天然气脱水系统模拟及主要设备优化

陕北某天然气净化厂由于新气源的并入,造成净化后商品气无法达到国家天然气相关标准,这是一个迫切需要解决的问题。通过ChemCAD 6.0.1软件对脱水系统进行模拟,研究分析TEG循环量、原料气进料温度及TEG贫液质量分数对脱水效果的影响,得到最佳的优化操作参数为:TEG循环量为5.5 m3/h,原料气进料温度为26℃,TEG贫液质量分数为99%。通过FRI,HTRI,Pipe Flow Expert等专业软件对TEG脱水塔、TEG贫液水冷器等关键设备进行核算,结果表明:TEG脱水塔的流体力学性能均符合要求,其工作点亦落在负荷性能图的适宜位置;TEG循环量提高导致TEG贫液水冷器负荷增大,需要更换管束,以达到换热效果。研究结果可为该净化装置的优化和改造提供可靠的理论依据,同时对同类型装置也具有一定的借鉴作用。     

天然气脱硫装置的系统模拟与优化

针对陕北某天然气净化厂脱硫装置CO2体积分数偏高﹑生产设备和输送管线故障频繁这一问题,文中利用ChemCAD 6.0.1对脱硫系统进行了全流程模拟优化,并通过FRI-Tray Rating 1.0.7,HTRI Xchanger Suit 4.00等专业软件对关键设备进行了校核。结果表明:适当提高MDEA循环量可使产品气达到国标相关要求;此外,MDEA吸收塔的各项流体力学指标均满足新工艺条件的要求;MDEA贫富液换热器的换热能力不足,可在原有换热器基础上串联一台同型号换热器来满足换热负荷;提高酸气空冷器的表面翅化率可使其满足换热要求;将原有MDEA循环泵更换为大功率机泵以保证MDEA循环量达到系统指定要求。     

煤焦油在电场中的脱水动力学研究

对陕北神木中温热解煤焦油在电场中的脱水动力学进行了研究,得到了煤焦油在电场中脱水的一般规律。通过在电场中加入破乳剂,以von Smoluchowski提出的快速聚集理论为基础,建立了动力学模型,考察了外加电场的电场强度、内部水滴直径、乳化液中水相含量、脱水温度及乳状液黏度对脱水速率的影响;用Matlab软件拟合出各动力学参数,得出模型参数C1=1.35×10-3,C2=6.02×10-5。用实测数据对模型的可靠性进行了验证,模型验证显示相对误差可控制在3%左右,表明此模型对煤焦油在电场中的脱水速率具有很好的预测性,为破乳剂评价和工业化应用提供了可靠依据,具有很好的实用价值。     

微波辐射下聚醚改性聚硅氧烷的合成及其乳液的性能

以含氢硅油与封端聚醚为原料,在微波辐射条件下合成出了聚醚改性聚硅氧烷,利用红外光谱对其结构进行了表征,采用均匀设计法对合成参数进行了优化,优化条件为：微波功率为650 W,封端聚醚与含氢硅油的摩尔比取1.1∶1,添加质量比为15 mg/kg的氯铂酸催化剂,于100 ℃反应30 min,在该条件下,平均转化率为96.8%。以合成的聚醚聚硅氧烷为主要活性单体制备出了消泡剂乳液,并考察了温度、pH值对制备的消泡剂性能的影响,结果表明制备的消泡剂在常温到98 ℃,酸性或碱性条件下的消泡及抑泡性能良好。     

光催化剂Cu-BiVO4的制备及其光催化降解含酚废水

采用水热法制备了Cu改性的BiVO4催化剂并进行了表征,用于模拟含酚废水的降解。考察了催化剂制备条件和光催化降解工艺对该样品在可见光下催化氧化去除苯酚效果的影响。结果表明,在中性条件下制备的催化剂活性最高,在空气通入量为200 mL/min、催化剂加入量为1 mg/L时,反应180 min后,对含酚废水的去除率最高达92.4%。采用X射线衍射和紫外-可见光谱等表征手段对催化剂的结构性质进行了表征。结果表明,Cu的复合使可见光吸收带发生红移,吸收强度也有较大幅度的提高,当pH=7时,Cu-BiVO4的单斜晶相特征峰的强度最强,晶型较完整。     

