利用封闭的热力学循环合成甲醇

Александр Анатольевич Шевцов, Р.С. Сумина
{"title":"利用封闭的热力学循环合成甲醇","authors":"Александр Анатольевич Шевцов, Р.С. Сумина","doi":"10.25699/sssb.2023.51.5.021","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Одним из наиболее перспективных технологических решений при получении метанола является малогабаритный и автономный процесс, позволяющий снизить энергоемкость за счет эффективного использования энергии тепловых потоков. В данной статье представлена технологическая разработка установки для малотоннажного производства метанола, включающая в себя процессы сероочистки природного газа и синтеза метанола-сырца. При производстве метанола непосредственно в зонах добычи природного газа является актуальной технология полного цикла с использованием низкотемпературных энергоносителей для реализации процессов осушки и очистки природного газа Цель данной работы – представить подход к повышению энергетической эффективности и экологической безопасности способа получения метанола. При разработке установки учитывались возможности для рационального использования энергетического потенциала тепловых потоков, а именно, потоков конвертированного газа и дымовых газов. Кроме того, вовлечение абсорбционной водоаммиачной холодильной установки в технологию позволяет обеспечить низкотемпературную конденсацию методом вымораживания влаги из природного газа, добываемого на любых газоконденсатных месторождениях. Показано, что при организации процесса с использованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам с возможностьюмаксимальной рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов предварительно обеспечивается снижение удельных энергозатрат на 10-12%. Остается открытым вопрос о полном математическом описании процесса, позволяющем разработать систему управления технологическими параметрами в области оптимальных значений с точки зрения выхода целевого продукта заданных объемах при минимальных энергетических затратах. Представленный в статье материал может быть использован в нефтехимической промышленности, а именно при производстве метанола вблизи газоконденсатных месторождений. One of the most promising technological solutions for methanol production is a small-sized and autonomous process that allows reducing energy intensity through the efficient use of heat flow energy. This article presents the technological development of a plant for small-scale methanol production, which includes processes for desulfurization of natural gas and synthesis of raw methanol. In the production of methanol directly in natural gas production areas, full-cycle technology using low-temperature energy carriers is relevant for the implementation of drying and purification processes of natural gas. The purpose of this work is to present an approach to increasing the energy efficiency and environmental safety of the method for producing methanol. When developing the installation, the possibilities for rational use of the energy potential of heat flows, namely, converted gas and flue gas flows, were taken into account. In addition, the involvement of an absorption water-ammonia refrigeration unit in the technology makes it possible to provide low-temperature condensation by freezing out moisture from natural gas produced in any gas condensate fields. It is shown that when organizing a process using closed thermodynamic cycles of material and heat flows with the possibility of maximum recovery and utilization of secondary energy resources, a reduction in specific energy costs by 10-12% is previously ensured. The question remains open about a complete mathematical description of the process, which makes it possible to develop a control system for technological parameters in the region of optimal values in terms of the yield of the target product in specified volumes with minimal energy costs. The material presented in the article can be used in the petrochemical industry, namely in the production of methanol near gas condensate fields.","PeriodicalId":133432,"journal":{"name":"Южно-Сибирский научный вестник","volume":"41 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"SYNTHESIS OF METHANOL USING CLOSED THERMODYNAMIC CYCLES\",\"authors\":\"Александр Анатольевич Шевцов, Р.