多组分复杂体系的三相平衡研究

发布时间：2017-06-08 01:13

  本文关键词：多组分复杂体系的三相平衡研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国的天然气资源多分布于中西部地区,而东部沿海等人口集中区及工业发达区才是能源的高消耗区,必须要平衡东西部之间能源与发展的关系,解决运输和存储问题。目前,液化天然气成了中短距离运输天然气的方式之一。而在天然气液化各个流程中,天然气及设备都处于低温条件下,此时天然气中的重烃会在低温下析出固相,从而堵塞设备及管线,给生产造成危害。所以通过研究天然气气、液、固三相相平衡原理以确定天然气中重烃析出固相的温度压力等条件至关重要。但目前国内外公司对其天然气液化工艺软件包严格保密,因而无法获得其预测原料气中固体重烃析出的热力学条件。本文根据天然气特性,选择PR方程,建立计算混合体系三相平衡的模型,对天然气混合体系进行三相平衡计算,以此预测和计算重烃的热力学性质。并编写出相应的计算软件,进行软件的开发,进而实现其在工程上的应用。文中选择某一天然气混合体系,并针对PR方程选择了适合此计算体系的混合法则,通过与Aspen计算结果的对比确定了混合法则中交互作用因子Kij的取值。利用此Kij取值计算了此体系的气液平衡常数,并做出了相应的相图,然后计算了体系的气液固三相逸度系数,由此确定了苯、甲苯和环己烷的固相析出温度,及其它影响析出温度的条件。此研究使我们不再过度依靠国外资料,为天然气中固相重烃的析出研究提供可靠的数据基础及适当的研究方向和方法。
【关键词】：天然气 相平衡 逸度 固相析出 重烃
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE83
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 天然气概况7-11
• 1.1.1 全球天然气发展状况7-9
• 1.1.2 国内天然气概况9-11
• 1.2 液化天然气11-13
• 1.2.1 LNG的优点及特性11-12
• 1.2.2 LNG液化工艺12-13
• 1.2.3 国内LNG产业链13
• 1.3 LNG重烃脱除问题13-14
• 1.4 本课题研究意义14-15
• 第二章 计算模型的介绍15-34
• 2.1 气液相平衡的研究15-21
• 2.1.1 测定气液平衡的实验方法15
• 2.1.2 计算气液平衡的理论方法15-21
• 2.2 混合规则21-26
• 2.2.1 混合法则概念22
• 2.2.2 理论型混合法则22-24
• 2.2.3 经验型混合法则24-25
• 2.2.4 基于PR状态方程的混合规则25-26
• 2.3 相平衡判据26-27
• 2.4 逸度和逸度系数27-31
• 2.4.1 逸度和逸度系数的定义27-28
• 2.4.2 逸度系数的计算28-31
• 2.5 固相逸度的计算31-32
• 2.6 固相析出温度的确定32
• 2.7 计算体系组成及性质32-34
• 第三章 交互作用因子K_(ij)的取值34-45
• 3.1 K_(ij)在混合物相平衡计算中的意义34
• 3.2 不同条件下K_(ij)的取值34-42
• 3.2.1 碳四及碳四以下轻烃的K_(ij)取值37-40
• 3.2.2 碳五及碳五以上重烃的K_(ij)取值40-42
• 3.3 压力对K_(ij)值的影响42-43
• 3.4 小结43-45
• 第四章 单一组分化的影响45-52
• 4.1 用单一组分代替C6和C7混合物45-47
• 4.2 用单一组分代替C7混合物47-51
• 4.2.1 环己烷的液相逸度系数48-50
• 4.2.2 苯的液相逸度系数50-51
• 4.3 小结51-52
• 第五章 天然气体系气液平衡计算52-66
• 5.1 气液相平衡52
• 5.2 气液相平衡数学模型的数值求解方法52-54
• 5.2.1 混合体系泡点和露点的计算52-53
• 5.2.2 状态方程压缩因子的求解53-54
• 5.3 天然气体系泡点和露点的计算54-55
• 5.4 各组分不同温度压力下的汽-液平衡常数计算结果55-61
• 5.5 各组分汽-液平衡常数与温度、压力的关系61-65
• 5.5.1 平衡常数随温度的变化61-63
• 5.5.2 平衡常数随压力的变化63-65
• 5.6 小结65-66
• 第六章 天然气中重烃析出温度的确定66-79
• 6.1 固相逸度的计算66-68
• 6.2 固相的析出温度68-73
• 6.3 浓度对烃类析出温度的影响73-78
• 6.3.1 苯的固相析出温度73-75
• 6.3.2 甲苯的固相析出温度75-76
• 6.3.3 环己烷的固相析出温度76-77
• 6.3.4 苯、甲苯和环己烷固相析出温度的对比77-78
• 6.4 小结78-79
• 总结79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士学位期间发表的论文85-86

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