天然氣作為一種清潔能源,已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。天然氣使用前必須進行脫硫脫碳處理,目前通常采用化學(xué)吸收法處理,該法對H2S、CO2等酸性氣體的脫除效果明顯,但對有機硫效果較差。因此,開發(fā)同時脫有機硫、H2S和CO2的復(fù)配吸收劑對天然氣的開采和使用具有重要意義。本文針對有機硫脫除率低的問題,提出采用理論模擬結(jié)合實驗的方式,探究了影響溶解過程的因素;建立了溶劑選擇方法;揭示了溶解過程中混合體系的熱效應(yīng)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）對甲硫醇在9種不同溶劑中的亨利系數(shù)進行了計算,以此來表征溶劑對甲硫醇的物理吸收能力。計算發(fā)現(xiàn),NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶劑對甲硫醇具有最好的吸收效果。對3種化學(xué)溶劑的Pka值進行預(yù)測,以此來表征溶劑對甲硫醇的化學(xué)吸收作用,發(fā)現(xiàn)在所選的3種化學(xué)溶劑中,HEP（1-哌啶乙醇）的堿性最強。將上述計算結(jié)果分別與實驗值進行對比,發(fā)現(xiàn)COSMOthermx軟件可定性預(yù)測甲硫醇在溶劑中的亨利系數(shù),即可以正確的預(yù)測溶解度的趨勢,在定量分析上則稍顯不足。此外,發(fā)現(xiàn)NMP和HEP溶劑復(fù)配對甲硫醇的吸收效果最好。（2）針對溶劑-甲硫醇體系,進行了 RDG和QTAIM的計算和分析,從... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１硫醇吸收過程示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＭＭ??

?北京化工大學(xué)碩士研宄生學(xué)位論文???取決于計算精度和計算參數(shù)類型的不同。通過調(diào)研和對計算精度、計算成本的平衡，??本文選擇的基組一般為６－３１Ｇ、６－３１１Ｇ。??２．２．１．丨最優(yōu)幾何構(gòu)型搜索??分子的幾何構(gòu)型優(yōu)化是很重要的一步，分子幾何構(gòu)型的不同會影響分子能量以及??分子內(nèi)作用力的大校本文先利用Ｇｖｉｅｗ構(gòu)造分子，構(gòu)造的分子名稱及其未優(yōu)化前的??分子構(gòu)型分別列于表２－１、圖２－１。??Ｉ?—??■ｍ??圖２－１各分子優(yōu)化前分子構(gòu)型??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ??１８??

