工业费托浆态床反应器扩能模拟与优化

摘要

针对现有工业费托合成浆态床反应器产能提升问题,基于Aspen Plus平台建立了费托合成全流程模型。根据工业实际情况,选择了连续多级串联全混釜模型来模拟反应器内部的流体流动与传质特性,拟合了实际应用的CNFT-1催化剂的反应动力学模型,采用集总的方式将复杂的烃类产物简化为CH_(4)、C_(3)H_(8)、n-C_(8)H_(18)、n-C_(16)H_(34)和n-C_(42)H_(86)这5种物质,并根据工业实际情况给定了链增长因子模型来模拟不同条件下的产物分布。在优化的工艺操作参数下:新鲜合成气进气量(标准状况)为420 km^(3)/h、新鲜合成气n(H_(2))/n(CO)为1.57、催化剂装填量为80 t、反应温度为275°C、反应压力为3 MPa,模拟结果显示反应器的C_(3+)产能可以从约500 kt/a提升到约600 kt/a。同时通过对比产能提升前后换热、分离和脱碳等配套工艺系统的模拟数据,发现配套工艺在可承受130%负荷的情况下,整个系统才可以在扩能后正常稳定运行。