蜡油加氢体系相平衡及CFD模拟研究
发布时间：2021-09-22 22:19
减压蜡油是一种重要的石油原料,经原油减压分馏后得到的减压蜡油含硫、氮量高,且质地粘稠,油品较为劣质。加氢工艺是深化石油加工及优化油品质量的重要技术手段,是处理含硫量高、品质差的油品的有效方法之一。因而研究蜡油的加氢过程,可以有效节约石油资源,并得到品质较好的下游产品。工业上的加氢系统中所用的H2由新氢和循环旧氢组成,旧氢中会混有少量的CH4气体。本文主要对蜡油加氢体系进行了相平衡研究,以及加氢技术所使用的沸腾床反应器进行了 CFD模拟计算,为工业上蜡油加氢及反应器的优化设计提供了可靠的数据及理论支持。本文分别测定了高温（353.15-453.15 K）高压（1-7 MPa）下H2、CH4及二者混合气在减压蜡油中的溶解度。结果发现H2和CH4单一气体在蜡油中的溶解度随着压力的升高而增大,随着温度的升高而减小。拟合得到了亨利常数H与温度T的关系分别为lnH（MPa）=-413.05/T（K）+ 5.27和lnH（MPa）=-990.67/T（K）+ 5.87。计算发现液相传质系数与压力成正相关,即增加压力有利于增大气体在蜡油中的溶解度。同时测定了 H2/CH4混合气体在减压蜡油中的相平衡数...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１气体在减压蜡油中溶解度实验装置图??Ｆｉｇ．２－１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｉｎ?ｖａｃｕｕｍ?ｇａｓ?ｏｉｌ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]沸腾床加氢及其未转化油改质中试研究与技术经济分析[J]. 吴青,吴晶晶. 炼油技术与工程. 2016(11)
[2]煤直接液化浆态反应器内气-浆流动与反应的CFD模拟[J]. 李军,王腾,郭晓峰,周强,陈彩霞. 华东理工大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]PR状态方程二元相互作用参数的拟合及对柴油中氢气溶解度的预测[J]. 王彩杰,马守涛,程振民. 计算机与应用化学. 2015(05)
[4]化工分离中相平衡研究进展[J]. 李群生,郭凡. 北京化工大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]工业示范装置沸腾床渣油加氢技术STRONG的工程开发[J]. 李立权,方向晨,高跃,汪华林. 炼油技术与工程. 2014(06)
[6]沸腾床渣油加氢技术现状及前景分析[J]. 刘建锟,蒋立敬,杨涛,方向晨. 当代化工. 2012(06)
[7]浓缩机内煤泥水沉降流场和浓度分布的数值模拟[J]. 贾凯,王永田,龚豪. 金属矿山. 2012(06)
[8]旋流-静态浮选柱管流段的两相流数值模拟[J]. 闫小康,刘炯天,周长春. 煤炭学报. 2012(03)
[9]大颗粒流化床传热数值模拟与气固传热模型比较[J]. 郭雪岩,柴辉生,晁东海. 上海理工大学学报. 2012(01)
[10]SRH液相循环加氢技术的开发及工业应用[J]. 宋永一,方向晨,刘继华. 化工进展. 2012(01)
博士论文
[1]内循环流化床反应器流动传质特性的计算流体力学模拟研究[D]. 张涛.华南理工大学 2012
[2]用于吸收CO2的功能化离子液体的分子设计研究[D]. 张晓春.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]高固含率下沸腾床反应器的流体力学行为及关键模型参数的研究[D]. 石岩.华东理工大学 2015
[2]应用COSMO-RS方法预测有机分子在离子液体中的热力学性质[D]. 杜筱娜.北京化工大学 2014
[3]流化床内颗粒流动与传热传质的数值模拟[D]. 韩立宁.燕山大学 2014
[4]常温下丙酮改性溶剂吸收CO2/H2的研究[D]. 乞晓曦.北京化工大学 2013
[5]用UNIFAC法研究碳酸二甲酯合成体系的气液平衡[D]. 王丁.武汉工程大学 2012
[6]曝气池内气液两相流CFD数值模拟[D]. 肖浩飞.东华大学 2010
[7]气泡生成力学机理及气泡发生器装置研究[D]. 刘波.昆明理工大学 2006
本文编号：3404475
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１气体在减压蜡油中溶解度实验装置图??Ｆｉｇ．２－１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｉｎ?ｖａｃｕｕｍ?ｇａｓ?ｏｉｌ??