?北京化工大學(xué)碩士研宄生學(xué)位論文???圖２－３各分子表面屏蔽電荷分布情況??（ａ）ＤＭＥ?（ｂ）ＤＭＦ?（ｃ）ＤＭＳＯ?（ｄ）?ＭＭ?（ｅ）ＨＥＰ?（ｆ）ＭＤＥＡ?（ｇ）ＭＰ?（ｈ）ＮＭＰ?（ｉ）ＰＣ?〇）ＳＵＬ??Ｆｉｇ．?２－３?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｃｒｅｅｎ?ｃｈａｒｇｅ?ｆｏｒ?ｅａｃｈ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ??（ａ）ＤＭＥ?（ｂ）ＤＭＦ?（ｃ）ＤＭＳＯ?（ｄ）?ＭＭ?（ｅ）ＨＥＰ?（ｆ）ＭＤＥＡ?（ｇ）ＭＰ?（ｈ）ＮＭＰ?（ｉ）ＰＣ?（ｊ）ＳＵＬ??２．２．２．２亨利系數(shù)的計算??通常，表征一個物質(zhì)的溶解能力大小可以用該物質(zhì)在溶劑中的亨利系數(shù)做為指??標，是因為溶解度與亨利系數(shù)有如下的關(guān)系：??Ｈ?＝?ｌｉｍ?Ｅ???式（２－２）??在ＣＯＳＭＯｔｈｅｒｍｘ軟件對分子進行熱力學(xué)計算時，先通過式１－１７計算溶質(zhì)的化學(xué)勢，??然后通過式２－３來確定該物質(zhì)在混合體系中的亨利系數(shù)。??＂／＝［ｏｒ?－?＂ｒ）／甽＝ｊＴｃ?式（２?３）??其中是該物質(zhì)在無限稀釋下的化學(xué)勢；ｈｅａｓ表示該純物質(zhì)在氣相下的化學(xué)勢；??Ｙ＾５為該物質(zhì)的無限稀釋活度系數(shù)。通過這種方法計算甲硫醇在９種不同的有機溶劑??中的亨利系數(shù)，溫度設(shè)置為２５°Ｃ，計算結(jié)果如圖２－４所示�？梢钥闯觯琢虼荚谂c??ＮＭＰ混合時亨利系數(shù)最小，與ＭＤＥＡ混合時亨利系數(shù)最大，這說明，僅考慮物理溶??解的情況下，ＮＭＰ對甲硫醇的吸收效果最好，而ＭＤＥＡ最差。甲硫醇在ＰＣ、ＤＭＳＯ、??２２??鏞??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]KMnO4改性活性炭對臭氣中甲硫醇的吸附特性[J]. 徐金寶,董文藝,王宏杰,黃瀟.  環(huán)境工程學(xué)報. 2020(06)
[2]沸石負載磺化酞菁鈷及其催化氧化硫醇的研究[J]. 曾婧.  江西化工. 2019(02)
[3]Merox液化氣脫硫技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用[J]. 孫博文,楊智.  石油化工應(yīng)用. 2019(02)
[4]供給側(cè)改革下能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型路徑研究[J]. 常俸瑞,曾子豪.  煤炭經(jīng)濟研究. 2018(12)
[5]改性Y型分子篩對硫醇硫醚的吸附脫除研究[J]. 范躍超,甄新平,牛春革,宋麗娟.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2017(12)
[6]改性UDS溶劑提高天然氣中甲硫醇脫除效率的研究[J]. 于惠波,沈本賢,孫輝,張峰,詹國雄.  石油煉制與化工. 2017(07)
[7]活性炭基甲硫醇吸附劑的制備及再生研究[J]. 劉強,柯明,劉峰,胡海強,宋昭崢.  現(xiàn)代化工. 2017(04)
[8]天然氣凈化工藝處理技術(shù)研究[J]. 鄧遠平,李成軍,羅廣祥,蔡明川,董麗.  化工管理. 2016(26)
[9]活性炭和分子篩吸附脫硫醇的研究進展[J]. 黃建珍,許可.  化工技術(shù)與開發(fā). 2015(12)
[10]溶劑法脫除天然氣中有機硫的原理及發(fā)展趨勢[J]. 王亞軍,李春虎,薛真,遲明浩.  天然氣與石油. 2015(03)

博士論文
[1]MOFs材料對異味氣體吸附及其衍生物氣敏特性研究[D]. 馬翔.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2018
[2]適用于天然氣選擇性脫硫的空間位阻胺合成及性能評價[D]. 楊超越.西南石油大學(xué) 2016
[3]新型溶劑高效吸收凈化高酸性石油天然氣技術(shù)開發(fā)研究[D]. 章建華.華東理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]CO2和NH3在離子液體中的溶解度模型選擇及其捕集工藝[D]. 胡佳靜.青島科技大學(xué) 2018
[2]離子液與典型揮發(fā)性有機物的交互作用及亨利系數(shù)預(yù)測模擬研究[D]. 吳菲.北京化工大學(xué) 2017
[3]催化氧化法脫除二氧化碳中甲硫醇和甲硫醚的研究[D]. 方建朝.大連理工大學(xué) 2013
[4]醇胺溶液富集CO2的研究[D]. 蓋群英.大連理工大學(xué) 2008
[5]生物滴濾塔處理乙硫醇惡臭氣體的研究[D]. 張雅旎.北京化工大學(xué) 2007
[6]天然氣直接轉(zhuǎn)化法脫硫技術(shù)[D]. 趙鈺.西南石油大學(xué) 2007



本文編號：3270419