استفاده موثر از دی اکسید کربن در فرایند گاز تا متانول مرکب
چکیده
دو مدل فرایند برای استفاده از کربن دی اکسید و تبدیل آن به متانول استفاده می‌شود. این فرآیندها با استفاده از نرم افزار شبیه ساز aspen plus گسترش و بهبود یافته‌اند. هر دو مدل یک دستگاه اصلاح و یک دستگاه ترکیب و پیوند متانول و یک دستگاه بازیافت و یک نقطه تغذیه CO2 تازه به عنوان اصلی‌ترین تفاوت ساختاری را شامل هستند. در دستگاه اصلاح و ترمیم CO2 به همراه سایر گازها قرار دارند. در این دستگاه گاز سنتز موردنظر در قالب یک پیکربندی قابل تغییر تولید شده‌است. در همین هنگام تبدیل CO2 به هیدرو ژن به همراه یک کاتالیزور که بر پایه ی مس می‌باشد در دستگاه ترکیب و پیوند متانول انجام شده‌است تا محصول هدف یعنی متانول تولید شود. بعد از ترکیب و پیوند متانول، گازسنتزی که واکنش نداده است به دستگاه اصلاح پیوند متانول باز می‌گردند تا بازده انرژی افزایش پیدا کند. نتایج شبیه‌سازی نشان داده‌است که در هر فرآیند CGTM در مقایسه با فرآیند مرسوم و اولیه GTM به طور مطلوبی می توان بازده انرژی را افزایش و همچنین میزان انتشار CO2 را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش داد. بازده انرژی همان‌طور که نشان داده شده، تحت تاثیر ضریب بازیافت می‌باشد و به نظر می‌رسد هرچه ضریب بازیافت بالاتر باشد، به طور مطلوبی تبدیل و واکنش CO2 بهبود یافته و همچنین بازده انرژی افزایش و انتشار CO2کاهش می‌یابد. با این حال به نظر می‌رسد ضریب شکست (بازیافت به مرحله اصلاح/بازیافت کلی) تاثیر کمی بر روی بازده انرژی دارد. بازیافت مفیدی که به دستگاه اصلاح باز می‌گردد بسیار ناچیز می‌باشد (در حد صفر).
مقدمه
فرآیند تبدیل گار به متانول (GTM) بر پایه پیوند و ترکیب متانول در دهه گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده‌است، زیرا به طور عمومی تقاضا برای متانول در حال افزایش می‌باشد و عرضه گاز طبیعی با قیمت نسبتا کم صورت می‌گیرد. متانول یکی ار مهم‌ترین مواد خام اولیه برای پتروشیمی و صنعت تولید انرژی می‌باشد. دلیل آن را می‌توان استفاده بسیار وسیع ماده دانست. محدوده استفاده آن از شیمی (به عنوان مایع حلال یا ماده اولیه تولید اولفین، فرمالدهید، استیک اسید و...) گرفته تا صنعت تولید انرژی (به خودی خود به عنوان سوخت و یا در ترکیب با گازوئیل و یا استفاده در سلول های سوختی متانولی) گسترده است. متانول حتی می‌تواند به کالای مهم‌تر در سال های آینده بدل شود. این موضوع را می‌توان تحت تاثیر منابع فراوان گاز طبیعی مانند گاز شیل و متان موجود بر بستر ذغال سنگی که به تازگی در شکاف‌های افقی و تکنولوژی شکافتن هیدرولیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است، دانست.
ABSTRACT
Two process models for a carbon-dioxide-utilized gas-to-methanol (GTM) process (CGTM) that primarily produces methanol were developed using the process simulation software Aspen Plus. Both models comprised a reforming unit, a methanol synthesis unit and a recycling unit, with the feeding point of the fresh feed CO2 as the principal configurational difference. In the reforming unit, CO2/Steam–mixed reforming was performed to generate the targeted syngas in flexible compositions. Meanwhile, CO2 hydrogenation was conducted over a Cu-based catalysts in the methanol synthesis unit to directly produce the targeted product, methanol. After methanol synthesis, the unreacted syngas was recycled to the methanol synthesis and reforming units to enhance energy efficiency. The simulation results revealed that both CGTM options can favorably improve the energy efficiency and significantly reduce the total CO2 emissions, compared to a conventional GTM process. The energy efficiency was shown to be highly affected by the recycle ratio and a higher recycle ratio seemed to favorably improve CO2 conversion, enhance energy efficiency, and reduce CO2 emissions. However, the split ratio (recycle-to-reforming unit/total recycle) seems to have little effect on the energy efficiency, and the optimum recycle to the reforming unit was determined to be none.
1. Introduction
Gas-to-Methanol (GTM) process based on the methanol synthesis have attracted significant attention over the past decade because of the generally increasing trend in methanol demand and the abundant natural gas supply available at relatively low prices [1]. Methanol is a very important primary raw material for the petrochemical and energy industries because of its wide applications, ranging from chemical uses (e.g., as a solvent or an intermediate for producing olefins, formaldehyde, acetic acid and esters) to energy uses (e.g., as a fuel by itself, blended with gasoline, or for use in direct methanol fuel cells) [2–4]. Methanol will become an even more important commodity in the coming years, thanks largely to the unconventional but extremely abundant natural gas resources, such as shale gas and coal-bed methane which have been recently exploited through the development of horizontal drilling and hydraulic fracturing technologies [5–8].
چکیده
1- مقدمه
2-روش ها و مواد اولیه
3-بحث و جمع بندی
3-1تاثیر ضریب بازیافت بر روی کارایی CGTM فعلی
3-2 بازده گرمایی و کربن
3-3 اثر ضریب شکست بر روی عملکرد CGTM امروزی
3-4 مقایسه عملکرد CGTM با GTM اولیه
4-نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Material and methods
3. Results and discussion
3.1. Influence of recycle ratio on the performance of the present CGTM
3.2. Thermal and carbon efficiencies
3.3. Influence of split ratio on the performance of the present CGTM
3.4. Performance comparison of both CGTM options and conventional GTM process
4. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه