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植物基合成油气技术实现了农林废弃物向碳氢燃油、燃气及固体炭的快速转化,但是其整个生产工艺系统并未完善也没有完整的设计。本项目针对该技术工艺和产物组成的特点选定人工煤气,LPG(液化石油气)为工艺产品,设计燃气液化制备LPG,人工煤气系统的完整工艺。结合课题目标和要求,本文以ASPEN.PLUS工艺设计软件作为研究平台,组建了氮气膨胀液化流程模拟模型,利用氮气膨胀液化流程模拟模型整定原料燃气操作压力为50bar、高压液态LPG节流前温度为-90℃和液态LPG储存条件为1.5bar;并通过初步的物料平衡和热平衡模拟计算发现氮气膨胀液化流程模拟模型的不足和缺陷,提出改进措施。从氮气膨胀液化工艺制冷剂热物理性质研究突破口,利用ASPEN.PLUS工艺设计软件建立了氮气膨胀制冷循环简化模拟模型。通过对氮气膨胀制冷循环局限性、膨胀机出口压力对增压机输入功率的影响、膨胀机出口压力对系统的制冷效率的影响的模拟计算,确定出氮气膨胀制冷循环适宜的膨胀机出口端压力为5bar;利用氮气膨胀液化流程模拟模型,对不同氮气膨胀机机械效率,不同工艺压降条件下的氮气压缩机组功耗进行了模拟计算和系统研究。
本工艺设计可以实现年产能LPG3840吨,人工煤气355万Nm3,其中LPG中C3,C4含量95%以上,烯烃含量30%以上,对LPG深加工有重大的意义;人工煤气热值37MJ/Nm3,高于市场人工煤气热值,具有很强的市场竞争能力。整个燃气处理工艺能耗为0.353Kwh/kg.燃气。