利用运行性能能量熵和环境指标，研究甲醇厂中净化气体的回收及最佳注入点的选择

《Scientific Reports》：Investigating purge gas recycling and optimal injection point selection in a methanol plant using operability energy exergy and environmental metrics

　　

摘要

本研究重点探讨了在甲醇生产装置中回收和再利用净化气的可能性，并分析了净化气注入点对工艺性能的影响。为此，设计了三种方案：将净化气注入甲醇反应器、一级重整器或自热重整器，并通过Aspen Plus模拟软件进行了模拟。通过将模拟结果与工业装置数据对比，验证了模拟的准确性。在所有方案中，将净化气回收到甲醇反应器中的方案获得了最有利的化学计量比（3.82），该比值最接近甲醇合成的理想值（约2.1）。尽管净化气回收会增加进入甲醇反应器的进料流中的惰性气体浓度，但第一种方案所得到的较高化学计量比以及CO和CO?的较高分压弥补了惰性气体稀释带来的不利影响。根据模拟结果，将净化气回收到自热重整器中可将CO?排放率降低至0.62 kg/kgMeOH。最终，通过TOPSIS决策方法（以生产能力、能源效率、能量损失率和CO?排放率为评价指标）从备选方案中选出了最佳方案。将该净化气流引入甲醇反应器后，甲醇产量提高了6.6%，CO?排放率降至0.65 kg/kgMeOH，因此该方案成为最佳选择。