С. Сумина\",\"doi\":\"10.25699/sssb.2023.51.5.021\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Одним из наиболее перспективных технологических решений при получении метанола является малогабаритный и автономный процесс, позволяющий снизить энергоемкость за счет эффективного использования энергии тепловых потоков. В данной статье представлена технологическая разработка установки для малотоннажного производства метанола, включающая в себя процессы сероочистки природного газа и синтеза метанола-сырца. При производстве метанола непосредственно в зонах добычи природного газа является актуальной технология полного цикла с использованием низкотемпературных энергоносителей для реализации процессов осушки и очистки природного газа Цель данной работы – представить подход к повышению энергетической эффективности и экологической безопасности способа получения метанола. При разработке установки учитывались возможности для рационального использования энергетического потенциала тепловых потоков, а именно, потоков конвертированного газа и дымовых газов. Кроме того, вовлечение абсорбционной водоаммиачной холодильной установки в технологию позволяет обеспечить низкотемпературную конденсацию методом вымораживания влаги из природного газа, добываемого на любых газоконденсатных месторождениях. Показано, что при организации процесса с использованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам с возможностьюмаксимальной рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов предварительно обеспечивается снижение удельных энергозатрат на 10-12%. Остается открытым вопрос о полном математическом описании процесса, позволяющем разработать систему управления технологическими параметрами в области оптимальных значений с точки зрения выхода целевого продукта заданных объемах при минимальных энергетических затратах. Представленный в статье материал может быть использован в нефтехимической промышленности, а именно при производстве метанола вблизи газоконденсатных месторождений. One of the most promising technological solutions for methanol production is a small-sized and autonomous process that allows reducing energy intensity through the efficient use of heat flow energy. This article presents the technological development of a plant for small-scale methanol production, which includes processes for desulfurization of natural gas and synthesis of raw methanol. In the production of methanol directly in natural gas production areas, full-cycle technology using low-temperature energy carriers is relevant for the implementation of drying and purification processes of natural gas. The purpose of this work is to present an approach to increasing the energy efficiency and environmental safety of the method for producing methanol. When developing the installation, the possibilities for rational use of the energy potential of heat flows, namely, converted gas and flue gas flows, were taken into account. In addition, the involvement of an absorption water-ammonia refrigeration unit in the technology makes it possible to provide low-temperature condensation by freezing out moisture from natural gas produced in any gas condensate fields. It is shown that when organizing a process using closed thermodynamic cycles of material and heat flows with the possibility of maximum recovery and utilization of secondary energy resources, a reduction in specific energy costs by 10-12% is previously ensured. The question remains open about a complete mathematical description of the process, which makes it possible to develop a control system for technological parameters in the region of optimal values in terms of the yield of the target product in specified volumes with minimal energy costs. The material presented in the article can be used in the petrochemical industry, namely in the production of methanol near gas condensate fields.\",\"PeriodicalId\":133432,\"journal\":{\"name\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"volume\":\"41 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-10-31\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.51.5.021\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Южно-Сибирский научный вестник","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.51.5.021","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

最有前途的甲醇生产技术解决方案之一是小型自主工艺,该工艺可有效利用热流能,从而降低能源强度。本文介绍了低吨位甲醇生产装置的技术开发,其中包括天然气脱硫和原料甲醇合成工艺。在天然气生产区直接生产甲醇的相关技术是利用低温载能体实施天然气脱水和净化过程的全循环技术。 本文旨在介绍一种提高甲醇生产方法的能源效率和环境安全性的方法。在该装置的开发过程中,考虑了合理利用热流(即转化气流和烟道气流)能量潜力的可能性。此外,吸收式水-氨制冷机组的参与使得该技术能够利用任何天然气冷凝场生产的天然气中的水分冷冻法进行低温冷凝。研究表明,在工艺组织过程中,利用材料和热流的封闭式热力学循环,并最大限度地回收和利用二次能源,可以初步减少 10-12%的特定能源消耗。关于该过程的完整数学描述问题仍未解决,该数学描述允许开发一个技术参数控制系统,以在最低能源成本的条件下获得给定体积的目标产品的最佳产量。文章中介绍的材料可用于石化工业,即在天然气凝析油田附近生产甲醇。 最有前途的甲醇生产技术解决方案之一是一种小型自主工艺,可通过有效利用热流能降低能源强度。本文介绍了小型甲醇生产厂的技术发展,其中包括天然气脱硫和合成原料甲醇的工艺。在天然气产区直接生产甲醇时,使用低温载能体的全循环技术与天然气干燥和净化工艺的实施相关。这项工作的目的是提出一种提高甲醇生产方法的能源效率和环境安全性的方法。在开发该装置时,考虑到了合理利用热流(即转换气流和烟道气流)能量潜力的可能性。此外,吸收式水-氨制冷装置的参与使该技术能够通过冷冻任何天然气冷凝区生产的天然气中的水分来实现低温冷凝。研究表明,在采用封闭式热力学循环的物质流和热流组织工艺流程时,如果能最大限度地回收和利用二次能源,就能确保将特定能源成本降低 10-12%。目前的问题仍然是如何对工艺流程进行完整的数学描述,以便能够开发出一套控制系统,将技术参数控制在最佳值范围内,从而以最低的能源成本生产出指定数量的目标产品。文章中介绍的材料可用于石化工业,即在天然气凝析油田附近生产甲醇。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
