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极性体系多元相平衡模拟及在天然气脱水工艺中的应用

作　者: 李军凯
导　师: 胡大鹏
学　校: 大连理工大学
专　业: 过程装备与控制工程
关键词: 相平衡 极性体系 脱水工艺
分类号: TE64
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


天然气作为继煤和石油的世界第三大消耗性能源，也是当今世界上公认的最清洁的能源，正受世界各国普遍关注。中国有300万平方公里的蓝色国土。这里蕴藏着极为丰富的天然气资源。中国海洋地质方面的科学家经过多年精心研究证明，在中国近海有7个大的含气盆地，天然气资源近14万亿立方米，有经济价值的资源量近5万亿立方米，此外，南沙盆地天然气更加丰富，资源量达8-10万亿立方米，资源前景非常广阔。 为了天然气的开发，储运和应用。高效的天然气净化工艺有着重要的实际意义。天然气的净化一般包括脱水，脱硫和脱碳。为了天然气的集输需要开发出准确高效的脱水工艺。准确的进行水／烃体系(强极性)多元混合物的汽-液-液三相闪蒸的相平衡计算是前提条件。 本文研究的主要内容是： 1．对各种理论，公式在水／烃体系强极性混合物的相平衡计算上应用的比较。选择了CPA方程结合逸度系数法对此体系进行了相平衡计算。其中包括数学模型的建立和计算程序的编制。 2．应用对天然气甲醇脱水工艺进行模拟分析。考察各个操作变量对工艺中其它变量的影响。 通过计算和工艺模拟，初步得出了以下结论： 1．应用CPA方程结合逸度系数法编制的汽-液两相和汽-液-液三相等温闪蒸计算程序能够对水／甲醇／烃强极性体系多元混合物相平衡进行计算，并获得了较满意的计算结果。计算结果与实验结果基本吻合。 2．通过对天然气甲醇脱水工艺进行模拟分析。得出此工艺能高效的脱除天然气水分到允许值。

全文目录


0 前言  9-10
1 文献综述  10-29
  1．1 立方型状态方程  10-12
    1．1．1 状态方程概述  10
    1．1．2 立方型状态方程及其发展  10-12
  1．2 缔合流体模型理论  12-16
    1．2．1 极性  12-13
    1．2．2 分子的缔合和氢键  13-14
    1．2．3 缔合模型模型理论简介  14
    1．2．4 缔合流体模型的发展  14-16
  1．3 CPA方程  16-18
  1．4 CPA方程在相平衡计算上的应用  18
  1．5 混合规则  18-20
  1．6 天然气脱水方法  20-21
    1．6．1 概述  20
    1．6．2 天然气脱水方法简述  20-21
  1．7 天然气主要脱水方法对比  21-29
    1．7．1 三甘醇脱水方法  21-23
    1．7．2 分子筛脱水方法  23-25
    1．7．3 汽提甲醇脱水方法  25-28
    1．7．4 各方案对照  28-29
2 用PVT特性求逸度系数的数值解  29-38
  2．1 逸度和逸度系数  29-31
    2．1．1 定义  29-30
    2．1．2 混合物中组分的逸度和逸度系数  30-31
  2．2 逸度系数的数值求解  31-37
    2．2．1 概述  31-34
    2．2．2 逸度系数公式中积分的数值解法  34-35
    2．2．3 逸度系数公式中微分的数值解法  35-37
  2．3 小结  37-38
3 等温闪蒸计算  38-54
  3．1 概述  38
  3．2 相平衡的判据  38-40
  3．3 汽液两相闪蒸计算  40-48
    3．3．1 过程描述和独立变量指定方案  40-42
    3．3．2 数学模型  42-43
    3．3．3 汽-液两相计算机严格计算过程说明  43-48
  3．4 汽液液三相等温闪蒸计算  48-54
    3．4．1 过程描述和独立变量制定方案  48-49
    3．4．2 数学模型  49-50
    3．4．3 三相等温闪蒸的算法  50-54
4 CPA计算结果及误差分析  54-65
  4．1 概述  54
  4．2 对14组份天然气系统的计算数据比较及误差分析  54-57
  4．3 对甲醇／乙烷系统的计算数据比较及误差分析  57-59
  4．4 对甲烷／庚烷／甲醇／水系统的计算数据比较及误差分析  59-64
  4．5 小结  64-65
5 汽提甲醇天然气脱水工艺  65-70
  5．1 概述  65
  5．2 工艺过程模拟  65-70
6 工艺操作参数的影响  70-94
  6．1 概述  70
  6．2 压力变化的影响  70-75
  6．3 三相分离温度变化的影响  75-78
  6．4 SET1（汽提塔内汽提气量）变化的影响  78-81
  6．5 CH_4O（注入甲醇量）变化的影响  81-84
  6．6 进料中较重烃含量增加变化的影响  84-93
  6．7 小结  93-94
7 结论  94-95
建议  95-96
致谢  96-97
参考文献  97-102
附录  102-107
符号说明  107-108

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 天然气加工
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