氣體水合物是水與甲烷、乙烷、CO₂、N₂、H₂及H₂S等小分子氣體形成的非化學計量性籠狀晶體物質(zhì)，故又稱籠型水合物（clathrate hydrate）。目前已發(fā)現(xiàn)的水合物晶體結(jié)構(gòu)有3種，習慣上稱為Ⅰ型、Ⅱ型和H型結(jié)構(gòu)。不同氣體形成水合物的溫度壓力條件有差別，這是水合物法分離氣體的理論基礎。氣體水合物法分離是一種新型分離技術(shù)，利用天然氣和沼氣中CH₄和CO₂生成水合物的相平衡條件差異，CO₂選擇性形成水合物，實現(xiàn)CH₄與CO₂的分離。目前水合物法分離天然氣中的CO₂還存在很多問題，例如操作壓力高，水合反應速率低，分離效果不佳等。為解決以上問題，本文首先測定了CO₂/CH₄混合氣形成水合物的相平衡條件，以及四丁基溴化銨（TBAB）、四丁基氯化銨（TBAC）和四丁基氟化銨（TBAF）存在下CO₂/CH

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 中國天然氣現(xiàn)狀
    1.2 天然氣脫碳工藝
        1.2.1 吸收法
        1.2.2 變壓吸附法
        1.2.3 膜分離
        1.2.4 低溫蒸餾法
        1.2.5 新型脫碳方法
    1.3 氣體水合物介紹
        1.3.1 氣體水合物簡介
        1.3.2 氣體水合物晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.3 客體分子對晶體結(jié)構(gòu)的影響
    1.4 氣體水合物相平衡熱力學
        1.4.1 氣體水合物相平衡熱力學介紹
        1.4.2 氣體水合物相平衡熱力學模型研究
        1.4.3 氣體水合物相平衡條件研究
    1.5 水合物法氣體分離技術(shù)
        1.5.1 氣體水合物法分離基本原理
        1.5.2 氣體水合物法分離研究現(xiàn)狀
        1.5.3 水合物法分離工藝研究
    1.6 選題依據(jù)及研究的內(nèi)容和意義
第二章 CO_2/CH_4生成水合物的相平衡條件
    2.1 引言
    2.2 實驗裝置和方法
        2.2.1 實驗裝置
        2.2.2 實驗材料及試劑
        2.2.3 實驗方法
    2.3 實驗步驟
    2.4 實驗裝置的校驗
    2.5 實驗結(jié)果與分析
        2.5.1 CO_2/CH_4混合氣+H_2O 系統(tǒng)
        2.5.2 CO_2/CH_4混合氣+TBAB+H_2O 系統(tǒng)
        2.5.3 CO_2/CH_4混合氣+TBAC+H_2O 系統(tǒng)
        2.5.4 CO_2/CH_4混合氣+TBAF+H_2O 系統(tǒng)
        2.5.5 季銨鹽對 CO_2/CH_4混合氣形成水合物的影響
    2.6 小結(jié)
第三章 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
    3.1 引言
    3.2 水合物生成動力學
        3.2.1 水合物生成動力學概述
        3.2.2 水合物生成動力學模型研究
    3.3 實驗裝置與方法
        3.3.1 實驗裝置
        3.3.2 實驗材料
        3.3.3 實驗步驟
    3.4 實驗數(shù)據(jù)處理
        3.4.1 壓縮因子 Z 計算
        3.4.2 氣液體積比 Rv 計算
        3.4.3 CO_2的水合率計算
        3.4.4 CH_4的水合率計算
        3.4.5 CO_2分離因子 S 計算
    3.5 實驗結(jié)果與討論
        3.5.1 CO_2/CH_4氣體水合反應的溫度壓力變化
        3.5.2 進料壓力對分離效果的影響
        3.5.3 氣液體積比對分離效果的影響
    3.6 小結(jié)
第四章 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
    4.1 引言
    4.3 實驗裝置與方法
        4.3.1 實驗裝置
        4.3.2 實驗材料
        4.3.3 實驗步驟
        4.3.4 實驗數(shù)據(jù)處理
    4.4 實驗結(jié)果與討論
        4.4.1 TBAB 水合物法分離天然氣中 CO2
        4.4.2 初始氣液體積比 Rv對水合分離效果的影響
        4.4.3 進料壓力對水合分離效果的影響
        4.4.4 系統(tǒng)溫度對水合物法分離效果的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 季銨鹽下 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
    5.1 引言
    5.2 實驗裝置與方法
        5.2.1 實驗裝置
        5.2.2 實驗材料
        5.2.3 實驗步驟
    5.3 實驗數(shù)據(jù)的處理方法
        5.3.1 氣體消耗量計算
        5.3.2 水合反應釜的空速計算
    5.4 實驗結(jié)果與分析
        5.4.1 TBAB 存在下 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
        5.4.2 TBAC 存在下 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
        5.4.3 TBAF 存在下 CO_2/CH_4混合氣水合物法分離研究
        5.4.4 季銨鹽對 CO_2/CH_4混合氣分離效果比較
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
答辯委員會對論文的評定意見



本文編號：3484546