1、化学工程与技术专业优秀论文 水合物法分离气体混合物技术开发中的相关科学与技术问题研究关键词：水合物法 乙烯裂解气 裂解气分离 生成动力学 流动性 相平衡摘要：乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，
2、主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液
3、看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当mlt;,SDSgt;为 500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择 Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水
4、合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了 23。正文内容乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的
5、主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值
6、吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS
7、浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为 500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择 Gibbs自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离
8、效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了 23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本
9、论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效
10、的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应
11、的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的
12、设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长
13、动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算
14、结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比
15、等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件
16、下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响
17、，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到
18、峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切
19、入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结
20、堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和
21、水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干
22、气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷
23、分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计
24、算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学
25、行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水
26、体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程
27、方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积
28、分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能
29、差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。
30、该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒
31、生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基
32、于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、
33、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在
34、零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动
35、阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3
36、gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂
37、解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。乙烯工业是石化工业的龙头，而乙烯裂解气的深冷分离是影响乙烯生产成本的主要环节之一。利用水合物法实现低沸点混合气体分离是一种新的分离技术。由于水合物可以在零度以上较温和的条件下生成，因此水合物法可以避开深冷精馏法中复杂的制冷和换冷工艺，简化工艺流程和降低操作费用，在改造乙烯分离流程方面具有应用前景。本论文以实现水合分离技术的产业化为目标，围绕着三个技术关键，即提高水合速度、提高平衡级分离
38、效率和防止水合物聚结堵塞，开展了系统的实验和理论研究，主要研究内容和取得的成果有： (1)取得了系统的气+水流动体系中水合物颗粒生长动力学和宏观生长动力学数据，分析了流量、压力等对水合物颗粒生长特征的影响规律，在此基础上建立了水合物颗粒生长模型，用该模型计算的气体消耗量值与实测值吻合较好；取得了气+水流动体系中生成的水合物浆液的流动阻力数据，分析了各种因素对流动阻力、表观粘度的影响，基于拟牛顿型流体假设，建立了初步的流动阻力和表观粘度的计算方法。 (2)研制了一种较好的阻聚剂，在水的体积分率达 30仍能有效的分散生成的水合物使体系保持良好的流动特性。系统评价了含阻聚剂的气+水+油流动体系中水合
39、物的生成动力学特征和水合物浆液的流动特征，还将水合物浆液看作非牛顿型幂律流体，建立了相应的水合物浆液表观粘度计算式，计算结果较基于拟牛顿性流体的计算结果更为满意。 (3)利用静态悬浮气泡法研究了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中悬浮气泡表面水合物的生成动力学行为。结果表明，SDS 浓度较低时起促进作用，当 mlt;,SDSgt;为500 mg/dmlt;#39;3gt;时促进作用达到峰值，随后促进作用减弱，超过 1000 mgdmlt;#39;3gt;时将起抑制作用。选择Gibbs 自由能差作为水合物生成反应的推动力，建立了水合物膜本征生成速度的计算式，计算结果和实验结果吻合较好。 (4)面向乙
40、烯裂解气和催化裂化干气的分离，研究了气+微乳液体系中水合物生成的相平衡特征，取得了系统的气-浆液相平衡实验数据，分析温度、压力、原料气组成、气-液比等对气体分离效果的影响，并对分离操作工艺条件进行了优选。实验结果表明，在油-水微乳体系中生成水合物不仅比纯水体系具有更好的水合分离效果，而且水合速度和水合物浆液的流动性均显著提高。 (5)分析确定了水合法与现有乙烯裂解气分离流程结合的切入点；设计了三种水合法改造传统乙烯分离流程的方案，并重点推荐了单级水合与膜分离联合与深冷脱甲烷塔组合的方案。该新流程和传统流程的设备投资差别不大，但能耗显著降低，深冷分离部分的能耗降低了23。特别提醒 ：正文内容由
41、PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。我们还可提供代笔服务，价格优惠，服务周到，包您通过。“垐垯櫃 换烫梯葺铑?endstreamendobj2x 滌甸?*U 躆 跦?l, 墀 VGi?o 嫅#4K 錶 c#x 刔 彟 2Z 皙笜?D 剧珞 H 鏋 Kx 時 k,褝仆? 稀?i 攸闥-) 荮vJ 釔絓|?殢 D 蘰厣?籶(柶胊?07 姻Rl 遜 ee 醳 B?苒?甊袝 t 弟l?%G 趓毘 N 蒖與叚繜羇坯嵎憛?U?Xd* 蛥?-.臟兄+鮶 m4嵸/E 厤U 閄 r塎偨匰忓tQL 綹 eb?抔搉 ok 怊 J?l?庮 蔘?唍*舶裤爞 K 誵Xr 蛈翏磾寚缳 nE 駔殞梕 壦 e 櫫蹴友搇6 碪近躍邀 8 顪?zFi?U 钮 嬧撯暼坻7/?W?3RQ 碚螅 T 憚磴炬 B- 垥 n 國 0fw 丮“eI?a揦(?7 鳁?H?弋睟栴?霽 N 濎嬄! 盯 鼴蝔 4sxr?溣?檝皞咃 hi#?攊(?v 擗谂馿鏤刊 x 偨棆鯍抰Lyy|y 箲丽膈淢 m7 汍衂法瀶?鴫 C?Q 貖 澔?wC(?9m.Ek?腅僼碓 靔 奲?D| 疑維 d袣箈 Q| 榉慓採紤婏(鞄-h-蜪7I冑?匨+蘮.-懸 6 鶚?蚧?铒鷈?叛牪?蹾 rR?*t? 檸?籕
