天然氣中甲烷及非烴組分混合物的汽液相平衡研究.pdf

1、天然氣主要成分是甲烷，除此之外還含有其他烴類組分（乙烷、丙烷、丁烷等）以及各種非烴組分（氮?dú)?、氦氣、二氧化碳、硫化氫和水等）。非烴組分是天然氣中非常重要的組成部分。實現(xiàn)天然氣中非烴組分與甲烷的分離，不僅可以提高天然氣的利用效率，還可以產(chǎn)生附加的經(jīng)濟(jì)價值，對天然氣的開發(fā)和利用具有重要的意義。而對天然氣中的非烴組分進(jìn)行分離的過程設(shè)計和優(yōu)化涉及到相平衡的相關(guān)知識，因此，開展對天然氣中甲烷和非烴組分的相平衡研究對天然氣工業(yè)的發(fā)展具有重要意義?；?/p>

2、于以上考慮，本文對甲烷和天然氣中常見的非烴組分N2、CO2以及具有珍貴價值的Ar的混合物的汽液相平衡開展研究工作，主要研究內(nèi)容有以下幾部分：
　　(1)基于對現(xiàn)有文獻(xiàn)的大量調(diào)研，將初期研究到近年來發(fā)表的可查閱的所有關(guān)于甲烷與非烴組分(N2、CO2、Ar)汽液相平衡研究的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯總，并對前人的研究范圍、實驗方法以及理論計算方法等進(jìn)行了總結(jié)，為后續(xù)的研究提供有力的指導(dǎo)。
　　(2)基于相平衡理論自行編寫程序，采用四種狀態(tài)

3、方程(SRK,PR,PRSV,NM)和五種混合法則(vdW,HV,MHV1,MHV2,LCVM)建立模型，系統(tǒng)性地對所獲取的大量的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對比分析了不同計算模型的預(yù)測能力。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)：MHV1混合法則和PR狀態(tài)方程對于天然氣中不同類型的混合物在不同溫度下的汽液相平衡均具有較高的關(guān)聯(lián)精度，而其他混合法則(vdW，HV，MHV2，LCVM)和狀態(tài)方程(SRK，PRSV，NM)則具有一定的局限性。與此同時，在相平衡計算的基礎(chǔ)上，利用

4、獲取的模型參數(shù)對甲烷和非烴組分的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行深入的分析與討論。另外還對天然氣中混合物的臨界點(diǎn)進(jìn)行了研究，給出了能夠精確預(yù)測甲烷和非烴組分混合物臨界點(diǎn)的經(jīng)驗法，并對不同的混合體系給出了優(yōu)化的模型參數(shù)。
　　(3)本文對原有實驗裝置存在的問題進(jìn)行了深入的剖析，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)措施：采用自制的循環(huán)泵代替原來的液相泵、改進(jìn)保溫方法以及減小排空管路段的死體積，從而提高了實驗裝置的可靠性和實驗效率。用改進(jìn)后的實驗裝置獲取了甲烷和氬氣在9