本文關鍵詞：瓦斯水合分離過程傳熱與反應耦合特征研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯水合反應過程傳熱與反應是控制反應速率、提高水合物產(chǎn)量的技術關鍵。因此,本文在國內(nèi)外諸多學者研究的基礎上,通過不同促進劑濃度水合反應實驗體系,揭示了瓦斯水合過程溫度場分布與促進劑配比、水合反應速率、體系產(chǎn)熱等影響因素相互關系,建立瓦斯水合反應過程傳熱與反應兩者耦合關系的數(shù)學模型。本文研究成果對后續(xù)相關研究具有重要科學意義和應用價值。利用配備陣列式溫度傳感器的水合反應裝置,在氣相初始壓力5MPa、溶液及環(huán)境初始溫度1℃條件下進行3種體系(①含THF與空白體系;②THF/SDS復配中優(yōu)選SDS濃度體系;③THF/SDS復配中優(yōu)選THF濃度體系)瓦斯水合反應實驗。研究表明:(1)促進劑(SDS、THF)濃度對瓦斯水合反應體系各層面溫度場溫度分布及水合反應熱具有一定影響。(2)相同反應體系瓦斯水合反應過程中上層溫度場溫度上升速率最快,下層溫度場速率上升最慢。(3)不同促進劑復配溶液中,通過SDS優(yōu)選體系研究發(fā)現(xiàn),在其濃度為0.5mol/L時,體系產(chǎn)熱速率最高,平均溫度值最大,瓦斯水合反應量較其他體系多,作用效果最好;通過THF優(yōu)選體系研究發(fā)現(xiàn),在其濃度為1mol/L時,體系產(chǎn)熱速率最高,平均溫度值最大,瓦斯水合反應量較其他體系多,作用效果最好。(4)THF/SDS復配溶液改善了瓦斯水合分離過程熱力學條件,提高了氣-水轉化率,影響了不同水合體系溫度場分布。(5)基于實驗研究,建立了不同SDS濃度促進劑作用下瓦斯水合反應傳熱與反應耦合模型,為后續(xù)水合物深入研究及相關參數(shù)修正做了鋪墊。論文提供的大量珍貴的實測數(shù)據(jù)、圖標曲線、照片資料和研究成果,將為進一步開展瓦斯水合反應過程溫度場特征及熱量傳遞控制機理研究提供理論依據(jù)和實踐基礎。
【關鍵詞】：瓦斯水合物 促進劑 傳熱與反應 耦合模型
【學位授予單位】：黑龍江科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-15
• 1.1 研究背景12
• 1.2 目的和意義12-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容及特色14-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容14
• 1.3.2 研究特色14-15
• 2 文獻綜述15-26
• 2.1 水合物概述15-19
• 2.1.1 氣體水合物概念15
• 2.1.2 氣體水合物結構特征15-16
• 2.1.3 氣體水合物穩(wěn)定性16-18
• 2.1.4 氣體水合物物化性質18-19
• 2.2 水合物研究進展19-21
• 2.2.1 發(fā)現(xiàn)階段20
• 2.2.2 調(diào)研階段20-21
• 2.2.3 調(diào)查階段21
• 2.3 SDS/THF對瓦斯水合物形成影響研究現(xiàn)狀21-24
• 2.3.1 SDS對氣體水合物形成影響21-23
• 2.3.2 THF對氣體水合物生成影響23
• 2.3.3 SDS-THF協(xié)同作用對氣體水合物生成影響23-24
• 2.4 水合物形成過程溫度場特征相關研究24-25
• 2.4.1 理論研究24-25
• 2.4.2 實驗研究25
• 2.5 本章小結25-26
• 3 理論基礎26-33
• 3.1 水合物形成過程熱質傳遞26-27
• 3.1.1 熱量傳遞理論26
• 3.1.2 物質傳遞理論26-27
• 3.2 水合反應熱理論模型27-30
• 3.3 水合物形成過程表面活性劑的影響30-31
• 3.3.1 表面活性劑概述30-31
• 3.3.2 表面活性劑對水合物形成影響31
• 3.3.3 表面活性劑促進作用下水合物誘導時間計算模型31
• 3.4 水合生長速率理論31-32
• 3.5 本章小結32-33
• 4 瓦斯水合分離實驗系統(tǒng)33-39
• 4.1 實驗系統(tǒng)33-37
• 4.1.1 高壓水合反應釜33-34
• 4.1.2 溫度調(diào)控與測定系統(tǒng)34-35
• 4.1.3 壓力調(diào)控與測定系統(tǒng)35-36
• 4.1.4 數(shù)字圖像攝錄系統(tǒng)36
• 4.1.5 氣相色譜分析系統(tǒng)36-37
• 4.1.6 實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37
• 4.2 實驗過程37-38
• 4.2.1 溫度傳感器校正37-38
• 4.2.2 實驗材料38
• 4.2.3 實驗步驟38
• 4.3 本章小結38-39
• 5 促進劑對瓦斯水合反應過程溫度場特征影響研究39-58
• 5.1 THF作用下CH_4水合過程溫度場特征39-44
• 5.1.1 實驗體系概述39
• 5.1.2 實驗結果39-41
• 5.1.3 溫度場特征結果分析41-43
• 5.1.4 THF作用機理分析43-44
• 5.2 THF/SDS對瓦斯水合過程溫度場影響44-56
• 5.2.1 含THF體系不同SDS濃度水合分離過程溫度場特征44-52
• 5.2.2 含SDS體系不同THF濃度水合分離過程溫度場特征52-56
• 5.3 結論56-57
• 5.4 本章小結57-58
• 6 瓦斯水合反應過程傳熱與反應模型58-67
• 6.1 水合過程傳質傳熱機理概念模型58-60
• 6.1.1 水合過程傳質機理概念模型58
• 6.1.2 水合過程傳熱機理概念模型58-59
• 6.1.3 傳熱傳質關系59-60
• 6.2 瓦斯水合反應過程生長速率及溫度60-61
• 6.2.1 不同時間區(qū)間瓦斯水合反應過程生長速率60
• 6.2.2 不同時間區(qū)間瓦斯水合反應過程溫度采集60-61
• 6.3 促進劑THF/SDS條件下耦合動力學模型研究61-65
• 6.4 結論65-66
• 6.5 本章小結66-67
• 7 結論與展望67-68
• 7.1 結論67
• 7.2 展望67-68
• 參考文獻68-73
• 作者簡介73-75
• 學位論文數(shù)據(jù)集75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郝文峰;盛偉;樊栓獅;王金渠;;噴淋式反應器中甲烷水合反應實驗研究[J];武漢理工大學學報;2007年12期

