烴類含量通過甲烷關聯(lián)法確定。
　　 動力學實驗研究中首先對內、外擴散進行了考察，在參考工業(yè)反應器操作條件的基礎上確定了合理的實驗區(qū)間。在此基礎上，采用全面實驗的方法得到了動力學實驗數據。實驗結果表明，焦爐煤氣一級加氫過程中硫化物的轉化存在許多特殊現(xiàn)象。在溫和的條件下CS2的轉化率接近100％，而C

3、OS轉化率隨實驗條件的改變卻變化很小，C4H4S的生成路徑復雜。本文依據對實驗數據的分析，在引入合理假設的基礎上建立了焦爐煤氣一級加氫過程中C2H4和硫化物的加氫動力學模型，并依據實驗數據獲得了模型參數。嚴格的統(tǒng)計學檢驗表明，所得模型和參數在實驗條件范圍內是顯著可信的。
　　 利用上述研究結果，采用一維擬均相理想模型對焦爐煤氣一級加氫工業(yè)反應器進行了模擬。模擬結果與工業(yè)反應器的實際操作情況基本相符。例如工業(yè)反應器溫升為50 K，