?０．００３２??本文根据得到的溶解度数据，绘制了不同温度压力下的Ｈ２在减压蜡油中的溶解??度图，如图２－３所示。从图中可以看出，Ｈ２在减压蜡油中的溶解度随压力的增大而增??大，随温度的增大而减小。??１０－?■?３５３－，５Ｋ?鴆??？?３７３．１５Ｋ?ｐ??▲?４０３．１５Ｋ?，?＞??８?．?＊?４２３．１５Ｋ??？?４５３．１５Ｋ??６－??Ｉ??Ｑ?．?｜?，?Ｉ?．?｜?，?｜?，?｜?，?｜?，?Ｉ??０?１?２?３?４?５?６?７??尸／ＭＰａ??图２－３不同温度压力下Ｈ２在减压蜡油中的溶解度??Ｆｉｇ．２－３?Ｈ２?ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｉｎ?ｖａｃｕｕｍ?ｇａｓ?ｏｉｌ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?ａｎｄ?ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ??图２－４所示为亨利常数／／和温度ｒ的关系图，拟合得到了?ｉｎ／／与１／ｒ的关系式为??ｌｎ／／（ＭＰａ）?＝?－?４１３．０５／ｒ（Ｋ）?＋?５．２７，亨利常数随温度的升高而增大。??图２－５所示为３７３．１５?Ｋ，２．５４９?ＭＰａ下只２逐渐溶解在减压蜡油中，体系压力随时??间的变化图。可以看出随着反应的进行
１／７７Ｋ－１??图２－４不同温度下Ｈ２在减压蜡油中的亨利常数与温度的关系??Ｆｉｇ．２－４?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｈｅｎｒｙｋ?ｃｏｎｓｔａｎｔｓ?ａｎｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?ｏｆ?Ｈ２?ｉｎ?ｖａｃｕｕｍ?ｇａｓ?ｏｉｌ??２＿５６?＼￣￣—Ｔ?ｊ?３＿５??２＇５２?Ｔ?Ｉ?＾?ｊ＝０．００４６３ｊｃ＋０．５２６５?＇?３．０??ｊ?Ｉ?＾＝０．９９１?＇?ｇ??＿４／?－ｉ??２?３６??＞?１?．?１?．?１?．???０?１０００?２０００?３０００?４０００??ｔ／ｓ??图２－５?Ｈ２溶解过程中体系压力随时间的变化（Ｔ＝３７３．１５?Ｋ；?Ｐ＝２．５４９?ＭＰａ）??Ｆｉｇ．２－５?Ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｉｍｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?Ｈ２?ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ?（７＝３７３．１５?Ｋ；??尸＝２．５４９?ＭＰａ）??如图２－６所示为３７３．１５?Ｋ时，不同压力下的液相传质系数ｋｆｌ。从图中可以看出，??液相传质系数ｌａ与压力成正相关，说明升高压力可以使得Ｈ２更快地溶解在减压蜡??油中，并且更快速地达到溶解平衡。??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]沸腾床加氢及其未转化油改质中试研究与技术经济分析[J]. 吴青,吴晶晶. 炼油技术与工程. 2016(11)
[2]煤直接液化浆态反应器内气-浆流动与反应的CFD模拟[J]. 李军,王腾,郭晓峰,周强,陈彩霞. 华东理工大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]PR状态方程二元相互作用参数的拟合及对柴油中氢气溶解度的预测[J]. 王彩杰,马守涛,程振民. 计算机与应用化学. 2015(05)
[4]化工分离中相平衡研究进展[J]. 李群生,郭凡. 北京化工大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]工业示范装置沸腾床渣油加氢技术STRONG的工程开发[J]. 李立权,方向晨,高跃,汪华林. 炼油技术与工程. 2014(06)
[6]沸腾床渣油加氢技术现状及前景分析[J]. 刘建锟,蒋立敬,杨涛,方向晨. 当代化工. 2012(06)
[7]浓缩机内煤泥水沉降流场和浓度分布的数值模拟[J]. 贾凯,王永田,龚豪. 金属矿山. 2012(06)
[8]旋流-静态浮选柱管流段的两相流数值模拟[J]. 闫小康,刘炯天,周长春. 煤炭学报. 2012(03)
[9]大颗粒流化床传热数值模拟与气固传热模型比较[J]. 郭雪岩,柴辉生,晁东海. 上海理工大学学报. 2012(01)
[10]SRH液相循环加氢技术的开发及工业应用[J]. 宋永一,方向晨,刘继华. 化工进展. 2012(01)
博士论文
[1]内循环流化床反应器流动传质特性的计算流体力学模拟研究[D]. 张涛.华南理工大学 2012
[2]用于吸收CO2的功能化离子液体的分子设计研究[D]. 张晓春.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]高固含率下沸腾床反应器的流体力学行为及关键模型参数的研究[D]. 石岩.华东理工大学 2015
[2]应用COSMO-RS方法预测有机分子在离子液体中的热力学性质[D]. 杜筱娜.北京化工大学 2014
[3]流化床内颗粒流动与传热传质的数值模拟[D]. 韩立宁.燕山大学 2014
[4]常温下丙酮改性溶剂吸收CO2/H2的研究[D]. 乞晓曦.北京化工大学 2013
[5]用UNIFAC法研究碳酸二甲酯合成体系的气液平衡[D]. 王丁.武汉工程大学 2012
[6]曝气池内气液两相流CFD数值模拟[D]. 肖浩飞.东华大学 2010
[7]气泡生成力学机理及气泡发生器装置研究[D]. 刘波.昆明理工大学 2006
本文编号：3404475
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