2 白凈;梁德青;李棟梁;樊栓獅;;天然氣水合反應器的研究進展[J];石油化工;2008年10期

3 李幼祥;紫銅襯里水合反應器[J];化工設備設計;1984年01期

4 劉樹祥;田君濂;劉坤英;;六氰合鈷(Ⅲ)配離子光水合反應的研究(Ⅱ)[J];曲阜師范大學學報(自然科學版);1986年03期

5 鄭立農(nóng),徐長業(yè);水合反應器的檢測和缺陷處理[J];齊魯石油化工;2001年04期

6 李強;;延長丁烯水合反應催化劑使用期的方法[J];黑龍江科技信息;2007年15期

7 肖亞梁;;解決水合反應器漏劑的幾點措施[J];科技資訊;2009年24期

8 張智博;;156m~3第一水合反應器制作工藝實例[J];科技風;2012年05期

9 郭善良;蒎烯水合反應進程分析與控制技術[J];福建林業(yè)科技;1987年01期

10 ;時間短、溫度高的化學發(fā)熱[J];化學世界;1988年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李俊汾;徐紅;秦張峰;王建國;;丙烯在分子篩上的水合反應[A];中國化工學會2005年石油化工學術年會論文集[C];2005年

2 賈宏玲;王麗霞;王自為;劉燕;任建國;;殼聚糖希夫堿金屬配合物催化不對稱水合反應的研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第2分冊）[C];2010年

3 朱鳳霞;楊旭石;黃建林;殷潔煒;李和興;;介孔Au(Ⅰ)有機金屬催化苯乙炔水合反應的研究[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2009年

4 王華;黃韜;陳剛;張今令;劉中民;;分子篩催化的混合C_4水合反應[A];中國化工學會2005年石油化工學術年會論文集[C];2005年

5 劉銘;葛鋒;李欣然;焦鵬;曹竹安;;丙烯腈水合反應過程中腈水合酶的動力學優(yōu)化[A];中國生物工程學會第三次全國會員代表大會暨學術討論會論文摘要集[C];2001年

6 王梅桃;朱鳳霞;殷潔煒;黃建林;楊旭石;何文翰;李和興;;介孔二硫基-Au(Ⅰ)有機金屬催化苯乙炔水合反應的研究[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2009年

7 李應成;閆世潤;楊為民;謝在庫;陳慶齡;岳斌;賀鶴勇;;Sn改性對Nb_2O_5／α-Al_2O_3催化環(huán)氧化物水合反應性能的影響[A];第十三屆全國催化學術會議論文集[C];2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 岳彥兵;瓦斯水合分離過程傳熱與反應耦合特征研究[D];黑龍江科技大學;2015年

2 李瑩;環(huán)已烯水合反應強化的作用原理研究[D];華東理工大學;2012年

3 吳平鏗;β-石竹烯、環(huán)己烯水合反應研究[D];南京大學;2013年

4 楊洪濤;改性陽離子交換樹脂的研究及在丁烯水合反應中的應用[D];煙臺大學;2009年

5 鄧持林;混合C4中異丁烯水合反應動力學研究[D];華東理工大學;2012年

6 溫麗瑗;丙烯酸水合制備3-羥基丙酸反應工藝條件的研究[D];成都理工大學;2013年

  本文關鍵詞：瓦斯水合分離過程傳熱與反應耦合特征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：292164