基于水合物法分离天然气中二氧化碳研究
发布时间：2021-11-09 03:38
气体水合物是水与甲烷、乙烷、CO2、N2、H2及H2S等小分子气体形成的非化学计量性笼状晶体物质，故又称笼型水合物（clathrate hydrate）。目前已发现的水合物晶体结构有3种，习惯上称为Ⅰ型、Ⅱ型和H型结构。不同气体形成水合物的温度压力条件有差别，这是水合物法分离气体的理论基础。气体水合物法分离是一种新型分离技术，利用天然气和沼气中CH4和CO2生成水合物的相平衡条件差异，CO2选择性形成水合物，实现CH4与CO2的分离。目前水合物法分离天然气中的CO2还存在很多问题，例如操作压力高，水合反应速率低，分离效果不佳等。为解决以上问题，本文首先测定了CO2/CH4混合气形成水合物的相平衡条件，以及四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氯化铵（TBAC）和四丁基氟化铵（TBAF）存在下CO2/CH
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 中国天然气现状
1.2 天然气脱碳工艺
1.2.1 吸收法
1.2.2 变压吸附法
1.2.3 膜分离
1.2.4 低温蒸馏法
1.2.5 新型脱碳方法
1.3 气体水合物介绍
1.3.1 气体水合物简介
1.3.2 气体水合物晶体结构
1.3.3 客体分子对晶体结构的影响
1.4 气体水合物相平衡热力学
1.4.1 气体水合物相平衡热力学介绍
1.4.2 气体水合物相平衡热力学模型研究
1.4.3 气体水合物相平衡条件研究
1.5 水合物法气体分离技术
1.5.1 气体水合物法分离基本原理
1.5.2 气体水合物法分离研究现状
1.5.3 水合物法分离工艺研究
1.6 选题依据及研究的内容和意义
第二章 CO_2/CH_4生成水合物的相平衡条件
2.1 引言
2.2 实验装置和方法
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验材料及试剂
2.2.3 实验方法
2.3 实验步骤
2.4 实验装置的校验
2.5 实验结果与分析
2.5.1 CO_2/CH_4混合气+H_2O 系统
2.5.2 CO_2/CH_4混合气+TBAB+H_2O 系统
2.5.3 CO_2/CH_4混合气+TBAC+H_2O 系统
2.5.4 CO_2/CH_4混合气+TBAF+H_2O 系统
2.5.5 季铵盐对 CO_2/CH_4混合气形成水合物的影响
2.6 小结
第三章 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
3.1 引言
3.2 水合物生成动力学
3.2.1 水合物生成动力学概述
3.2.2 水合物生成动力学模型研究
3.3 实验装置与方法
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验材料
3.3.3 实验步骤
3.4 实验数据处理
3.4.1 压缩因子 Z 计算
3.4.2 气液体积比 Rv 计算
3.4.3 CO_2的水合率计算
3.4.4 CH_4的水合率计算
3.4.5 CO_2分离因子 S 计算
3.5 实验结果与讨论
3.5.1 CO_2/CH_4气体水合反应的温度压力变化
3.5.2 进料压力对分离效果的影响
3.5.3 气液体积比对分离效果的影响
3.6 小结
第四章 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
4.1 引言
4.3 实验装置与方法
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验材料
4.3.3 实验步骤
4.3.4 实验数据处理
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 TBAB 水合物法分离天然气中 CO2
4.4.2 初始气液体积比 Rv对水合分离效果的影响
4.4.3 进料压力对水合分离效果的影响
4.4.4 系统温度对水合物法分离效果的影响
4.5 小结
第五章 季铵盐下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.1 引言
5.2 实验装置与方法
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验材料
5.2.3 实验步骤
5.3 实验数据的处理方法
5.3.1 气体消耗量计算
5.3.2 水合反应釜的空速计算
5.4 实验结果与分析
5.4.1 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.2 TBAC 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.3 TBAF 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.4 季铵盐对 CO_2/CH_4混合气分离效果比较
5.5 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：3484546
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 中国天然气现状
1.2 天然气脱碳工艺
1.2.1 吸收法
1.2.2 变压吸附法
1.2.3 膜分离
1.2.4 低温蒸馏法
1.2.5 新型脱碳方法
1.3 气体水合物介绍
1.3.1 气体水合物简介
1.3.2 气体水合物晶体结构
1.3.3 客体分子对晶体结构的影响
1.4 气体水合物相平衡热力学
1.4.1 气体水合物相平衡热力学介绍
1.4.2 气体水合物相平衡热力学模型研究
1.4.3 气体水合物相平衡条件研究
1.5 水合物法气体分离技术
1.5.1 气体水合物法分离基本原理
1.5.2 气体水合物法分离研究现状
1.5.3 水合物法分离工艺研究
1.6 选题依据及研究的内容和意义
第二章 CO_2/CH_4生成水合物的相平衡条件
2.1 引言
2.2 实验装置和方法
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验材料及试剂
2.2.3 实验方法
2.3 实验步骤
2.4 实验装置的校验
2.5 实验结果与分析
2.5.1 CO_2/CH_4混合气+H_2O 系统
2.5.2 CO_2/CH_4混合气+TBAB+H_2O 系统
2.5.3 CO_2/CH_4混合气+TBAC+H_2O 系统
2.5.4 CO_2/CH_4混合气+TBAF+H_2O 系统
2.5.5 季铵盐对 CO_2/CH_4混合气形成水合物的影响
2.6 小结
第三章 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
3.1 引言
3.2 水合物生成动力学
3.2.1 水合物生成动力学概述
3.2.2 水合物生成动力学模型研究
3.3 实验装置与方法
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验材料
3.3.3 实验步骤
3.4 实验数据处理
3.4.1 压缩因子 Z 计算
3.4.2 气液体积比 Rv 计算
3.4.3 CO_2的水合率计算
3.4.4 CH_4的水合率计算
3.4.5 CO_2分离因子 S 计算
3.5 实验结果与讨论
3.5.1 CO_2/CH_4气体水合反应的温度压力变化
3.5.2 进料压力对分离效果的影响
3.5.3 气液体积比对分离效果的影响
3.6 小结
第四章 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
4.1 引言
4.3 实验装置与方法
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验材料
4.3.3 实验步骤
4.3.4 实验数据处理
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 TBAB 水合物法分离天然气中 CO2
4.4.2 初始气液体积比 Rv对水合分离效果的影响
4.4.3 进料压力对水合分离效果的影响
4.4.4 系统温度对水合物法分离效果的影响
4.5 小结
第五章 季铵盐下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.1 引言
5.2 实验装置与方法
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验材料
5.2.3 实验步骤
5.3 实验数据的处理方法
5.3.1 气体消耗量计算
5.3.2 水合反应釜的空速计算
5.4 实验结果与分析
5.4.1 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.2 TBAC 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.3 TBAF 存在下 CO_2/CH_4混合气水合物法分离研究
5.4.4 季铵盐对 CO_2/CH_4混合气分离效果比较
5.5 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：3484546
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3484546.html