煤焦油中甲苯不溶物的性质和组成分析

利用元素分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱等手段对煤焦油中甲苯不溶物（TIM）的组成、结构进行了分析表征。结果表明,97%的甲苯不溶物颗粒粒径在21.06 μm以下,其形状不规则,稳定分布在煤焦油中。该物主要由有机物组成,O含量较高,金属元素中Ca、Na、Mg、Fe含量较高。其有机成分主要是稠环芳烃类物质,无机成分大部分是煤粉、煤灰、碳质和矿物质颗粒等。甲苯不溶物固体表面C、O元素总摩尔分数为91.56%,C主要以碳氢化合物和酚类 、醚类化合物的形式存在,O主要以酚羟基和醚氧键的形式存在。     

响应面法优化煤焦油加氢脱氮工艺

在小型固定床加氢装置上,研究煤焦油加氢脱氮工艺过程各参数对脱氮效果的影响。通过单因素考察和响应面分析法得到了加氢脱氮的优化工艺条件为:反应温度704.4K,反应压力13.48MPa,氢油体积比1600︰1,液体体积空速0.20h-1,产品氮含量为90～100μg/g。由于煤焦油的氮含量较高,要达到较好的加氢脱氮效果必须在高温、高压和低空速下进行。研究结果对煤焦油加氢改质工艺的深入研究提供了一定的理论基础和参考。     

八角茴香油臭氧化制备茴香醛工艺研究

以八角茴香油为原料,采用臭氧氧化法制备茴香醛.在单因素试验和Box-Benhnken试验设计基础上,进行试验及回归分析得到最佳工艺参数:氧化反应时间21min,氧化温度8.45℃,复合溶剂配比4.27:1(g/g),收率可达73.6%.验证实验显示,最优条件下实验结果能够很好地与预测值符合.     

活性白土-Bi_2WO_6光催化剂的制备及其光催化降解含酚废水

采用水热法合成纳米Bi2WO6粉末,将其负载于陕北志丹县白土上,制得用于光催化降解含酚废水的活性白土-Bi2WO6负载型可见光催化剂,并对其进行XRD和UV-Vis DRS表征。以含酚废水为目标污染物,通过单因素试验和正交试验方法研究活性白土-Bi2WO6光催化剂催化降解含酚废水的性能。结果表明,在活性白土-Bi2WO6光催化剂用量0.5 mg·L-1、过氧化氢用量0.1 m L·m L-1和400 W金卤灯光照120 min条件下,含酚废水降解率可达98.29%,且重复使用2次后,仍具有较好的催化效果。     

天然气中酸性组分含量升高的脱硫系统优化研究

针对近年来天然气中酸性组分含量升高导致的产品气气质下降、设备故障频繁等问题,利用Aspen HYSYS软件对MDEA溶液循环量提高后的脱硫系统进行了流程模拟。结果表明,当原料气中酸性组分CO2和H2S的体积分数分别由5.280%和0.028%增至6.280%和0.052%时,为了保证产品气符合国家标准,需将系统中的MDEA溶液循环量由63.25m3/h逐渐提高至102.85m3/h。使用Tray Rating、HTRI Xchanger Suite软件对不同MDEA溶液循环量下的塔器和换热器等重要设备进行了一系列优化。经计算,胺液吸收塔和再生塔的流体力学性能均符合要求;胺液贫富液换热器在MDEA溶液循环量提高时可串联1台同型号换热器,同时更换换热管规格,以满足系统需要并缓解堵塞;优化后的二级闪蒸装置能够较大程度地缓解装置频繁波动的情况,而在其入口处加装高效波纹板除沫器则可有效避免系统发泡。