氧化还原氧化裂解石脑油制乙烯的过程模拟与分析

Engineering2(2016)xxx–xxxResarchGreenIndustrialProcesses—Article氧化还原氧化裂解石脑油制乙烯的过程模拟与分析VasudevPralhadHaribala,YunChena,b,LukeNeala,FanxingLia,*aDepartmentofChemicalandBiomolecularEngineering,NorthCarolinaStateUniversity,Raleigh,NC27695-7905,USAbSchoolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Chinaarticleinfo摘要Articlehistory:Received12December2017Revised26January2018Accepted3August2018Availableonline10August2018石脑油热裂解制乙烯（C2H4）是一种能源密集型工艺（每吨C2H4高达40GJ热量），会形成大量焦炭和氮氧化物（NOx），而且每产生1kgC2H4就有1.8~2kg的二氧化碳（CO2）排放量。我们提出了石脑油氧化还原氧化裂解（redoxoxy-cracking，ROC）的替代方法。在该两步法中，石脑油裂解产生的氢气（H2）首先在氧化还原催化剂的作用下与其晶格氧选择性地燃烧。随后氧化还原催化剂被空气再次氧化并释放热量，以满足裂解反应对热量的需求。这个强化过程减少了附加能量的消耗以及CO2和NOx的排放。此外，由于H2的选择性燃烧，C2H4和丙烯（C3H6）的形成可以被增强。在本研究中，我们基于最近开发氧化还原催化剂的实验数据，使用ASPENPlus®模拟ROC工艺。与传统的石脑油裂解相比，ROC工艺可将能耗和CO2排放量降低52%。该工艺的上游部分少消耗约67%的能量，同时每千克石脑油原料多产生28%的C2H4和C3H6。©2018THEAUTHORS.PublishedbyElsevierLTDonbehalfofChineseAcademyofEngineeringandHigherEducationPressLimitedCompanyThisisanopenaccess