基于ASPEN PLUS软件模拟生物质气化合成碳酸二甲酯的研究

摘要

我国生物质资源具有储量巨大、来源广泛、成本低廉的特点，极具开发价值。生物质气化技术是一种有效利用生物质资源的方式。生物质气化气可以作为甲醇合成的原料，合成气完成甲醇合成后剩余的CO连同甲醇也可一同作为合成碳酸二甲酯（DMC）的原料，这也就基本构成了以生物质气化合成DMC系统的物料流向。将生物质气化合成甲醇技术与DMC合成技术结合起来可以有效利用生物质资源，同时可以开辟一条DMC合成的新途径。
　　本文以生物质气化为基础设计建立 DMC合成的模拟流程并且进行了相应的研究分析。首先本文对系统流程的主要单元建立了模型，其计算结果与文献报道相接近，误差结果在可接受范围内，验证了模型的可行性；其次本文对系统中生物质气化单元、甲烷重整单元、甲醇合成单元和DMC合成单元的主要操作参数进行了优化分析，提出了该模拟流程最佳操作参数。
　　本文对生物质气化合成DMC系统的流程进行了相应研究分析，研究结果表明：对于生物质气化单元，当气化温度为600℃、气化压力为0.1MPa、水蒸气与生物质质量比（S/B）=0.8、CO2与生物质质量比（CO2/B）=0.3时本文研究的气化系统性能最佳；对甲醇合成单元，低温和高压有利于后续DMC的合成，当合成温度为200℃，合成压力为8MPa，循环比为7.0时本文研究的甲醇合成系统性能最佳；对DMC合成操作单元，低温和高压有利于DMC的合成，当合成温度为140℃，合成压力为0.3MPa时本文研究的DMC合成系统性能最佳。每千克生物质原料（稻秸）合成 DMC的产率为0.4608Kg，碳转化率为72.7%。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 相关技术及发展现状

1.3 课题现状存在问题及研究思路

第二章 过程模拟技术概论与软件简介

2.1 过程模拟技术概论

2.2 过程模拟软件 Aspen Plus

2.3 吉布斯（Gibbs）自由能及最小自由能原理

第三章 生物质合成DMC系统构成及模拟研究

3.1 生物质气化

3.2 甲烷重整

3.3 甲醇合成

3.4 甲醇直接气相氧化羰基化合成DMC

第四章 生物质气化合成DMC系统模型建立与模拟分析

4.1 生物质气化因素对DMC合成产率的影响

4.2 甲醇合成条件对DMC合成产率的影响

4.3 DMC合成条件对DMC合成产率的影响

4.4 系统最佳操作参数

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2不足与展望

参考文献

致谢