查看原文
分享 分享
微信好友 朋友圈 QQ好友 复制链接
本刊更多论文
SYNTHESIS OF METHANOL USING CLOSED THERMODYNAMIC CYCLES
Одним из наиболее перспективных технологических решений при получении метанола является малогабаритный и автономный процесс, позволяющий снизить энергоемкость за счет эффективного использования энергии тепловых потоков. В данной статье представлена технологическая разработка установки для малотоннажного производства метанола, включающая в себя процессы сероочистки природного газа и синтеза метанола-сырца. При производстве метанола непосредственно в зонах добычи природного газа является актуальной технология полного цикла с использованием низкотемпературных энергоносителей для реализации процессов осушки и очистки природного газа Цель данной работы – представить подход к повышению энергетической эффективности и экологической безопасности способа получения метанола. При разработке установки учитывались возможности для рационального использования энергетического потенциала тепловых потоков, а именно, потоков конвертированного газа и дымовых газов. Кроме того, вовлечение абсорбционной водоаммиачной холодильной установки в технологию позволяет обеспечить низкотемпературную конденсацию методом вымораживания влаги из природного газа, добываемого на любых газоконденсатных месторождениях. Показано, что при организации процесса с использованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам с возможностьюмаксимальной рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов предварительно обеспечивается снижение удельных энергозатрат на 10-12%. Остается открытым вопрос о полном математическом описании процесса, позволяющем разработать систему управления технологическими параметрами в области оптимальных значений с точки зрения выхода целевого продукта заданных объемах при минимальных энергетических затратах. Представленный в статье материал может быть использован в нефтехимической промышленности, а именно при производстве метанола вблизи газоконденсатных месторождений. One of the most promising technological solutions for methanol production is a small-sized and autonomous process that allows reducing energy intensity through the efficient use of heat flow energy. This article presents the technological development of a plant for small-scale methanol production, which includes processes for desulfurization of natural gas and synthesis of raw methanol. In the production of methanol directly in natural gas production areas, full-cycle technology using low-temperature energy carriers is relevant for the implementation of drying and purification processes of natural gas. The purpose of this work is to present an approach to increasing the energy efficiency and environmental safety of the method for producing methanol. When developing the installation, the possibilities for rational use of the energy potential of heat flows, namely, converted gas and flue gas flows, were taken into account. In addition, the involvement of an absorption water-ammonia refrigeration unit in the technology makes it possible to provide low-temperature condensation by freezing out moisture from natural gas produced in any gas condensate fields. It is shown that when organizing a process using closed thermodynamic cycles of material and heat flows with the possibility of maximum recovery and utilization of secondary energy resources, a reduction in specific energy costs by 10-12% is previously ensured. The question remains open about a complete mathematical description of the process, which makes it possible to develop a control system for technological parameters in the region of optimal values in terms of the yield of the target product in specified volumes with minimal energy costs. The material presented in the article can be used in the petrochemical industry, namely in the production of methanol near gas condensate fields.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
期刊最新文献
SELF-PROPROPAGING HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS of almgb14 ceramic ANALYSIS OF METHODS FOR CONTROL OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS CONTENT IN SOIL SOFTWARE AND INFORMATION SUPPORT FOR INFORMATION AND MEASURING SYSTEM FOR BENCH TESTING OF SPECIAL CHEMICAL PRODUCTS DEVELOPMENT OF EXPERIMENTAL RESEARCH UNIT "DEFORM-RPN" FOR STUDY OF DEFORMATION OF FIRE HOSE WALLS UNDER INTERNAL PRESSURE PROMISING ROCKET FUEL COMPONENTS. II. FUEL ADDITIVES (REVIEW)
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
已复制链接
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
×
扫码分享
扫码分享
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1