Интеграция процесса Фишера-Тропша и совместного высокотемпературного электролиза CO2 и Н2О с получением синтез-газа

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Кузнецов, Максим Тарасович Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий (ИШХБМТ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является установка получения синтез-газа совместным высокотемпературным электролизом CO2 и H2O.
Цель работы – исследование теплообменной сети установки совместного высокотемпературного электролиза CO2 и Н2О с учетом интеграции процесса Фишера-Тропша.
В процессе исследования была произведена экстракция данных установки получения синтез-газа, разработана ее имитационная модель, а также были разработаны технологические схемы с учетом топлива различного типа.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
1 Литературный обзор……………………………………………………………………………. 13
1.1 Основные установки получения синтез-газа …………………………………… 14
1.2 Методы синтеза энергоэффективных теплообменных сетей ……………. 26
2 Объект и методология исследования ……………………………………………………. 31
2.1 Объект исследования ……………………………………………………………………. 31
2.2 Моделирование установки получения синтез-газа…………………………… 33
2.3 Методология определения минимальной разности температур с учетом
изменения целевой температуры потоков ……………………………………………. 35
2.4 Методология определения параметров горения топлива………………….. 40
3 Результаты и их обсуждение ……………………………………………………………….. 44
3.1 Результаты предварительного анализа исследуемого процесса ………… 44
3.2 Результаты моделирования установки получения синтез-газа ………….. 47
3.3 Результаты исследования теплообменной сети «сценарий I» …………… 49
3.4 Результаты исследования теплообменной сети «сценарий II» ………….. 53
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 61
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследования с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ….. 61
4.2 Планирование научно-исследовательских работ …………………………….. 67
4.3 Бюджет научно-исследовательской работы…………………………………….. 70
4.4 Определение ресурсосберегающей, финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности проекта ………………………….. 75
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 78
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 78
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………. 80
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………. 85
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………….. 88
Заключение …………………………………………………………………………………………… 91
Список публикаций студента …………………………………………………………………. 92
Список использованных источников ………………………………………………………. 93
Приложение А …………………………………………………………………………………….. 100
Приложение Б ……………………………………………………………………………………… 101
Приложение В …………………………………………………………………………………….. 103

Для современной промышленности синтез-газ является основным
сырьем в производстве метанола, аммиака, а также при производстве
синтетических жидких углеводородов (СЖУ) [1]. Снижение денежных затрат
на производство синтез-газа может существенно удешевить продукты его
конверсии. Особенно сильно от цены на синтез-газ зависит рентабельность
производства СЖУ [2], а значит удешевление производства первого может
сделать технологию получения СЖУ более рентабельной. Данный факт
особенно важен для стран, в которых нет собственных нефтяных
месторождений.
На сегодняшний день существует множество способов получения
синтез-газа, но большая их часть была разработана еще в 90-х годах XX века.
Несомненно, с развитием технологии данные методы подвергались
изменениям с целью повышения их энергоэффективности и
ресурсосбережения, однако аппаратурное оформление установок получения
синтез-газа практически не изменилось. Одним из основных пунктов
неэффективного использования энергии на них является увеличение
степеней рекуперации тепловой энергии технологического процесса.
Одним из наиболее эффективных и экологически чистых способов
получения синтез-газа является совместный высокотемпературный
электролиз CO2 и H2O. Однако действующих промышленных установок,
основанных на данной технологии на сегодняшний день, не существует.
Поэтому исследование влияния структуры теплообменной сети на
потребление энергии в производстве синтез-газа может существенно помочь
при проектировании энергоэффективной и экологически безопасной
установки по его производству совместным высокотемпературным
электролизом CO2 и H2O.

Интеграция процесса Фишера-Тропша и совместного
высокотемпературного электролиза CO2 и H2O позволяет существенно
снизить себестоимость синтетических жидких углеводородов. Разработанная
технологическая схема для исследуемого процесса позволяет использовать
побочные продукты процесса Фишера-Тропша в качестве топлива для
когенерации тепла и электроэнергии. Это в свою очередь приводит к
уменьшению импорта электроэнергии на 38 %, что также снижает нагрузку
на окружающую среду за счет снижения выбросов CO2 в атмосферу на
21032 т/год.
В случае невозможности использования побочных продуктов процесса
Фишера-Тропша как источника энергии, разработанная технологическая
схема позволяет использовать в качестве топлива природный газ или уголь.
При смене топлива энергоэффективность установки снижается менее, чем на
5 %. Синтез-газ, производимый на установке высокотемпературного
электролиза, использующей природный газ или уголь, может быть
использован не только для крупнотоннажного процесса Фишера-Тропша, но
и для производства метанола или аммиака. Также данную установку можно
интегрировать с установкой гидрокрекинга. Такая интеграция позволит
снизить себестоимость водородсодержащего газа, что приведет к снижению
стоимости продуктов гидрокрекинга, а также уменьшить выбросы CO2 в
окружающую среду.
Результаты данного исследования способствуют разработке установки
высокотемпературного электролиза с минимальным углеродным следом и
низкой себестоимостью синтез-газа. Также данные результаты позволят
выбрать регион, наиболее подходящий для строительства исследуемой
установки.
Список публикаций студента

1. S. Boldyryev, T. Gil, M. Kuznetsov. Is it Possible to Reduce the
Energy Consumption by 50 % at Existing Refinery Units: the Case Study of
Hydrocracking Unit. Conference on Sustainable Development of Energy, Water
and Environment Systems. Cologne, 01 – 05.09.2020. P. 185.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Интеграция процесса Фишера-Тропша и совместного высокотемпературного электролиза CO2 и Н2О с получением синтез-газа»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)